第二章 直线运动第二章第一节 机械运动教学目标知识目标 1、知道什么是机械运动，什么是参考系，知道运动和静止的相对性． 2、理解质点的概念，知道质点是用来代替实际物体的有质量的点，是一种理想化的物理模型，知道是否能把研究对象看作质点要根据研究的问题决定． 3、知道时间和时刻的区别与联系． 4、理解位移的概念，知道位移是表示质点位置变化的物理量，是矢量，能够区别位移和路程．能力目标 1、培养学生自主学习的能力，训练学生发现问题，提出问题，解决问题的能力． 2、培养学生的实验能力，学会使用打点计时器，并会通过分析纸带上的数据得出相应的结论．情感目标 1、激发学生学习兴趣，培养学生良好的意志品质．教学设计示例教学重点：质点和位移的概念教学难点：位移概念的引入与理解主要设计
：一、参考系： （一）提出问题，引起思考和讨论． 1、什么叫机械运动？请举一些实例说明． 2、描述物体是否运动，先要选定什么？看什么量是否在改变？什么叫参考系？为什么说运动是绝对的，静止是相对的？ 3、同一运动，如果选取的参考系不同，运动情况一般不同，请举例说明． 4、选择参考系的原则是什么？（虽然参考系可以任意选取，但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取） （二）展示多媒体资料，加深理解（穿插在讨论问题之间进行） 1、太阳系资料：行星绕太阳运转情况． 2、银河系资料：星系旋转情况． 3、电子绕原子核运转情况． 4、飞机空投物资情况．二、质点： （一）提出问题，引起思考和讨论： 1、投掷手榴弹时怎样测量投掷距离？把教室的椅子从第五排移到第一排怎样测量椅子移动的距高？汽车绕操场一周怎样测量它经过的距离？以上几种情况用不用考虑这些物体的形状和大小？ 2、什么叫质点？ 3、小物体一定能看成质点吗？大物体一定不能看成质点吗？请举例说明？ 4、什么叫轨迹？什么叫直线运动？什么叫曲线运动？ （二）展示多媒体资料，加深理解． 1、火车（200米长）穿山洞（100米长）情况． 2、地球公转及自转情况． （三）总结提高： 1、对于什么样的物体才可以看成质点的问题，关键在于对物体的运动情况进行具体分析，在我们研究的问题中，物体的形状、大小，各部分运动的差异等，如果对我们研究的问题影响不大，就可以把该物体看成一个质点． 2、学习质点概念时，要有意识地向学生介绍一种科学抽象的方法，我们抓住问题中物体的主要特征，简化对物体的研究，把物体看成一个点，这是实际物体的一种理想化模型，是实际物体的一种近似．三、时刻和时间间隔 提出问题，引起思考和讨论． 1、“上午8时开始上课”，到“8时45分下课”，这里“8时”和“8时45分”的含义各是什么？“每一节课45分”的含义又是什么？ 2、“现在是北京时间8点整”中“8点整”的含义是什么？ 3、校百米纪录是10.21s、第2s末、第2s内的含义各是什么？四、位移和路程 （一）提出问题引起思考和讨论： 1、说“物体由A点移动500米到达B点”，清楚吗？ 2、如何描述物体位置的变化？ 3、什么叫位移？为什么说位移是矢量？ 4、位移和路程有什么区别？它们之间有关系吗？典型例题关于位移和路程 一辆汽车从A点出发，向东行驶了40km，到达C点，又向南行驶了30km到达B点，此过程中它通过的路程多大？它的位移大小、方向如何？ 分析与解：路程为标量，是质点运动轨迹的长度，故汽车在上述过程中通过的路程为，即70km；位移为矢量，可用从初位置A到末位置B的有向线段AB来表示，故汽车在上述过程中的位移大小为km，，即汽车位移方向为东偏南成的角．第二节位移和时间的关系教学目标知识目标
知道什么是匀速直线运动，什么是变速直线运动 理解位移—时间图像的含义，初步学会对图像的分析方法.能力目标 培养自主学习的能力及思维想象能力.情感目标 培养学生严肃认真的学习态度.教学过程设计教学重点：匀速直线运动的位移—时间图像的建立．教学难点：对位移图像的理解．主要设计：一、匀速直线运动：（一）思考与讨论：质点在运动过程中，它的位置随时间的流逝而不断地变化，位移也随时间而不断变化。例如：我们研究一辆汽车在一段平直公路上的运动情况，可以在公路旁边每隔100m站一名拿着停表的观测者记下汽车从出发至到达每一位观测者所需要的时间，测量结果如下图所示：20.0s15.1s10.0s4.9s0s(起点)500m400m300m200m100m0m19.9s时间t/s04.910.015.119.920.0位移s/m0100200300400500从以上这些数据可以看出，在误差允许的范围内，在相等的时间里，汽车的位移都是相等的。在每5s的时间里汽车发生的位移都是100m，在每10s的时间里发生的位移都是200m。物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里发生的位移相等，这种运动就叫做匀速直线运动。那么做匀速直线运动的物体发生的位移s与运动时间t之间的是什么样的函数关系呢？怎样才能找出s与t之间的函数关系呢？为了找出位移s与运动时间t之间的函数关系，可以选根据实验数据画出位移s与运动时间t之间的函数关系图象，再根据图象找出位移s与运动时间t之间的函数关系式。位移――时间图象：1、横坐标表示质点运动的时间。2、纵坐标表示质点通过的位移，纵坐标的绝对值表示位移的大小，纵坐标的正、负表示位移的方向：纵坐标为正表示位移的方向跟规定的正方向相同，纵坐标为负表示位移的方向跟规定的正方向相反。3、位移――时间图就是质点通过的位移s与运动时间t这两个变量之间的函数关系图象。4、匀速直线运动的位移――时间图象是一条倾斜的、过原点的直线。5、位移――时间图象的斜率表示质点运动速度的大小。
6、从匀速直线运动的位移――时间图象上可以求出质点运动的速度和质点在任意一段时间内发生的位移。二、变速直线运动物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里发生的位移不相等，这种运动就叫做变速直线运动。典型例题典型例题——关于位移图像 如图所示的位移图像，回答下列问题： （1）物体在0～4s内，4～8s内，8～10s内，10～12s内各做的是什么运动？ （2）0～4s内，10～12s内发生的位移各是多少？分析与解答： （1）由图像可知：0～4s内物体沿位移正方向做匀速直线运动；4～8s内处于静止状态；8～10s内沿位移负方向做匀速直线运动；10～12s内沿位移负方向做匀速直线运动． （2）0～4s内发生的位移为20m；10～12s内发生的位移为－20m．请思考：物体在什么时刻速度方向发生变化？在什么时刻回到出发点？什么时候离出发点最远？第三节 运动快慢的描述教学目标知识目标1、理解平均速度的概念： （1）知道平均速度是粗略描述变速运动的快慢的物理量． （2）理解平均速度的定义，知道在不同的时间内或不同的位移上的平均速度一般是不同的． （3）会用平均速度的公式解答有关的问题．2、理解瞬时速度的概念 （1）知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量． （2）知道瞬时速度是物体在某一时刻的速度或在某一位置时的速度．3、理解用比值法定义物理量的方法．能力目标培养学生自主学习的能力．情感目标
培养学生认真思考问题的习惯．教学过程设计教学重点：速度的定义，平均速度，瞬时速度的理解．教学难点：对瞬时速度的理解．一、匀速直线运动的速度：下图所示的是甲、乙两辆汽车做匀速直线情况，请同学观察它们的特点并回答下列问题：1、怎样比较这两辆汽车运动的快慢程度？2、只比较两车的位移，或只比较两车的运动时间，能知道哪辆车运动得快吗？为什么？3、从上面的图示中可以看出两辆汽车的位移和时间都是不断变化着，那么在汽车匀速运动的过程中有没有什么物理量是保持不变的呢？如果有的话，这个保持不变的物理量有什么物理意义呢？①甲车的运动情况：位移Ｓ／m020406080时间t/s01234位移与时间的比值／②乙车的运动情况：位移Ｓ／m0１５３０４５６０７５时间t/s0123４５位移与时间的比值／由以上分析可知：对同一个匀速直线运动，位移与时间的比值是保持不变的；对不同的匀速直线运动，位移与时间的比值是不同的，并且比值大的运动得快，比值小的运动得慢；这说明位移与时间的比值有够描述匀速直线运动的快慢程度，物理学上把它叫做速度。匀速直线运动的速度：定义：匀速直线运动的速度等于物体通过的位移s与发生这段位移所用时间t的比值，通常用符号v表示速度。
定义式：单位：m/s性质：速度不但有大小，而且有方向，是矢量，速度的方向跟运动的方向相同.意义：速度是描述物体运动快慢的物理量。二、平均速度（1）在匀速直线运动中，物体运动的快慢程度不变，位移s跟发生这段位移所用的时间t成正比，即速度v恒定.（2）在变速直线运动中，物体在相等的时间里位移不相等，比值s/t不恒定.（3）平均速度：在变速直线运动中，位移s跟发生这段位移所用时间t的比值叫做这段时间的平均速度，用v-表示，有V v-=s/t显然，平均速度只能粗略描述做变速直线运动物体运动的快慢.平均速度与时间间隔t（或位移s）的选取有关，不同时间t（或不同位移s）内的平均速度一般是不同的.例题１、在百米跑的过程中，某运动员10s钟到达终点，观察记录得知，他跑到50m处时，用时5.5s．经过5s时跑到45m处，分别求全程的平均速度、前半程和后半程的平均速度、前一半时间和后一半时间的平均速度．例题２：下边是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在表中路段做直线运动，且在每一个车站都准点开出，准点到达.a.火车由北京西站开出直至到达霸州车站，运动的平均速度是多大？b.火车由霸州车站开出直至到达衡水车站，运动的平均速度是多大？Sc.在零时10分这一时刻，火车的瞬时速度是多大？北京西↓深圳自北京西起公里站名北京西↑深圳22:180北京西-6:35
23:303292霸州225:200:0811147任丘394:361:3945274衡水103:04…………解：a.北京西→霸州位移s=92km时间t=23:30-22:18=72min=1.2h∴v-=s/t=92/1.2=76.67km/hb.霸州→衡水位移s=274-92=182km时间t=1:39-23:32=2:07min=2.12h∴v-=s/t=182/2.12=85.85km/hc.在零时10分这一时刻，火车的瞬时速度为零。例题３.物体沿直线AC作变速运动,B是AC的中点,在AB段的平均速度为60m/s,在BC段的平均速度为40m/s,那么在AC段的平均速度为多少?解:设AC段位移为s,那么通过AB段经历的时间t1=(1/2)s/v-1=s/120s通过BC段经历的时间t2=(1/2)s/v-2=s/80s总时间t=t1+t2=(s/120+s/80)s在AC段的平均速度v-=s/t=s/(s/120+s/80)=48m/s本题的解答过程告诉我们,求平均速度应严格依据定义进行,不能无根据任意发挥.(比方说用v-=(v-1+v-2)/2)三、瞬时速度、瞬时速率1、引导启发：某人静止在A位置，与慢走经过A位置，或快跑经过A位置，情况是不同的（运动状态不同），这种不同需要用瞬时速度来描述，第一种情况瞬时速度为零，第二种情况的瞬时速度小于第三种情况的瞬时速度．2、引导启发：百米赛跑运动员，若全程用10s，则10s内的平均速度为10m/s
，若测出每一秒内的位移，如第1秒内的位移为8m，则，第二秒内的位移为9m，则，第3秒内的位移为11m，则，这样对运动员的情况就了解得比较细致了，若能知道每个0.1s内的位移，则对运动情况的了解就更细致了，若能知道每个0.01s内的位移，则对运动情况的了解就更细致了．要更精确的掌握物体的运动情况，则需要知道物体各个时刻的速度．运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫瞬时速度.瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率.例题４.一物体从静止出发从某一高度向下竖直下落，它的位移大小与时间的函数关系为s=5t2(m)①求t1=2s到t2=3s这段时间的平均速度；②求t1=2s到t2=2.1s这段时间的平均速度；③求t1=2s到t2=2.01s这段时间的平均速度；④求t1=2s到t2=2.001s这段时间的平均速度.解:由位移s与时间t的关系式s=5t2可以得到各段时间的平均速度①v-1=s/t=5(32-22)/(3-2)=25m/s②v-2=s/t=5(2.12-22)/(2.1-2)=20.5m/s③3=s/t=5(2.012-22)/(2.01-2)=20.05m/s④v-4=s/t=5(2.0012-22)/(2.001-2)=20.005m/s讨论:从上面的计算,会发现什么规律?可以得到什么结论?结论:当时间间隔取得越来越短时,物体平均速度的大小愈来愈趋近于数值20m/s，实际上,20m/s就是物体在2s时刻的瞬时速度,它反映了物体在2s时刻运动的快慢程度.可见:质点在某一时刻的瞬时速度,等于时间间隔趋于零时的平均速度值,用数学语言讲叫瞬时速度是平均速度的极限值.(4)瞬时速度是客观存在的.设想物体在运动过程中任一时刻没有瞬时速度,则也可以推出在其他的任意时刻都没有瞬时速度,这样,又怎样解释物体是运动的呢?(5)瞬时速度是矢量,既有大小,也有方向,在直线运动中瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同.(6)怎样在s-t图象中认识瞬时速度.①如图是两个匀速直线运动的位移图象.哪条直线所表示的运动的速度大?各是多大?
解析:根据匀速直线运动的位移公式s=vt,由于v是不变的,s与t呈正比例关系,s-t图象是一条倾斜直线,该直线的斜率k在大小上等于匀速直线运动的速度v.显然直线②的斜率大于直线①的斜率,即v2>v1不难求出v1=0.75m/sv2=1.5m/s②在变速直线运动s-t图象中,某段时间内的平均速度,可用图象在该段时间内的割线的斜率k来表示，如图所示k=tanα＝Δs/Δt＝v- ③在变速直线运动s-t图象中，某时刻的瞬时速度，可用图象上过该时刻（或该位置）对应点的切线斜率k来表示.如图所示k=tanα=vt(7)用正负号表示速度
如果质点做直线运动，可以先建立一维坐标轴，当质点的速度方向与坐标轴的正方向相同时，规定它为正值，而当质点的速度方向与坐标轴的方向相反时，规定它为负值，这样，就可以用带有正、负号的数值表示速度的大小和方向.讨论：v1=5m/s和v2=-10m/s各表示什么意思？谁的速度大？四、课堂小结： 匀速直线运动：v=s/t速度平均速度 v-＝s/tΔt→0变速直线运动 瞬时速度 v=lim(Δs/Δt)瞬时速率第四节 速度和时间的关系知识目标１、理解什么是速度－时间图象（v-t图象），知道如何用图象表示速度和时间的关系.２、知道匀速直线运动和匀变速直线运动的v-t图象及其物理意义.３、知道什么是匀变速直线运动和非匀变速直线运动.能力目标进一步训练用图像法表示物理规律的能力情感目标 渗透从简单问题入手及理想化的思维方法.重点难点匀速直线运动和匀变速直线运动的v-t图象是本节的重点，对图象物理意义的理解是难点.教学过程（一）复习提问：画出匀速直线运动的s-t图象点评、注意横坐标、纵坐标的内容是否标注完整、规范（二）引出新课，安排学生阅读课文如果在平面直角坐标系中用纵轴表示速度，横轴表示时间，就可以作出速度－时间图象（v-t图象），以便直观地表达运动质点的速度随时间变化的情况.阅读课文第27页第四节（三）讨论、学习新课1、v-t图象和s-t图象中坐标轴的含义有什么区别？——纵坐标不一样
2、匀速直线运动的v-t图象有什么特点？——与横轴平行的直线，直线与纵轴（v）的截距表示速度的大小.3、从下面的v-t图象中可以获取哪些信息？(1)可以看出速度的大小如上图可知：v1=2m/s,v2=5m/s(2)可以求位移在匀速直线运动的速度图象中，边长分别为v和t的矩形的面积大小等于位移的大小（如阴影所示）s=4*3=12m4、教材第27页表格所记录的汽车的运动有何特点？称为什么运动？时刻t/s051015速度v/(km·h-1)20314049特点：（1）速度不断改变（2）在误差允许范围内，每隔5s，汽车的速度增加10km/h.即在相等的时间内，速度的改变是相等的.5、什么是匀变速直线运动？一般有几种？在变速直线运动中，如果在相等的时间内速度的改变相等，这种运动就叫匀变速直线运动.一般有：匀加速直线运动（速度随时间增加）匀减速直线运动（速度随时间减少）6、匀变速直线运动的速度图象是有什么特点？匀变速直线运动的速度图象是一条倾斜的直线，该直线与纵轴的交点表示t=0时刻的速度。
7、下图为某物体做直线运动的v-t图象，试根据图象说出物体在这1min内各阶段的运动情况.①在0—10s时间内，物体从静止开始作匀加速直线运动，在10s时该速度达到30m/s.②在10s-40s时间内，物体保持v=30m/s不变，作匀速直线运动.③在40s-60s时间内，物体从30m/s的速度开始作匀减速直线运动，直至60s时刻瞬时速度为零.8、从匀变速直线运动的速度图象中可以获取哪些信息？（1）可以知道各个时刻的瞬时速度的大小（2）可以知道一段时间间隔对应的位移的大小图中阴影面积的大小表示作匀加速运动的物体在t1～t2时间间隔内的位移大小.（3）可以确定质点到达某一速度所对应的时刻.速度――时间图象：①横坐标表示质点运动的时间；②、纵坐标表示质点运动的速度，纵坐标的绝对值表示速度的大小，纵坐标的正、负表示速度的方向：纵坐标为正表示速度的方向跟规定的正方向相同，纵坐标为负表示速度的方向跟规定的正方向相反；③、速度――时间图就是质点运动的速度v与运动时间t这两个变量之间的函数关系图象；④、匀速直线运动的速度――时间图象就是一条平行于横坐标的直线；
⑤匀变速直线运动的速度――时间图象是一条倾斜的直线；⑥速度――时间图象与坐标轴所包围的“面积”就表示质点通过的位移；⑦速度――时间图象的斜率表示加速度的大小；例题讨论：（1）A、B两物体在同一直线上同时由同一位置开始运动，其速度图象如图所示，下列说法正确的是A、开始阶段B跑在A的后面，20s后B跑在A的前面B、20s时刻B追上A，且A、B速度相等C、40s时刻B追上AD、20s时刻A、B相距最远解析：从图象可以知道，A作vA=5m/s的匀速直线运动，B作初速度为零的匀加速直线运动，在40s时刻，二者位移相等s=200m，即B追上A.而在此之前，sB始终小于sA，即在40s之前，B始终落后于A，因而A错，B错，C正确；在t=20s之前，vA>vB.A与B相距越来越远，在20s之后，vA〈vB，B又逐渐靠近A，可见在t=20s时刻二者相距最远Δs=（1/2）×5×20=50m，D项正确.综上所述，正确选项为C、D.（2）下图是某一质点的速度图象，试对质点在开始运动后20s内的运动过程进行描述.解析：由图象可知.在t=0时刻物体的速度为－8m/s，而且在0－10s内，速度一直为负值，说明物体以8m/s的速度开始向负方向运动，而且速度均匀减少作匀减速直线运动，至t=10s时刻速度减为零离开坐标原点负方向40m.从第10s开始速度改为正方向，物体沿正方向作匀加速直线运动，至第20s时刻速度为8m/s.第20s物体的总位移s=s1+s2=-40+40=0,即回到出发点.从图象还可以看出，0～20S时间间隔内，速度随时间变化的快慢是相同的.9、非匀变速直线运动
下面的图象描述的是什么运动？从图象中可以看出，在相同时间内物体速度的改变并不相等，即速度不是均匀改变的，象这样的运动称为非匀变速直线运动.10、课堂小结匀速直线运动匀加速直线运动物体的运动匀变速直线运动匀减速直线运动非匀变速直线运动11．课外作业：略第五节 速度改变快慢的描述 加速度一、教学目标1、理解加速度的概念：①理解加速度是表示速度矢量变化快慢的物理量；②明确加速度的定义、公式、符号和单位.2、明确加速度是矢量，加速度的方向始终跟速度改变量的方向一致.1、明确加速度跟速度、速度改变量的区别.2、二、重点难点加速度概念既是重点，又是难点，要弄清加速度与速度、速度改变量之间的区别，理解加速度是如何描述速度矢量改变快慢的.三、教学方法
比较、分析、归纳四、教学过程（一）概念引入实例：下面的表格中分别记录了一列火车的加速过程和一辆小汽车的制动过程：①火车加速时的运动过程运动时间t/s01234t时刻的瞬时速度／5.05.35.65.96.2速度改变速度变化率②汽车制动的过程运动时间t/s01234t时刻的瞬时速度／2018161412速度改变速度变化率上述表格中表示物体计时开始时刻的速度（即初速度），表示计时开始后t时刻的速度（即末速度），t表示完成速度改变所经历的时间，表示物体速度的改变.同比较运动的快慢程度一样，比较速度改变的快慢程度也有两种方法：一是在时间相同的情况下比较速度改变的大小，速度改变大的速度改变得快；二是在速度改变相同的情况下比较所用时间的长短，所用时间短的速度改变得快；比较上述火车和汽车的运动，可知汽车比火车速度改变得快。分析上述火车和汽车的运动，可以看出：同一个匀变速直线运动的速度改变与运动时间t的比值是保持不变的；不同的匀变速直线运动，速度改变与运动时间t的比值不相同，并且比值大的速度改变得快，比值小的速度改变得慢；这说明速度改变与运动时间t的比值是匀变速直线运动本身的一种性质，它反映了速度改变的快慢程度，叫做加速度。（二）加速度1、定义：加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值，即a=（vt-v0）/t式中vt、v0分别表示质点的末速度和初速度，t是质点的速度从vo变化到vt所需的时间，a表示质点的加速度.2、物理意义：加速度是表示速度矢量改变快慢的物理量，其大小在数值上等于单位时间内速度的改变.3、单位：在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2.4、加速度不但有大小，而且有方向，是矢量，加速度的方向与速度改变量Δv的方向相同.在变速直线运动中，速度的方向始终在一条直线上，取初速度v0的方向为正方向.（1）若vt>v0，速度增大，a为正值，表示a的方向与v0的方向相同；
（2）若vt
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