第一章 运动的描述 教材概述
课程标准的要求
1．通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用。
2．理解位移、速度和加速度。
本章教材概述
研究一种物理现象总是先从现象的描述入手。作为研究机械运动规律的第一章，本章章名“运动的描述”就清楚点明将要学习的是有关描述物体运动的物理量：时间、位移、速度和加速度。
要理解这些物理量，就必须理解质点、参考系和坐标系等概念。所以，本章的5节课文，其知识内容的安排是：首先介绍质点、参考系和坐标系；接着说明时刻和时间间隔、路程和位移，指出矢量和标量的区别；然后主要学习直线运动的速度和加速度的知识。本章学习的知识，不仅是下一章研究匀变速直线运动的基础，也是以后力学各章学习的基础。
相对初中来说，高中物理在理性分析、逻辑思维、定量要求、数学计算、概念的严密性、实验的复杂性等方面都上了一个台阶。本章是高中物理的第一章，在很多方面对高中物理来说都起到奠定基础的作用，学生学习高中物理需要具备的基本素养都是第一次在本章中出现。例如：第一次用理想模型的观点来思考问题；第一次体会时刻、时间、位置、位移等概念的准确性；第一次在物理问题中渗透极限的思想；第一次用打点计时器来进行定量的实验；第一次抽象地领会物理学中“变化率”的含义；第一次用图象来定量描述某个物理量；等等。因此，教学中如何对待这些重要的“第一次”，既要使学生扎扎实实从这些第一次中获得基本素质的提高，同时又要兼顾学生的可接受性，做到循序渐进而不一步到位，让学生在学习中获得成功的愉悦，这是在本章教学中特别需要关注的问题。
具体来说，本章在编写时有如下思考：
1．强调力学是物理学的基础，也是物理学及其他科学研究的典范
对物体运动的研究是物理学产生和发展的源头之一。正如古希腊圣贤亚里士多德所说的那样：“不了解运动，就不了解自然。”物体的空间位置随时间变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态，人们称之为机械运动。在物理学中，研究物体做机械运动的分支就是力学。人们在力学的研究中，不仅了解了物体做机械运动的规律，而且还创造了科学研究的基本方法。所以，著名物理教育家和科学史家霍尔顿说：“无论从逻辑上还是从历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学及其他科学研究的典范……力学之于物理学如同骨骼与人体。”这就是《普通高中物理课程标准》把力学的内容作为必修模块的主要原因。
力学是物理学及其他科学研究的典范，其表现是多方面的。在这一章中最为突出的是质点模型的建立。物体运动的复杂性向人类渴求描述运动的愿望和智力提出了挑战。认识到科学地描述自然，包括描述物体的运动，不是一种简单的描写，不是拍照，而是突出研究对象和问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象。这样不仅使描述和研究成为可能，而且更深刻地把握了事物的本质。理想化模型源于具体事物又高于具体事物，是感知和思维的产物。就此而言，它的建立既是一种典范，又具有普遍意义。
关于质点的概念，教科书是从如何处理实际物体运动的复杂性而提出问题，应该说，它是以引导学生进行科学探究的思路展开的。例如教科书在展示实际问题复杂性的同时，用极度虚化后飞鸟的图片引发学生思考：如果物体都是一个个只有质量、没有大小的“点”，问题就简单了。那么，什么情况下可以把物体看做这样的“点”呢……这样处理的目的不是要求学生记住“质点”的概念，而是要通过这一过程渗透和培养这种科学的思维方法。
2．明确区分位置和位移
质点位置随时间变化的觌律是运动学的核心问题。教科书明确提出位置坐标以区分位置和位移，研究质点的位置坐标随时间变化的关系，体现教科书内容的基础性。教科书指出应在参考系上建立坐标系，并且定量地描述质点的位置。质点沿直线运动时，用x表示位置，用Δx表示位移。时刻和时间间隔的区分也因此更加明确。这样处理速度和加速度的概念（见下表），有利于准确、简明地表述运动学的规律，也便于学生理解。
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现行教材 |
课标教材 |
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平均速度 |
v＝ |
v＝ |
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加速度 |
a＝ |
a＝ |
位置和时刻是对应物理状态的物理量，时间和位移是对应物理过程的物理量。物理学中的很多规律，有的是描述两个状态的物理量关系，例如必修教材中的机械能守恒定律，有的是描述过程跟状态变化的关系，如必修教材中的动能定理。运用机械能守恒定律和运用动能定理解决问题的思路是不同的，其不同之处在于对状态与过程的认识有关，理解哪些是与状态相对应的物理量、哪些是与过程相对应的物理量，这是学生正确运用相关规律的基础。高中物理教科书的第一章就让学生区分时刻和时间、区分位置和位移，渗透关于状态和过程的思考，这对学生从一开始就形成一个正确思路很有益处。而且，在练习题中，教科书提取掌生平时熟悉的生活语言，如“火车8点42分到站，停车8分”、“您这么早就来啦，等了很久吧！”让学生自己琢磨哪些说的是时刻，哪些说的是时间，把物理概念和生活体验结合起来，既增强学生的实践意识，也加深了对物理概念的理解。
3．突出了变化率的概念
任何事物的变化，包括物体位置的变化，总是伴随着一个过程。在这一过程中，我们关心两件事，一件是变化的多少，另一件是变化的快慢，后者就是变化率。以物体的直线运动为例，位移Δx是变化的多少，速度v＝
速度有平均速度和瞬时速度之分。两者相比，平均速度要容易理解，因为它是与一个真实的变化过程相联系的：真实的位移Δx与真实的时间间隔的比值。与此不同，瞬时速度就难以理解了。本章首先让学生认识到，当时间间隔Δt比较小时，平均速度
另外，本章选用了费恩曼杜撰的那个著名笑话，不仅告诉学生只知道快慢的概念而不懂科学的速度概念，会闹出怎样的笑话，而且还想让学生认识到，没有瞬时速度就没有运动学、动力学……
加速度也是一种变化率，作为速度的变化率
本章不仅希望从变化率的角度认识速度和加速度，还想让学生的认识得以拓展，教科书通过“科学漫步”栏目，让学生认识到自然界中某一量D的变化可以记为ΔD，发生这个变化的时间间隔可以记为Δt，变化量ΔD与Δt的比
4．加强与生活、技术、社会的联系
教科书非常注意物理知识与生活、技术、社会的联系，无论是概念的引入、阐述、应用、练习，都注意联系实际。特别是联系学生身边的生活、现代科技。如，阐述质点的位置时，联系全球卫星定位系统（GPS）；讲解位移、路程时，联系北京到重庆的交通路线。讲速度和加速度时，联系学生感兴趣的一些物体和交通工具的速度和加速度等。在测定物体运动的速度的实验中，还特别介绍了借助传感器用计算机测速度的新方法。
本章注意物理知识的人文特色以及与社会发展的联系。为帮助学生理解运动和静止的相对性，在练习中引入了宋代诗人陈与义的一首诗：“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东。”并配有诗的意境图，让学生体验科学与文化的联系。教科书还特别撰写了一篇STS短文：速度与现代社会，介绍交通工具的速度与城市发展规模等各方面的关系，也介绍了交通网络促进经济发展和交通堵塞、污染等带来的社会问题，使学生对科学与社会发展的互动关系有所认识。
5．注意为学生自主学习、教学方式的多样化创造条件
本章的编写注意激发学生的兴趣和学习积极性，让学生积极参与，乐于探究。如质点概念的引入和阐述，自然地把学生引入物理情景，引起学生联想，积极进行探究。又如短文“速度与现代社会”的表述通俗易懂，适合学生自主学习。
本章的编写还注意为教师教学方式多样化创造条件。如对质点的引入、阐述，教师可采用启发提问、探究的方式进行教学；也可以让学生阅读课文、交流、讨论、教师总结的方式进行。又如打点计时器测速度的实验，除了介绍电磁打点计时器外，还介绍电火花计时器，以及用气垫导轨和数字计时器测速度的方法，供有条件的学校选用。
课时安排建议
第1节 质点 参考系和坐标系 1课时
第2节 时间和位移 2课时
第3节 运动快慢的描述 速度 2课时
第4节 实验：练习使用打点计时器 2课时
第5节速度改变快慢的描述 加速度 2课时
文件下载（已下载 66 次）发布时间：2015/9/7 下午8:43:47 阅读次数：1571
