人教版高中物理必修1第一章 第三節(jié) 運(yùn)動(dòng)快慢的描述 教案

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1、第三節(jié) 運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度 知識(shí)與技能 1．理解物體運(yùn)動(dòng)的速度的概念 2．理解平均速度的意義，會(huì)用公式計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的平均速度，． 3．理解瞬時(shí)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(yùn)動(dòng)中速度的計(jì)算公式，能用公式解決有關(guān)問題 2. 理解平均速度的物理含義，會(huì)求某段時(shí)間的平均速度。 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．了解從平均速度求瞬時(shí)速度的思想方法，體會(huì)數(shù)學(xué)與物理間的關(guān)系． 3．培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)事物的規(guī)律：由簡(jiǎn)單到復(fù)雜．培養(yǎng)學(xué)生

2、抽象思維能力． 4．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) 速度矢量性的理解，瞬時(shí)速度的推導(dǎo)． 教學(xué)過程： [新課導(dǎo)入] 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? 當(dāng)物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們是用什么方法描述物體位移的? ． 師：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? 師：那么，如何來描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢? 要研究物體運(yùn)動(dòng)的快慢要用一個(gè)新的物理量來描述

3、，那就是本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容-速度。 [新課教學(xué)] 一、坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量 讓學(xué)生觀察，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? [思考與討論] 1．圖1—3—l中汽車(質(zhì)點(diǎn))在向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)? 2．如果汽車沿x軸向另外一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，位移Δx是正值還是負(fù)值? 小結(jié)；汽車在沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，圖示汽車從坐標(biāo)x1＝10 m，在經(jīng)過一段時(shí)間之后，到達(dá)坐標(biāo)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(shù)學(xué)表述是與實(shí)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(xùn)練] 出示題目，并組織學(xué)生獨(dú)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(yùn)動(dòng)，開始時(shí)在某一標(biāo)記點(diǎn)東2 m處，第1s末到達(dá)該標(biāo)記點(diǎn)西3m處，第2s末又處在該標(biāo)記點(diǎn)西1m處．分別求出第1s內(nèi)和第2s內(nèi)小車位移的大小和方向．(對(duì)應(yīng)的時(shí)刻怎樣表示) 答案：小車在第1 s內(nèi)的位移為5m，方向向西；第2s內(nèi)的位移為一2m，方向向東． 解析：根據(jù)題意可建立一維直線坐標(biāo)系，以題中所述標(biāo)記點(diǎn)為參考坐標(biāo)原點(diǎn)，向西方向?yàn)閤軸正方向．則質(zhì)點(diǎn)的初始位置坐標(biāo)為x0＝一2 m，第l

5、s末的位置坐標(biāo)為x1＝3 m，第2 s末的位置坐標(biāo)為x2＝1m．這樣可以根據(jù)位置坐標(biāo)的變化量表示一段時(shí)間內(nèi)的位移．小車在第1s內(nèi)的位移Δx1 ＝x1－ x0＝3m一(一2m) ＝5 m，在第2s內(nèi)的位移Δx2＝x2－ x1＝1 m一3m=－2m，如圖1—3—2所示．(對(duì)應(yīng)的時(shí)刻怎樣表示Δt＝t2－ t1) 二、速度 [討論與交流] 以下有四個(gè)物體，請(qǐng)同學(xué)們來比較一下它們運(yùn)動(dòng)的快慢程度． 初始位置(m) 經(jīng)過時(shí)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(jī)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(yùn)動(dòng)快慢? 對(duì)A和B可通過位移相等比較時(shí)間，B和D時(shí)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(jì)算它們每發(fā)生1m的位移，即用各自的時(shí)間除以位移，數(shù)值大的運(yùn)動(dòng)慢， 方法2：可計(jì)算它們每秒位移的大小，單位時(shí)間位移大的運(yùn)動(dòng)快。 兩種方法都可以用來比較物體的運(yùn)動(dòng)快慢，但方法2更能夠符合人們的思維習(xí)慣。 大自然中，物體的運(yùn)動(dòng)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(xì)觀察物體的運(yùn)動(dòng)，我們發(fā)現(xiàn)，在許多情況下，物體運(yùn)動(dòng)的快慢會(huì)發(fā)生改變：飛機(jī)的起飛，汽車的行駛，運(yùn)動(dòng)員的奔跑等．．在長(zhǎng)期對(duì)運(yùn)動(dòng)的思索、探究過程中，為了比較準(zhǔn)確地描述運(yùn)動(dòng)，人們逐步建立了速度的概念 學(xué)生閱讀課本進(jìn)行定義。 師： 我們?yōu)榱吮容^物體的運(yùn)動(dòng)快慢，可以用位移跟發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間的 比值，表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢，這就是速度． 師： 速度公式v=Δx/Δt 單位：國(guó)際單位m/s或ms-1 常用單位km/h或kmh-1 , ㎝/s或㎝s-1 我們?cè)诔踔幸矊W(xué)過速度，不過那時(shí)是路程跟時(shí)間的比值．它們一樣嗎? 結(jié)論：

8、那時(shí)那樣講是限于當(dāng)時(shí)同學(xué)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(xué)的速度是路程跟時(shí)間的比值．在單向直線運(yùn)動(dòng)中，它與位移跟時(shí)間的比值是相等的．現(xiàn)在我們學(xué)習(xí)的速度概念更嚴(yán)謹(jǐn)．路程與所用時(shí)間的比值是另一個(gè)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(jié)論： 速度的大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間物體位移的大??；速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向 三、平均速度和瞬時(shí)速度 汽車上的速度計(jì)，在車行駛的過程中，速度計(jì)的示數(shù)是時(shí)常變化的。如啟動(dòng)時(shí)，數(shù)值增大，剎車時(shí)減小，可見運(yùn)動(dòng)快慢是變化的，其實(shí)我們?nèi)粘Ｋ吹降闹本€運(yùn)動(dòng)，有許多都是變速

9、直線運(yùn)動(dòng)，由于沒有恒定的速度，那我們?cè)鯓觼砻枋鏊目炻兀? 總結(jié)：為了描述變速直線運(yùn)動(dòng)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(yīng)如何定義？ 1.平均速度：運(yùn)動(dòng)物體的位移和時(shí)間的比值叫這段時(shí)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(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的快慢． 師：平均速度是在描述變速直線運(yùn)動(dòng)的情況下，能粗略描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量． [課堂訓(xùn)練) 一輛汽車沿平直的公路行駛，第1s內(nèi)通過5m的距離，第2s內(nèi)和第3s內(nèi)各通過20 m的距離，第4s內(nèi)又通過了15 m的距離．求汽車在最初2s內(nèi)的平均速度和這4s內(nèi)的平均速度

10、各是多少? 解析：所求問題是不同時(shí)間內(nèi)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(shí)間，并且必須注意時(shí)間和位移的對(duì)應(yīng)關(guān)系．最初2s內(nèi)的時(shí)間為2s，位移為(5+20)m=25 m：前4s的時(shí)間間隔為4s，位移為(5+20+2015)m=60m 根據(jù)平均速度的定義公式v=x/t得， 最初2s內(nèi)的平均速度v1=(x1+ x2)/ (t1+ t 2) m／s=12.5m／s 4s內(nèi)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(jì)算一個(gè)具

11、體的平均速度，必須指明是那段時(shí)間或那段位移內(nèi)的平均速度。 那么怎樣來描述物體在各個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢呢？ 師：在質(zhì)點(diǎn)從t到t+△t時(shí)間內(nèi)的平均速度△x/t△中，△t取值非常非常小時(shí),這個(gè)值就可以認(rèn)為是質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的瞬時(shí)速度． 師：瞬時(shí)速度，運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度．準(zhǔn)確地講，瞬時(shí)速度是物體在某時(shí)刻前后無窮短時(shí)間內(nèi)的平均速度．是矢量，大小反映了物體此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢，它的方向就是物體此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向，即物體運(yùn)動(dòng)軌跡在該點(diǎn)的切線方向．瞬時(shí)速度的大小叫做瞬時(shí)速率． [閱讀] 教材第16頁(yè)中《常見物體的速度》． 四、速度和速率

12、學(xué)生閱讀教材第16頁(yè)相應(yīng)部分的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生總結(jié)． 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(dǎo)學(xué)生看教材第16頁(yè)圖1．3—2．觀察汽車的速度計(jì)，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(yīng)數(shù)字的瞬間，就表示汽車在那一瞬時(shí)的速率是那個(gè)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(shí)指速度，也有時(shí)指速率，要看實(shí)際的物理情景。 [討論與交流] 甲、乙兩位同學(xué)用不同的時(shí)間圍繞操場(chǎng)跑了一圈，都回到了出發(fā)點(diǎn)，他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運(yùn)動(dòng)的快慢? 學(xué)生討論，體驗(yàn)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)通過的路程跟所用時(shí)間的比值．他們兩人通過的路程相同且都不為零，但所用時(shí)間不同．顯然用時(shí)短的運(yùn)動(dòng)得快，也就是平均速率大． 【例】一物體沿直線運(yùn)動(dòng)，先以3m/s的速度運(yùn)動(dòng)60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)60m，物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中平均速度是多少？ 【解析】根據(jù)平均速度的定義公式，s為總位移，t為總時(shí)間，等于前一段位移與后一段位移所用時(shí)間之和。 全過程的位

14、移s=120m 物體在前一段位移用的時(shí)間為 后段位移用的時(shí)間為 整個(gè)過程的用的總時(shí)間為t=t1+t2=50s 整個(gè)過程的平均速度m/s=2.4m/s [小結(jié)] 本節(jié)主要學(xué)習(xí)了1.速度的概念及其物理意義， 2.平均速度和瞬時(shí)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(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢，而瞬時(shí)速度能更準(zhǔn)確地描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢．速度是矢量，方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向．平均速度中，速度方向也與位移方向相同。瞬時(shí)速度的方向就是質(zhì)點(diǎn)在那一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向。速率是標(biāo)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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yè)問題與練習(xí)1，2，3，4 板書設(shè)計(jì): 1.3 運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度 坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量 1.坐標(biāo)軸上各點(diǎn)的意義 2.時(shí)間變化量和位置變化量在坐標(biāo)上的表示 速度 1， 物理意義：表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢, 2， 定義：位移跟發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)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(yùn)動(dòng)的平均快慢程度 矢量性：方向與位移△x方向相同 瞬時(shí)速度 1．定義：運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度．準(zhǔn)確地講，瞬時(shí)速度是物體在某時(shí)刻前后無窮短時(shí)間內(nèi)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(shí)刻或某一位置的運(yùn)動(dòng)快慢 4．矢量性：與物體此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向相同，即物體運(yùn)動(dòng)軌跡在該點(diǎn)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(shí)間的比值