教學(xué)課題運動快慢的描述速度

1、教學(xué)課題：第三節(jié) 運動快慢的描述 速度課 時：一課時教學(xué)重點： 速度概念的建立；速度的比值定義法的理解教學(xué)難點： 速度矢量性的理解；瞬時速度的推導(dǎo)三維目標(biāo)：知識與技能 1理解速度的概念知道速度是表示物體運動快慢的物理量，知道它的含 義、公式、符號和單位，知道它是矢量2理解平均速度，知道瞬時速度的概念 3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(guān)問題 2理解平均速度的物理含義，會求某段時間內(nèi)的平均速度 情感態(tài)度與價值觀 1通過介紹或?qū)W習(xí)各種工具的速度，去感知科學(xué)的價值和應(yīng)用 2培養(yǎng)對科學(xué)的興趣，堅定學(xué)習(xí)思考探索的信念教學(xué)過程： 導(dǎo)入新課問題導(dǎo)入為

2、了推動我國田徑事業(yè)的發(fā)展，四川省曾舉辦過一次 100 m飛人挑戰(zhàn)賽有8 名世界短跑名將參加角逐，其中包括我國的李雪梅和美國的瓊斯，最終瓊斯 奪得冠軍我們知道百米賽跑分為起跑、途中跑和沖刺三個階段，李雪梅的途 中跑階段比瓊斯的起跑階段跑得快，但我們都說瓊斯比李雪梅跑得快，這是為 什么？通過本節(jié)課學(xué)習(xí)，我們就可以給出合理的評判標(biāo)準(zhǔn)情景導(dǎo)入課件展示各種物體的運動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 影片展示：大自然中，物體的運動有快有慢天空中，日出日落；草原 上，獵豹急馳；葡萄架上，蝸牛爬行飛奔的獵豹、夜空的流星在運動；房屋、橋梁、樹木，隨著地球的自轉(zhuǎn)、 公轉(zhuǎn)也在運動天上的恒星，看起來好像不動，其實它們也在飛快地運

3、動，速 度至少在幾十千米每秒以上，只是由于距離太遠(yuǎn)，在幾十年、幾百年的時間內(nèi) 肉眼看不出它們位置的變化當(dāng)高臺跳雪運動員出現(xiàn)在賽道的頂端時，全場觀眾的目光都集中在他身 上.運動員由高處急速滑下，在即將到達(dá)賽道底部時，他的速度已達(dá)到100km/h.這時，他雙膝彎曲，使勁一蹬，順勢滑向空中.然后，為了減小空氣阻力 的影響，他上身前傾，雙臂后擺，整個身體就像一架飛機(jī)，向前滑翔.刺骨的 寒風(fēng)抽打著他的臉龐，兩邊的雪松飛快地向后掠過.最終，滑雪板穩(wěn)穩(wěn)地落在 地面.在以上的各種運動現(xiàn)象中，都有關(guān)于運動的描述，運動的快慢如何，要用 一個新的物理量來描述，那就是速度.推進(jìn)新課一、坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量復(fù)習(xí)舊知：在上

4、一節(jié)的學(xué)習(xí)中，我們學(xué)習(xí)了位移這一較為重要的矢量.大 家回憶一下，位移的定義是什么？學(xué)生積極思索并回答出位移的定義：從初位置指向末位置的有向線段.(復(fù)習(xí)此知識點，旨在為速度的引入奠定知識基礎(chǔ)，讓學(xué)生知道位移大小的關(guān)鍵在 于初末位置.由位置到位置坐標(biāo)再到坐標(biāo)的變化量，使學(xué)生的認(rèn)知呈階梯狀上 升)教師引導(dǎo)：既然位移是描述物體位置變化的物理量，所以物體的位移可以 通過位置坐標(biāo)的變化量來表示.問題展示：在訓(xùn)練場上，一輛實習(xí)車沿規(guī)定好的場地行駛，教練員想在車 旁記錄汽車在各個時刻的位置情況，他該如何做？假設(shè)在每一秒汽車都在做單 向直線運動.問題啟發(fā)：對于物體位置的描述，我們往往需要建立坐標(biāo)系.該教練員如

5、何建立坐標(biāo)系，才能方便地確定該車的位置？點評：通過設(shè)問，發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，“變教為誘” “變教為導(dǎo)”，實 現(xiàn)學(xué)生的“變學(xué)為思”“變學(xué)為悟”，達(dá)到“以誘達(dá)思”的目標(biāo).教師指導(dǎo)學(xué)生分組合作討論并總結(jié).小結(jié)：直線運動是最簡單的運動，其表示方式也最簡單.如以出發(fā)點為起 點，車行駛20 m,我們就很容易地確定車的位置.所以，應(yīng)該建立直線坐標(biāo)系 來描述汽車的位置.課堂訓(xùn)練教練員以汽車的出發(fā)點為坐標(biāo)原點，以汽車開始行駛的方向為正方向，建 立直線坐標(biāo)系，其對應(yīng)時刻的位置如下表所示：時刻/s01234位置坐標(biāo)/m010-8-214根據(jù)教練員記錄的數(shù)據(jù)你能找出：(1) 幾秒內(nèi)位移最大？(2) 第幾秒內(nèi)的位移最大

6、？解析：汽車在0時刻的坐標(biāo)x°= 0汽車在1 s時刻的坐標(biāo)X1= 10汽車在第1 s內(nèi)的位置變化為 x = Xi xo = (10 0) m = 10 m 所以，汽車在第1 s內(nèi)的位移為10 m.同理可求，汽車在1 s內(nèi)、2 s內(nèi)、3 s內(nèi)、4 s內(nèi)的位移分別為10 m 8 m 2 m、一 14 m .汽車在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)、第4 s內(nèi)的位移分別 為 10 m, 18 m,6 m, 12 m.所以，第2 s內(nèi)的位移最大，4 s內(nèi)的位移最大.答案：(1)4 s內(nèi)第2 s內(nèi)二、速度以下有四個運動物體，請同學(xué)們來比較一下它們運動的快慢程度.運動物體初始位置/m經(jīng)過時間/s

7、末位置/mA.自行車沿平直道路行駛020100B.公共汽車沿平直道路行 駛010100C.火車沿平直軌道行駛500301 250D.飛機(jī)在天空直線飛行500102 500如何比較A、B、C D四個物體的運動快慢呢?比較1:對A和B,它們經(jīng)過的位移相同(都是100 m)，A用的時間長(20 s)， B用的時間短(10 s).在位移相等的情況下，時間短的運動得快，即汽車比自行 車快.比較2:對B和D,它們所用的時間相等(10 s)，B行駛了 100 m, D飛行了 2 000 m , B行駛的距離比D短，在時間相等的情況下，位移大的運動得快，即 飛機(jī)比汽車快.提出問題以上兩種比較都是可行的.位移相

8、等比較時間，時間相等比較位移.如何 比較B和C的快慢程度呢？它們的位移不相等，時間也不相等.教師指導(dǎo)學(xué)生分小組討論，5分鐘后提出比較意見.方法1: B和C的位移和時間都不相等，但可以計算它們每發(fā)生1 m的位移所用的時間，即用各自的時間t去除以位移 x,數(shù)值大的運動得慢.方法2: B和C的位移和時間都不相等，但可以計算它們平均每秒鐘位移的 大小量，單位時間內(nèi)位移大的運動得快.師生討論：兩種方法都可以用來比較物體運動的快慢，但方法2更能夠符合人們的思維習(xí)慣.點評：問題由教師提出，明確猜想和探究的方向，教師引導(dǎo)學(xué)生利用已有 的知識和現(xiàn)象，鼓勵大膽猜想討論.通過這個開放性的問題，創(chuàng)設(shè)一種情境， 把學(xué)生

9、帶進(jìn)一個主動探究學(xué)習(xí)的空間.引子：大自然中，物體的運動有快有慢.天空，日出日落；草原，駿馬奔 馳；樹叢，蝸牛爬行.仔細(xì)觀察物體的運動，我們發(fā)現(xiàn)，在許多情況下，物體運動快慢各不相等且發(fā)生變化，在長期對運動的思索、探索過程中，為了比較 準(zhǔn)確地描述運動，人們逐步建立起速度的概念.提出問題如何對速度進(jìn)行定義？學(xué)生閱讀課本并回答.1速度的定義：位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值.2.速度的定義式： x v t.3. 速度的單位：m/s 常用單位：km/h, cm/s.提示：速度是矢量，其大小在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)物體位移的大小，其 方向就是物體運動的方向.再次呈現(xiàn)：四個物體 A、B、C、D快慢比較的表格，

10、讓學(xué)生分別計算它們的 速度.A. 5 m/sB. 10 m/sC. 25 m/sD. 200 m/s對比以上A、B、C D的速度就很容易比較它們的快慢程度了.課堂訓(xùn)練汽車以36 km/h的速度從甲地勻速運動到乙地用了 2 h，如果汽車從乙地返回甲地仍做勻速直線運動用了在同一直線上）（）A. 8 m/sBC. 28.8 km/h D2.5 h，那么汽車返回時的速度為（設(shè)甲、乙兩地.8 m/s.28.8 km/h解析：速度和力、位移一樣都是矢量，即速度有正方向、負(fù)方向，分別用 + ” “ 一”號表示.當(dāng)為正方向時，一般不帶“ + ”號.速度的正方向可以根據(jù)具體問題自己規(guī)定.有時也隱含在題目之中.例

11、如該題中汽車從甲地到乙 地的速度為36 km/h，為正值，隱含著從甲地到乙的方向為正，所以返回速度為 負(fù)值，故淘汰B、D.依據(jù)甲、乙兩地距離為36X 2 km 72 km，所以返回速度為2.5h 1 00028.8 km/h 28.8 X 3 m/s 8 m/s答案：A方法提煉：速度是一個矢量，有大小也有方向.在我們選擇了正方向以 后，當(dāng)速度為正值時，說明質(zhì)點沿正方向運動，當(dāng)速度為負(fù)值時，說明質(zhì)點沿 負(fù)方向運動，在物理學(xué)上，對矢量而言“負(fù)號”也有意義，說明它的方向與所選正方向相反.三、平均速度和瞬時速度坐在汽車駕駛員的旁邊，觀察汽車上的速度計，在汽車行駛的過程中，速 度計指示的數(shù)值是時常變化的

12、，如啟動時，速度計的數(shù)值增大，剎車時速度計 的數(shù)值減小.可見物體運動快慢程度是在變化的.這時我們說的汽車的“速 度”是指什么？提出問題其實，我們?nèi)粘Ｋ吹降闹本€運動，有許多都是變速運動.由于這種運動 的快慢是時刻變化的，沒有恒定的速度，我們怎么來描述它的快慢呢？課件展示：北京至香港的京九鐵路，就像一條長長的直線，把祖國首都與 香港連接起來.京九線全長2 400 km，特快列車從北京到香港只需 30 h，那么 列車在整個過程的運動快慢如何表示？學(xué)生解答：已知 x = 2 400 km，t = 30 h，所以 v = 80 km/h.冋題追蹤：計算出的結(jié)果是否表示列車單位時間的位移都是80 km呢

13、？教師在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識此速度的平均效果.既然列車是做變速運 動，那么怎么看列車的速度是 80 km/h?學(xué)生總結(jié)：如果將列車的變速直線運動看做勻速直線運動來處理的話，列 車平均每小時的位移是80 km.教師設(shè)疑：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(yīng)如何定義？師生總結(jié)：1.平均速度：運動物體的位移和時間的比值叫做這段時間的平 均速度. X2. 疋義式： v =知識拓展：課件展示某些物體運動的平均速度，加深對平均速度的概念理 解.真空中的光速c83.0 X 10自行車行駛約5太陽繞銀河系中心運動20X105人步行約1.3地球

14、繞太陽運動3.0 X 104蝸牛爬行約 3X103子彈發(fā)射9X 102大陸板塊漂 移約 10X 10_9民航客機(jī)飛機(jī)2.5 X102例1小球沿斜面滾下時在不同時刻的位置如圖所 示.可以從圖中觀察分析小球通過 OA OB OC的過程中 的運動快慢.計算各段的平均速度.某些物體運動的平均速度/(ms J學(xué)生認(rèn)真計算并公布結(jié)果：0A段：v i = 0.7 m/s , OB段：v 2= 0.8 m/s ,OC段: v 3= 0.9 m/s.總結(jié)歸納：計算結(jié)果表明，不同階段的平均速度一般是不相等的計算一 個具體的平均速度，必須指明是哪一段時間（或位移）內(nèi)的平均速度.教師點評：由于小球運動快慢是在不斷變化

15、的，平均速度不能具體地告訴 我們小球在每一時刻的運動快慢可見，平均速度只是粗略地描述物體在一段 運動過程中的總體快慢程度.教師設(shè)疑：那么，怎樣來描述物體在各個時刻的運動快慢呢？學(xué)生通過課本預(yù)習(xí)知道，要精確地描述某一時刻的運動快慢必須引入瞬時 速度這一物理量.A x根據(jù)平均速度的定義可以知道：V =，對應(yīng)的是一段位移和一段時間，如何建立瞬時速度的概念呢？瞬時速度對應(yīng)的應(yīng)該是某一位置和某一時刻.師生探究：我們已經(jīng)知道平均速度對應(yīng)的是一段時間，為求瞬時速度我們 可以采取無限取微、逐漸逼近的方法.方法介紹：以質(zhì)點經(jīng)過某點起在后面取一小段位移，求出質(zhì)點在該段位移 上的平均速度，從該點起取到的位移越小，質(zhì)

16、點在該段時間內(nèi)的速度變化就越 小，即質(zhì)點在該段時間內(nèi)的運動越趨于勻速直線運動.當(dāng)位移足夠?。ɑ驎r間足夠短）時，質(zhì)點在這段時間內(nèi)的運動可以認(rèn)為是勻速的，求得的平均速度就等于 質(zhì)點通過該點時的瞬時速度.教師演示：如圖所示，讓滑塊沿傾斜的氣墊導(dǎo)軌做加速運動，利用擋光片 的寬度X除以擋光的時間 t，即可求得擋光片通過光電門的平均速度.將滑塊放上不同寬度的遮光片,cm 5 cm 10 cm,若沒有成品擋光片，可用硬紙片自制成需 要的寬度.測出每個遮光片通過光電門所用的一段時間間隔 t.A x遮光片越窄、 t越小時，貢描述通過該位置的運動快慢越精確，當(dāng) XA x小到一定程度，可認(rèn)為 At是瞬時速度.教師總

17、結(jié)：瞬時速度：運動物體在某一時刻 （或某一位置）的速度.準(zhǔn)確地 講，瞬時速度是物體在某時刻前后無窮短時間內(nèi)的平均速度，是矢量，其大小 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.四、速度和速率瞬時速率：瞬時速度的大小叫做瞬時速率.平均速率：物體運動的路程與 所用時間的比值.例2如圖，一質(zhì)點沿直線AB運動，先以速度v從A勻速運動到B,接著以速 度2v沿原路返回到A,已知AB間距為x，求整個過程的平均速 度、平均速率.AH"2v解析：整個過程位移為0,所以整個過程的平均速度為0.整個過程通過的總路程為2x，所用的總時間為所以平均速率為-

18、 2x 4v =- v.x x 3+v 2v“亠 4答案：0要點總結(jié)：1.速度是矢量，既有大小，又有方向；速率是標(biāo)量，只有大 小，沒有方向.2. 無論速度方向如何，瞬時速度的大小總等于該時刻的速率.3. 平均速度是矢量，其方向與對應(yīng)的位移方向相同；平均速率是標(biāo)量，沒 有方向.4. 平均速度等于位移與所用時間的比值，平均速率等于路程與所用時間的 比值，平均速度的大小不等于平均速率.5. 只有單向直線運動時，平均速度的大小等于平均速率，其他情況下，平 均速度均小于平均速率，二者的關(guān)系類似于位移和路程.鞏固訓(xùn)練：1、下列速度是平均速度還是瞬時速度？A、某同學(xué)百米賽跑的速度約為9 m/sB、運動員百米

19、沖線時的速度為12 m/sC、汽車速度計指示著速度為60 km/hD子彈離開槍口時的速度為1000 m/s 參考答案：平均速度的有 A;瞬時速度的有BCD 課堂小結(jié)定義物理意義注意問題速度位移與發(fā)生這個位 移所用時間的比值描述物體的快慢程v和_x_及_L_是對應(yīng)關(guān)系.是矢量，方向就是物度和運動方向體運動的方向平均速度物體在時間間隔 t內(nèi)運動的平均 快慢描述在一段時間內(nèi) 物體運動的快慢和 方向只能粗略地描述物體的運 動快慢大小和所研究的 時間間隔 t有關(guān)；是矢 量，方向和運動方向相同瞬時速度物體在某時刻或某位置的速度描述物體在某時刻 的運動快慢和方向精確地描述物體的運動快 慢矢量，方向沿物體運 動軌跡的切線方向瞬時速率瞬時速度的大小叫 做瞬時速率描述物體的運動快 慢是標(biāo)量，只考慮其大小不 考慮其方向布置作業(yè)1教材第18頁“問題與練習(xí)”，第1、2題.2觀察生活中各種物體的運動快慢，選取一定的對象，測量