初中物理教学动与静课件

初中物理动与静·课程导入生活中的动与静我们的世界充满了各种各样的运动和静止现象当我们乘坐高速列车时，车窗外的景物飞速后退；当我们坐在树下休息时，枝叶看似一动不动这些现象引发我们思考什么是运动？我们如何判断一个物体是在运动的？高速飞驰的列车、流动的河水、飘落的树叶，它们都在运动，但运动的本质是什么？什么是静止？桌上的书本、地面上的建筑、挂在墙上的时钟，它们看起来是静止的，但从物理学角度来看，静止的定义是什么？动与静的广泛存在宇宙天体运动微观世界运动日常生活运动地球以每秒约30公里的速度绕太阳运行，太人体中的细胞不断移动、分裂、更新；血液行驶的汽车、飞翔的鸟儿、流动的河水、摆阳系又以每秒约220公里的速度绕银河系中在血管中循环流动；我们呼吸时，空气分子动的钟摆、旋转的风车、行走的人群等，这心运动，而我们却感觉不到这种运动在肺部进出些都是我们日常可观察到的运动现象学习目标12理解机械运动和参照物掌握运动的相对性能够准确定义什么是机械运动，理解参照物的概念及其在判断运动中能够解释为什么运动和静止具有相对性，并能举例说明选择不同参照的关键作用物可能导致的不同判断结果34解释生活现象科学思维训练能够运用所学知识解释日常生活中常见的运动现象，培养物理思维和初步养成科学的思维方式，学会从物理学角度分析问题，建立物理学观察能力的世界观知识预习机械运动·机械运动的定义物体位置随时间变化的过程叫做机械运动这个定义包含两个关键要素物体位置指物体在空间中所处的地点随时间变化强调位置变化是一个时间过程机械运动是物理学研究的基本对象之一，是力学的核心研究内容理解机械运动的概念对于后续学习物理学的其他章节至关重要需要注意的是，并非所有的变化都是机械运动例如，水的沸腾、铁的生锈、蜡烛的燃烧等，虽然也是物体发生了变化，但这些是物质的物理变化或化学变化，而非机械运动机械运动的实例列车运动飞机飞行水流运动列车在轨道上行驶时，其位置随时间不断变化，飞机在空中飞行，从一个机场飞往另一个机场，河流中的水从上游流向下游，水分子的位置随时从一个车站移动到另一个车站，这是典型的机械其空间位置随时间不断变化，是三维空间中的机间变化，这也是一种机械运动现象运动械运动运动的分类按照路径形状分类按照周期性分类直线运动周期性运动物体沿着直线路径运动，如自由落体、匀速直线运动等物体运动状态周期性重复出现的运动，如摆动、振动等曲线运动物体沿着曲线路径运动，如抛体运动、行星绕太阳运动等按照速度特征分类匀速运动物体速度大小和方向都不变的运动变速运动物体速度大小或方向随时间变化的运动定义静止静止的定义物体位置相对于某个参照物不随时间变化，称为相对于该参照物静止静止状态的关键特征·物体位置不变·必须指明相对的参照物·是一段时间内的状态判断重要的是，静止并不意味着物体绝对不动，而是相对于特定参照物不动在物理学中，没有绝对静止的概念，静止总是相对的静止的实例·放在桌面上的书本（相对于桌面静止）·停在路边的汽车（相对于地面静止）·固定在墙上的时钟（相对于墙壁静止）·坐在教室里的学生（相对于教室静止）动与静的核心区别位置是否随时间变化必须有参照物作为判断依据判断物体是运动还是静止的核心标准判断物体是否运动，必须选择一个参是物体的位置是否随时间发生变照物没有参照物，就无法判断物体化如果位置随时间变化，则为运是运动还是静止选择不同的参照动；如果位置不随时间变化，则为静物，对同一物体的运动判断可能会得止出不同的结论动与静不是绝对的在物理学中，没有绝对的运动和绝对的静止，运动和静止都是相对的概念同一物体相对于不同参照物可能既是运动的又是静止的参照物的概念参照物定义用来判断其他物体是否运动或确定其他物体位置的物体，称为参照物参照物的重要性·是判断物体运动状态的标准·是描述物体位置的坐标原点·没有参照物就无法判断运动与静止参照物的选择原则·应根据具体问题选择合适的参照物·通常选择相对稳定的物体作为参照物·科学研究中，选择便于计算的参照物参照物实际案例1列车案例分析情景设定一列火车正在匀速行驶，车厢内有乘客A和乘客B以车厢为参照物乘客A相对于车厢是静止的（坐在座位上不动）乘客B相对于车厢是运动的（在车厢内走动）以地面为参照物结论与启示乘客A相对于地面是运动的（随车厢一起运动）同一个物体（乘客A），相对于不同参照物可能是乘客B相对于地面是运动的（合成了车厢运动和自身运动）·相对于车厢静止·相对于地面运动这个案例清晰地展示了运动和静止的相对性判断物体是否运动，必须明确参照物，否则结论可能完全相反参照物实际案例2树木与汽车案例以地面为参照物路边的树木相对于地面是静止的行驶的汽车相对于地面是运动的汽车里的乘客相对于地面是运动的以行驶的汽车为参照物路边的树木相对于汽车是运动的（看起来树木在后退）现象分析汽车本身相对于自己是静止的（自己不可能相对自己运动）汽车里的乘客相对于汽车是静止的（假设乘客坐着不动）当我们坐在行驶的汽车里向窗外看时，会感觉树木和建筑物在后退这是因为我们选择了汽车作为参照物从物理学角度看·相对于地面，是汽车在向前运动·相对于汽车，是树木在向后运动运动的相对性运动的相对性原理物体的运动或静止状态取决于所选择的参照物，没有绝对的运动和绝对的静止相对性的核心科学意义运动和静止不是物体的固有属性，而是物体与参照物之间的理解运动的相对性是建立科学世界观的重要基础关系参照系选择多重状态科学研究中应选择最简便的参照系来描述和分析问题同一物体可以同时处于运动和静止状态（相对不同参照物）运动的相对性是物理学的基本原理之一，它从根本上改变了人们对世界的认识伽利略和爱因斯坦等物理学家的工作极大地深化了人们对运动相对性的理解，特别是爱因斯坦的相对论更是将这一概念推向了极致重难点参照物的选择1不同选择可能得出相反结论选择不同的参照物可能导致对同一运动现象得出截然不同甚至相反的结论这是初学者理解运动概念时的主要难点之一例月球运动相对于地球月球绕地球转动相对于太阳月球和地球一起绕太阳转动例地球自转相对于太阳地球自转且公转相对于地面上的人人感觉自己静止不动教学要点参照物的视角理解站在参照物的角度看问题观察者位置区分观察者和参照物的不同宏观与微观不同尺度下可能需要不同参照物科学习惯养成明确说明参照物的习惯重难点机械运动本质2机械运动的本质区分不是所有的变化都是机械运动区分机械运动和其他变化是学习物理的基础，也是学生容易混淆的地方机械运动特征物体位置随时间变化物体作为一个整体移动例如行走、飞行、旋转非机械运动变化物体状态或性质随时间变化物体内部发生变化例如融化、沸腾、生锈常见误区形态变化冰融化成水不是机械运动，而是物理变化化学反应铁生锈不是机械运动，而是化学变化合作探究判断运动与静止12案例气球案例飞鸟12一个气球静止放在桌面上讨论一只鸟在空中飞行讨论

1.相对于桌面，气球是运动还是静止？

1.相对于地面，鸟是运动还是静止？

2.相对于地球，气球是运动还是静止？

2.相对于同速飞行的另一只鸟，这只鸟是运动还是静止？

3.相对于太阳，气球是运动还是静止？

3.如果鸟相对于空气静止不动，但空气正在以10m/s的速度流动，相对于地面，鸟是运动还是静止？小组讨论方法请同学们分成4-5人小组，针对上述案例进行讨论讨论时要注意

1.明确指出每种情况下的参照物

2.判断物体相对于该参照物是运动还是静止

3.说明理由，解释为什么得出这样的结论

4.思考在不同参照系下描述同一运动的差异运动的世界多样性微观世界的运动宏观世界的运动在我们肉眼无法直接观察的微观世界，运动无处不在分子热运动所有物质的分子都在不停地运动，即使是看似静止的固体电子运动原子中的电子围绕原子核高速运动布朗运动微小颗粒在液体或气体中的无规则运动细胞内运动细胞内的各种物质不断移动、转化这些微观运动通常需要借助特殊仪器才能观察到，但它们是物质存在的基本形式在宏观尺度上，运动同样无处不在天体运动行星绕恒星转动，恒星系统绕银河系中心运动地质运动地壳板块漂移，造成地震和火山活动气象运动大气环流，形成各种天气现象海洋运动洋流、潮汐等大规模水体运动这些宏观运动构成了我们所处的动态宇宙，影响着地球上的生命活动动与静的语言表达规范表达的重要性标准表达格式避免的错误表达❌在物理学中，准确的语言表达至关重要特别是A相对于B是运动的/静止的汽车是运动的（未指明参照物）在描述运动和静止时，必须明确指出参照物，否❌例如汽车相对于地面是运动的、乘客相对于我是静止的（未指明参照物）则表述就是不完整的，甚至可能是错误的车厢是静止的❌树是不动的（用不动代替静止，且未指明参照物）实践训练改正下列表述错误表达正确表达这辆车在动这辆车相对于地面是运动的我坐着不动我相对于座椅是静止的月亮围绕地球转月亮相对于地球是运动的风吹树叶动树叶相对于树干是运动的生活中的运动实例交通运动自然运动体育运动地铁列车进站、汽车在道路上行驶、飞机在空中飞行、自行潮水涨落、河流流动、云朵飘移、风吹树叶摇摆等自然现跑步、游泳、打球、跳跃等各种体育活动，本质上都是人体车骑行等，这些都是我们日常生活中最常见的机械运动形象，都是不同形式的机械运动，展示了大自然的动态美及相关物体的机械运动，体现了运动的多样性和复杂性式更多生活案例分析钟表指针相对于表盘做圆周运动投掷的物体相对于地面做抛物线运动开合的门相对于门框做旋转运动旋转木马相对于地面做圆周运动洗衣机甩干衣物相对于筒壁做复杂运动弹簧玩具相对于地面做振动运动电风扇叶片相对于风扇座做旋转运动划船相对于水面和岸边做直线运动生活中的静止实例建筑物与固定设施我们生活环境中的许多物体相对于地面是静止的建筑物高楼大厦、桥梁、道路等相对于地面静止固定装置路灯、交通信号灯、雕塑等相对于地面静止家具桌椅、衣柜、书架等相对于房间静止这些静止的物体为我们提供了稳定的生活环境和参照系静止状态的人坐着的人相对于座椅静止站立的人相对于地面静止睡眠中的人相对于床铺静止物品的静止状态桌上的物品书本、笔记本电脑、水杯等相对于桌面静止挂在墙上的物品时钟、画框、镜子等相对于墙壁静止放在地上的物品鞋子、背包、地毯等相对于地面静止课堂小练习一选择题简答题

1.下列说法正确的是（）

1.小明坐在行驶的列车上请分析·A.汽车行驶，所以一定是运动的·相对于列车，小明是运动还是静止？为什么？·B.房屋固定在地上，所以一定是静止的·相对于地面，小明是运动还是静止？为什么？·C.汽车相对于地面是运动的

2.判断下列现象是否属于机械运动，并说明理由·D.运动和静止是物体的固有属性·气球膨胀

2.以下哪种说法是科学的（）·冰融化成水·A.月球是运动的·降落伞下落·B.树木是静止的·铁生锈·C.飞机相对于地面是运动的·D.我始终是静止的判断题

1.物体的运动或静止是绝对的，不依赖于参照物（）

2.同一物体可以同时既是运动的又是静止的（）

3.机械运动是指物体位置随时间的变化（）思维拓展人行走时的多层次运动天体自转与人类感知当我们行走时，身体各部分同时存在多种不同的运动宏观层面整个人相对于地面做前进运动中观层面四肢相对于躯干做摆动运动微观层面肌肉纤维收缩，血液在血管中流动分子层面体内分子不断运动，进行新陈代谢这种多层次的运动展示了物理世界的复杂性和层次性，同一物体在不同尺度下可以同时存在多种运动形式地球每天都在自转，但我们为什么感觉不到这种运动？速度均匀地球自转速度稳定，没有加速度变化共同参照系我们和周围环境共享同一参照系感官局限人类感官无法直接感知匀速运动适应进化人类已适应地球自转环境科学史小故事伽利略与相对运动意大利科学家伽利略（1564-1642）是第一个系统研究相对运动概念的科学家他通过著名的船上实验阐述了运动的相对性如果你在一艘匀速航行的船的船舱内，你无法通过观察船舱内的现象判断船是静止的还是匀速运动的在船舱内扔球、跳跃等动作，与在静止的陆地上没有区别这一观察奠定了经典力学中惯性参考系的概念基础，也是爱因斯坦相对论的重要思想来源伽利略的工作挑战了亚里士多德关于绝对运动的观点，促进了物理学的革命性发展牛顿与绝对空间实验演示运动与相对性实验内容小车实验·在桌面上放置一辆小车和一个小物体·推动小车，观察小物体相对于小车和桌面的运动状态·让小车匀速运动，在小车上放置一个小球，观察小球相对于小车和地面的运动状态参照物转换演示·使用视频展示从不同参照物看同一运动的效果·分别从地面角度和车内角度拍摄行驶的汽车·对比两段视频中物体的运动状态差异这些实验直观地展示了运动的相对性，帮助学生理解参照物的重要性和选择不同参照物导致的观察差异学生活动请5-6名学生上台参与以下模拟活动人体参照物模拟·一名学生站立不动作为参照物·其他学生围绕参照物以不同方式运动·请全班观察并描述各个学生的运动状态·交换参照物角色，重复观察运动状态讨论·参与活动的学生分享自己作为不同角色的感受生活实验体验现象分析传送带体验地面行走体验这种差异是由于参照物（传送带）本身在运当我们在移动的传送带（如机场步行道）上行动，我们的实际运动是相对于地面的运动（步当我们在普通地面上行走时，我们能够相对轻走时，会产生不同的体验如果与传送带同向行速度）和传送带运动的叠加这直观地展示松地保持平衡和匀速前进这是因为我们的参行走，会感觉移动速度加快；如果逆向行走，了运动的相对性照物（地面）是静止的，我们只需要克服摩擦则需要更大的力才能前进力和空气阻力即可课后体验建议请同学们课后尝试以下生活中的实验体验，并记录自己的感受和观察

1.在移动的公交车上行走，比较与车前进方向相同和相反时的感受差异

2.在电梯上升或下降过程中投掷一个小球，观察球的运动轨迹

3.在转弯的车辆中放置一个小球，观察小球的运动情况

4.对比在静止和运动的交通工具上进行简单活动（如倒水、玩球）的差异新知整理运动和静止的判断标准参照物与相对性的联系机械运动定义物体位置随时间变化的过程叫做机械运动静止定义物体位置相对于某个参照物不随时间变化，称为相对于该参照物静止判断步骤确定参照物→观察物体位置是否随时间变化→得出结论正确表达A相对于B是运动的/静止的易错点提醒忽略参照物误认为运动是绝对的混淆机械运动与其他变化最常见的错误是在描述物体运动状态时忽略一些学生错误地认为运动是物体的固有属将化学变化、状态变化等误认为是机械运参照物例如说汽车在运动而不是汽车相性，不理解其相对性例如认为行驶的汽车动例如认为水沸腾是机械运动，这是概对于地面在运动记住没有参照物，就不一定是运动的，忽略了相对于不同参照物可念混淆机械运动必须是物体位置的变化，能判断运动或静止能有不同结论而非状态或性质的变化典型错误示例与纠正错误表述错误原因正确表述地球是运动的未指明参照物地球相对于太阳是运动的坐着的人是静止的未指明参照物坐着的人相对于座椅是静止的冰块融化是机械运动混淆状态变化与机械运动冰块融化是物理变化，不是机械运动地球自转，所以地面上的人是运动的忽略了参照物物理思维迁移数学中的坐标变换与物理中的参照系物理建模能力提升物理学中的参照系变换与数学中的坐标变换有密切联系学习运动与静止的相对性，有助于培养以下物理思维能力坐标原点对应物理中的参照物位置多视角思考坐标轴旋转对应参照系的方向变化坐标变换公式描述不同参照系中运动状态的转换从不同参照系角度分析同一物理问题理解这种联系有助于同学们在学习更高级物理时（如相对运动、惯性系变换等）建立更清晰的物理模型选择最适合的参照系简化物理问题物理建模将复杂现象抽象为简化的物理模型识别物理问题的核心要素和关系能力提升与作业课后练习题推荐生活调查任务基础题判断下列说法是否正确，并改正错误的说法·列车相对于铁轨运动·地球是静止的·放在桌子上的书本是静止的应用题甲、乙两船在湖面上行驶，甲船速度为5m/s，乙船速度为3m/s·当两船同向而行时，甲船相对于乙船的速度是多少？·当两船反向而行时，甲船相对于乙船的速度是多少？思考题为什么我们感觉不到地球自转和公转的运动？从物理学角度分析原因总结与展望核心概念机械运动位置随时间变化的过程静止相对参照物位置不变的状态参照物判断运动的基准物体2不同参照物可导致不同结论相对性运动和静止都是相对的没有绝对的运动或静止同一物体可同时处于不同运动状态应用与展望为后续学习速度、加速度等概念奠定基础理解牛顿运动定律的前提培养物理思维与科学世界观通过本节课的学习，我们建立了对动与静的科学认识，理解了运动的相对性，学会了选择合适的参照物分析运动问题这些知识不仅是后续学习物理的基础，也是我们认识世界的重要工具希望同学们能够用物理的眼光观察生活，发现身边的科学奥秘，培养科学思维和探究精神物理学是认识自然的钥匙，让我们一起探索这个充满运动与变化的精彩世界！。