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(xué)的內(nèi)容質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系指的是：物理學(xué)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(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。其核心就是要質(zhì)點模型，建立參考系和坐標(biāo)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(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)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(xué)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(xué)的重點是要學(xué)生知道怎樣建立質(zhì)點模型，怎樣建立參考系和坐標(biāo)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(biāo)及其解析
1、目標(biāo)定位：
（1）理解質(zhì)點的概念，知道它是一種科學(xué)的抽象，知道科學(xué)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(biāo)量的概念及區(qū)別。
2、目標(biāo)解析：
（1）理解質(zhì)點的概念就是指讓學(xué)生通過對質(zhì)點的認(rèn)識了解物理學(xué)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(xué)的抽象就是指讓學(xué)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(xué)生通過參考系的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問題的方法，讓學(xué)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(biāo)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(xué)習(xí)中的時間間隔、時刻、位移等概念的比較，科學(xué)概念的重要性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
三、問題診斷分析
在本節(jié)課的教學(xué)中，學(xué)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(xué)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(xué)支持條件分析
五、教學(xué)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(biāo)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(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。 （2）建立坐標(biāo)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(xué)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(xí)
學(xué)習(xí)了時間與時刻，藍(lán)仔、紅孩、紫珠和黑柱發(fā)表了如下一些說法，正確的是…( )
A. 藍(lán)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(biāo)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(xué)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(xí)
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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(xué)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(fù)，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(biāo)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(fù)，a為負(fù)，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(fù) 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(dá)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(biāo)系
四、時刻和時間間隔
五、路程和位移
六、矢量和標(biāo)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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