2、运动的描述
人们用不同的方式描述运动的世界
(1)诗人用语言的韵律和意境赞美运动;
如:(学生举例)“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”
“大江东去,浪淘尽,千古风流人物。”
(2)画家用形态和色彩描绘运动
看图2-5
(3)音乐家用旋律和节奏表现运动。
请听我国非常著名的一首古筝曲(“高山流水”)。听一段后让学生谈有什么感受?是一首什么曲子。告诉学生我国在音乐方面有非常大的成就,有非常多的著名的民族乐曲。如中国十大名曲。
问:科学家是用什么来描述运动呢?(也就是物理学中如何描述运动呢?)
看课本上“交流与讨论”学生活动5分钟。
提问:小明为什么说花花跑得真快呢?
[原来花花的位置发生的改变。]
告诉学生科学家用特定的概念、数学工具及实验方法来描述与研究运动。
●什么是运动和静止?
(1)我们用比较的方法来研究这个问题
(2)设疑提问讨论
a)李明背着书包向学校走去。李明是运动的还是静止的?
b)小王骑自行车上街。自行车是运动的还是静止的?小王是运动的还是静止的?
c)正在行驶的汽车是运动的还是静止的?汽车上的坐椅是运动的还是静止的?
(3)分析
上面的三个场景中有不少的物体,我们看
书包 对 李 明 位置不变
小王 对 自行车 位置不变 静止
坐椅 对 汽 车 位置不变
物体 物体
李 明 对 学 校 位置改变
自行车 对 树 木 位置改变 运动
汽 车 对 电线杆 位置改变
物体 物体
(4)概括
机械运动:一个物体相对于另一个物体位置的改变叫做机械运动,简称运动(motion)。
参照物:事先被选定标准的物体叫做参照物。
静止:如果一个物体相对于参照物的位置没有发生改变,则称这个物体是静止(rest)的。
(见书17、18页图片。介绍同步卫星)
[人造卫星 就是我们人类人工制造的卫星 ,科学家用火箭把它发射到预定的轨道,使它环绕着地球或其他行星运转,以便进行探测或科学研究。世界上第一颗人造地球卫星是前苏联于1957年秋发射成功的。什么是同步卫星?同步卫星是指相对于地而不动的人造卫星。同步卫星做圆周运动的周期与地球自转周期相同,其角速度方向与地球自转方向相同,因此,从地面上看上去,同步卫星好象静止在地球上空。]
判断一个物体是否运动要经历三个过程:
(1)选择参照物
(2)确定被研究的物体
(3)判断被研究的物体相对于参照物位置是否改变。
思考:为什么行人说乘客运动得“真快”,而司机却说乘客“没动”
乘客到底是运动的还是禁止的?
研究的物体 标准物体 位置是否改变 动或静
乘客 地面、树 改变 动
乘客 司机、汽车 没改变 静
(5)讨论分析
(1)在歌词中“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”所描述的现象中,我们以为竹排在“江中游”是以 青山 为参照物;我们说青山“两岸走”是以 竹排 参照物
(2)一辆汽车在水平河岸上行驶,以汽车为参照物,它在河中的倒影是 静止的 以河岸为参照物,它在河中的倒影是 运动的 。
2、地壳的运动,大陆板块的碰撞产生了地球上的高山和峡谷;江河的流动形成沟壑和平原;宇宙大爆炸带来了满天星斗;水城威尼斯在不段下沉
(学生举例,让学生积极参与并了解他们眼中的运动是什么)
我们生活在一个运动的世界里,自然界的一切物体都在运动着,绝对静止的物体不存在的。所以我们要用发展的眼光来认识世界。
1.运动的世界
日出日落、月盈月亏、星移斗转,宇宙每时每刻都在运动。
冬去春来、风起云涌、潮涨潮落,我们生活在运动的世界里。
请看图2-1-图2-3
请举出一些你认为运动的例子。
如:1、上学的学生、下班的工人、飞翔的小鸟、游动的金鱼、飞驰的汽车、奔跑的骏马、流动的空气。
观看录像,大家可以提出什么结论呢?
物体的运动是非常普遍的现象。
3、运动和静止的相对性
师:即然一切物体都在做机械运动,那么平时我们又说这个物体是运动的,那个物体是静止的,这又是怎么回事呢?
① 课本P17图2-3《谁在动》的图像。
师:这是一辆小汽车,小汽车里坐着一个乘客(闪动),乘客是我们研究的对象;路边有个小孩(闪动);这是司机(闪动);他们都来观察乘客的运动情况。现在让汽车运动。当小车运动时,司机说他没动,而路旁的孩子赞叹他运动得真快。你认为哪个说得对。
师:请同学们讨论:(学生分组讨论)
生3:他们说的都对,因他们选取的参照物不同。司机以车厢作参照物,看到乘客相对地面位置没有变化,他说乘客是静止的。路旁的孩子是以地面为标准,看到乘客的相对地面位置在变化,因此小孩认为乘客是运动的。
(副板书:司机:以车厢做参照物,乘客是静止的,
小孩:以地面做参照物,乘客是运动的。)
师:从这事例我们可以看到,要判断一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物。运动和静止都相于参照物来讲的,参照物不同所得的结论是不一样的,这就是运动和静止的相对性。(板书:三.运动和静止的相对性)。
因此,我们描述物体“运动”或 “静止”时,要特别说明是以什么为参照物。当然,参照物的选取是任意的。但是,选取的原则必须方便于问题的研究。
在很多情况下都是以在地面做参照物,所以说在没有特别指明的情况下,都是以地面做参照物。
[运动和静止相对性的应用]
师:下面我们就用运动和静止相对性有关知识来解决几个实际问题:
(板书:四:应用)
师:我们先看问题1:这是一个真实的故事:
[问题一] 有一次巴黎报纸上登出一则广告,说是每人花四分之一法郎,就可作一次的长途旅行。许多人把钱寄了去,结果每人只得到一封回信。回信说:“亲爱的先生,请你躺在床上让地球带你开始这次旅行吧,你要记住我们的地球每昼夜要跑4万公里呢!”许多人感到受骗上当,于是告到法院,说是商人犯诈骗罪。
问:如果你是法官,你将如何审判?
师:如果你是法官,你会判这个案子吗?你认为商人有没有犯诈骗罪呢?下面请同学们分组讨论:
(学生分组讨论,有声音,有争执)
生1;我认为商人没有罪。因为你躺在床上却是与地球一起运动的,而且以很大的速度一起运动,每昼夜跑4万公里。当然在旅行啰。
生2:我认为商人有罪。因为我躺在床上不动,还要寄钱给你;如果你在床上,你会把钱寄给我吗?
生3:我认为商人有罪。因为我们平时认为的旅行,是指要离开家,坐车到外面看山、看水、看风景。而你躺在床上没出家门能算旅行吗?
生4:我认为这个案的关键是判断什么是旅行,躺在床上算不算旅行?
生4:所谓旅行应是以家作参照物,人的相对家的位置有变化,才算旅行。而以太阳作参照物,人在床上与地球一起绕太阳运动,则不叫旅行。因此判商人有罪。
师:商人有没有犯罪,关键在于判断躺在床上算不算旅行。
如果躺在床上算旅行,这四分之一法郎就该商人所得,商人没犯罪。
如果躺在床上不算旅行,这四分之一法朗说是被商人骗走的,商人犯诈骗罪。
什么叫旅行呢?人必须离开家,乘车、船、飞机到目的地观光才叫旅行,也说是说必须以家为参照物,人相对家的位置有变化才叫旅行。所以商人犯了诈骗罪。
商人是应用了物理学中参照物选择不同进行诈骗的,可以说是所于高智商犯罪。因此要判他有罪,法官也要懂的物理知识。
师:我再讲一个真实的故事。
[问题二] 在国外一次汽车越野赛中,当飞快的赛车穿过郊外村子时,村民十分高兴,他们向运动员奉送西瓜。他们看准迎面飞驶而来的赛车轻轻地抛出一个个西瓜,但是谁也没有想到,西瓜落在车上,砸坏了汽车,使运动员受了重伤。为什么西瓜会产生那么大的威力。
师:为什么轻轻抛出的西瓜会产生那么大的力量呢?现在我们竞赛一下,看看谁最先想到答案。回答正确我会给你奖励。
生1:因为冲力很大。
生2:因为速度飞快。
师:谁的速度快?
生:汽车的速度快。
生:西瓜的质量大。
师:讲得很好。现在我们用刚刚学的运动和静止的相对性来来分析一下:轻轻地抛西瓜,以地面为参照物,西瓜的速度很小;如果以汽车为参照物,西瓜的速度有多大呢?
生:一样大。
师:村民轻轻的抛出的西瓜,对地来说速度很小,如果汽车是静止的,西瓜对汽车的速度很大,没有什么威力。
然而汽车是飞驰而来的速度很大。
如果西瓜不动,车飞快地开过来,与车不动,西瓜以飞快汽车的那么大的速度飞过来,效果是相同的。
西瓜的质量这么大,速度又这么大,所以就产生了很大的威力。
师:请大家看:
师:再看问题3:(出现字幕)
[问题三] 在第一次世界大战时,一个法国飞行员在轰炸了德国后返航的途中,突然发现脸旁有一个小东西在游动。他们顺手一抓,发现抓到的竟是一颗射向他的德国子弹。试问飞行员为什么能抓住飞行的子弹?
师:为什么这位飞行员能抓住一颗飞行的子弹?你敢不敢抓飞行的子弹呢?请同学们讨论一下。
(学生分组讨论)
生:因为子弹的速度、方向与飞机的速度、方向是一样的。
师:飞行员能随手抓住一颗飞行的子弹,说明他们之间是相对静止的,这时飞行员的速度一子弹的速度大小相同、方向相同。就是说以飞机做参照物,子弹相对飞机是静止的;以子弹作参照物,飞机员相对子弹是静止的,即他们是保持相对静止的。所以飞行员抓得住子弹。
师:现由这一问题中得到启示,解决下面一个实际问题:
[问题四] 快速列车速度可达170公里/小时,.若列车到站时要停下来让旅客上下车,将是很费时间的。你能否想办法让列车进站时不停下来,而旅客又能安全地上下车呢?
师:(介绍情景)这是站台;这是一列快速列车经过站台。现在的问题是:怎样去解决这个问题?请同学们再讨论一下。(学生分组讨论)
师:这个问题的要解决的关键是“列车进站时不停下来,而旅客又能安全的上下车。”
生:要让站台动起来。
师:对。怎样动起来,对速度有什么要求?
生:速度与列车一样大。
生:方向还要一样。
师:也就是让它们保持相对静止。
师:高速列车进站时不停下来,旅客又能安全地上下车,这就要求列车与车站保持相对静止。那么就要求设计一个活动站台,当列车快进站时,站台也开动起来,当站台与列车的速成度大小相等、方向相同时,旅客就能安全上车了。
2、机械运动和参照物
师:而运动的形式是多样的,例如:机械运动、分子运动(产生热现象)、电荷的运动(产生电和磁现象)、原子核内部的运动(释放巨大的能量)等等,其中最简单的运动就是机械运动。
在物理学中,研究问题的一个重要方法,是从简单到复杂,今天,我们先来研究机械运动。
(板书:三.机械运动)
什么是机械运动呢?在物理学中,一个物体相对于另一个物体位置的改变称为机械运动。(板书:1.定义)
师:你能在日常生活中举一些做机械运动的事例吗?
生1:在公路上行驶有汽车。
师:为什么汽车在做机械运动?
生1:因为汽车相对地面有位置的改变,所以它在做机械运动。
师:讲得很好。还有谁会举例子。
生2:小鸟在林中飞翔。
师:你又是如可何判断小鸟在做机械运动呢?
生2:小鸟相对树林位置发生变化,所以小鸟在做机械运动。
生3:老师在讲台前走动也是在做机械运动。
师:为什么我在做机械运动?
生3:老师走动时相对房屋有位置变化。
师:说得好。
师:刚才同学们很好地应用了机械运动的定义,举出一些做机械运动的例子。
都用了另一个物体做标准,看看位置有没有变化。第1个同学的例子, 是地面;第2个同学的例子,是以树林;第3个例子,是以房子。
师: 大家想一想,这些不动的房屋、树木、地面是不是也在做机械运动吗? 为什么?
生;房屋、树木、地面都跟随地球自转,同时绕太阳公转,而整个太阳系,以至整个银河系,也都在不停地做机械运动。
师:因此我们可以得出一个什么结论?
生:宇宙中一切物体都在做机械运动。
师:机械运动是宇宙中最普遍的现象。因此,我们研究机械运动就有重要的意义。物理学中,把上述的“另一个物体”叫做参照物。(板书2.参照物)
1、运动描述的不同方式
师:人类既然生活在运动的世界里,当然会对运动产生巨大的兴趣,会对运动进行研究和描述,而不同的人们是用不同的方式来描述运动的:
(板书:二.运动的描述)
师:请看诗人是怎样描述运动的。 先看画面(出现小船运动画面)。
① 李白《早发白帝城》的诗和图画的图像(书P19图2-9)。
师:在画面中你看到什么,
生:小船在运动。
师:诗人是怎样描述这小船运动呢?唐朝诗人李白有一首诗是这样描述小船运动的。
师:请一位同学把这首诗朗诵一下。
师:诗句描写了诗人乘船顺流而东下,行船速度之快的美妙的运动感受。诗人是用语言的韵律和意境赞美运动。(
师:那音乐家又是怎样表现运动呢?这是著名的古琴曲《流水》一段优美的旋律,
师:音乐家是怎样用音乐表现流动的水呢?音乐家是用旋律和节奏表现运动。
师:古今画家都想法在静止的图画上表现运动。下面请大家欣赏梵高画的《星夜》,看看他是怎样描述变幻的星空的?
③梵高画的《星夜》的图像(书图2-5)。
师:这幅油画《星夜》通过旋转扭曲的形态变化、冷暖色彩的强烈对比,展现了一个浩瀚神秘,惊心动魄的运动世界。 画家是用形态和色彩描绘运动。
师:那么科学家用什么来描述运动呢?
师:科学家用特定的概念、数学工具及实验方法来描述与研究运动。
3.生命在于运动
请同学们再看:
⑤动物奔跑图像。
师:图画中出现一个什么情景?
生:动物在奔跑。
师:我们再看一幅图。
⑥奥运会径赛图像。
师:你在图中看到什么?
生:刘翔获得110m跨栏世界冠军。
师:刚才我们从两个画面中看到,动物在奔跑,人在运动。也就是说地球上的生命也在运动。
师:现在请同学们说一说看,我们生活在怎样的世界里?
生:我们生活在运动的世界里。
(板书:一.运动的世界)
[运动的描述]
2.宇宙在运动
①(书图2-1)。
师:大爆炸形成的成千上万个星系,科学家通过观测发现,许多星系正运离我们而去。
师:目前人类测量到的宇宙中拥有数十亿个星系,银河系只是这数十亿个星系中的一个。太阳系不过是银河系中几千亿颗恒星中的一员。
②太阳系图像。
请同学们看,这就是太阳系。中间是太阳,周围有九大行星绕它运动。这是水星、金星、地球、火星。(教师指示)与峡谷;江河流动形成了沟壑与平原。
师:请同学们再看。③自转与公转的地球图像。这是太阳,这是地球。地球在不停地自转,同时也在绕太阳公转。正是地球的自转与公转, 使地球上不断发生日落日出、月盈月亏、星转斗移、冬去春来、风起云涌、潮涨潮落等自然现象。
④大陆板块的运动图像。
师:地球在自转和公转的同时,地壳内的物质也在运动。地壳的运动产生了高山
正是大陆板块的运动与挤压,产生了雄伟壮丽的喜马拉雅山脉。
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