本章复习与测试优质课教案

人教2003课标版

第一章

运动的描述 甘肃省酒泉市玉门油田第一中学 陶英江

“运动的描述”单元复习与测试 （教案）

课

题

第一章

“运动的描述”单元复习与测试

课

型

复习课（第1课时）

教学目标知识与技能

1．用思维导图的方法，引导学生建立本章“知识树”，进而启发学生深刻领会运动描述的概念、方法体系的内在关联，并且在这种联系中激发对概念、方法的新认识。

2．掌握描述运动的最基本的物理量以及相关的定义概念；

3．掌握位移、速度、加速度等等描述物体运动的物理量以及计算方法；

过程与方法：掌握运动描述中所用到的基本思想和重要研究方法

1、科学抽象——理想化模型

2、极限思想

3、数理结合的思想

情感态度与价值观：

引导学生认识逐步认识科学研究由感性到理性、由简单到复杂的规律。从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观。

教学重点：

用知识树帮助学生整体建构“运动的描述”一章，用整体思维重新认识本章概念、规律、方法和物理思想；在纵向梳理和横向比较中获得新的认识和感悟。

教学难点：

1、几组重要概念辨析：时刻与时间；位移和路程；速度、平均速度、瞬时速度、平均速率；速度和加速度；矢量和标量；

2、用极限法定义瞬时速度；用打点计时器测量平均速度；用速度-时间图像研究运动。

探究、讲授、讨论、练习

教学活动

师生活动

教学方法

[教学导入]

师：第一章“运动的描述”已经全部学完，在这一章中我们究竟学到了什么?

生：质点、参考系、坐标系；时间、时刻、位移和路程；速度；加速度……

师：好！同学们能够很清晰地回忆起本章各单元的主要内容。但是这样的回学生自主忆仅仅是一种机械的记忆，这种记忆十分不利于问题的解决。今天这节课老师和绘制本章同学们一起，循着物理学家的思想，找到本章内容的学科逻辑，再按照这个逻辑“知识树”

建立起本章的“知识树”……

建立本章的“问题链”，为今后的继续学习和应用

打下坚实的基础。

师：用5分钟时间，你先尽力画出你心目中“运动的描述”一章的知识树。

(板书)“运动的描述”单元复习

[新课教学]

一、“运动的描述”知识树

1、用西沃助手上传两份学生的“知识树”

用手机上传师：说说看，你为什么画成这样呢？

两位同学的生：……

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教学重点、难点

师：同学们，“树”是一个生命体，那我们画出的“知识树”也应该有其内在的逻辑、有思想的流动和发展，只有这样知识才不是简单地堆砌，而是一个思想流动的、结构完整的生命体。

师：假如你就是历史上第一个研究“运动如何描述”的物理学家，结合刚刚结束的本章学习，说说本章的研究是如何一步步从简单到复杂、从现象到本质建立起相关知识和方法体系的。

生1：……

生2：……

师：同学们都谈出了自己的发现，尽管还不很完善，但是这毕竟是你们自己的发现，是你们在物理学习征途中迈出的重要一步。

师：下面我们来一起像物理学家那样，找到那理性的方法、流动的思想和如何由浅入深、由表及里的逻辑结构

师：我们是历史上第一个试图描述运动的人，我们面对的是一个运动无处不在的世界，这其中最简单的形式，就是物体相对位置随时间变化，称之为机械运动（研究机械运动及其规律的学科，就是物理学的分支——力学）。（第一个概念）

物体有许多属性，其运动往往也非常复杂，但是当这些都与所要研究的问题无关时，物体就可以理想化为一个只有质量的集合点，这就是质点的概念（第二个概念）。

为了描述一个物体的运动，必须用到 比较 的方法，我们通常说：某物体是动还是静、运动是快还是慢、向东还是向西……其实都是相对于 参照物

来讲的。（第三个概念）

但是问题紧跟着就来了，只有参照物还不能定量描述物体运动，要定量描述，我们想到了在参照物上关联一个合适的坐标系，使得我们周围的空间瞬间被“量化”、天地被“经纬”化了。这个有坐标系的参照物，就叫做 参照系 。（第四个概念）

要在这个参照系中描述运动，自然就会引出物体在“某时刻t”(第五个概念)在“某位置x”（第六个概念）这样的表述（第七个概念）；也就会引出“经过时间△t”（第八个概念）物体从“位置A运动到了位置B”（第九个概念：位置的变化即位移）

有了参照系就能描述不同的运动了么？非！同样是从教室的讲台走到后墙，一个身轻如猴的少年与一个老态龙钟的长者所用的时间不同，我们就进一步建立了用来表征运动快慢的物理量 速度 。（第十个概念）

那么，建立了速度的概念后，是否就可以完全区分所有的运动了呢？答案当然还是：否！一辆卡车速度从0m/s增加到10m/s所用时间，和一架J-15战斗机速度从0m/s增加到10m/s所用时间相比，差别大了去了！因此我们又建立了加速度 的概念（第十一个概念），来反映不同物体速度变化快慢的差别。

好的！到此为止，我们建立了上述11个概念组成的关于运动的描述的“概念链”。在这条“链”上，从初级概念到刺激概念、再到高级概念的演进，反映了物理学家对运动的认识从简单到复杂、从现象到本质的演进，也反映出了物理思维由低阶向高阶不断演进的规律。至此，我们已经完成了一次对全章内容的再梳理，找到并确认了概念、方法体系的逻辑关系，感受到了物理思想不断流动、不断创造生成的魅力。

知识树

学生表达知识树绘制时想法

提问：机械运动

提问：质点

提问：参照物和参照系

提问：时刻与位置、时间与位移

提问：速度、平均速度、即时速度

提问：加速度

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以上过程一边引领学生对全章内容进行梳理和归纳，一边在黑板上绘制“运动的描述”的知识树

运动的描述

二、重点难点问题的攻坚

1、重要概念辨析

质点：在研究物体运动的过程中，如果物体的大小和形状可以被忽略，则研究对象就可以被简化为一个几何点，并认为物体的质量都集中在这个点上，这个点就称为质点。研究对象可以被当作质点处理有两种情况，第一如果物体上各点的运动情况都相同，就可以视为质点；其次是研究对象的线度（尺寸）远小于其运动轨迹的线度，则可以视为质点。质点是个相对概念，在有些情形下成立，在另一些情形下则不成立。

参照系：选取是自由的。但是比较两个不同物体的运动，必须选择统一参照系；参照物不一定是静止的，但被认为是静止的。

时刻与位置、时间与位置变化：时刻与位置分别是时间和空间的一个点，对应于时间轴和空间轴的一个坐标t或x；时间和位置变化则分别对应运动物体在时间和空间经历的一个变化过程，分别对应于时间轴和空间轴上的一段线段，表示成⊿t（⊿t=t2-t1）或⊿x（⊿x=x2-x1）。

位移与路程：从定义可以准确分辨：路程是运动物体运动轨迹的长度，是标量；位移是初位置指向末位置的一条有向线段，是矢量。通常x路程≥x位移

速度、平均速度、瞬时速度：速度是用来描述物体位置变化快慢的（位移是Δx描述位置变化大小的），是矢量；其大小等于位移与对应时间的比值v＝，方向Δt沿初位置指向末位置（或即物体运动的方向）。

Δx平均速度描述的是物体运动的平均快慢程度，其大小为v＝，只能用来粗Δt略描述物体运动的快慢；当Δt无穷小时，Δx/Δt称为物体在时刻t的瞬时速度，

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瞬时速度的大小通常叫做速率．在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。

速率、平均速率、瞬时速率：是路程与对应时间的比值，都是标量。平均速度的大小一般小于平均速率，只有在单方向直线运动中二者才相等。通常情况下，速率≥速度。

【当堂完成】关于速度与速率

物理意义

分类

决定因素

方向

速度

描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量

平均速度、瞬时速度

平均速度由位移和时间决定

平均速度方向与位移方向相同；瞬时速度方向为该质点的运动方向

速率

描述物体运动快慢的物理量，标量

速率、平均速率（=路程/时间）

由瞬时速度的大小决定

无方向

导出即时练习1（速度、平均速度、速率、加速度等）

白板展示并由学生完成讲解和讨论

联系

它们的单位相同（m/s），瞬时速度的大小等于速率

v21【即时练习】1.质点始终向着一个方向做直线运动，在前3t时间内平均速度为2，后3t时间内平均速度为2v，则物体在t时间内的平均速度大小为(

) 3v3v2vA.

B.

C．v

D.

423答案：C v2t12112解析：前t时间内的位移x1＝·＝vt，后t时间内的位移x2＝2v·t＝vt，所以t时间内的平323333312vt＋vt33均速度v＝＝v，故C正确．

t速度与加速度：速度描述的是物体位置变化的快慢，而加速度描述的是物体速度变化的快慢。都是矢量，但是二者方向没有直接关系（速度方向为位置变化的方向，加速度方向为速度变化的方向）。

需要强调的是，尽管加速度可用公式a=(vt-v0)/Δt来计算，但是a并不由Δv和Δt决定，而是决定于F和m。

【当堂完成】关于速度、速度变化量与加速度

意义

速度

描述物体运动快慢和方向的物理量

程度的物理量，是过程量

和方向的物理量

m/s

a不是由v、△v、△t决定的，而由F和m决定的。

与△v方向一致

①速度对时间的变化率

①位移与时间的比值 ②速度改变量与所用时②位移对时间的变化率

③x－t图象中图线上点的切线斜率的大③ v—t图象中图线上小值

点的切线斜率的大小值

间的比值 2速度变化量

描述物体速度变化大小加速度

描述物体速度变化快慢单位

决定因素

大小

方向

m/s v的大小由物体当前的运动状态决定

m/s 由vt与v0决定，而且也由a与△t决定

与位移x或△x同向，即物体运动的方向

由v1和 v2

决定方向

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标量与矢量：在物理学中常常遇到两种不同性质的量：矢量与标量。仅用数值即可做出充分描述的量叫标量。这里，数值的含义包含正负在内（如：质量、密度、温度、功、功率、路程、速率、体积、时间、热量、电阻、路程等等都是标量）。

具有一定大小和方向且加法遵从矢量运算法则的量叫做矢量（如：位移、速度、加速度、力都是矢量）。有的矢量方向有其规定：速度的方向跟运动的方向相同，有的矢量的方向则是由定理或定义式来确定如：

ΔxΔvv＝、a＝中，v、a的方向由Δx、Δv来决定。

ΔtΔt

2、几种重要方法与思想

①理想化模型的方法：通过建立模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为理想模型法。把复杂的问题简单化，摒弃次要因素，抓住主要因素，对实际问题进行理想化处理。是一种重要的科学研究方法，在高中物理还会经常用到。

②瞬时速度的极限定义法（阅读教材第16页相关内容）

③速度-时间图像法研究运动

对坐标原点、纵轴、横轴、斜率、面积等诸要素的特别关注

如何在图像中读取数据、如何根据图像判断运动特征并做相关计算

特别强调：速度时间图像并不等同于运动物体的运动轨迹

……

【即时练习】2某物体运动的v－t图象是一条直线，如图7所示，下列说法正确的是(

)

导出即时练习2（速度时间图像运用）

A．物体始终向同一方向运动

B．物体在第2 s内和第3 s内的加速

度大小相等，方向相反

C．物体在第2 s末运动方向发生变化

D．物体在前4 s内的加速度不变

答案：CD

白板展示并由学生完成讲解与讨论

导出即时练习3（打点计时器）

解析：物体前2s内速度为负，向反方向运动；物体在2～4s内速度为正，向正方向运动，故2s末速度方向发生了变化，A错误，C正确；图象斜率表示加速度，物体在整个过程中加速度恒定，B错误，D正确．

④打点计时器法测量速度

打点计时器（电磁打点计时器、电火花打点计时器）原理、结构、使用注意事项；纸带的数据获取和测量、计算等。

【即时练习】3：关于打点计时器的使用

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(1)如何在上图中求出B、C之间的平均速度？如果要求不很精确,能否用该平均速度表示B点右边一点的瞬时速度? (2)如何把该点的速度表示的更准确一点? (3)如果想每隔0.1s测一次速度,应怎么办? (4)若纸带上点迹分布不均，那么点迹密集的地方表示运动速度较大还是较小？

(5)用纸带能够直接读出加速度吗？

(6)当电源的频率低于50 Hz时，数据计算仍然是按照每隔0.02 s打一个点来处理的．则测出的速度数值与物体的实际速度相比，是偏大还是偏小?为什么? 【解析：当电源频率低于50 Hz时，实验中实际时间间隔大于0.02 s，数值计算时如按照实际时间间隔，得到实际速度，若实验时仍用0.02 s作为时间间隔来计算，实验数值比物体的实际速度偏大．】

白板展示并由学生完成讲解和讨论

三、本节课小结

1、“运动的描述”一章的知识树

2、几组重要概念的建立与辨析

3、几种重要方法与思想的典型应用

作业[布置作业] 按照本节课的要求，自主完成“运动的描述”知识树的建构，自主归纳相关概念、规律、方法、实验和典型应用，周五晚自习时在小组内交流讨论。

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