描述運動的基本概念

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學習網(wǎng)
第一講、描述運動的基本概念
一、內(nèi)容及其解析
本節(jié)課要學的內(nèi)容質(zhì)點、參考系和坐標系指的是:物理學中,在某些情況下,我們忽略物體的大小和形狀,突出“物體具有質(zhì)量”這一要素,把它簡化為一個有質(zhì)量的點,稱為質(zhì) 點;要描述一個物體的運動,首先要選定某個其他物體做參考,這種用來做參考的物體稱為參考系;為了定量地描述物體的位置及位置的變化,需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼。其核心就是要質(zhì)點模型,建立參考系和坐標系。理解它關(guān)鍵就是要突出研究對象的主要方面,忽略次要因素。學生在初中階段已經(jīng)學習過參照物,本 節(jié)課的內(nèi)容 參考系就是在此基礎(chǔ)上的發(fā)展。由于它是物理必修1第一章第一節(jié)的內(nèi)容,所以在本學科有重要的地位,并有基礎(chǔ)性的作用,是第一章運動的描述的基本內(nèi)容。教學的重點是要學生知道怎樣建立質(zhì)點模型,怎樣建立參考系和坐標系來描述運動,解決重點的關(guān)鍵是建立理想化物理模型,突出研究對象的主要方面,忽略次要因素。
二、目標及其解析
1、目標定位:
(1)理解質(zhì)點的概念,知道它是一種科學的抽象,知道科學抽象是一種普遍的研究方法。
(2)理解參考系的選取在物理中的作用,會根據(jù)實際情況選定參考系。
(3)知道位移與路程的區(qū)別和聯(lián)系。
(4)知道矢量與標量的概念及區(qū)別。
2、目標解析:
(1)理解質(zhì)點的概念就是指讓學生通過對質(zhì)點的認識了解物理學研究中物理模型的特點,物理模型在探索自然規(guī)律中的作用;知道質(zhì)點是一種科學的抽象就是指讓學生初步掌握在哪些情況下可以把物體看做質(zhì)點。
(2)理解參考系的選取在物理中的作用,會根據(jù)實際情況選定參考系,就是指讓學生通過參考系的學習,知道從不同角度研究問題的方法,讓學生從熟悉的事例中體驗運動描述的相對性。
(3)知道時刻和時間間隔、路程和位移、矢量和標量的含義和區(qū)別就是指通過對實例的討論,區(qū)別時間間隔和時刻。通過生活中的時間、路程與物理學習中的時間間隔、時刻、位移等概念的比較,科學概念的重要性,提高學生的學習興趣。
三、問題診斷分析
在本節(jié)課的教學中,學生可能遇到的問題是質(zhì)點概念的理解,產(chǎn)生這一問題的原因是質(zhì)點是一 種科學抽象。要解決這一問題,就要建立質(zhì)點模型,其中關(guān)鍵是在研究物理對象是要突出研究對象的主要方面,忽略次要因素。
四、教學支持條件分析
五、教學過程設(shè)計
一、物體和質(zhì)點
(1)質(zhì)點的定義:____________________________
(2)質(zhì)點是人們?yōu)榱耸箤嶋H問題簡化而引入的理想化模型。
(3)關(guān)于質(zhì)點簡化的條件性
1。是不是只有很小的物體才能看作質(zhì)點?
2.地球的自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動的車輪能否被看作質(zhì)點?
3.物理中的“質(zhì)點”和幾何中的點有什么相同和不同之處?
二、參考系
1。小小竹排江中游,巍巍青山兩岸走
2.月亮在蓮花般的云朵里穿行
3.坐地日行八萬里,巡天遙看一千河
在上述三例中,各個物體的運動分別是以什么物體為參考系的。
三、坐標系
怎樣確定物體的位置?
(1)量地描述物體的位置及位置的變化,需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼怠?(2)建立坐標系的三要素是原點、正方向和單位長度。
四、時刻和時間間隔
1.時刻和時間間隔可以在時間軸上表示出來。時間軸上的每一點都表示一個不同的時刻,時間軸上一段線段表示的是一段時間間隔。
2.在學校實驗室里常用停表,電磁打點計時器或頻閃照相的方法測量時間。
例1 下圖1—2—1給出了時間軸,請你說出第3秒,前3秒,第3秒初第3秒末, 第n秒的意義.
變式練習
學習了時間與時刻,藍仔、紅孩、紫珠和黑柱發(fā)表了如下一些說法,正確的是…( )
A. 藍仔說,下午2點上課,2點是我們上課的時刻
B.紅孩說,下午2點上課,2點是我們上課的時間
C.紫珠說,下午2點上課,2點45分下課, 上課的時刻是45分鐘
D.黑柱說,2點45分下課,2點45分是我們下課的時間
五、路程和位移
1.路程:質(zhì)點實際運動軌跡的長度,它只有大小沒
有方向,是標量。
2.位移:是表示質(zhì)點位置變動的物理量,有大小和方向,是矢量。它是用一條自初始位置指向末位置的有向線段 表示,位移的大小等于質(zhì)點始末位置間的距離,位移的方向由初位置指向末位置,位移只取決于初末位置,與運動路徑無關(guān)。
3. 位移和路程的區(qū)別:
4.一般來說,位移的大小不等于路程。只有質(zhì)點做方向不變的直線運動時大小才等于路程。
【例二】中學的壘球場的內(nèi)場是一個邊長為16.77m的正方形,在它的四個角分別設(shè)本壘和一、二、三 壘.一位球員擊球后,由本壘經(jīng)一壘、一壘二壘跑到三壘.他運動的路程是多大?位移是多大?位移的方向如何?
例1 (用課件展示中國地圖)在地圖上查找上海到烏魯木齊的鐵路.請根據(jù)地圖中的比例尺估算一下,坐火車從上海到烏魯木齊的位移和經(jīng)過的路程分別是多少?
變式練習
下列關(guān)于位移和路程的說法中,正確的是………………( )
A位移大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程
B位移的大小等于路程,方向由起點指向終點
C位移描述物體相對位置的變化,路程描述路徑的長短
D位移描述直線運動,路程描述曲線運動
師生活動:(1)位移:從物體運動的起點指向運動的終點的有向線段.位移是表示物體位置變化的物理量.國際單位為米(m).
(2)路程:路程是質(zhì)點實際運動軌跡的長度.
六、矢量和標量
七、速度
1.定義:位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值。
2.定義式:v=s/t
3.物理意義:描述物體運動快慢程度的物理量。
4.單位: 國際單位:m/s 常用單位:km/h cm/s
5.標矢性:矢量。速度的大小在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)物體位移的大小,速度的方向就是物體運動的方向。
八、速率
1.定義:速度的大小。
2.跟速度的區(qū)別:只有大小無方向,是標量。
汽車速度計不能顯示車輛運動的方向,它的讀數(shù)實際是汽車的速率。日常生活和物理學中說到的“速度”有時是指速率。
九、平均速度和瞬時速度:
1 .平均速度:
①描述變速直線運動的物體在某段時間(或某段位移S)內(nèi)的平均快慢與運動方向(運動速度)。
②不是速度的平均值,它等于位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值,即v=s/t。
③對做變速直線運動的物體,不同位移或不同時間段的平均速度一般不同。所以平均速度只有指明了是哪段位移,或哪段時間內(nèi)的平均速度才有意義。
④對做勻速直線運動的物體,位移與時間的比值不變,所以做勻速直線運動的物體的平均速度就是物體的速度。
平均速率:v=s/t (s是指路程)
2。瞬時速度:
①描述運動物體經(jīng)過某一時刻(或某一位置)的速度,簡稱速度。
②在直線運動中,瞬時速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時運動方向相同。它的大小叫瞬時速率。在技術(shù)上通常用速度計來測瞬時速率。
③在勻速直線運動中,各時刻瞬時速度都相等,且與各段時間內(nèi)的平均速度都相等。在位移時間圖象 中,圖線的傾斜程度表示速度的大小,斜率越大,速度越大。斜率為正,表示速度方向與 所選正方向相同,斜率為負,表示速度方向與所選正方向相反。
④在以后的敘述中,“速度”一詞有時是指平均速度,有時指瞬時速度,要根據(jù)上下文判斷。
十、加速度
1.定義;加速度等于速度的改變跟發(fā)生這一改變所用時間的比值。用a表示。
2.定義式:a=(vt-v0)/t 或 a=△v/△t
3.單位:國際單位:m/s2。,讀著:米每二次方秒
4.物理意義:表示速度改變快慢的物理量,是速度對時間的變化率,數(shù)值上等于單位時間內(nèi)速度的變化量。
5.加速度的標矢性:
大。旱扔趩挝粫r間內(nèi)速度的改變量。勻變速直線 運動是加速度不變的運動。勻速直線運動是加速度為零的變速直線運動。
方向:①加速度的方向始終與速度變化vt-v0或△v的方向相同。
②在變速直線運動中速度的方向始終在一條直線上。若規(guī)定v0為正方向,若物體加速運動,vt-v0為正,a為正,a與v0方向相同。若物體減速運動vt-v0為負,a為負,a 與v0方向相反。在單向直線運動中速度是增大還是減小由加速度 方向與速度方向相同或相反決定不是由加速度大小決定
問題:1.物體的速度越大,加速度也越大嗎?
2.物體的速度變化越大,加速度也越大嗎?
3.加速度的方向一定跟物體的速度方向相同嗎?
注:①加速度不是增加的速度,不是速度變化的多少。
②加速度大,表示速度變化快,并不表示速度大,也不表示速度變化大,加速度與速度,速度變化無直接因果關(guān)系。
③加速度很大時,速度可能很小,加速度很小時,速度可能很大。
十一、從v-t圖象看加速度
在v-t圖象中,圖線的斜率表示物體運動的加速度。斜率為正,表示加速度方向與所設(shè)正方向相同;斜率為負 表示加速度方向與所設(shè)正方向相反;斜率不變,表示加速度不變。
【例】計算物體在下列時間段內(nèi)的加速度
1.一輛汽車從車站出發(fā)做勻加速運動,經(jīng)l0s速度達到108Km/h。
2.以40m/s的速度運動的車,從某時刻起開始剎車,經(jīng)8s停下。
3.沿光滑水平地面以10m/s運動的小球,撞墻后以原速大小反彈,與墻壁接觸時間為0.2s。
八、本課小結(jié)
一、物體和質(zhì)點
二、參考系
三、坐標系
四、時刻和時間間隔
五、路程和位移
六、矢量和標量
七、速度
八、速率
九、平均速度和瞬時速度:
十、加速度


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