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《4.1 机械运动（1）——运动的相对性和描述》教学设计
课程名称 4.1 机械运动（1）——运动的相对性和描述 课程类型 新授课
教学目标 1.科学观念：知道物体空间位置随时间变化的运动叫机械运动，是自然界中最直观、最常见的运动形式（除此之外还有分子运动、生命运动等）；知道判断物体运动或静止必须选取参照物，相对于参照物位置改变则运动、不变则静止；知道参照物选取的原则（假定性、任意性、不唯一性、方便性）；理解运动和静止是相对的，没有绝对静止的物体；知道按运动路线的形状分为直线运动和曲线运动；知道速度是路程与所用时间的比，会用m/s和km/h表示速度，知道1m/s=3.6km/h。 2.科学思维：通过“高铁上的学生”等实例，理解同一物体相对不同参照物运动状态可能不同的相对性思想；掌握判断参照物的三步方法（确定研究对象→分析位置变化→作出结论）；学会用相同路程比时间、相同时间比路程、单位时间比路程三种方法比较运动快慢，理解速度概念的建构过程。 3.探究实践：能根据给定情境正确选取参照物并判断物体的运动状态；能判断给定运动是直线运动还是曲线运动；能比较不同物体的运动快慢，进行m/s与km/h的单位换算。 4.态度责任：通过空间交会对接技术（神舟八号与天宫一号、天舟五号2小时自主快速交会对接创造世界纪录）了解我国航天成就，增强民族自豪感；体会相对性思想对科学认识和工程技术（如“万里穿针”式对接）的指导意义。
教学重难点 （一）教学重点： 1.机械运动的概念；参照物的概念及选取原则。 2.运动和静止的相对性。 3.比较物体运动快慢的方法；速度的概念及单位（m/s、km/h，1m/s=3.6km/h）。 （二）教学难点： 根据情境灵活选取或判断参照物（特别是“判断某参照物不能说明研究对象在运动”这类否定型问题）；理解相对静止（如空中加油、交会对接）的条件。
教学过程 【环节一】情景导入 一只老鹰向下俯冲，从湖中抓起大鱼振翅飞升；另一只老鹰飞近，伸出双爪抓住大鱼，完成“空中接力”。在这一过程中，老鹰是运动的还是静止的？我们又如何描述老鹰的运动状态？先让学生直观感受运动现象：跳水运动员相对于跳台、蒲公英的种子相对于蒲公英、候鸟相对于地面，空间位置都在不断发生变化。 【环节二】新知探究 一、机械运动 （1）核心知识点： 我们把物体空间位置随时间变化的运动叫作机械运动，是自然界中最直观、最常见的一种运动形式；除了机械运动，自然界中还有分子运动、生命运动等。 （2）学生活动： 列举生活中的机械运动实例，并说出物体相对于什么位置发生了变化。 （3）教师指导：强调机械运动的本质是“空间位置随时间变化”，区分机械运动与其他运动形式。 二、参照物与运动的相对性 （1）核心知识点： 人们判断物体是运动的还是静止的，总是先选取某一物体作为参照物；相对于这个参照物，如果物体的位置发生了变化，就说它是运动的；如果没有变化，就说它是静止的。 案例：高铁上的学生，车上的人认为她是静止的，车外的人认为她是运动的——因为选取的参照物不同。 选择参照物的原则： 假定性：参照物一旦被选定，我们就假定该物体是静止的。 任意性：参照物的选取可以是任意的，既可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但不能选择被描述物体自身作为参照物。 不唯一性：参照物的选择不唯一，研究同一物体的运动状态可以选择不同的参照物，若选择了不同的参照物，其运动状态的描述可能是不同的。 方便性：参照物选取时，要能够使被研究对象的运动状态简单、清楚、容易描述；通常取地面或相对于地面静止的物体作为参照物，此时可以不指明参照物；同一问题中，研究对象有多个时，取同一个参照物。 运动和静止是相对的：没有绝对静止的物体，运动和静止都是相对于参照物而言的；同一物体相对不同的参照物，其运动和静止的情况不一定相同。 典型实例：飞机空中加油时，加油机和受油机之间相对静止，但相对于地面是运动的；飞行器与高速气流之间是相对运动的，以飞行器为参照物空气是运动的，以空气为参照物飞行器是运动的，但飞行器相对于地面是静止的。 参照物的判断方法：（1）确定研究对象；（2）根据题干情景分析：若研究对象是运动的，判断它相对于哪一个物体位置发生了变化；若是静止的，判断它相对于哪一个物体位置没有发生变化；（3）作出判断结论——此“相对”物体便是参照物。 （2）学生活动： 思考与讨论：以两岸为参照物，竹排的运动状态是什么？（运动）以水为参照物呢？（竹排顺水漂流，相对水静止） 练习：用“三步法”判断给定情境中的参照物（如“孤帆远影碧空尽”中“远影”的参照物）。 （3）教师指导：强调“先选参照物、再判断位置是否变化”的分析顺序；否定型问题（不能选作参照物）要逐个选项检验位置是否变化。 三、科学·技术·工程——空间交会对接 （1）核心知识点： 空间交会对接技术是指两个航天器在空间轨道上会合，并在结构上连成一个整体的技术，是实现太空平台的空间装配、回收、补给、维修以及航天员交换与营救等在轨服务的先决条件。 对接经历最终逼近和对接停靠等阶段，通过人工控制或自动控制方式从目标飞行器的前向、后向或径向完成对接，涉及制导、跟踪和修正航线等复杂技术，可谓“万里穿针”。 2011年11月，神舟八号和天宫一号历时44小时成功实施首次交会对接，我国成为世界上第三个独立掌握空间自动交会对接技术的国家；2022年11月，我国天舟五号货运飞船首次实现2小时自主快速交会对接，创造了世界纪录。 （2）学生活动： 结合“相对静止”知识分析：交会对接时，追踪飞船为什么要与目标飞船保持相对静止？（相对静止才能精确、安全地靠近和连接） （3）教师指导：用相对性知识解释工程技术需求，体现科学—技术—工程的联系。 四、机械运动的描述（运动路线与快慢） （1）核心知识点： 直线运动：运动路线的形状是直线的运动。 曲线运动：运动路线的形状是曲线的运动。 比较运动快慢的方法： 相同路程比时间：时间越长，物体运动越慢；时间越短，物体运动越快。 相同时间比路程：路程越长，物体运动越快；路程越短，物体运动越慢。 时间和路程都不相同时：比较两次在单位时间内通过的路程。 速度：物体的运动路程与所用时间的比叫作速度；用v表示速度，s表示路程，t表示时间。 基本单位：米/秒（m/s）；常用单位：千米/小时（km/h）；换算关系：1m/s=3.6km/h。 （2）学生活动： 判断实例的运动类型：运动员百米赛跑（直线运动）；滑雪运动员凌空而下（曲线运动）；航天员王亚平在空间站内穿梭（直线运动）。 思考与讨论：相同路程比时间、相同时间比路程，如何比较运动快慢？ 思考与讨论：某同学先后两次赛跑，时间和路程都不相同，如何比较快慢？（比较单位时间内通过的路程） 换算：把常见物体的速度在m/s与km/h之间换算，感受速度大小（如人步行、汽车、飞机等）。 （3）教师指导：说明速度概念是“单位时间通过的路程”的定量表达，渗透比值定义法（类比密度等概念）；强调单位的书写规范。 【环节三】课堂小结 引导学生回顾本课核心内容：什么是机械运动？如何判断物体是运动还是静止（参照物）？运动和静止为什么是相对的？怎样描述机械运动（路线：直线/曲线；快慢：速度）？学生梳理知识框架，教师总结强调参照物选取原则和速度概念。 【环节四】作业设计 完成课件“小试牛刀”练习： 1.飞机起飞爬升阶段，通过左边舷窗看到的应是（A）对应的图（地平线随高度升高而“下降”）。 2.属于直线运动的是（C）①打算盘时算盘珠子在杆上的运动、③没有风时雨滴的下落运动。（铅球离手后、太阳相对地球、跳高均为曲线运动。） 3.速度最大的是（C）飞行的褐海燕1分钟前进5km（=83.3m/s）。（猎豹40m/s；旗鱼108km/h=30m/s；百米9.96s≈10.0m/s。） 4.判断小平（甲车中）正在运动不能选择的参照物是（C）驾驶车辆的爸爸（小平与爸爸相对静止）。 5.“复兴号”上的乘客看到“和谐号”正在向东行驶，以地面为参照物，判断不正确的是（C）“复兴号”向东、“和谐号”向西（此时乘客应看到“和谐号”向西行驶，与题意矛盾）。
板书设计 4.1 机械运动（1）——运动的相对性和描述 一、机械运动：物体空间位置随时间变化（最常见；还有分子运动、生命运动等） 二、参照物 1.定义：判断运动/静止所选取的物体（假定它静止） 2.位置改变→运动；位置不变→静止 3.原则：假定性、任意性（不能选自身）、不唯一性、方便性（常取地面） 4.运动和静止是相对的；相对静止：空中加油、交会对接 三、描述机械运动 1.路线：直线运动／曲线运动 2.快慢：相同路程比时间；相同时间比路程；单位时间比路程 3.速度＝路程∶时间（v、s、t）；m/s、km/h；1m/s＝3.6km/h
教学反思 1. 效果评估： （1）知识掌握：大部分学生能说出机械运动的概念，能选取参照物判断运动状态，理解运动的相对性；部分学生在否定型参照物问题和相对速度情景题中仍易出错。 （2）探究实践：竹排、高铁、空中加油等实例分析学生参与度高，能较熟练地运用“三步法”判断参照物。 （3）思维培养：从“比时间、比路程”到“单位时间比路程”的推理过程，学生初步体验了比值定义法的建构思路，抽象思维能力得到锻炼。 （4）态度责任：空间交会对接的航天成就和“万里穿针”的技术难度，增强了学生的民族自豪感和对工程技术的兴趣。 2. 改进方向： （1）参照物判断可设计更多否定型、多选项辨析题，强化“逐个检验位置是否变化”的思维习惯。 （2）速度概念可补充“频闪照片”等可视材料，直观呈现单位时间路程的不同。 （3）相对静止（空中加油、交会对接）可播放相关视频，增强感性认识。 （4）m/s与km/h换算可结合生活实际（限速标志、高铁时速）设计应用练习，提高运用意识。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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