高一物理教案《牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用》（一） 人教版必修1(1)

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111 平均速度 瞬時速度 一、教學(xué)目標(biāo) 1．理解平均速度概念；知道平均速度是粗略地描述變速運(yùn)動快慢的物理量。 理解平均速度的定義式，并會用平均速度的公式解答有關(guān)問題。 2．知道瞬時速度是精確描述變速運(yùn)動快慢和方向的物理量。 知道瞬時速度是物體在某一時刻或(通過某一位置)的速度；知道瞬時速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系。 3．運(yùn)用平均速度的定義，把變速直線運(yùn)動等效成勻速直線運(yùn)動處理，從而滲透物理學(xué)的重要研究方法——等效的方法。它體現(xiàn)了物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，體現(xiàn)了用已知運(yùn)動研究未知運(yùn)動，用簡單的運(yùn)動研究復(fù)雜運(yùn)動的重要研究方法。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析 平均速度和瞬時速度是運(yùn)動學(xué)的重要概念，平均速度的提出，體現(xiàn)了用勻速直線運(yùn)動描述變速直線運(yùn)動的等效研究方法，即用變速直線的平均速度，就把變速直線運(yùn)動等效為勻速直線運(yùn)動處理。當(dāng)然它只能是粗略地反映了變速直線運(yùn)動的快慢。 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，一個做變速直線運(yùn)動的物體，在不同時間內(nèi)(或不同位移上)的平均速度是不同的。因此，提到平均速度時，要明確是指哪段時間(或哪段位移)的平均速度。 以上以百米運(yùn)動員在10s內(nèi)跑完全程為例，均可作有力地說明。 講平均速度的目的之一在于引出瞬時速度的概念。例如提出百米運(yùn)動員跑到60m位置時的速度能加速到多大？為此可測運(yùn)動員前后10m內(nèi)這20m的平均速度；前后1m內(nèi)這2m的平均速度；……即時間間隔(或位移間隔)取得越短的平均速度，就越接近物體在某時刻(或某位置)的瞬時速度。 瞬時速度也可說成運(yùn)動的物體從該時刻或該位置開始做勻速直線運(yùn)動的速度?？山榻B“阿特伍德機(jī)”用此方法測變速直線運(yùn)動的瞬時速度的方法。 教材上通過行駛中的汽車的速度計(jì)，既表明瞬時速度可測，又說明汽車的速度在不斷變化，而速度計(jì)則反映出這一變化的精確過程。 指明通常說的速度指的是瞬時速度，也可指出速度的大小稱為速率。 三、教具 汽車速度計(jì)。 四、主要教學(xué)過程 (一)引入課題 我們討論了勻速直線運(yùn)動。真正能做到在任何相等的時間內(nèi)的位移都相等的勻速運(yùn)動是很少見的。通常做直線運(yùn)動的物體，一般要經(jīng)歷從靜止到運(yùn)動，又由運(yùn)動到靜止的過程，在這些過程中，物體運(yùn)動的快慢是不斷變化的。例如，飛機(jī)起飛的時候，在跑道上越來越快；火車進(jìn)站的時候，運(yùn)動越來越慢。它們的共同特點(diǎn)是在相等的時間內(nèi)位移不相等，我們稱之為變速直線運(yùn)動。 (二)新課教學(xué) 1．變速直線運(yùn)動 物體在一條直線上運(yùn)動，如果在相等的時間內(nèi)，位移不相等，這種運(yùn)動就叫做變速直線運(yùn)動。 也就是說，做變速直經(jīng)運(yùn)動的物體，在相等的時間內(nèi)位移不相等，所以它沒有恒定的速度。怎樣來描述它運(yùn)動的快慢呢？ 例如，百米運(yùn)動員，10s內(nèi)跑完100m，可以說他平均1s內(nèi)跑10m。這里就給出平均快慢的概念。 2．平均速度 在變速直線運(yùn)動中，運(yùn)動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間(或這段位移)的平均速度。 說明：這實(shí)際上是把變速直線運(yùn)動粗略地看成是勻速運(yùn)動。 例如：百米運(yùn)動員跑100m用10s，他的平均速度 若這位運(yùn)動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完100m，所用時間也為10s。 總效果相同。 這是物理學(xué)的重要研究方法——等效方法，即用已知運(yùn)動研究未知運(yùn)動，用簡單運(yùn)動研究復(fù)雜運(yùn)動的一種研究方法。 另外，平均速度只是粗略地表明了物體運(yùn)動的快慢?；蛟S對于此百米運(yùn)動員，我們很難找到他哪個1s跑了10m。 需要強(qiáng)調(diào)的是，10m/s只代表此運(yùn)動員在這10s內(nèi)(或這100m內(nèi))的平均速度，而不代表他前50m的平均速度，也不代表他后50m的平均速度。 例如，汽車在第一個10min、第2個10min和第三個10min的位移分別是10 800m、11 400m、13 800m，可分別求出它在每個10min的平均速度，以及在這30min的平均速度，見下表： 第1個10min 第2個10min 第3個10min 這30min s／m 10800 11400 13800 36000 18 19 23 20 從表中可以看出，平均速度應(yīng)指明是哪段時間的。 還可以看出上述汽車是做變速直線運(yùn)動，知道了車每10min的平均速度，就比只知道汽車在這半小時的平均速度，對汽車運(yùn)動的快慢了解的更準(zhǔn)確。 又如，要知道百米運(yùn)動員通過的60m位置時的速度，方法有：可測他通過前10m到后10m這20m的平均速度； 可測他通過前1m到后1m這2m的平均速度。 …… 選取的位移間隔(或時間間隔)越短，就越能準(zhǔn)確地知道運(yùn)動員通過60m位置時的速度。 若設(shè)想運(yùn)動員跑到60m位置時，改做勻速運(yùn)動，測出他以后勻速運(yùn)動的速度，就知道了他通過的60m位置的速度。 3．瞬時速度 運(yùn)動物體在某一時刻(或某一位置)的速度，叫做瞬時速度。 平均速度只能粗略地描述變速運(yùn)動，瞬時速度才能精確地描述變速運(yùn)動。 實(shí)例：火車提速。 汽車速度計(jì)——用實(shí)物或圖顯示。 展示“物體運(yùn)動速度”表——課本p．53。若認(rèn)為以某一速度開始做勻速運(yùn)動，也就是它前一段到達(dá)此值的瞬時速度。 可用“阿特伍德機(jī)”說明測變速運(yùn)動的瞬時速度的方法。 五、課堂小結(jié) 什么是平均速度？應(yīng)注意什么？ 什么是瞬時速度？ 平均速度與瞬時速度的區(qū)別和聯(lián)系。 通常說的速度應(yīng)指瞬時速度，速度的大小稱為速率。 111