高中物理人教版必修1教案 運(yùn)動(dòng)快慢的描述 速度1

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111 1.3 運(yùn)動(dòng)快慢的描述—速度 ★新課標(biāo)要求 （一）知識(shí)與技能 l、了解如何描述運(yùn)動(dòng)的快慢和方向。 2、知道速度的意義、公式、符號(hào)、單位。 3、能區(qū)別質(zhì)點(diǎn)的平均速度和瞬時(shí)速度等概念。 4、知道速度和速率的區(qū)別。 5、會(huì)計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的平均速度，認(rèn)識(shí)各種儀表中的速度。 6、知道速度是矢量，平均速度的意義。 （二）過程與方法 1、通過描述方法的探索，體會(huì)如何描述一個(gè)有特點(diǎn)的物理量，體會(huì)科學(xué)的方法。 2、同時(shí)通過實(shí)際體驗(yàn)感知速度的意義和應(yīng)用。 3、會(huì)通過儀表讀數(shù)，判斷不同速度或變速度。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、通過介紹或?qū)W習(xí)各種工具的速度，去感知科學(xué)的價(jià)值和應(yīng)用。 2、培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的興趣，堅(jiān)定學(xué)習(xí)思考探索的信念。 ★教學(xué)重點(diǎn) 速度、瞬時(shí)速度、平均速度三個(gè)概念，及三個(gè)概念之間的聯(lián)系。 ★教學(xué)難點(diǎn) 對(duì)瞬時(shí)速度的理解。 ★教學(xué)方法 教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生自主閱讀、思考，討論、交流學(xué)習(xí)成果。 ★教學(xué)過程 （一）引入新課 教師提問：為了描述物體的運(yùn)動(dòng)，我們已經(jīng)進(jìn)行了兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)了描述運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)概念，大家還記得是哪幾個(gè)概念？ 學(xué)生回答：質(zhì)點(diǎn)、參考系、坐標(biāo)系；時(shí)間、時(shí)刻、位移和路程。 教師提問：當(dāng)物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們是什么方法描述物體位移的？ 學(xué)生回答：用坐標(biāo)系。在坐標(biāo)系中，與某一時(shí)刻t1對(duì)應(yīng)的點(diǎn)x1，表示t1時(shí)刻物體的位置，與另一時(shí)刻t2對(duì)應(yīng)的點(diǎn)x2，表示t2時(shí)刻物體的位置，則，就表示從t1到t2這段時(shí)間內(nèi)的位移. 教師提問：我們已經(jīng)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(yùn)動(dòng)得就越快？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論后回答，不能。因?yàn)槲矬w的位移與運(yùn)動(dòng)的時(shí)間有關(guān)。 教師提問：那么，如何來描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢？ 教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生快速閱讀教材中的黑體字標(biāo)題，提出問題：要描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，本節(jié)課將會(huì)學(xué)到那些概念（物理量）？ 學(xué)生活動(dòng)：通過閱讀、思考，對(duì)本節(jié)涉及的概念有個(gè)總體印象，知道這些概念都是為了描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢而引入的，要研究物體運(yùn)動(dòng)的快慢還要學(xué)好這些基本概念。 （二）進(jìn)行新課 1、對(duì)“坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量”的學(xué)習(xí) 教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀“坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量”一部分，同時(shí)提出問題： 1、以你騎自行車上學(xué)為例，假設(shè)你經(jīng)過的某短路時(shí)平直的，你能說明“坐標(biāo)”與“坐標(biāo)的變化量”有何不同，又有何聯(lián)系？ 2、觀察圖1.3-1，用數(shù)軸表示坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量，能否用數(shù)軸表示時(shí)間的變化量？ 3、教材17頁上“思考與討論”中的兩個(gè)問題應(yīng)怎樣回答？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自主閱讀，積極思考，然后每四人一組展開討論，每組選出代表，發(fā)表見解，提出問題。 教師活動(dòng)：幫助總結(jié)并回答學(xué)生的提問。 2、對(duì)“速度”概念的學(xué)習(xí) 教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀“速度”一部分，同時(shí)提出問題： 1、比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢，可以有哪些方法？結(jié)合你身邊的實(shí)例加以說明。 2、什么是速度？為什么用速度就可以描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢？ 3、表示速度的單位有哪些？它是矢量還是標(biāo)量？ 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生就老師提出的問題去閱讀教材，尋求答案；然后四人一組交流討論，初步建立起速度的概念。 教師提問：對(duì)于同一個(gè)物體，在某一段時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)的快慢也不是每時(shí)每刻都一樣。我們用公式計(jì)算出的速度，能否精確描述物體在任一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢？ 學(xué)生活動(dòng)：思考老師提出的問題，討論后得出結(jié)論：不能。因?yàn)椋荒芊磻?yīng)一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的快慢？ 教師提問：怎樣精確描述物體在任一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢呢？ 2、對(duì)“平均速度和瞬時(shí)速度”概念的學(xué)習(xí) 教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀“平均速度和瞬時(shí)速度、速度和速率”兩部分，同時(shí)提出問題：我們?nèi)粘Ｉ钪姓f到的“速度”是指什么？請(qǐng)舉例說明。 學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生就老師提出的問題去閱讀教材，尋求答案；然后四人一組交流討論，選出代表發(fā)表見解。 教師活動(dòng)：聆聽學(xué)生回答，點(diǎn)評(píng)。 教師活動(dòng)：1、指導(dǎo)學(xué)生觀察圖1.3-2，認(rèn)識(shí)汽車速度計(jì)的表盤并練習(xí)讀數(shù)。 2、指導(dǎo)學(xué)生觀察18頁表格，了解表格中常見物體的速度； 3、就課本19頁“說一說”中講述的故事，展開討論，回答圖1.3-3中的問題。 學(xué)生活動(dòng)：思考P20“問題與練習(xí)”第1、2題，討論后回答。 教師活動(dòng)：聆聽學(xué)生回答，點(diǎn)評(píng)。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 這節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了速度、瞬時(shí)速度、平均速度三個(gè)概念，以及三個(gè)概念之間的聯(lián)系。只有掌握好這三個(gè)概念及它們之間的聯(lián)系，才能更好的描述物體的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于這三個(gè)物理量的掌握，速度和平均速度從定義式上即可解決。速度的大小為，方向?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)的方向，也為位移變化的方向。平均速度的大小為，方向沿位移的變化的方向，對(duì)平均速度應(yīng)明確是哪段位移或哪段時(shí)間內(nèi)的平均速度，時(shí)間選取不同時(shí)，平均速度往往不一樣，它是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的粗略描繪。 本節(jié)課的難點(diǎn)是對(duì)瞬時(shí)速度的理解。它表示物體在某一時(shí)刻或通過某一位置時(shí)的快慢程度。對(duì)它的理解可參考教材中的閱讀材料，對(duì)瞬時(shí)速度的理解可用“極限”的思想。我們可以把一段變速運(yùn)動(dòng)分割成足夠多的小段，使質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動(dòng)可視為勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣在每一小段中計(jì)算出的速度反映了質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻（或在該位置）的運(yùn)動(dòng)快慢和其運(yùn)動(dòng)的方向。在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，瞬時(shí)速度、平均速度和速度相同。 （四）實(shí)例探究 ☆對(duì)速度的認(rèn)識(shí) ［例1］一門反坦克炮直接瞄準(zhǔn)所要射擊的一輛坦克。射擊后，經(jīng)過t1=0.6 s，在炮臺(tái)上 看到炮彈爆炸。經(jīng)過t2=2.1 s，才聽到爆炸的聲音。問坦克離炮臺(tái)的距離多遠(yuǎn)？炮彈飛行的水平速度多大？（聲音在空氣中的速度是340 m／s。，空氣阻力不計(jì)） 分析：因?yàn)楣馑龠h(yuǎn)遠(yuǎn)大于聲音的速度，所以可以認(rèn)為t1即是炮彈飛行的時(shí)間。t2即是炮彈飛行的時(shí)間跟聲音從炮彈爆炸點(diǎn)傳到大炮所在地的時(shí)間之和。因此聲音傳播的時(shí)間是t2 - t1。這樣就可以求出所需的量了。 解：炮彈的射程就是坦克離炮臺(tái)的距離x x=v（t2 - t1）=340（2.1-0.6）=510 m 所以，炮彈的飛行速度。m／s =850 m／s ☆平均速度與瞬時(shí)速度的應(yīng)用 ［例2］下列說法中正確的是（ ） A．平均速度就是速度的平均值 B．瞬時(shí)速率是指瞬時(shí)速度的大小 C．火車以速度v經(jīng)過某一段路，v是指瞬時(shí)速度 D．子彈以速度v從槍口射，v是平均速度 分析：根據(jù)平均速度和瞬時(shí)速度的定義進(jìn)行判斷。 解：平均速度不是速度平均值；瞬時(shí)速率就是瞬時(shí)速度的大小；火車以速度v經(jīng)過某一段路，v是指在這段路上的平均速度，子彈以速度v從槍口射出，v是指出槍口時(shí)的瞬時(shí)速度。 答案B ［例3］某同學(xué)星期日沿平直的公路從學(xué)校所在地騎自行車先后到甲、乙兩位同學(xué)家去拜訪他們，位移時(shí)間圖象如圖1所示。試描述他的運(yùn)動(dòng)過程，在圖2中畫出他的速度時(shí)間圖象。 解析（上午）9時(shí)，他從學(xué)校出發(fā)，騎車l h到達(dá)甲同學(xué)家，速度v1＝15km／h；在甲同學(xué)家停留1h；11時(shí)從甲同學(xué)家出發(fā)，12時(shí)到達(dá)乙同學(xué)家，速度v2=15 km／h；在乙同學(xué)家也停留l h；（下午13 時(shí)返回，騎車l h，速度v3=30km／h；14 h 時(shí)回到學(xué)校。 取出發(fā)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則為v1、 v2為正，v3為負(fù)；10~11時(shí)、12~13時(shí)速度為0；據(jù)此作v-t圖，如圖2所示。 ☆速度與速率的區(qū)別及應(yīng)用 ［例4］下列對(duì)各種速率和速度的說法中，正確的是（ ） A．平均速率就是平均速度 B．瞬時(shí)速率是指瞬時(shí)速度的大小 C．勻速運(yùn)動(dòng)中任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都等于其任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度 D．勻速直線運(yùn)動(dòng)中任何一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都相等 解析 平均速度指運(yùn)動(dòng)的位移與所用時(shí)間的比值，是矢量，方向?yàn)槲灰品较?，平均速率指運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間的比值，是標(biāo)量，沒有方向，所以不能用平均速率表示平均速度的大小，而瞬時(shí)速度的大小可用瞬時(shí)速率表示，勻速運(yùn)動(dòng)是速度不變的運(yùn)動(dòng)，任何一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都相等，且等于任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。 答案BCD ★課余作業(yè) 1、書面完成P20“問題與練習(xí)”第3題。 2、閱讀教材P19“STS”《速度與社會(huì)》短文，寫出自己的感想，并在小組中交流。 ★“問題與練習(xí)”（P20）參考答案 1、（1）9.461015 m （2）1.33108 s 2、（1）前1s的平均速度為9 m/s；前2 s的平均速度為8 m/s；前3 s的平均速度為7 m/s； 前4 s的平均速度為6 m/s；全程的平均速度為5 m/s；9 m/s最接近于汽車關(guān)閉油門時(shí)的瞬時(shí)速度，它比瞬時(shí)速度要小 （2）最后1s的平均速度為1 m/s；末速度是0 3、（1）T107列車由北京西站開出直至到達(dá)聊城站，運(yùn)行的平均速度是： （2）由聊城站開出直至到達(dá)菏澤站，運(yùn)行的平均速度是： （3）在9時(shí)30分時(shí)，列車停于聊城車站，瞬時(shí)速度是0 ★教學(xué)體會(huì) 本節(jié)學(xué)習(xí)的速度、平均速度、瞬時(shí)速度等概念是運(yùn)動(dòng)學(xué)的最基本、最重要的概念。深刻理解這些概念的確切含義，弄清它們之間的區(qū)別和聯(lián)系，是進(jìn)一步學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)。 初步掌握速度的矢量性、理解其物理含義，教師要引導(dǎo)學(xué)生在閱讀教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合具體實(shí)例，積極進(jìn)行討論、加以區(qū)別。 ★資料袋： 你已經(jīng)熟悉，用“速度”可以比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度，并且知道：“在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，速度在數(shù)值上等于單位時(shí)間里通過的路程?！备鶕?jù)這種規(guī)定可知，如果物體在單位時(shí)間里通過的路程越長，即速度的數(shù)值越大，物體運(yùn)動(dòng)得就越快；反之，如果物體在單位時(shí)間里通過的路程越短，即速度的數(shù)值越小，物體運(yùn)動(dòng)得就越慢。 假如我們把速度的定義改成：“在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，速度在數(shù)值上等于通過單位路程所用的時(shí)間。”這樣一改，還能不能用這樣規(guī)定的速度來表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢呢？按照這一新的規(guī)定，會(huì)得出什么結(jié)論呢？日常生活中有沒有這樣的事例呢？ 從道理上講，這樣改動(dòng)后速度仍然能夠表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度。不過按照這種規(guī)定，物體通過單位路程所用的時(shí)間越長，物體運(yùn)動(dòng)得就越慢；物體通過單位路程所用的時(shí)間越短，物體運(yùn)動(dòng)得就越快。例如，在田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上，甲跑完100 m用了13 s，乙跑完100 m用了16 s，大家都會(huì)承認(rèn)甲比乙跑得快。再如，在鐘表里，秒針轉(zhuǎn)一圈用l min，分針轉(zhuǎn)一圈用1 h，時(shí)針轉(zhuǎn)一圈用12 h，顯然秒針走得最快，時(shí)針走得最慢。 由此可見，速度這個(gè)概念由兩個(gè)因素決定：一個(gè)是時(shí)間，一個(gè)是與時(shí)間對(duì)應(yīng)的路程，二者缺一不可。判斷物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度，應(yīng)兼看這兩個(gè)因素，否則就會(huì)片面。至于速度的表示法，雖然從原則上講，不論用單位時(shí)間里通過的路程，還是用通過單位路程所用的時(shí)間，都能夠反映出物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度，但是在物理學(xué)中我們采用“單位時(shí)間里通過的路程”來表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度，這是因?yàn)檫@樣規(guī)定會(huì)給我們帶來不少方便，而且已為世人所公認(rèn)。所以，在一般情況下，我們都是按這個(gè)規(guī)定來計(jì)算速度的。 111