人教版新课标高中物理必修1时间和位移教案2篇文档

【学习内容分析】在行星运动规律与万有引力定律两节内容之间安排本节内容，是为了更突出发现万有引力定律的这个科学过程。如果说上一节内容是从运动学角度描述行星运动的话，那么，本节内容是从动力学角度来研究行星运动的，研究过程是依据已有规律进行的演绎推理过程。教科书在尊重历史事实的前提下，通过一些逻辑思维的铺垫，让学生以自己现有的知识基础身于历史的背景下，经历一次“发现”万有引力的过程，因此体验物理学研究问题的方法就成为主要的教学目标。【学情分析】在学太阳对行星的引力之前，学生已经对力、重力、向心力、加速度、重力加速度、向心加速度等概念有了较好的理解，并且掌握自由落体运动和圆周运动等运动规律，能熟练运用牛顿运动定律解决动力学问题。已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的起点能力。所以在推导太阳与行星运动规律时，教师可以要求学生自主地运用原有的知识进行推导，并要求说明每一步推理的理论依据是什么，教师仅在难点问题上做适当的点拨。

实验目标：1、知道打点计时器的构造和原理，学会使用打点计时器，能根据打出的纸带计算打几个点所用的时间，会计算纸带的平均速度，能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度，认识v-t图象，并能根据v-t图象判断物体的运动情况。2、通过速度测量过程的体验，领悟两个方法：一是用图象处理物理数据的方法；二是极限法或说无限趋近法，加强一个认识，实验是检验理论的标准。实验器材：电源（220v电源或学生电源），打点计时器，纸带，刻度尺（最好是塑料透明的），导线实验准备：1、仔细观察电磁打点计时器和电火花计时器，对照课本，比较它们的异同。2、两类打点计时器的打点时间间隔是多少？3、分析纸带时，如何计算纸带的平均速度。4、严格地说，瞬时速度我们引进测量出来的，你知道用什么方法求出的速度可以代替某点的瞬时速度吗？

实验目标：1、知道打点计时器的构造和原理，学会使用打点计时器，能根据打出的纸带计算打几个点所用的时间，会计算纸带的平均速度，能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度，认识v-t图象，并能根据v-t图象判断物体的运动情况。2、通过速度测量过程的体验，领悟两个方法：一是用图象处理物理数据的方法；二是极限法或说无限趋近法，加强一个认识，实验是检验理论的标准。实验器材：电源（220v电源或学生电源），打点计时器，纸带，刻度尺（最好是塑料透明的），导线实验准备：1、仔细观察电磁打点计时器和电火花计时器，对照课本，比较它们的异同。2、两类打点计时器的打点时间间隔是多少？3、分析纸带时，如何计算纸带的平均速度。4、严格地说，瞬时速度我们引进测量出来的，你知道用什么方法求出的速度可以代替某点的瞬时速度吗？5、从器材上读取的数据是原始数据，原始数据是宝贵的实验资料，要严肃对待，要整齐的记录，妥善保存。

1. 课前观看视频《物理学与人类文明》2. 分组讨论，派代表发言，谈学习感受。主要是物理的地位，物理的学习方法。3. 高中物理与初中物理在内容和方法上的区别高中物理除了现象、概念和规律之外还应该关注研究问题的方法，学会从先想到抽象，从定性到定量研究问题，学会用数学方法解决物理问题，学会实验探究，学会独立分析问题解决问题的思维习惯。4. 高中物理学习的基本要求高中物理学习应该“重视实验，勤于思考”和“经历过程，体验方法”。高中物理学习与初中物理学习虽然有一定区别，但也不是孤立的，要继续坚持初中物理学习中积累的学习方法和体会，重视从正反两个方面加以总结和提炼，做到：（1） 认真阅读，学会自学要学好物理，就要认真阅读课本。阅读课本是要抓住关键词语，弄清语句间的逻辑顺序和因果关系，领会文章段落所表达的物理内容，掌握课本叙述物理问题的表达方法。

八、物理学的基础地位及物理学对人类文明、社会进步的影响。（1） 情景一：磁悬浮实验：找两个空心的圆柱片磁铁，同名磁极相对，穿在同一根竹筷上，用手压下上面的磁铁，松手观察它的运动情况。问题1：上面的磁铁为什么会跳起来，为什么会悬浮在下面的磁铁上方？问题2：根据这个实验，你会想到那一种交通工具？总结：人们就是从磁悬浮现象中得到启发，进行磁悬浮列车的研究和制造的，这说明物理学在推动社会进步、人类文明方面起到推动作用。（2） 情景二：感应起电和火花放电实验：用感应起电机或感应圈产生火花放电，让学生观察现象，闻气味，然后联想生活实例。还可以用一张纸试着挡住放电的弧光，最好能引燃纸张，说明雷击引起火灾的现象。问题1：你看、听到了什么现象？问题2：根据这个实验，你会想到那一种自然现象？问题3：放电发生在什么地方？为什么建筑物上方都有尖尖的设置，是干什么用的？问题4：你闻到什么气味了吗？

教学重点1．自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。2．掌握自由落体运动规律，并能运用其解决实际问题。教学难点演示实验和探究实验的技巧及自由落体运动规律的得出.教学过程设计思想：1、 先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动；2、 通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻力会怎样；3、 用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验，加深印象；4、 了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；5、 着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论；6、 总结自由落体运动特点及重力加速度；7、 应用训练

1．这节课以实验为依据，采用控制变量的方法进行研究。这一方法今后在电学、热学的研究中还要用到。我们根据已掌握的知识设计实验、探索规律是物体研究的重要方法。2．定义力的单位“牛顿”使得k=1，得到牛顿第二定律的简单形式F=ma。使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义。3．牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受合外力恒定，其加速度恒定；合外力为零，加速度为零。即合外力决定了加速度，而加速度影响着物体的运动情况。因此，牛顿第二定律是把前两章力和物体的运动构成一个整体，其中的纽带就是加速度。四、评价方案及说明1、对科学知识与技能的评价要注重科学内容的理解与应用，而不是单纯记忆。技能的评价目标包括观察技能、实验技能等方面。对科学的技能的评价要尽量融合在科学探究过程的情景中。对科学知识的评价主要从两方面，一是根据学生诊断性练习；二是通过学生作业反映学生掌握情况。

三、制定实验方案的两个问题：1．怎样测量（或比较）物体的加速度：引导学生思考、讨论并交流。学生可能会提出下面的一些方案：方法一：测出初速度为零的匀加速直线运动的物体在 时间内的位移 ，则 ；方法二：在运动的物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度；方法三：测出两个初速度为零的匀加速运动的物体在相同的时间内发生的位移 、 ，则 ；方法四：测出两个初速度为零的匀加速运动的物体在相同的位移内所用的时间 、 ，则 ；2．怎样提供并测量物体所受的恒力：教师提出：现实中，除了在真空中抛出或落下的物体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎是不存在的。然而，一个单独的力作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，实验中力 的含义指物体所受的合力。以在水平轨道上用绳牵引小车加速运动为例，小车受到四个力的作用，即重力、支持力、绳的拉力和轨道对小车的摩擦力（当物体运动的速度比较小时，我们可以忽略空气的阻力）。

猜想：既然物体下落过程中的运动情况与物体质量无关，那么为什么在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢不同呢？我们能否猜想是由于空气阻力的作用造成的呢？如果没有空气阻力将会怎样呢？学生讨论后回答.三、猜想与假说伽利略认为，自由落体是一种最简单的变速运动.他设想，最简单的变速运动的速度应该是均匀变化的.但是，速度的变化怎样才算均匀呢?他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即经过相等的位移，速度的变化相等.伽利略假设第一种方式最简单，并把这种运动叫做匀变速运动.四、实验验证实验验证是检验理论正确与否的唯一标准.任何结论和猜想都必须经过实验验证，否则不成理论.猜想或假说只有通过验证才会成为理论.所谓实验验证就是任何人，在理论条件下去操作都能到得实验结果，它具有任意性，但不是无条件的，实验是在一定条件下的验证，而与实际有区别.

演示实验1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。教师不发表意见，继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。2、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，结果两者几乎同时落地。3、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，则纸团下落快。师：物体下落快慢是由质量决定吗？生：不是的！师：为什么这样说？生：第2个实验和第三实验都说明了这个问题，特别是第3个问题，质量一样却下落有快慢之分。师：那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢？生：我想应该是空气阻力。猜想师：如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢？我们来做一个实验验证一下。

四、速度和速率学生阅读教材第18页相应部分的知识点，让学生总结．生：速度既有大小，又有方向，是矢量，速度的大小叫速率，教师引导学生看教材第18页图1．3—2．观察汽车的速度计，讨论后说出你从表盘上获取的有用信息。生：汽车的速率．指针指在相应数字的瞬间，就表示汽车在那一瞬时的速率是那个值．生：还可以从表盘上直接读出公里里程．师：日常生活中的“速度”有时指速度，也有时指速率，要看实际的物理情景。[讨论与交流]甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗?怎样比较他们运动的快慢?学生讨论，体验平均速度的缺陷，引入平均速率。生1：位移都是零，平均速度等于位移跟发生这段位移所用时间的比值，所以他们的平均速度都是零。生2：即使一位同学站在原地不跑，他的平均速度也是零啊，可我们运动会上不是这样比快慢的，如果这样，那多不公平啊?

1．加速度与力的关系：实验的基本思路是保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。有了实验的基本思路，接下去我们就要准备实验器材，以及为记录实验数据而设计一个表格。为了更直观地判断加速度与力的数量关系，我们以 为纵坐标、 为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直线上，说明 与 成正比，如果不是这样，则需进一步分析。2．加速度与质量的关系：实验的基本思路是保持物体所受力不变，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。有了实验的基本思路，接下去我们就要准备实验器材，以及为记录实验数据而设计一个表格。为了更直观地判断加速度与质量的数量关系，我们以 为纵坐标、 为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点，根据拟合的曲线形状，初步判断 与 的关系是反比例函数。再把 图像改画为 图像，如果是一条过原点的斜直线，说明自己的猜测是否正确。

阅读教材后总结：是万有引力的作用把宇宙中的恒星和行星聚集在一起，组成了太阳系、银河系和其他星系.力的相互作用遍布我们周围的一切物体.除此之外还有电荷间的相互作用、磁体间的相互作用，我们把这种力称为电磁相互作用.【思考与讨论】质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚集在一起构成原子核.你能推测是什么力的作用结果吗？攻略一：阅读教材53页，师生共同讨论、总结.攻略二：网络搜索或工具书查阅“四种基本相互作用”，进一步了解概念.结论：决定物质的结构和变化过程的基本的相互作用.近代物理确认各种物质之间的基本的相互作用可归结为四种：引力相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和强相互作用.近代物理的观点倾向于认为:四种基本相互作用是统一的，物理学家们正在为建立大统一理论而努力.但至今也没有公认的结论，望同学们好好学习，为科学事业奉献自己的聪明和才智.

生：还可以从表盘上直接读出公里里程．师：日常生活中的“速度”有时指速度，也有时指速率，要看实际的物理情景。[讨论与交流]甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗?怎样比较他们运动的快慢?学生讨论，体验平均速度的缺陷，引入平均速率。生1：位移都是零，平均速度等于位移跟发生这段位移所用时间的比值，所以他们的平均速度都是零。生2：即使一位同学站在原地不跑，他的平均速度也是零啊，可我们运动会上不是这样比快慢的，如果这样，那多不公平啊?师：平均速度v=Δx/Δt，甲、乙的位移都为零，所以他们的平均速度也都等于零．在这里平均速度无法显示他们运动快慢的不同，要用到另一物理量：平均速率．平均速率等于物体运动通过的路程跟所用时间的比值．他们两人通过的路程相同且都不为零，但所用时间不同．显然用时短的运动得快，也就是平均速率大．生：这不是我们初中学过的速度吗?

具体过程：先用悬挂法确定重心之后，在板上固定一条细线ab，让ab穿过重心c点，再在其重心c处拴上细绳提拉，验证薄板可以水平平衡.如图3-1-6、3-1-7所示.归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外.结论：规则均匀的物体重心在其几何中心；不规则不均匀的物体重心用悬挂法.例3一个被吊着的均匀的球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口.在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会（）A.一直下降B.一直不变C.先下降后上升D.先上升后下降先让学生自己回答，估计很多学生会选择A；教师提示开始和最终重心的位置，学生很快就能得出正确答案.借机引导学生思考问题要全面.参考答案：在注满水时，球壳和水的共同重心在球心，随着水的流出，球壳的重心不变，但是水的重心下降，二者共同的重心在下降.当水流完时，重心又回到球心，故选项C正确.

（一）、复习提问1、请说出功的计算公式及功的单位2、我们用哪个物理量表示物体运动的快慢？（二）、创设情景，引入新课1、播放多媒体素材，用起重机和一个工人搬运几百块砖比较哪一种方法好？图中的情景说明了什么问题?（教师通过所设计的情景，将学生引入怎样比较做功快慢，让学生发表自己的看法，初步知道物体做功是有快慢之分的。）（三）、进行新课1、比较做功快慢的方法播放多媒体素材并提出问题：怎样比较两个人谁做功快谁做功慢？教师启发：以前学习过要比较两物体运动的快慢，可以先确定路程再比较时间，也可以先确定时间再比较路程。在路程和时间都不同时，通过计算速度比较两物体运动的快慢。同理，要比较物体做功的快慢可采用什么方法？

探究一：高中阶段功的含义是什么？投影：初中九年级《物理》105页学生思考：①图中物体的势能、动能分别如何变化？②物体能量的变化和做功是否存在关系？学生:分组讨论，得出结论：如果物体的能量发生变化时，说明有力对物体做了功。教师:进行点评和小结(设计意图：对初中知识深化理论认识，并为以后功能关系的教学作准备)探究二：力对物体做功的两个要素是什么？情景再现：找体重相对悬殊的两位同学，①A同学试图抱起B同学，但没成功。②B同学抱起A同学在教室内匀速走动。学生思考：在①中，A是否对B做功？在②中，B是否对A做功？学生:分析得出做功的两要素：物体受到力的作用，并且在力的方向上发生位移.教师:让学生分别例举生活中力对物体做功和不做功的例子，（设计意图：让学生亲身参与课堂实验，烘托课堂气氛，相互协作增进同学情谊）探究三：如果物体的位移不再力的方向上，那么力是否还对物体做功？

基于以上分析，为使本堂课围绕重点、突破难点，同时让学生在课堂教学中能力得到提高，我设计如下教学过程。（一）创设情景认识形变由同学们已有的形变知识入手，引入新课。教师演示：①弹簧的压缩形变；②弹簧的拉伸形变③视频播放：竹竿形变、钢丝的扭转形变。得出形变的概念及各类形变。[设计意图：我从生活情景中引入新课，是为了激发学生的好奇心，为学生学习重点和难点内容作铺垫。]设问：摩天大楼在风的吹拂下会不会摆动，发生形变吗？演示微小形变放大实验：由于这种形变不容易观察，会使学生产生疑问：到底有没有发生形变？解决的办法是微小形变的演示实验。为什么光点会往下移？让学生带着问题思考后得出结论：是由于桌面发生了形变，但是形变不明显。为后面解决压力和支持力都是弹力做好铺垫。[设计意图：使学生知道“放大”是一种科学探究的方法。]

通过这个示例呢，我们可以得到解决向心力问题的一般的步骤，确定对象，找出轨迹，找出圆心，然后进行受力分析，让同学们参考这样的步骤，逐步的解决圆周运动的问题，对于变速圆周运动，我通过链球运动进行引入，这里是一个链球运动的视频，在同学们观看视频之前，我给同学们提出问题，链球收到绳子的拉力，做的是匀速圆周运动吗？ 然后再课堂上我们再做一个小实验， 我们可以通过改变拉线的方式来调节小球的速度大小吗？ 那么对小球，做加速圆周运动，进行受力分析，我们可以看到，小球做加速运动时，他所受到的力，并不是严格通过轨迹的圆心，在进行分析的时候，特别强调，小桶所受力的切线方向分力，和法线方向分力，切线方向分力，改变小球运动速度大小，法线方向分力，改变了小球运动的方向，法线方向的分力，在这里就是向心力，产生了向心加速度，通过这样一个例子进行分析，同学们是比较容易理解的，

思考：洗衣机脱水时转速高时容易甩干衣物，还是转速低时容易甩干衣物？(2) 制作棉花糖的原理内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。5.离心现象的防止在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。当高速转动的砂轮或者飞轮内部分子间相互作用力不足以提供所需向心力时，离心运动就会使他们破裂，甚至酿成事故。