2022年高中物理必修第一册2.2匀变速直线运动的位移与时间的关系 教案
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2022年高中物理必修第一册2.2匀变速直线运动的位移与时间的关系 教案

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时间:2022-09-05

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资料简介
集体备课教案项目内容课题§1.2时间和位移修改与创新教学目标1.知道时间和时刻的区别和联系.2.理解位移的概念,了解路程与位移的区别.3.知道标量和矢量,知道位移是矢量,时间、时刻和路程是标量.4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移.5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系教学巫、难点重点1.吋间和吋刻的概念以及它们之间的区别.2.位移的概念以及它和路程的区别.难点1.帮助学生正确认识生活中的时间和时刻.2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移教学准备课型课时安排1课时教学过程新课导入:上一节课中我们学习到,为了研究物体的运动,在可以忽略物体的形状和大小的情况下看成质点,而且要在对应的参考系上建立坐标系才能着手研究.那么关于同学们从家到学校这一运动过程,我要提问儿个问题,上学的时候是什么时间离开家的?在路上用了多长时间?走的那一条路线?什么时间到校的?可见,要想清楚的描述物体运动情况,仅仅用前面所学的内容是不够的,我们需要学习更多的物理量.,时间和位移。 新课教学—、时刻和时间间隔结合书本介绍,说11!下面所说的是吋刻还是时间间隔(1)早上第一节上课的时间是8:00;_(2)每节课的时间是45分钟;(3)合肥市的公交车每天首班车时间是5:30;⑷11路公交车每20分钟一班。下课上课下课上课111111111||111II111>1II11IIrj45minl945minIlOmin10t/h总结:表示某一瞬间的是时刻,表示一段时间的就是时间间隔.在物理中,我们用数学方法,在时间轴上,时刻用一个点來表示,我们是8:00±课,8:45下课,8:55上第二节课,9:40下笫二节课.这些时刻都由时间轴上的点代表.而时间间隔在时I'可轴上就表示为一条线段,是两个时刻之差.例如时间轴上的8:00-8:45代表第一节课45分钟这段时间;时间轴上的8:45—&55代表课间休息10分钟这段时间,8:55—9:40代表第二节课45分钟这段时间.请大家区别下而儿个词是指时间间隔还是指时刻,并画出这些词在时间轴上的表示:第一秒初;第1秒末;第1秒内;前1秒内;第2秒初;第2秒末;第2秒内;前2秒内.大家要深刻理解第n秒初,第n秒末,第n秒内,前n秒内及前n秒的概念。第二秒末第一秒末|第三秒末IIEZ2I前三秒I5t/sk——|——|前上秒•前一秒【随堂练习】学习了时间与时刻,蓝仔.红孩.紫珠和黑柱发表了如下一些说法,正确的是…A.蓝仔说,下午2点上课,2点是我们上课的时刻.B.红孩说,下午2点上课,2点是我们上课的时间.C.紫珠说,下午2点上课,2点45分下课,上课的时刻是45分钟. A.黑柱说,2点45分下课,2点45分是我们下课的时间.神舟七号载人飞船于2008年9月25日21点10分04秒988毫秒从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空。飞船于2008年9月28日17点37分成功着陆于屮国内蒙古四子王旗主着陆场。神舟七号飞船共计飞行2天20小时27分钟。在上面给出的时间或时刻中,哪些指的是时间,哪些又指的是时刻?答:实验室中常用的测量吋间的工具有频闪照片、电磁打点计吋器、电火花计吋器.二、路程和位移从北京到重庆可以选择很多方式,路径各不相同,这样运动过程就不同。虽然路径不同,路程不同,但是结果是一样的。出发位置是北京,终点位置是重庆,位置的变化是相同的.这个相同点我们要引入一个新的物理量来描述,那就是“位移”。在这个运动过程中,位移就是从北京指向重庆的有向线段.如果从北京到重庆和从重庆返回北京走的是同样的轨迹,那两次的路程和位移一样吗?学习了路程和位移,你能说说这两个物理量的区别吗?路程是指;位移是指O【小结】(1)位移表示质点位置的变化的物理量.路程则是表示质点通过的实际轨迹长度的物理量。(2)位移是矢量(即有大小又有方向)大小为有向线段的长度,方向为有向线段的方向。路程是标量(只有大小没有方向)(3)位移与质点的运动路径无关,只与初位置、末位置有关。路程不仅与质点的初末位置有关,还与路径有关。【实例演示】物体从A运动到B,不管沿着什么轨迹,它的位移都是一样的•这个位移可以用一条有方向的(箭头)线段AB表示. 【随堂练习】下列关于位移和路程的说法中,正确的是……()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,方向由起点指向终点C位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短D位移描述直线运动,路程描述曲线运动三、矢量和标量我们已经学习了许多物理量.这些物理暈屮有的既有大小又有方向,叫做矢量.而只有大小没有方向就是标量。除了这节课学习的位移,我们还学过哪个物理量也是矢量呢?哪些物理量又是标量呢?矢量有等,标量有等。矢量运算要符合平行四边形定则(三角形沱则),而标量运算要符合算术加法法则.【知识扩展】矢量加法遵从三角形法则。例如:当一质点从位置A运动到C[VB位置C,在由C位置运动到B,则这一运动过程的位移是AB这段有向线段,方向是从A指向B.则Xac+Xcb二Xab/位移和路程的区别位移路程方向是矢量需考虑方向.是标量不需考虑方向.大小位移的大小与路径无关;只有当物体做单向直线运动时,物体的位移大小才等于路程;一般情况下:路程3位移的大小.实际行进的轨迹长度运算法则平行四边形法则.算术加法四、直线运动的位置和位移要想准确描述物体的位置变化怎么办? 【教师讲解】对于做直线运动的物体,可以用直线坐标系来描述.在直线坐标系中,位置用点来描述物体在ti吋刻处于“位置”Xi,在t2吋刻处于“位置”X2,那么X厂Xi就是物体的“位移”记为AX=X2-Xitl七2IIIIIII—OxiX2X物理中矢量的正负不表示大小,只表示方向,当规定了正方向后,正值表示与正方向同向,负值表示与正方向反向。【随堂练习】习题:物体从A运动到B,初位置的坐标是XA=3m,XiF—2m,它的坐标变化量人乂=?若物体从A运动到0,再从0到C,再从C到B,Xc=lm,则位移和路程各是多少?:AX:BOCAX§1.2时间和位移1・时刻:时刻是指某一瞬时,在时间轴上为一个点。2•时间:是时I'可I'可隔的简称,指一段持续的时I'可间隔。两个时刻的间隔表示一段时间。板书3.位移:从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段.位移是表示物体位置变化的物理量.国际单设计位为米(m).4.路程:路程是质点实际运动轨迹的长度.5•矢量:既有大小又有方向的物理量;如:位移,速度6.标量:只有大小没有方向的物理量;如:温度、质量、体积、长度、时间、路程. 7•直线运动的位置和位移:如果物体做的是直线运动,运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置,如果是一段时间,对应的是这段时间内物体的位移。教学反思本节学习完毕后学生基本能够区分时1'可与时刻,位移与路程了。体备课教案项目内容课题§1.3运动快慢的描述一-速度修改与创Wr教学目标1.知识与技能(1).理解速度的概念,知道速度是表示物体运动快慢的物理量;(2).知道速度是矢量,知道速度的单位、符号,了解生活实际中的某些直 线运动的速度大小数据;(3).理解平均速度的概念,知道平均速度的定义式,会用平均速度的公式解答有关的问题;(4).知道瞬时速度的概念及意义,知道瞬时速度与平均速度的区别和联系;(5).知道速度和速率以及它们的区别。2.过程与方法(1).运用平均速度的定义,把变速直线运动等效成匀速直线运动处理,从而渗透物理学的重要研究方法一一等效法;(2).培养迁移类推能力。3•情感态度与价值观(1).通过解决一些问题,而向复杂问题过渡,使学生养成一种良好的学习方法;(2).通过师生平等的情感交流,培养学生的审美情感。教学重、难点重点:理解速度、平均速度、瞬时速度的概念。难点:理解速度、平均速度、瞬时速度的区别。教学准备课型课时安排教学过程新课导入师:同学们,前面我们已经学过直线运动的位置和位移可以用坐标以及坐标的变化来表示。 1m-T1030OX|x/m图I.M別帑林和呛你的变化fit例如:一辆汽车沿平直公路运动,我们以公路为X轴建立直角坐标系,时刻ti汽车处于XI点,坐标是XLlOm,—段时间Z后,时刻t2至I」达X2点,坐标是X2二30m。则X2-X】就是汽车位置坐标的变化量,可以用符号“Ax”表示。=30m-10m=20m本章只讨论直线运动的情况,并以这条直线为x轴,于是物体的位移1就可以通过坐标的变化量来表示,即1=Ax=X2~Xi△x的大小表示位移的大小,正负表示位移的方向。由此可见,计算坐标的变化量时,应该用后來的坐标减去原來的坐标。同样,可以用At表示时间的变化量At=t2~ti也是用后來的时刻减去原來的时刻。--般来说,不同的运动,经历相同的位移所用的时I'可是不同的,也就是说,有的物体运动快些,有的慢些。比如:物体的运动初始位置/m经过时间/s末了位置/mA.自行车沿平直道路行驶020100B.公共汽车沿平直道路行驶010100C.火车沿平直轨道行驶500301250D.飞机在天空直线飞行500102500师:比较A和B谁运动的快,为什么? 生:B运动快些,因为它们运动的位移相等,而B所用的时间短师:再比较B和D谁运动的快,为什么? 生:D运动快些,因为他们所用的时间相等,而D的位移大……师:从以上讨论,我们可以得出结论:比较物体运动的快慢,可以有两种方法:1.一种是住位移相同的情况下,比较所用时间的长短,时间短的物体运动快,时间长的物体运动慢;2.另一种是在时间相同的情况下,比较位移的大小,位移大的物体运动得快,位移小的物体运动得慢。师:有什么方法可以比较B和C谁运动得快呢?生:……师:这就是我们将要学习的速度……新课教学一、速度师:在上面的问题中,要比较B和C运动的快慢,要找出统一的标准。物理学中用位移与发生这段位移所用的时间的比值(比值泄义法)表示物体运动的快慢,这就是速度(velocity),通常用字母v表示。如果在At时间内物体的位移是Ax,它的速度就是Arv=——1.物理意义:速度是表示运动快慢的物理暈。2.单位:国际单位:m/s(m*s_1)0常用单位还有:km/h(或km・2)、cm/s(或cm•s')。lm/s=3.6km/h3.方向:与物体运动方向相同。4.速度有大小和方向,是矢量。师:如果物体运动的快慢不是时刻都相等,在相等的时间里位移是否都相等?那速度还是否是恒定的?这时又如何描述物体运动的快慢呢?这就需 要引入平均速度和瞬时速度。二、平均速度和瞬时速度例如:百米运动员,10s吋间里跑完100m,但是他的速度并不是一直相等的,开始时跑得慢些,快到终点时要快些。那么他在Is内平均跑多少呢?生:每秒平均跑lOnio师:百米运动员是否在每秒内都跑10m呢?生:不是。师:对于百米运动员,谁也说不清他在哪1秒跑了10米,有的1秒钟跑10米多,有的1秒钟跑不到10米。但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢,而不关心其在各时刻运动快慢时,就可以把它等效于运动员口始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。此时的速度就称为平均速度。所以在变速运动中就用这平均速度來粗略表示其快慢程度。1.平均速度:表示物体在时间间隔At内运动的平均快慢程度,通常用符号°表示。$二竺关于平均速度的儿点说明:(1).平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物体在t时间内的平均快慢程度。这实际上是把变速直线运动粗略地看成是匀速运动来处理。(2).这是物理学中的重要研究方法一一等效方法,即用已知运动研究未知运动,用简单运动研究复杂运动的一种研究方法。师:百米赛跑运动员的这个v=10m/s代表这100米内(或10秒内)的平均速度,是不是说明他在前50米的平均速度或后50米内或其他某段的平均速度也一定是10m/s?生:不是(3).平均速度只是对运动物体在某一段时间内(或某一段位移内)而言的,对同一运动物体,在不同的过程,它的平均速度可能是不同的,因此,平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的。(4).平均速度只能粗略地描述一段时间(或一段位移)内的总体快慢,•• 这就是“平均速度”与匀速直线运动“速度”的根本区别。(5).平均速度不是各段运动速度的平均值,必须根据平均速度的定义来求解。2.瞬时速度:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,叫做此时刻(或此位置)的瞬时速度。理解:(1)反映物体在某一时刻(或经某一位置)时运动的快慢,它能精确地描述变速运动的快慢。平均速度只能粗略地描述变速运动。-AsV=(2)瞬时速度是在运动时间T°时的平均速度,即平均速度&在AfT°时(极限)就是某一时刻(或某一位置)的瞬时速度。(3)瞬时速度是矢量,在直线运动中,某一位置瞬时速度的方向与物体经过该位置时的运动方向相同。师:以前我们学过,匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等。瞬时速度既然是矢量,就有大小和方向。瞬吋速度的大小通常叫做速率。三、速率师:瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率。师:瞬时速度的大小是瞬时速率,那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢?生:师:不是。例如,沿闭合圆周运动一圈,位移是零,平均速度是零,但平均速率并不等于零。其实我们初屮所学的速度也不是没有意义的,我们给了他一个新的名字平均速率。表示路程与发生这段路程所用时间的比值。••师:速率是矢量还是标量呢?为什么?生:标量,因为它表示的是瞬吋速度的大小。师:还要注意平均速率并不是平均速度的大小。【学生阅读】 让学生阅读16页“常见物体的速度”,增强感性认识。教师强调要注意括号屮的单位。【说一说】让学生阅读17页“说一说”,进一步认识、理解比值定义法。【速度与现代社会】让学生自己阅读17页一一18页“速度与现代社会”,了解科学对人类社会发展、进步的贡献与联系。【本节小结】本节我们主要学习了速度、平均速度、瞬时速度以及速率,要注意理解它们之间的区別。速度是表示物体运动快慢的物理量,平均速度表示物体在一段时1'可1'可隔At内运动的平均快慢程度,而瞬时速度精确描述了物体处于某一位置或某一时刻的运动快慢。特别要注意它们的定义式以及与时间的联系。课堂巩固练习:【例1】一个做直线运动的物体,某吋刻速度是10m/s,那么这个物体(CD)A.在这一时刻Z前0.Is内位移一定是ImB.在这一时刻之后Is内位移一定是10mC.在这一时刻起10s内位移可能是50mD.如果从这一时刻起开始匀速运动,那么它继续通过1000m路程所需时间一定是100s【解析】某时刻速度是lOm/s指的是该时刻的瞬时速度,不能说物体从此时起以后运动的快慢情况,以后做直线运动或匀变速直线运动,或非匀变速直线运动均可能°所以选项A、B均错。如果从某时刻(速度为10m/s)起质点做非匀变速直线运动,从这一时刻起以后的10s内位移可能为50m,所以选项C正确,如果从这一时刻起物体做匀速直线运动,那么经过1000m路程所需时 |hJt=100s止确选项是C、Do【例2】下列说法中正确的是(B)A.平均速度就是速度的平均值B.瞬时速率是指瞬时速度的大小C.火车以速度y经过某一段路,y是指瞬时速度D.子弹以速度y从枪口射出,卩是平均速度【例3】下列对各种速率和速度的说法中,正确的是(D)A.平均速率就是平均速度B.瞬时速率是指瞬时速度的大小C.匀速运动屮任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻的瞬时速度D.匀速直线运动屮任何一段时间内的平均速度都相等【例4】一物体做直线运动,从A经B到C,又返回到B,其屮AB=BC,若A到B的平均速度为2m/s,从B到C的平均速度为4m/s,从C返回到B的平均速度为4m/s,则:(1)AC这段的平均速度?(2)全程A到C再返回B的平均速度?【例5]物体由A点沿直线运动到B点,前一半时间做速度为V)的匀速运动,后一半时间做速度为V2的匀速运动,求整个过程的平均速度?若物体前一半位移做速度为\仃的匀速运动,后一半位移做速度为\"的匀速运动,整个过程的平均速度又是多少? 【例6]一物体沿直线运动,先以3m/s的速度运动60m,又以2m/s的速度继续向前运动60m,物体在整个运动过程中平均速度是多少?-SV=—【解析】根据平均速度的定义公式f,s为总位移,广为总时间,等于前一段位移与后一段位移所用时间之和。全过程的位移5=120/77f严空二冬*20s物体在前一段位移用的时间为叫3*260(2=——=——s=30s后段位移用的时间为"2整个过程的用的总吋间为庐力+方2=50$-s巧+衍1201整个过程的平均速度1'1+S50加/92・4m/s注意:全过程的平均速度只能由全过程的总位移与通过全路程所用的总时间$邛+卩2=3+2的比值得岀。如果用求速度的平均值去做22二2.5必,这样得出的结果是错误的。可见,平均速度概念与速度的平均值概念是不完全相同的。 §1.3运动快慢的描述一一速度一、速度1.物理学中用位移与发生这段位移所用的时间的比值表示物体运动的快慢,这就是速度(velocity),通常用字母v表示。Arv=——Ar2.单位:国际单位:m/s(或m•sj。常用单位还有:km/h(或km•h")、cm/s(或cm•s-1)o3.速度是矢量,有大小,也有方向;方向与物体的运动方向相同。板书设计二、平均速度和瞬时速度1.平均速度:表示物体在时间间隔At内运动的平均快慢程度,通常用符号。表示。-Asv=—2.瞬时速度:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,叫做此时刻(或此位置)的瞬时速度。三、速率瞬时速度的人小叫瞬时速率,简称速率。高屮所定义的速度与初屮物理所定义的速度有一定的区别,个别学生对此尚有模糊不清之教学处。反思

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