人教版高中物理必修1第一章 第三節(jié) 運動快慢的描述 教案

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1、第三節(jié) 運動快慢的描述——速度 知識與技能 1．理解物體運動的速度的概念 2．理解平均速度的意義，會用公式計算物體運動的平均速度，． 3．理解瞬時速度的意義． 4．知道速度和速率以及它們的區(qū)別． 過程與方法 1. 記住勻速直線運動中速度的計算公式，能用公式解決有關問題 2. 理解平均速度的物理含義，會求某段時間的平均速度。 情感態(tài)度與價值觀 1．通過介紹或學習各種工具的速度，去感知科學的價值和應用． 2．了解從平均速度求瞬時速度的思想方法，體會數學與物理間的關系． 3．培養(yǎng)學生認識事物的規(guī)律：由簡單到復雜．培養(yǎng)學生

2、抽象思維能力． 4．培養(yǎng)對科學的興趣，堅定學習思考探索的信念． 教學重點 速度、瞬時速度、平均速度三個概念，及三個概念之間的聯系． 教學難點 速度矢量性的理解，瞬時速度的推導． 教學過程： [新課導入] 為了描述物體的運動，我們已經進行了兩節(jié)課的學習，學習了描述運動的幾個概念，大家還記得是哪幾個概念? 當物體做直線運動時，我們是用什么方法描述物體位移的? ． 師：我們已經知道位移是描述物體位置變化的物理量，能不能說，物體的位移越大，物體運動得就越快? 師：那么，如何來描述物體運動的快慢? 要研究物體運動的快慢要用一個新的物理量來描述

3、，那就是本節(jié)課所學的內容-速度。 [新課教學] 一、坐標與坐標的變化量 讓學生觀察，用數軸表示坐標與坐標的變化量，能否用數軸表示時間的變化量? [思考與討論] 1．圖1—3—l中汽車(質點)在向哪個方向運動? 2．如果汽車沿x軸向另外一個方向運動，位移Δx是正值還是負值? 小結；汽車在沿x軸正方向運動，圖示汽車從坐標x1＝10 m，在經過一段時間之后，到達坐標x2＝30 m處，則Δx ＝x2－ x1＝30m一10m＝20m，位移Δx >0，表示位移的方向沿x軸正方向． 師：我們的這種數學表述是與實際的物理情景相一致的，比如，汽車沿筆直的公路向東行駛，我們

4、可以規(guī)定向東作為x軸的正方向，來討論汽車的位置和位移． [課堂訓練] 出示題目，并組織學生獨立思考后解答： 小妹在遙控一玩具小汽車，她讓小汽車沿一條東西方向的筆直路線運動，開始時在某一標記點東2 m處，第1s末到達該標記點西3m處，第2s末又處在該標記點西1m處．分別求出第1s內和第2s內小車位移的大小和方向．(對應的時刻怎樣表示) 答案：小車在第1 s內的位移為5m，方向向西；第2s內的位移為一2m，方向向東． 解析：根據題意可建立一維直線坐標系，以題中所述標記點為參考坐標原點，向西方向為x軸正方向．則質點的初始位置坐標為x0＝一2 m，第l

5、s末的位置坐標為x1＝3 m，第2 s末的位置坐標為x2＝1m．這樣可以根據位置坐標的變化量表示一段時間內的位移．小車在第1s內的位移Δx1 ＝x1－ x0＝3m一(一2m) ＝5 m，在第2s內的位移Δx2＝x2－ x1＝1 m一3m=－2m，如圖1—3—2所示．(對應的時刻怎樣表示Δt＝t2－ t1) 二、速度 [討論與交流] 以下有四個物體，請同學們來比較一下它們運動的快慢程度． 初始位置(m) 經過時間(s) 末了位置(m) A．自行車沿平直道路行駛 0 20 100 B．公共汽車沿平直道路行駛 0

6、10 100 C火車沿平直軌道行駛 500 30 1 250 D．飛機在天空直線飛行 500 10 2 500 如何比較A和B、B和D、B和C的運動快慢? 對A和B可通過位移相等比較時間，B和D時間相等比較位移。 如何比較B和C的快慢程度呢？ 方法1：可計算它們每發(fā)生1m的位移，即用各自的時間除以位移，數值大的運動慢， 方法2：可計算它們每秒位移的大小，單位時間位移大的運動快。 兩種方法都可以用來比較物體的運動快慢，但方法2更能夠符合人們的思維習慣。 大自然中，物體的運動有快有慢。天空，日出日落；草原，

7、駿馬奔馳；樹叢，蝸牛爬行．仔細觀察物體的運動，我們發(fā)現，在許多情況下，物體運動的快慢會發(fā)生改變：飛機的起飛，汽車的行駛，運動員的奔跑等．．在長期對運動的思索、探究過程中，為了比較準確地描述運動，人們逐步建立了速度的概念 學生閱讀課本進行定義。 師： 我們?yōu)榱吮容^物體的運動快慢，可以用位移跟發(fā)生這個位移所用時間的 比值，表示物體運動的快慢，這就是速度． 師： 速度公式v=Δx/Δt 單位：國際單位m/s或ms-1 常用單位km/h或kmh-1 , ㎝/s或㎝s-1 我們在初中也學過速度，不過那時是路程跟時間的比值．它們一樣嗎? 結論：

8、那時那樣講是限于當時同學們的接受能力，大家想一下，什么條件下路程等于位移的大小呢? 初中我們學的速度是路程跟時間的比值．在單向直線運動中，它與位移跟時間的比值是相等的．現在我們學習的速度概念更嚴謹．路程與所用時間的比值是另一個物理量，它與這里的速度是不同的． 問題： 位移是矢量，既有大小又有方向．那速度呢? 結論： 速度的大小在數值上等于單位時間物體位移的大?。凰俣鹊姆较蚓褪俏矬w運動的方向 三、平均速度和瞬時速度 汽車上的速度計，在車行駛的過程中，速度計的示數是時常變化的。如啟動時，數值增大，剎車時減小，可見運動快慢是變化的，其實我們日常所看到的直線運動，有許多都是變速

9、直線運動，由于沒有恒定的速度，那我們怎樣來描述它的快慢呢？ 總結：為了描述變速直線運動的快慢程度，我們可以用一種平均的思考方式，即引入平均速度的概念，平均速度應如何定義？ 1.平均速度：運動物體的位移和時間的比值叫這段時間的平均速度。 2.它的方向由位移的方向決定，它的大小表示這段時間內運動的快慢． 師：平均速度是在描述變速直線運動的情況下，能粗略描述物體運動快慢的物理量． [課堂訓練) 一輛汽車沿平直的公路行駛，第1s內通過5m的距離，第2s內和第3s內各通過20 m的距離，第4s內又通過了15 m的距離．求汽車在最初2s內的平均速度和這4s內的平均速度

10、各是多少? 解析：所求問題是不同時間內的平均速度，要緊扣平均速度的定義，用位移除以發(fā)生這段位移所需的時間，并且必須注意時間和位移的對應關系．最初2s內的時間為2s，位移為(5+20)m=25 m：前4s的時間間隔為4s，位移為(5+20+2015)m=60m 根據平均速度的定義公式v=x/t得， 最初2s內的平均速度v1=(x1+ x2)/ (t1+ t 2) m／s=12.5m／s 4s內的平均速度是v2=(x1+ x2+ x3+ x4)/ (t1+t 2+t 3+t 4) m／s=15m／s 由此可見不同階段的平均速度一般是不等的計算一個具

11、體的平均速度，必須指明是那段時間或那段位移內的平均速度。 那么怎樣來描述物體在各個時刻的運動快慢呢？ 師：在質點從t到t+△t時間內的平均速度△x/t△中，△t取值非常非常小時,這個值就可以認為是質點在該時刻的瞬時速度． 師：瞬時速度，運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度．準確地講，瞬時速度是物體在某時刻前后無窮短時間內的平均速度．是矢量，大小反映了物體此時刻的運動快慢，它的方向就是物體此時刻的運動方向，即物體運動軌跡在該點的切線方向．瞬時速度的大小叫做瞬時速率． [閱讀] 教材第16頁中《常見物體的速度》． 四、速度和速率

12、學生閱讀教材第16頁相應部分的知識點，讓學生總結． 速度既有大小，又有方向，是矢量，速度的大小叫速率， 教師引導學生看教材第16頁圖1．3—2．觀察汽車的速度計，討論后說出你從表盤上獲取的有用信息。 汽車的速率．指針指在相應數字的瞬間，就表示汽車在那一瞬時的速率是那個值． 還可以從表盤上直接讀出公里里程． 師：日常生活中的“速度”有時指速度，也有時指速率，要看實際的物理情景。 [討論與交流] 甲、乙兩位同學用不同的時間圍繞操場跑了一圈，都回到了出發(fā)點，他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運動的快慢? 學生討論，體驗平均

13、速度的缺陷，引入平均速率。 師：平均速度v=Δx/Δt，甲、乙的位移都為零，所以他們的平均速度也都等于零．在這里平均速度無法顯示他們運動快慢的不同，要用到另一物理量：平均速率．平均速率等于物體運動通過的路程跟所用時間的比值．他們兩人通過的路程相同且都不為零，但所用時間不同．顯然用時短的運動得快，也就是平均速率大． 【例】一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運動60m，物體在整個運動過程中平均速度是多少？ 【解析】根據平均速度的定義公式，s為總位移，t為總時間，等于前一段位移與后一段位移所用時間之和。 全過程的位

14、移s=120m 物體在前一段位移用的時間為 后段位移用的時間為 整個過程的用的總時間為t=t1+t2=50s 整個過程的平均速度m/s=2.4m/s [小結] 本節(jié)主要學習了1.速度的概念及其物理意義， 2.平均速度和瞬時速度的概念及物理意義 3．知道了平均速度只能粗糙描述質點運動的快慢，而瞬時速度能更準確地描述質點運動的快慢．速度是矢量，方向就是物體運動的方向．平均速度中，速度方向也與位移方向相同。瞬時速度的方向就是質點在那一時刻的運動方向。速率是標量，是指速度的大小． 4.平均速度與平均速率是不同的，只有單向直線運動時，平均速度的大小等于平均速率。 作業(yè)： [布

15、置作業(yè)] 教材第18頁問題與練習1，2，3，4 板書設計: 1.3 運動快慢的描述——速度 坐標與坐標的變化量 1.坐標軸上各點的意義 2.時間變化量和位置變化量在坐標上的表示 速度 1， 物理意義：表示物體運動的快慢, 2， 定義：位移跟發(fā)生這個位移所用時間的比值． 3.公式：v=Δx/Δt 平均速度 ．公式：v=Δx/Δt 物理意義：表示物體運動的平均快慢程度 矢量性：方向與位移△x方向相同 瞬時速度 1．定義：運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度．準確地講，瞬時速度是物體在某時刻前后無窮短時間內的平均速度． 2．公式：v=Δx/Δt（Δt→0） 3．物理意義：描述物體在某一時刻或某一位置的運動快慢 4．矢量性：與物體此時刻的運動方向相同，即物體運動軌跡在該點的切線方向速度 速度和速率 速率：速度的大小。 速度既有大小，又有方向，是矢量 平均速率即路程與時間的比值