1.1运动的描述（1）（教案）-人教版《物理（通用类）》【上好课】

人教版《物理（通用类）》 第一单元 运动和力 1.1 运动的描述（1） 授课班级 授课类型 新授课 授课教师 教学时长 1课时（45分钟） 教材分析 本课是第一单元第一节《运动的描述》，承接初中对运动和参照物的认识。教材先以质点说明研究对象的理想化，再通过参考系确定描述运动的标准，随后区分时刻与时间、路程与位移，并引入矢量和标量。质点与参考系是描述运动的前提，时刻、时间和位移是定量研究运动的基础。列车、风洞和上学路线等情境使抽象概念与生活及技术应用建立联系，也为后续速度、加速度和运动规律的学习奠定基础。 学情分析 学生熟悉乘车、上学和体育活动，已有参照物、长度和时间的经验，但易把质点理解为很小的物体，把运动看作绝对状态，混淆生活语言中的时刻与时间，以及路程与位移。多数学生能进行简单加减和勾股计算，需要借助时间轴、起终点及运动路线，练习说明判断依据和位移方向。 教学目标 1．理解质点及其适用条件、参考系、时刻和时间、路程和位移的含义，能区分矢量与标量，知道时间、路程和位移的常用单位。 2．能根据研究目的判断物体能否看成质点，说明参考系选择，借助时间轴求时间，依据路线和起终点求路程与位移。 3．在列车和风洞案例中体会突出主要因素的建模思想及运动的相对性；在同伴交流中依据事实、方向和单位进行准确表达。 教学重难点 重点：质点的适用条件；参考系与运动的相对性；时刻和时间、路程和位移的区别。 难点：根据研究目的建立质点模型；不把路程当作位移，能给出位移大小及方向。 教学方法 情境导入、对比辨析、读图讲解、即时检测、同伴交流与归纳总结。 课前准备 教师准备：教材、演示课件。 学生准备：教材、笔记本。 教学环节设计 教学环节 教学内容 设计意图 教学导入 【教材情境】生活中随处可见运动的物体，例如运转的机器、行驶的列车、航行的飞机（图1-1-1）。 【问题】对于这些运动的物体，我们如何准确地描述它们的运动呢？ 答案：需要确定研究对象和描述运动的标准，并说明物体位置怎样随时间变化。 学生结合乘车经验作答，教师从“研究谁、相对谁、什么时候、位置怎样改变”归纳，提出本课学习任务。 从熟悉的运动现象提问，促使学生意识到日常描述的局限，建立研究对象、参考标准、时间与位置变化的学习线索。 新知讲授 一、质点与参考系 【教材定义】在具体研究物体的运动时，如果物体的大小和形状对我们研究的问题没有影响或影响很小，我们可以忽略物体的大小和形状，把它简化成一个有质量的点，这个点就称为质点。 【教材结论】质点是由实际物体抽象出来的理想化模型。忽略次要因素，突出事物主要特征，是学习物理这门学科的一种重要的思维方法。 【概念解释】质点不是实际小球，大小不是唯一判据，要看大小和形状对研究问题的影响。如无特殊说明，教材均把物体视为质点。 【教材原例】一列火车从北京开往深圳。研究火车走全程的时间和研究此列火车过隧道的时间，分别能否将火车看成质点？ 答案：研究走全程的时间可以；研究过隧道的时间不可以。 解析：前者可忽略火车大小和形状，后者必须考虑火车长度。 【教材定义】物体位置随时间的变化叫作机械运动（简称运动）。描述物体运动时，选定某个其他物体作为参考，这个作为参考的物体叫作参考系。 【教材结论】选取不同的参考系，对同一个运动的描述也不同。一般以使问题的研究变得简捷、方便为原则选择参考系；研究地面上物体运动时，如不特别指明，一般以地面为参考系。 【教材案例】行驶的列车，以司机为参考系是静止的，以地面上的人为参考系是运动的。学生对比相对位置是否变化，说明判断依据。 【易错辨析】“只有很小的物体才是质点”“列车一定是运动的”都不准确。前者忽视研究目的，后者没有明确参考系。 【即时练习1·教师原创】研究地球绕太阳公转的轨道和研究地球自转时昼夜交替的成因，分别能否将地球看成质点？说明理由。 答案：研究公转轨道时可以；研究昼夜交替时不可以。 解析：公转轨道研究可忽略地球大小；昼夜交替需考虑地球自身的大小和转动。 【即时练习2·教师原创】坐在行驶公交车座位上的乘客，相对于座位和地面分别是运动还是静止？ 答案：相对于座位静止，相对于地面运动。 解析：乘客相对座位的位置不变，相对地面的位置随时间改变。 【教师归纳】先依据研究目的判断是否可简化为质点，再说明参考系；准确描述位置变化还需要区分时刻与时间。 二、时刻和时间 【教材概念】时刻表示某一瞬间，对应时间坐标轴上的一个点；时间表示两个时刻之间的间隔，对应两点之间的线段，大小等于两个时刻之差。 【概念解释】初、末时刻用时间轴上的点表示。时间记为t，基本单位是秒（s）；常用单位还有分（min）、时（h）、日（d）。 【教材关系】时间等于末时刻与初时刻之差： 【教材原例】某动车组列车于6时39分由北京站开出，运行7小时26分，于14时05分到达长春站。哪些是时刻，哪些是时间？ 答案：6时39分和14时05分是时刻；7小时26分是时间。 解析：在时间轴上标出发车点和到站点，两点之间的间隔是7小时26分。 【易错辨析】“放学时间”指时刻，“一节课的时间”指时间间隔，应结合语境判断。 【即时练习3·教师原创】某次实训在9时10分开始，9时55分结束。“9时10分”表示什么？实训持续多长时间？ 答案：9时10分表示时刻；持续45 min。 解析：结束时刻与开始时刻之差为45 min。 【即时练习4·教师原创】计时从0 s开始，第3 s末是时刻还是时间？第3 s内对应时间轴上的哪一段，持续多长时间？ 答案：第3 s末是时刻；第3 s内从2 s到3 s，持续1 s。 解析：“末”对应轴上的点，“内”对应两个点之间的线段。 【教师归纳】时刻是点，时间是间隔；确定了起终时刻，再用位移和路程描述这段运动。 三、路程和位移 【教材定义】从物体的初位置指向末位置的有向线段，叫作位移。位移的大小等于有向线段的长度，方向由初位置指向末位置。 【教材定义】路程是质点运动轨迹的长度，只有大小，没有方向。既有大小，又有方向的量叫矢量，位移是矢量；只有大小，没有方向的量叫标量，路程是标量。 【教材结论】物体做不改变方向的直线运动时，路程与位移的大小相等。 【概念解释】路程和位移大小的单位均为米（m）。路程沿路线累加，位移由初、末位置决定，须说明大小和方向。 【教材原例】家在点A，学校在家向东偏北30°方向500 m处的点B。沿ACB、ADB或AB不同路线从家去学校，位移是否相同？路程是否一定相同？ 答案：位移相同，均为500 m，方向东偏北30°；路程不一定相同。 解析：图1-1-5中初末位置均为A、B；路程分别为各路线的实际长度。 【即时练习5·教师原创】同学沿直线向东走60 m，再沿原路向西走20 m。总路程和位移分别是多少？ 答案：总路程80 m；位移40 m，方向向东。 解析：路程累加两段长度；末位置在初位置东侧40 m处。 【即时练习6·教师原创】学生绕周长400 m的跑道跑一圈回到出发点。路程和位移大小分别是多少？路程与位移大小何时相等？ 答案：路程400 m，位移大小为0；物体做不改变方向的直线运动时二者相等。 解析：回到出发点意味着初、末位置相同，但运动轨迹长度不为0。 【教材探究图示】图1-1-6：OA向北40 m，AB向东30 m，两段垂直；由O指向B的有向线段表示合位移。 【教材探究】如图1-1-6所示，一个同学从操场正中间的O点出发，先向北走了40 m到了A点，又向东走了30 m到了B点，请分别求出这两次运动的位移、合位移（即整个过程的位移）和总路程。你能从这个例子中总结出矢量相加的运算法则吗？ 答案：两次位移分别为40 m、向北，30 m、向东；总路程为70 m。 合位移大小： 合位移方向：由O指向B，指向东北。 解析：路程为两段长度之和。矢量首尾相接，由第一段起点指向第二段终点的有向线段表示合位移，不能直接把大小相加。 【教师归纳】路程看轨迹，位移看初末位置；位移是矢量，不能照搬标量的算术加法。 用同一物体的不同研究目的及时间轴、运动路线作对比，帮助学生区分相近概念，并通过即时作答及时发现判断依据不清的问题。 课堂背诵 1．把物体看成质点的条件是什么？模型保留什么基本特征？ 答案：大小和形状的影响可忽略；简化为有质量的点。 2．作为参考的物体叫什么？地面运动通常选什么为参考系？ 答案：参考系；地面。 3．时刻与时间在轴上对应什么？时间的基本单位及符号是什么？ 答案：时刻对应点，时间对应两点间的线段；秒，s。 4．请完整说出位移的定义，并说明其大小和方向。 答案：从物体的初位置指向末位置的有向线段叫作位移；大小为线段长度，方向由初位置指向末位置。 5．路程的定义是什么？物体做什么运动时，路程与位移的大小相等？ 答案：路程是质点运动轨迹的长度；做不改变方向的直线运动时相等。 6．矢量和标量有何区别？位移和路程分别属于哪一类？ 答案：矢量有大小和方向，标量只有大小；位移是矢量，路程是标量。 通过完整复述和要素提问提取概念的关键条件、单位及方向，帮助学生形成准确、可检查的记忆，避免只会辨认术语。 师生互动 【任务1·风洞】无风时飞机在空中飞行。以机舱和地面为参考系，分别说明飞机与舱外空气的运动状态。风洞为什么能用固定飞机模型和运动气流模拟飞行？ 答案：以机舱为参考系，飞机静止、空气运动；以地面为参考系，飞机运动、空气静止。风洞以相对模型运动的气流模拟飞行。 解析：同桌交流两种判断依据。教师归纳：风洞利用运动和静止的相对性，广泛用于飞机、汽车、火车和船舶设计。 【任务2·教材练习】据报道，2016年10月17日7时30分，搭载神舟十一号载人飞船的长征二号F遥十一运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。约575秒后，神舟十一号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。神舟十一号飞船入轨后，在2天内完成了与之前发射成功的天宫二号空间实验室的自动交会对接，在轨飞行33天后于11月18日14时03分顺利返回地面。在上面的新闻报道中，哪些是时间，哪些是时刻？ 答案：时刻：2016年10月17日7时30分、11月18日14时03分。时间：约575秒、2天、33天。 解析：学生圈出报道中的时间信息并分类，互相核对。教师归纳：表示事件发生的瞬间是时刻，表示持续多久是时间。 借风洞和航天报道把参考系、时刻与时间用于真实材料，要求同伴交流依据，使学生感受物理概念在技术和信息表达中的作用。 课堂练习 1．【教师原创】两列车在平行轨道上同向行驶，车间距离始终不变。以甲车为参考系，乙车的运动状态是（　）。 A．向前运动 B．向后运动 C．静止 D．无法判断 答案：C。 解析：乙车相对甲车的位置不变，因此相对于甲车静止。 2．【教师原创】下列研究中，可以把物体看成质点的是（　）。 A．研究飞机机翼的振动 B．研究飞机从北京到上海的行程 C．研究汽车车轮的转动 D．研究舞蹈演员的动作姿态 答案：B。 解析：研究长途行程时，飞机大小和形状的影响很小；其余研究都需要考虑物体自身形状、尺寸或转动。 3．【教师原创】某工序从10时20分开始，10时48分结束。结束时刻是________，经历的时间是________ min，合________ s。 答案：10时48分；28；1680。 解析：经历时间为28 min，每分钟60 s，故合1680 s。 4．【教师原创】在位移、路程、质量和时间四个物理量中，矢量是________，其余是________。 答案：位移；标量。 解析：位移既有大小又有方向，其余量只有大小。 5．【教师原创】一辆小车沿直线先向东行驶120 m，再向西行驶170 m。求全程的路程和位移，说明位移方向。 答案：路程290 m；位移大小50 m，方向向西。 解析：已知向东120 m、向西170 m。路程为两段长度之和；末位置位于初位置西侧50 m处，所以位移由初位置指向西侧末位置。 6．【教材练习】研究运动员的不同跳高方式时，是否可将运动员看成质点？研究运动员以不同方式跳高所取得的成绩时，是否可将运动员看成质点？请说明理由。 答案：研究不同跳高方式时不可以；只比较所达到的高度时可以。 解析：研究方式要考虑身体姿态和各部分运动；比较成绩时突出高度，忽略与此目的无关的动作细节。模型选择取决于研究目的。 设置模型判断、信息分类和往返运动等综合任务，检查学生能否迁移运用概念，并用解析纠正只凭生活直觉作答的习惯。 课堂小结 核心知识： 质点：依据研究目的忽略大小和形状的影响，保留有质量这一特征。 参考系：描述运动的参考物；同一物体相对不同参考系，运动状态可能不同。 时刻与时间：时刻是时间轴上的点，时间是两点间的间隔，基本单位为秒（s）。 路程与位移：路程看实际轨迹；位移看初末位置，必须说明大小和方向，单位为米（m）。 矢量与标量：位移是矢量，路程是标量；矢量相加不能只把大小作算术相加。 回应导入：准确描述运动，要明确研究对象及模型、参考系、时刻或时间，以及位置变化。 按研究对象、参考标准、时间和位置变化归纳知识，回应导入问题，突出路程与位移的区别，为学习速度建立清晰基础。 作业布置 1．复习本节课的知识点； 2．完成课后练习； 3．整理笔记和易错题。 教学反思 ①目标达成与参与：课后依据即时练习、课堂练习及交流表现，记录学生能否说明质点条件、参考系和位移方向，不以齐答代替个体证据。 ②典型问题：重点记录把质点等同于小物体、混淆时刻和时间、将路程直接作为位移大小或遗漏方向等错误。 ③原因分析：结合错题追问，区分研究目的不清、生活用语干扰和起终点识别不足等原因。 ④改进措施：下一课时用同一物体的两种研究目的、时间轴和往返路线进行短时复习，确认位移与时间的理解后再引入速度。 学科网（北京）股份有限公司 $