高一物理人与机械。

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性，高中教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助高中教师能够更轻松的上课教学。关于好的高中教案要怎么样去写呢？小编经过搜集和处理，为您提供高一物理人与机械，希望对您的工作和生活有所帮助。

第4节人与机械
从容说课
本节主要讲述了功率与机械，以及机械的使用两个方面的内容.前面已经学习了机械功和功率的基本概念以及机械功的原理，而我们引入这些物理概念的目的就在于研究机械做功的问题.谈到机械做功就不得不谈到机械效率的问题，所以这节课应更多地和生活相联系.
机械的使用就是为了代替人力做功，所以我们要认真了解和认识我们身边的机械.
初学“机械效率”，往往对这些概念陌生难懂，思维不通、前后矛盾，甚至与学过的功率相混淆.通过分析阐述，帮助学生理解机械效率的物理含义，认识机械效率的高低是反映机械性能优劣的重要指标之一.通过剖析额外功产生的原因，从而了解提高机械效率的办法，突破掌握这一概念的难点.
教学重点1.能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；
2.理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系.
教学难点1.理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系;
2.辩证认识智能化机械使用的利与弊.
教具准备投影仪、投影片、视频资料、自行车、小型机器人模型等简单机械.
课时安排1课时
三维目标
一、知识与技能
1.巩固机械功的原理；
2.能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；
3.理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；
4.了解现代机械的发展水平.
二、过程与方法
初中旧知识的扩展、迁移.通过举例和分析来解决重点，突破难点.理解功率与机械效率的不同物理意义.
三、情感态度与价值观
1.通过对机械效率的学习，领悟到不论什么情况下提高机械效率都是十分重要的，它不仅有很高的经济价值，还能提高人们的效率意识，而讲究效率正是现代人必须具备的基本素质之一.
2.树立崇高的理想，大胆地发明、创造，以不断改造人类自己的生存条件，最终达到人与自然的和谐发展.
教学过程
导入新课
教师提问：前面我们已经学习了功率的概念，请同学们回顾一下引入功率这一概念的物理意义是什么？
学生回答：功率是描述机械做功快慢的一个物理量.功率大就意味着单位时间内做的功多.
教师提问：那机械是不是可以随意地增大自己的功率呢？
学生回答：是不可以的.任何机械都有一个最大的输出功率，即额定功率.
推进新课
一、功率与机械效率
通过上面的分析我们知道了功率的大小是衡量一个机械做功能力的重要物理量.
功率越大说明该机械单位时间内做的功就越多.那是不是功率越大的机械就越好呢？
【方法引导】
大家不妨想想这样一个我们熟悉的例子：是不是学习时间越长的同学，学习成绩就越好呢？事实是不一定的，那为什么呢？除了要有时间保证，还要有科学的学习方法，有较高的学习效率才可以.这是大家容易理解的.那机械做功有没有一个效率问题呢？
教师活动：初中我们已经学习过了机械效率的概念，下面就请大家阅读教材P18的内容，回忆并总结一下吧！
学生活动：阅读思考，整理，归纳，得出结论.
.
【教师精讲】
如何理解“机械效率”呢?我们不妨先通过几个实例来研究有用功的含义.例如利用滑轮组在竖直方向提高重物，利用滑轮组在水平方向匀速移动物体，或在斜面上用滑轮组移动重物.在这些事例中，我们把重物提高到一定的高度，或在水平、斜面上使重物移动一定的距离.这就是我们使用这简单机械的目的，这个目的的实现，对我们使用这种机械是有利用价值的，因为要在实现目的过程中，克服重物的重力或克服物体所受阻力做的功，这才是对人们有用的，即做了有用功(W有＝G物h或W有＝F阻s).
接下来我们再来研究什么是总功、额外功.
人们利用机械做功时，作用在机械上的动力对机械做的功就是总功，即W总＝F动s.总功包括有用功和额外功.总功中除了有用功部分，就是额外功，就是人们在做功过程中，为了要实现目的，必须做不得不做的额外部分的功，叫做额外功.额外功具体指什么呢?就是机械运作过程中，克服自身的重力、摩擦力等所做的功.更加明确地指出，在上述的例子中的额外功是指滑轮组克服滑轮与其转轴之间的摩擦力做功、提升重物过程中克服动滑轮及绳子的重力做功等部分.
教师提问：通过上面的分析，大家思考一下机械效率是不是总小于1啊？
学生回答：是的，因为W有总是要小于W总.
那引入机械效率这个物理量的物理意义是什么呢？和功率又有什么区别呢？请同学们阅读教材P18~P19.
【教师精讲】
机械效率是表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度的物理量.很显然机械效率越高，有用功所占的比值就越多，额外功所占的比值就越少.同学们能不能找到生活中提高机械效率的例子呢？
学生活动：列举例子，并归类总结.
【例题剖析】
1.要想提高滑轮组的机械效率，可以采用哪些办法？
方法引导：这里的总功、有用功、额外功中哪些功是一点都不能“省”的?哪些功是可以想办法“省”掉一些的?虽然有用功是不能省的，而总功、额外功是可以省掉一些的，这与前面讲的“使用任何机械都不能省功”是否矛盾?我们说不矛盾.因为W总＝W有＋W额始终是一个等式.即动力对机械做的功，等于机械克服所有阻力所做的功(功的原理).那么要“省”额外功应从哪些方面着手呢?一是减轻机械自重；二是减小摩擦.
2.下列说法正确的是（）
Ａ.功率越大的机械，机械效率一定越高
Ｂ.做有用功越多的机械，机械效率一定越高
Ｃ.越省力的机械，机械效率一定越高
Ｄ.有用功一定，额外功越小的机械，机械效率一定越高
师生分析：1.机械效率和功率都是反映机械性能的物理量，但它们是完全不同的概念.功率反映的是做功的快慢，而机械效率反映的是有用功与总功的比值，因为它们之间没有必然的联系，所以选项A是错误的.2.机械效率与机械是否省力不同，机械是否省力，是指动力和阻力相比较而言，当动力比阻力小就省力，它与机械效率之间同样没有必然的联系，因而选项C也是错误的.3.根据机械效率η＝W有／W总可知，η是由W有和W总两个因素决定的.当总功一定时，有用功越大，有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高；W有用一定，W总越小，机械效率也就越高.而选项B中仅叙述了一个因素变化，没有提到W有／W总比值的大小，故选项B也是错误的.4.因为W总＝W有＋W额，所以η＝W有／（W有＋W额），有用功一定，额外功越小，机械效率越高,或者额外功一定，有用功越多，显然机械效率越高.因此，选项D是正确答案.
由上面的分析我们可知，功率和机械效率是两个从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然的联系.功率大表示机械做功快；机械效率高，表示机械对总能量的利用率高.功率大的机械不一定效率高.
我们要认识到不论在什么情况下，提高机械效率都具有十分重要的意义，它不仅有很高的经济价值，还能够增强人们的效率意识.而讲究效率正是现代人必须具有的基本素质之一.
二、机械的使用
教师提问：我们在生活中无处不在使用着机械，可以说人类已经很难离开机械了.那人类使用机械的目的是什么呢？
学生回答：可以代替人力做功，甚至完成超越人力的工作.正因为机械的存在使人们的工作变得更轻松更有效率了.
【活动与探究】
将学生分成若干小组，每组找一个熟悉的机械为研究对象，交流总结所研究的机械使用的妙处.最后每组选一个代表总结小组研究的成果.
教师活动：播放视频介绍现代机械的发展.播放结束后总结：毫无疑问智能化机械的使用给人类带来了很多的便利.但如果不能合理地利用这些成就，也同样会给人类带来危害.
【知识拓展】
你能想象吗？在医院的手术台前，机器人在为病人做开颅手术；在远离地球的月球表面，机器人在代替人类采集月球标本；在未来的战场上，可能有一种体积宛如昆虫的武器，竟能使一座城市的电力全部瘫痪……这些并非是科学幻想，而是正在或将要成为的现实.机器人是人类创造的一种机器，也是人类创造的一个伟大奇迹，机器人的出现满足了人类的一种幻想.这就是说,在某些方面，机器人具有超人的能力.那么，目前世界上机器人技术发展到了一个什么样的水平，又在哪些领域得到应用？在机器人时代向我们走来的同时，让我们走近机器人，了解一下机器人的世界吧.
被称为人类生活和生产“最忠实的伴侣”的机器人，近几年来取得飞速发展，引起世人的关注.
经过近几十年的发展，机器人已初步形成了一个近百万人的“王国”，机器人发展迅速、种类繁多，国际上依据其技术特点和规模大小的不同，对它们进行了分类.1990年在工业机器人国际标准大会上把机器人分为四类：（1）顺序型.很多固定作业的装配机械手都属于此类.（2）沿轨道作业型.这类机器人能执行受控过程.（3）远距离作业型.这类机器人可接受遥控，对操作者的行为反应可通过编程实现，应用于核工业、真空、宇宙、海洋开发等应用领域.（4）适应型或者智能型.它们具有感知、适应或学习功能.具体则可分为工业机器人、农业机器人、特种工作机器人、医疗机器人、体育机器人、讲解机器人、服务机器人、战场机器人、“小人国”机器人等等，其中“特种机器人”又可分为太空机器人、核工业机器人、深海机器人，以及救灾机器人等.
在这个机器人王国中，目前主要成员是工业机器人，它占总数的70%以上，全球正在工作的工业机器人共有74万，我国有3000台左右.这只新兴工业大军的形成，必将为人类的工农业生产作出突出贡献.
工业机器人已经广泛地应用于各种自动化的生产线上,它是机器人家族中最重要的成员.最初主要是为了解决工业生产中的自动化问题,由机械手臂、控制装置、机座、能源装置和驱动装置等几部分构成.工业机器人大部分在汽车制造、电子、机械等行业从事焊接、油漆、装配、包装、零件加工、搬运等专业性工作.
机器人是人类创造的一种特殊机器,在生产和生活等方面,特别是在危险和极限环境作业中,有着广泛的应用前景.机器人正发展成为一个庞大的家族，代替人们从事各种各样的工作.
1.核事故机器人
在法国希农Ａ２号核反应堆的一个特别场地,聚集着各种负责核干预任务的机器人.一旦发生放射性物质泄漏的严重事故,人们就可以借助它们对事故进行处理.这些机器人可以进行认知、提取和测量.
2.仿生机器人
“仿生机器人”是指模仿生物、从事生物特点工作的机器人.目前在西方国家，机械宠物十分流行，另外，仿麻雀机器人可以担任环境监测的任务，具有广阔的开发前景.21世纪人类将进入老龄化社会，发展“仿人机器人”将弥补年轻劳动力的严重不足，解决老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题，并能开辟新的产业，创造新的就业机会.
美国研制出一种机器金枪鱼，它身长6m，躯体由铝链环组成,游动时它的时速只有9.7千米,但可以横渡大西洋漫长的海域.它主要用来测量海水的温度、密度和流速，并把这些数据通过卫星传送到世界各地.
3.昆虫机器人
美国麻省理工学院研制出一种有趣的昆虫机器人,它的特点在于能够由感应的信息直接导致类似人类条件反射活动的反应.
最先进的步行智能机器人“埃尔玛”,是一种形似蝗虫的智能多脑机器人,每条腿上都有自己独立的人造神经系统,它的智力水平与昆虫大致相当，它是目前世界上步行智能机器人中最先进的.
4.飞行机器人
又名无人驾驶飞行器,这种机器人真正令世人刮目相看是在20世纪80年代中期,它用来巡查森林、防治火灾.
5.太空机器人
在人类建造大型的宇宙空间站的工作中,机器人是不可缺少的.它们由航天飞机送往与太空站相同的轨道上，宇航员可以在太空站工作台上操纵这些太空机器人.科学家把机器人送往太空,让它们清扫太空垃圾,建造太空站以及修理人造卫星.
日本研制的修理人造卫星的高性能太空机器人，它适于在失重的条件下工作
美国研制的新型星球探索机器人“亥伯龙”号，这种机器人最特别的功能，就是可以在发生故障和陷入困境的时候，智能化地自动追踪太阳从而继续获得能量.听起来很像是中国古代“夸父追日”的故事.
6.机器人医生
麻醉，建立先进的闭式体外循环，在胸部打两个小孔，机械手伸了进来，“握”住了进入人体内的小摄像头.切口，开始做手术.这种名叫“利萨”的机械手为近30位病人做过手术.“利萨”在手术中负责“抓”着摄像头，“听”着大夫发出的“上、下、左、右移动……”的指令，用电脑进行声控，使他通过电脑显示屏，看清楚手术的视野，以便操作.
7.替身机器人
极限作业中替身机器人可上太空可下深海.它可以代替人类从事许多人所不能及的工作，它除了能去人不能去的海底和太空外，如果在耳朵和眼睛上加上特殊的感测器,它还能看见人所不能看见的东西，听到人所无法听到的声音.
8.微型机器人
机器人技术正在向微型化和超微型化方向发展,无数微型机器人将在广阔的领域中工作.微型机器人又称为“明天的机器人”，它同智能机器人一起成为科学家们追求的目标.
发展微型和超微型机器人的指导思想非常简单：某些工作若用一台结构庞大、价格昂贵大型机器人去做，不如用成千上万个非常低廉的细小而极简单的机器人去完成.机器人技术正在向微型化和超微型化方向发展，无数机器人将在广阔的领域中工作.超微型机器人是一种极度缩小了的机器人，它只有人的头发丝那样粗细，可以在人体血管中穿行，消除癌变或修复损伤的组织.
美国国家安全实验室制造出了有史以来世界上最小的机器人，这部机器人质量不到1盎司，体积为四分之一立方英寸.它还拥有一个智慧的“大脑”——8KROM处理器，以及灵活的“腿”——皮带传动装置.据悉袖珍机器人可以代替人去完成许多危险的工作.
9.纳米机器人
纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容，第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血管内，进行健康检查和疾病治疗.还可以用来进行人体器官的修复工作、做整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行.第二代纳米机器人是直接把原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置，第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置.这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式.
10.消防机器人
消防机器人的发展受到各国重视，它可以在城市失火的时候排除险情，小型的消防机器人移动方便,利于迅速靠近起火点，喷水压制火情.
总之，智能机器人已经发展到了非常惊人的地步，相信，不久的将来会有更多的机器人活动在我们的平常生活中.
课堂小结
通过本节课的学习，我们知道了功率和机械效率是从两个不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然的联系，一个是表示做功的快慢，一个是表示机械对总能量的利用率.
机械的使用给人类带来了很多的便利，但如果不能合理地利用，也同样会给人类带来危害.总之，我们要不断积极地去探索自然规律，并积极地应用这些规律大胆地发明和创造，以不断改善人类自己的生存，并最终达到和自然和谐发展.
布置作业
课本P19?作业1、2、3.
板书设计
一、功率与机械效率
1.机械效率的计算：
2.功率和机械效率的区别：功率是表示做功的快慢；机械效率是表示机械对总能量的利用率.
它们之间没有什么必然的联系.
二、机械的使用
极大地丰富和改善了我们的生活，但要注意机械的合理使用，最终达到与大自然的和谐共处.
活动与探究
教材P19第4题，研究讨论改进方案.

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高一物理教案：《机械运动》教学设计

俗话说，凡事预则立，不预则废。作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助授课经验少的高中教师教学。关于好的高中教案要怎么样去写呢？下面的内容是小编为大家整理的高一物理教案：《机械运动》教学设计，希望能为您提供更多的参考。

高一物理教案：《机械运动》教学设计

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.

教学建议

教材分析

本节教材主要有以下一些概念：机械运动，参考系，质点，时刻和时间间隔，位移和路程，重点是质点和位移的概念，难点是位移概念.教材在本章开始处列举了大量的实例，给出机械运动的概念，在本节一开始，也是通过生动的实例，给出参考系的概念，接着从研究对象的角度，学习质点的概念，渗透理想化思维方法;再进一步学习时刻与时间，位移和路程等概念.每一小节重点突出，又相互关联，实例鲜明，配图恰当，便于学生的接受，是进一步学习的基础.

教法建议

本节教材的特点是概念较多，很多知识初中时学过，并且这些知识与生活实际密切相关，建议让同学自学讨论的方法进行，可让同学提前预习或课上给出时间看书，教师提出一些问题，或让同学看书后提出问题，展开讨论，达到掌握知识，提高能力的目的，并结合多媒体资料加深理解和巩固.

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”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?

(二)展示多媒体资料，加深理解.

1、从天津到上海，海、陆、空三种路线抵达情况.

2、在400米跑道上进行200米跑和400米跑情况.

探究活动

1、请你手托一石子水平匀速前进，突然释放石子，观察石子的运动情况?再请站在路边的人观察石子的运动情况.二者观察到的运动轨迹一样吗?请解释原因.

2、找一份《旅客列车时刻表》分析一下趟列车全程运行的总时间?各站点的停留时间?相邻两站间的运行时间?

高一物理机械振动重点难点分析

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第九章机械振动
知识结构
重点难点
一、机械振动的产生条件
1．物体受回复力的作用
2．阻力足够小
二、回复力的概念
1．把物体受到的指向平衡位置的力叫回复力，所以回复力是以力的效果而命名的
2．回复力可能是某个力；可能是几个力的合力；可能是某个力的分力．
三、简谐振动的定义
平衡位置：物体停止振动后所在的位置，即物体所受回复力为零的位置．
受力情况：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐振动．
若用F表示物体所受的回复力，x表示物体离开平衡位置的位移，则F与x的关系为F=-kx
四、描述简谐振动的物理量：振幅、周期（频率）、相位
1．振幅：描述振动强弱的物理量，振幅等于物体离开平衡位置的最大距离．
2．周期：描述振动快慢的物理量，周期等于物体完成一次全振动所用的时间．
频率：描述振动快慢的物理量，频率等于单位时间内完成全振动的次数．
周期与频率的关系为T=
3．相位：描述振动状态的物理量，即描述简谐振动在一个全振动中所处的不同阶段．例如，两个振幅和周期完全相同的振动，它们的振动状态不一定相同，甲振动在平衡位置时，乙振动可能在最大位移，即它们不同步，这样它们在各个时刻的加速度、速度、位移都不相同，因而运动状态也不同，两个振动之间的相位之差叫相位差．相位是描述振动的一个重要的物理量．
相位是教材中画*号的选学内容，是难点，但如果突破这一难点，对振动的理解可以达到一个新的高度，希望有能力的同学翻过这一高峰去攀登新的高峰．在突破这一难点的过程中，我们的有力武器是数学工具，三角函数图象以及它的表达式．
五、简谐振动的三角函数表达式
其中A为物体做简谐振动的振幅，为振动的圆频率且为振动的相位，为振动的初相位．x为振动物体在t时刻的位移，这样我们知道简谐振动位移随时间变化的函数关系x(t)为三角函数，描述简谐振动的几个物理量（A、f、）是这一函数表达式中的几个常数，这几个常数决定了振动的情况．
六、简谐振动的图象
知道简谐振动位移随时间变化的函数关系，就可以画出它的图象（图1）
图中实线和虚线分别表示两个简谐振动的图象，纵坐标的最大值是振动的振幅，横坐标轴上方标出时间，下方标出相位，相位的数值就是角度，与三角函数相同．由图可知两个振动的振幅相同，周期相同，但初相位不同．初相位是t=0时刻的相位，虚线是正弦函数曲线，t=0时刻的相位为0．实线与虚线在横坐标上相差一段距离，t=0时刻的相位为-实线所表示的振动比虚线所表示的振动落后T/4，相位上落后
图象是可以形象记忆的知识，把物理量、函数表达式和图象有机结合起来可以帮助我们把握规律，并有效记忆知识．
七、弹簧振子和单摆的受力情况
弹簧振子是理想化的模型，弹簧振子：一个轻弹簧一端拴一小球，组成一个弹簧振子．如图2所示为一水平弹簧振子，图3为一竖直弹簧振子．
回复力：水平的弹簧振子在光滑水平面上振动时所受回复力是弹簧的弹力．
竖直吊挂的弹簧振子在竖直平面内振动时回复力是重力与弹力的合力．
固有周期：弹簧振子做自由振动时的周期由弹簧的劲度系数和振子的质量决定，与振幅无关，
单摆也是实际摆的一种物理模型，由一根上端固定不能伸长的细线和在下端悬挂的一个可看成是质点的小球组成．
回复力：单摆的回复力是重力沿切向的分力,当摆角很小时,这个力为
固有周期：单摆做简谐振动时的周期由摆线的长度和摆所在的位置决定，与振幅和摆球的质量无关，
八、振动的能量与振幅有关，振动能量随振幅的增大而增大．在振动系统中动能和势能相互转化．在简谐振动中机械能守恒．
九、简谐运动的图像是一条正弦（或余弦）曲线，表示一个质点在不同时刻的位移．它的意义好比用一台摄像机拍摄的录像带，能记录下一个人在不同时刻的活动情况．但必须注意：振动图象不是质点的运动轨迹，它只是反映了质点的位移随时间的变化规律．简谐振动的图象能直观地表示质点的运动情况
（1）从图上可以直接读出振幅
（2）从图上可以直接读出周期
（3）可以确定任一时刻物体的位移，或由位移确定对应的时刻
（4）可以判断任一时刻物体加速度的方向（总是指向平衡位置）和速度方向（斜率的正负即代表速度的正负）
（5）可以通过图象判断一段时间内物体运动的速度，加速度，动能和势能的变化

沪科版高一物理下册《机械运动》教案

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沪科版高一物理下册《机械运动》教案

一、教学任务分析

机械运动是本章的第一节，同时也是后面学习直线运动的基础。

学习本节知识之前，学生需积累较多的相关生活经验，知道生活中关于运动和静止的一些自然常识，如地球会绕太阳转等。本节内容与人们的日常生活紧密联系，有着广泛的现实意义。

本设计从“手抓子弹”的小故事引入。通过对生活中的多个实例交流并归纳出机械运动概念。通过动手实验和小组讨论的方法归纳出要判断一个物体的运动情况，必须先选择合适的参照物，即得出选取参照物的必要性和重要性。最后通过对生活中典型实例的解释，进一步巩固参照物的概念，同时解决“如何选取合适参照物？”的问题。

本节课的学习强调学生的主动参与，使学生感受物理与生活密切相关。通过讨论选择不同的参照物对同一物体运动情况的描述可能不同，认识到物体运动的相对性，进而初步体验辩证唯物主义运动观。

二、教学目标

1、知识与技能

（1）知道机械运动；知道参照物的概念。

（2）知道运动和静止的相对性。

（3）知道一切物体都在运动，绝对静止的物体是不存在的。

（4）学会用参照物解释物体的运动情况。

2、过程与方法

通过实验建立参照物的我概念，形成研究机械运动时如何选取合适的参照物的方法。

3、态度、情感与价值观

（1）能用所学的知识解释与生活有关的机械运动情况，感受物理与生活密切相关。

（2）通过讨论选择不同的参照物对同一物体运动情况的描述可能不同，认识到物体运动的相对性，进而初步体验辩证唯物主义运动观。

三、教学重点和难点

重点：参照物，运动和静止的相对性。

难点：学会选择合适的参照物。

四、教学资源

1、器材：磁带盒，白纸。

2、学习活动卡

五、教学设计思路

本设计的内容包括两个方面：一是机械运动的概念。二是参照物概念的建立。

本设计的基本思路是：从生活中的具体例子和体验得出机械运动的概念。当判断生活中的物体的运动情况时出现矛盾，从而激发学生的求知欲，然后通过实验、举例和讨论得出要判断一个物体的运动情况时，必须先选择合适的参照物，即得出选取参照物的必要性和重要性。

本设计要突出的重点是：参照物，运动和静止的相对性。方法是：当判断生活中的物体的运动情况出现矛盾时，通过动手实验和小组讨论的方法得出：物体的运动和静止是相对的，要判断一个物体的运动情况前，必须先选择合适的参照物。

本设计要突破的难点是：学会选择合适的参照物。方法是：通过对几个典型例子的解释的手段学会如何选择合适的参照物。

本设计强调学生的主动参与，重视概念的形成过程以及伴随这一过程的方法的教育。

完成本设计的内容需1课时。

六、教学流程.

1、教学流程图

情景

小故事

2、流程图说明

情境一战期间，一个法国飞行员在2000米高空飞行时，不经意间竟徒手抓到一颗子弹！

问题设问1

我们如何判断一个物体是否运动？

活动1举例、交流、讨论

通过生活中的实例交流、讨论并归纳得出判断一个物体是否运动的依据是它相对于另一个物体的位置是否发生变化。

问题设问2

如何科学地判断物体的运动情况？判断的依据是什么？

活动2实验、讨论、举例

带着问题做白纸拖动磁带盒的实验并判断磁带盒是否运动？对实验结果进行讨论分析得出：运动和静止是相对的。再分组讨论判断物体运动情况的依据到底是什么？从而得出参照物选取的必要性和重要性。

活动3解释、应用

训练用物理语言来科学地解释生活中物体的运动情况。然后通过对几个典型例子的分析学会根据具体情况选取合适的参照物。通过学生喜闻乐见的动画片“唐老鸭”，提出思考题：假如你是导演，你将如何设计唐老鸭从空中坠落的镜头？

3、教学主要环节本设计可分为二个主要的教学环节。

第一环节，通过对生活中的多个实例交流并归纳出机械运动概念：一个物体相对于另一个物体位置的变化。

第二环节，当判断生活中的物体的运动情况出现矛盾时，通过动手实验和小组讨论的方法归纳出要判断一个物体的运动情况，必须先选择合适的参照物。通过对生活中典型实例的解释，进一步巩固参照物的概念，同时突破“如何选取合适参照物”的教学难点。

七、教案

（一）机械运动

1．课题引入

在第一次世界大战期间，有一个法国飞行员在2000米高空飞行时，发现身边似乎有一条“小虫”在蠕动着，他伸手一抓，竟是一颗德国制造的子弹！这是怎么回事？子弹的运动应该是很快的，为何在这位飞行员眼中，它的运动是如此缓慢？这颗子弹的运动情况该如何科学地描述呢？

2．机械运动

生活中我们如何判断一个物体是否运动？

（1）黑板擦运动了吗？你的判断依据是什么？

（2）教室内正在走动的老师运动了吗？你判断的依据是什么？

（3）树木、房屋呢？地球呢？……

学生通过对实例的交流讨论得到：物体是否运动的判断依据是：一个物体相对于另一个物体的位置是否发生了变化。

机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置发生了变化。

（二）参照物

1．运动和静止的相对性

那我们就用这个判断依据来判断一下周围物体的运动情况：

（1）教室内正在走动的老师运动了吗？为什么？

（运动了，因为老师相对于讲台的位置发生了变化）

（2）讲台运动了吗？为什么？

（没有，因为讲台相对于教室的位置没有变化）

（3）教室运动了吗？路边的树木呢？

（没有，因为他们相对于地面的位置没有变化）

我们生活的地球运动了吗？为什么？那教室和树木呢？

……………………………………

同一个物体（教室或树木）的运动情况得到相反的结论而引发矛盾：物体的运动情况到底该如何判断？

好，接下去，我们就带着这个问题做一个小实验（活动卡42页）

问题：磁带盒运动了吗？你判断的依据是什么？

学生边实验边讨论得出两个不同的结论，即磁带盒相对于桌子运动了，但相对于白纸没有运动。再引导学生重新描述一下刚才各个物体的运动情况，从而得出运动和静止是相对的。

2．参照物

当我们要判断一个物体是否运动时，总要有个大家都认可的统一的说法，否则就没有意义了。

接下去就请大家就刚才所做的实验再讨论一下，按照怎样的判断依据来确定磁带盒的运动情况。

学生分组讨论，教师巡视点拨。

（以桌子为标准，磁带盒是运动的；以白纸为标准，磁带盒是不动的）

看来判断一个物体是否运动，我们的首要任务是确定一个标准。

参照物：判断一个物体是否运动时，被选作标准的物体。

学生互相提问、解释（注意训练规范的物理用语）。

那大家能否找到一个绝对静止的物体？

通过讨论得：运动是绝对的，静止是相对的。

3．参照物的选取

要判断一个物体是否运动首先要确定参照物，那这个参照物该如何选取呢？

（1）手抓子弹

（飞行员判断子弹的运动情况时以自己为参照物）

（2）马路上行驶的汽车中的乘客

（路人判断时以地面为参照物；乘客以车或驾驶员为参照物）

（3）铁路职工被一馒头砸到，“中弹”昏倒

（铁路职工判断馒头的运动情况时以地面为参照物，而火车上的人判断时以火车为参照物）

所以参照物的选取可以是任意的，但需根据具体情况选取合适的参照物。

学生做活动卡上的图片解读。

思考题：

动画片中，唐老鸭从悬崖边坠落，如果你是导演，你将如何设计拍摄这个镜头？

高一物理必修2《机械运动》复习课教案

高一物理必修2《机械运动》复习课教案
一、知识梳理（课前完成）
1．弹簧振子的振动：
弹簧振子是一个理想化的物理模型。弹簧振子的振动是________，其位移随时间按____规律变化，其位移－时间图象是一条_______曲线。
2．描述简谐运动的物理量有：
（1）振幅：振动物体离开__________的最大距离。描述物体的振动_______。
与位移的区别和联系：振幅是标量，位移是_______；振幅等于________位移的数值；在一个确定的简谐运动中，振幅是不变的，位移是___________的。
（2）周期：做简谐运动的物体完成一次_________所需的时间。
（3）频率：单位时间内完成的_________的次数。周期和频率之间的关系：_______
（4）相位：是表示物体________的物理量，用相位来描述
t/s
x/cm
O
A
0.2
0.4
0.5
简谐运动在一个全振动中所处的阶段。
简谐运动的振动方程为：x=Asin（t+）
如图所示是A、B两个弹簧振子的振动图象，则它们的相位差是=__________。
3．简谐运动的动力学特征：
（1）回复力：振动物体受到的总能使振动物体回到__________，且始终指向__________的力，叫回复力。
做简谐运动的质点，回复力总满足F=-kx的形式。式中k是_________。
回复力与加速度的方向总是与位移方向__________。
速度方向与位移方向有时_______，有时________；速度方向与回复力、加速度的方向也是有时_______，有时_______。因而速度的方向与其它各物理量的方向间没有必然联系。
4．简谐运动的能量：简谐运动系统的动能和势能相互转化，机械能_______。
5．单摆的振动：
O
A
A
G
F
L
G1
G2
（1）单摆模型：悬挂小球的细线的_______和_______可以忽略，线长又比球的直径_______。实际单摆的摆长是从悬点到小球的______，在观察的时间内可以不考虑各种阻力。
（2）单摆的回复力：重力G沿圆弧切线方向的分力G1=________（如图所示）提供了使摆球振动的回复力，在偏角很小时，sin______
所以单摆的回复力为_________
式中各符号的意义为：_______________________________________________________
（3）单摆的周期：在偏角很小的情况下，单摆做简谐运动。其周期与振幅无关，与决定与摆长、重力加速度。
公式：______________
（4）单摆周期公式的应用：测定当地的_________。
6．阻尼振动：振幅逐渐________的振动，叫做阻尼振动。当阻尼很小时，在一段不太长的时间内，看不出振幅有明显的减小，就可以把它作为理想振动来处理。
O
f
f＇
A
7．受迫振动：物体在外界_________作用下所做的振动叫受迫振动。①物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于________的频率；②受迫振动的频率跟物体的_______频率没有关系。
8．共振：驱动力频率等于物体的_______频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。
共振曲线，如图所示。
二、本章专题归纳（这些题分小组讨论做完且讨论做出的题请小组派代表讲解老师最后点评）
专题（一）简谐运动的规律
【例1】有一弹簧振子做简谐运动，则（）
A．加速度最大时，速度最大B．速度最大时，位移最大
C．位移最大时，回复力最大D．回复力最大时，加速度最大
针对练习1：弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。某时刻振子处于B点。经过0.5s，振子首次到达C点。求：
（1）振动的周期和频率；
（2）振子在5s内通过的路程及位移大小；
（3）振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值。
专题（二）简谐运动的动力学特征的应用
【例2】试证明竖直方向的弹簧振子的振动是简谐运动。
针对练习2：如图所示，质量为m的小球放在劲度为k的轻弹簧上，使小球上下振动而又始终未脱离弹簧。（1）最大振幅A是多大？（2）在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力Fm是多大？
专题（三）单摆的周期公式的应用
【例3】已知单摆摆长为L，悬点正下方3L/4处有一个钉子。让摆球做小角度摆动，其周期将是多大？
针对练习3：固定圆弧轨道弧AB所含度数小于5，末端切线水平。两个相同的小球a、b分别从轨道的顶端和正中由静止开始下滑，比较它们到达轨道底端所用的时间和动能：ta＿＿tb，Ea＿＿2Eb。
专题（四）简谐运动的图象
【例4】劲度系数为20N／cm的弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻（）
A．振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴的负方向
B．振子的速度方向指向x轴的正方向
C．在0～4s内振子作了1.75次全振动
D．在0～4s内振子通过的路程为0.35cm，位移为0
针对练习4：摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开始计时，（取作t=0），当振动至时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的（）
专题（五）受迫振动和共振
【例5】把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完成20次全振动用15s；在某电压下，电动偏心轮的转速是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为使共振筛的振幅增大，以下做法正确的是（）
A．降低输入电压B．提高输入电压
C．增加筛子质量D．减小筛子质量
针对练习5：如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确的有：（）
A．各摆的振动周期与a摆相同
B．各摆的振幅大小不同，c摆的振幅最大
C．各摆的振动周期不同，c摆的周期最长
D．各摆均做自由振动
三、课后训练
1．已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6m．则两单摆摆长la与lb分别为
A．la＝2.5m，lb＝0.9mB．la＝0.9m，lb＝2．5m
C．la＝2.4m，lb＝4.0mD．la＝4.0m，lb＝2.4m
2．一个弹簧振子在AB间作简谐运动，O是平衡位置，以某时刻作为计时零点（）。经过周期，振子具有正方向的最大加速度。那么以下几个振动图中哪一个正确地反映了振子的振动情况？（）
3．如下图所示，一个小铁球，用长约10m的细线系牢，另一端固定在O点，小球在C处平衡，第一次把小球由C处向右侧移开约4cm，从静止释放至回到C点所用时间为；第二次把小球提到O点，由静止释放，到达C点所用的时间为，则（）
A．B．=C．D．无法判断
4．一个单摆作简谐运动，若使摆球质量变为原来的4倍，而通过平衡位置时的速度变为原来的，则（）
A．频率不变，振幅不变B．频率不变，振幅改变
C．频率改变，振幅不变D．频率改变，振幅改变
5．甲、乙两个单摆的振动图线如图所示。根据振动图线可以断定（）
A．甲、乙两单摆摆长之比是4∶9
B．甲、乙两单摆振动的频率之比是2∶3
C．甲摆的振动能量大于乙摆的振动能量
D．乙摆的振动能量大于甲摆的振动能量
6．如图所示，一块质量为2kg、涂有碳黑的玻璃板，在拉力F的作用下竖直向上做匀变速直线运动．一个频率为5Hz的振动方向为水平且固定的振针，在玻璃板上画出了如图所示的图线，量得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm．求拉力F的大小．（不计一切摩擦阻力，取g=10m/s2）
课后训练参考答案：
１．B2．D3．A4．B5．A
6．OA=1cmAB=3cm
BC=5cm
因为：TOA=TAB=TBC=T/2=0.1s
根据:s=aT2
a==2m/s2
F-mg=ma
得：F=mg+ma=24N