必修一第一章问题情境集合

1.1运动的认识一、新课导入：师：请同学们观看一段录像后思考问题(有关运动的话题)．(放映录像)选择有关反映物体运动的画面播放给学生看(可搜集整电视片《科技之光》和《动物世界》中的图像)．如：雄鹰、小鸟在空中飞翔，飞机在天空中划过，行星、卫星在宇宙中运行，航天员杨利伟在宇航舱中给地球拍照，汽车在公路飞驰，轮船在海水中搏击海浪。……师：雄鹰在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚，连静静的山川也在“坐地日行八万里”……宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子等．请大家根据刚才观看的录像片，回顾初中学过的机械运动，提出一些关于运动的话题．教师总结学生发言，讲述机械运动．师：古希腊杰出的哲学家、科学家、圣贤——亚里士多德曾说过“不了解运动，就不了解自然”，这句话向我们提出了严峻的挑战．我们要充满信心，迎接这一挑战．指导学生快速阅读教材第一段，并粗看这节课的黑体字标题，提出问题：要描述物体的机械运动，本节课将从哪几个方面去描述?学生通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了进一步描述物体的运动而引入的，要研究物体的运动首先从学好这些基本概念人手．师：我们在刚才的录像片中看到：汽车在公路上飞驰，江水在咆哮着奔向远方，鸟儿在飞翔，树叶在摇动，高山上流水，瀑布直泻千尺，雪花在空中飞舞……(放映录像)(播放“神舟”五号升空的录像片)“2003年10月15日，一个令人骄傲的日子，一个彪炳史册的日子，我国第一艘载人飞船满载着全国人民的希望成功升空．”师：飞船在茫茫太空中遨游，假如你是文学家，你如何描述它的运动呢?师：如果你是科学家，你又将如何描述呢?这就是我们今天要研究的课题——认识运动二、重点的突破：（1）在理解质点概念以及初步建立质点概念时，可以创设物理情景提问：1、“神舟”五号飞船载人舱长7．4m，直径2．8m，用长58m、重达480t的“长征”2号火箭发射．升空后，显示在指挥部荧光屏上的仅是一个小小的光点．科学家研究它在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗?2、研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时，能不能把它看成质点?3、教练员针对训练录像纠正运动员的错误时，能否将运动员看成质点?4、分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点?5、测量其所跳高度(判断其是否打破纪录)时，能否将其看成质点?6、什么时候物体可以看做质点，什么时候不可以看做质点？（2）关于在研究具体问题时，如何选取参考系，可以联系生活中的例子给学生引入参考系的概念以及如何选择恰当的参考系：1、为什么路边的同学说车上的人跑得快?为什么车中的一个人又认为他和司机没有动?2、．从地球表面向火星发射火星探测器的过程中，若要研究探测器的运动情况，各应选择什么为参考系?3、在印度洋海啸救灾中，从水平匀速航行的飞机上向受灾的地区空投救灾物资．在不考虑空气阻力的情况下，飞机上的人以飞机作参考系，他看到投下的物体是沿什么路线下落的?地面上的人以地面作参考系，观察被投下的物体又是沿着什么路线下落的?4．第一次世界大战期间的一次空战中，一个法国飞行员正在2000米高的空中飞行，忽然，他发现脸旁好像有一个小东西在飞舞，他以为是一只小昆虫，于是就伸手轻松地把它抓了过来，仔细一看，把他吓出一身冷汗来．他抓住的不是别的，是德国飞机射向他的一颗子弹。子弹飞得那么快(一般为几百米每秒)，为什么没有把他的手打穿?（3）．如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系1、地理上用纬度和经度来确定某个地点在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统(GPS)来确定方位，那么物体运动的时候可以用数学上的坐标轴来表示吗？2、如何选择坐标轴和正方向?3、如何选择坐标原点?4、如何确定坐标轴上的刻度值?1.2时间和位移一、新课导入复习上节课从哪些方面描述物体运动的情况，若要更细致全面的描述物体的运动情况需要用到哪些物理概念?能准确说出时间的含义吗?物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位置的改变，你们用什么来量度物体位置的改变呢?引出新课时间和位移二、重点的突破（1）、时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系1、在学校的作息时间表上，你能找出更多的时刻和时间间隔吗?2、平常所说的“时间”，有时指时刻，有时指时间间隔，如有人问你：“你们什么时间上课啊?”这里的时间是指时间间隔吗?3、我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行．10月15日09时0分，“神舟”五号飞船点火，经9小时40分50秒至15日18时40分50秒，我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗，再经11小时42分10秒至16日06时23分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆．在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻?4、能否说出时刻与时间的概念？5、如何用数轴表示时间?6、用课件展示某一列车时刻表，帮助学生分析列车运动情况，(展示问题)根据下列“列车时刻表”中的数据，列车从广州到长沙、郑州和北京西站分别需要多长时间?T15站名T1618：19北京西14：5800：3500：41郑州08：4208：3605：4905：57武昌03：2803：2009：1509：21长沙23：5923：5l16：25广州16：52（2）、引入位移的概念以及它与路程的区别(情景展示)中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，在沙漠中，远眺不见边际，抬头不见飞鸟．沙漠中布满了100～200m高的沙丘．像大海的巨浪，人们把它称为“死亡之海”．许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而丧生．归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题：我在哪里?我要去哪里?选哪条路线最佳?而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移、路程．1、(投影中国地图)让学生思考：从北京到重庆，观察地图，你有哪些不同的选择?这些选择有何相同或不同之处?你能给出位移及路程的定义吗?2、位移和路程有什么不同?3、画一往复直线运动给学生讨论．位移的大小有没有等于路程的时候?4、在坐标系中，如何用数学的方法表示出位移？（3）、矢量和标量1一位同学从操场中心A出发，向北走了40m，到达C点，然后又向东走了30m，到达B点．用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果的位移)．三个位移的大小各是多少?你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗?2、、矢量和标量的算法有什么不同？（4）、直线运动的位置和位移1、怎样用数学的方法描述直线运动的位置和位移?1.3运动快慢的描述——速度一、新课导入1、如何来描述物体运动的快慢?2、能不能说，物体的位移越大，物体运动得就越快?3、要描述物体运动的快慢，本节课将会学到哪些概念(物理量)?二、重点突破（1）、坐标与坐标的变化量1、能说明“坐标”与“坐标的变化量”有何不同，又有何联系?2、用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表示时间的变化量?引入物理情景：一辆汽车的运动1．图1—3—l中汽车(质点)在向哪个方向运动?2．如果汽车沿X轴向另外一个方向运动，位移Δx是正值还是负值?（2）、速度1、展示问题(播放比赛片段)：北京时间8月28日凌晨2点40分，雅典奥林匹克体育场，这是一个值得所有中国人铭记的日子，21岁的上海小伙刘翔像闪电一样，挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点，以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军，12秒91的成绩平了由英国名将科林·约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录，改写了奥运会纪录．师：那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?有几种方法呢?试举例说明．2、请想一些比较快慢的例子，哪些是用相同位移比时间，哪些是用相同时间比位移的?3、我们在初中也学过速度，不过那时是路程跟时间的比值．它们一样吗?4、速度是矢量吗？（3）、平均速度和瞬时速度1、引入平均速度，如何定义平均速度？大自然中，物体的运动有快有慢。天空，日出日落；草原，骏马奔驰；树丛，蜗牛爬行．仔细观察物体的运动，我们发现，在许多情况下，物体运动的快慢会发生改变：飞机的起飞，汽车的行驶，运动员的奔跑等．在自然界和人类生活中，物体的运动状态各不相同且不断变化．在长期对运动的思索、探究过程中，为了比较准确地描述运动，人们逐步建立了平均速度的概念，并均用平均速度来描述物体运动的快慢．如何定义平均速度呢?2、求平均速度的时候应该注意什么？3、笑话引入瞬时速度：一位女士由于驾车超速而被警察拦住，警察走过来对她说，“太太，您刚才的车速是60英里每小时（1英里=1.609千米）”，这位女士反驳说：“不可能，我才开了不到7分钟，还不到一个小时，怎么可能走了60英里呢”“太太，我的意思是如果你继续像刚才那样开车，在下一个小时里您将驶过60英里”“这也是不可能的，我只要再行使10英里就到家了，根本不需要再开过60英里的路程”，从物理学观点，这位女士没有认清哪个科学概念？（4）、速度和速率1、观察汽车的速度计，从表盘上获取的是什么物理运动信息？是速度吗？2、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?通过此物理情景，让学生体验平均速度的缺陷，引入平均速率3、平均速度与平均速率相同吗？1.4实验：用打点计时器测速度一、新课导入测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的．我们现在只研究直线运动的速度．的测量问题．当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要研究物体的运动，我们首先要准确记录物体运动的信息．直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来判断物体的运动情况．在实验中，我们可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采用这种方法的测量误差较大．打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢．二、重点突破：（1）、学会使用打点计时器1．相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响?2．通过类比，体验打点计时器的用法。两位同学竞走比赛，为了比较他们的运动情况，现在让每位同学都提着底部穿孔、漏沙。比较均匀的两个沙袋一起竞走，然后通过他们的漏沙情况来判断他们的匀速运动情况和加速情况。3、电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么?4、从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小?5、打点计时器能记录哪些信息?6、电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置?7、振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整?（2）、能根据纸带计算物体运动的瞬时速度1、怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?2、用极限的思想方法，用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度．所取的时间间隔越接近试点，这种描述方法越准确．如何根据纸带计算物体运动的瞬时速度？（3）、会用描点法描绘物体的速度一时间图象，并从中获取物理信息．1、百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗?如果有变化，你估计是怎样变化的?某位运动员的百米赛跑的成绩是10．57s，按照估计画出他在这段时间的v—t图象的草图．1.5速度变化快慢的描述——加速度一、新课导入1、[演示]让小球分别在倾角较小的斜面和倾角较大的斜面上滚动．[提问]小球两次各做什么运动?它们的不同之处在哪里?[得出]小球两次都是做速度越来越快的直线运动，但后一次速度改变得快．那么怎样比较速度改变的快慢呢?[讨论]速度改变快慢的比较2、利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车，运动员等录像，提出问题，让学生思考讨论．某竞赛用的跑车启动时，4s内速度达到108km／h；某高速列车启动时，120s内速度达到108km／h；自行车4s