2018高中物理13運動快慢的描述速度教案新人教版必修1201808271145

1、 1.3 運動快慢的描述-速度教 學(xué) 目 標(biāo)知識與技能 1理解物體運動的速度知道速度的意義、公式、符號、單位、矢量性 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，認(rèn)識各種儀表中的速度 3理解瞬時速度的意義 4能區(qū)別質(zhì)點的平均速度和瞬時速度等概念 5知道速度和速率以及它們的區(qū)別過程與方法 1通過描述方法的探索，體會如何描述一個有特點的物理量，體會科學(xué)的方法，體驗用比值定義物理量的方法 2同時通過實際體驗感知速度的意義和應(yīng)用 3讓學(xué)生在活動中加深對平均速度的理解通過生活中的實例說明平均速度的局限性 4讓學(xué)生在相互交流中逐漸領(lǐng)會瞬時速度與平均速度的關(guān)系，同時初步領(lǐng)略極限的思想并初步領(lǐng)會數(shù)學(xué)

2、與物理相結(jié)合的方法，進(jìn)而直接給出瞬時速度的定義 5會通過儀表讀數(shù)，判斷不同速度或變速度情感態(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了解從平均速度求瞬時速度的思想方法，體會數(shù)學(xué)與物理間的關(guān)系 3培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識事物的規(guī)律：由簡單到復(fù)雜培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力 4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)重點、難點教學(xué)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(lián)系教學(xué)難點對瞬時速度的理解教 學(xué) 方 法 探究、講授、討論、練習(xí)教 學(xué) 手 段教具準(zhǔn)備：多媒體課件教 學(xué) 活 動新課導(dǎo)入師：為了描述物體的運動，我們已經(jīng)進(jìn)行了兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)了描述運動的幾個概念，大家

3、還記得是哪幾個概念? 生：質(zhì)點、參考系、坐標(biāo)系；時間、時刻、位移和路程 師：當(dāng)物體做直線運動時，我們是用什么方法描述物體位移的? 生：用坐標(biāo)系在坐標(biāo)系中，與某一時刻t1對應(yīng)的點x 1表示tl時刻物體的位置，與另一時刻t1對應(yīng)的點x2表示時刻t2物體的位置，則xx2一xl，就表示從t1到t2這段時間內(nèi)的位移師：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，物體運動得就越快?學(xué)生討論后回答，不能因為物體的運動快慢與運動的時間有關(guān)師：那么，如何來描述物體運動的快慢?教師指導(dǎo)學(xué)生快速閱讀教材中的黑體字標(biāo)題，提出問題：要描述物體運動的快慢，本節(jié)課將會學(xué)到哪些概念(物理量)?學(xué)生通

4、過閱讀、思考，對本節(jié)涉及的概念有個總體印象，知道這些概念都是為了描述物體運動的快慢而引入的，要研究物體運動的快慢還要學(xué)好這些基本概念(板書)§1.3 運動快慢的描述速度新課教學(xué)一、坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量教師指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀“坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量”一部分討論與交流以百米賽跑為例，你參加賽跑的跑道是筆直的，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?學(xué)生討論后回答生：坐標(biāo)用來表示位置，坐標(biāo)的變化量表示位移，比如，我在起點的位置、我在終點的位置或我在全程中點的位置(50 m處)等，都可以在建立坐標(biāo)系后用坐標(biāo)上的點來表示，而在我從起點跑到終點的這段過程中，我的位移可以用起點和終點間的坐

5、標(biāo)變化量來表示課件投影圖13l，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)軸表示時間的變化量? 思考與討論1圖13l中汽車(質(zhì)點)在向哪個方向運動?2如果汽車沿。軸向另外一個方向運動，位移x是正值還是負(fù)值?學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，自主探究，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 教師幫助總結(jié)并回答學(xué)生的提問 生：汽車在沿x軸正方向運動，圖示汽車從坐標(biāo)x110 m，在經(jīng)過一段時間之后，到達(dá)坐標(biāo)x230 m處，則x x2 x130m一10m20m，位移x >0，表示位移的方向沿x軸正方向 師：我們的這種數(shù)學(xué)表述是與實際的物理情景相一致的，比如，汽車沿筆直的公路

6、向東行駛，我們可以規(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 教師用課件投影出示題目，并組織學(xué)生獨立思考后解答： 綠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(biāo)記點東2 m處，第1s末到達(dá)該標(biāo)記點西3m處，第2s末又處在該標(biāo)記點西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(對應(yīng)的時刻怎樣表示) 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)記點為參考坐標(biāo)原點，向西方向為x軸正方向則質(zhì)點的初始位置坐標(biāo)為x0一2 m，第l s末的位置坐標(biāo)為x13 m，第2 s

7、末的位置坐標(biāo)為x21m這樣可以根據(jù)位置坐標(biāo)的變化量表示一段時間內(nèi)的位移小車在第1s內(nèi)的位移x1 x1 x03m一(一2m) 5 m，在第2s內(nèi)的位移x2x2 x11 m一3m=2m，如圖132所示(對應(yīng)的時刻怎樣表示tt2 t1)二、速度 展示問題(播放比賽片段)：北京時間8月28日凌晨2點40分，雅典奧林匹克體育場，這是一個值得所有中國人銘記的日子，21歲的上海小伙劉翔像閃電一樣，挾著狂風(fēng)與雷鳴般的怒吼沖過終點，以明顯的不可撼動的優(yōu)勢獲得奧運會男子110米欄冠軍，12秒91的成績平了由英國名將科林·約翰遜1993年8月20日在德國斯圖加特創(chuàng)造的世界紀(jì)錄，改寫了奧運會紀(jì)錄 師：那么請

8、問我們怎樣比較哪位運動員跑得快呢?有幾種方法呢?試舉例說明 學(xué)生討論、思考并回答 生1：同樣的位移，比較所用時間的長短，時間短的，運動得快例如劉翔在110米欄比賽中所用的時間最短，跑得最快，所以他奪得了金牌 生2：也可以用相同的時間，比較通過的位移，位移大的，運動得快假如用相同的時間，劉翔將跑得更遠(yuǎn)，說明劉翔跑得更快 師：請同學(xué)們再多想一些比較快慢的例子，哪些是用相同位移比時間，哪些是用相同時間比位移的? 生1：我們在校運動會上，百米賽跑就是相同位移比時間 生2：我親身經(jīng)歷了，在校運動會前，我們班主任在選拔百米跑運動員的時候，他沒有秒表，而是用目測的方法來估計哪位同學(xué)跑得最快他讓我們同時起跑，

9、看誰跑得最遠(yuǎn)我看這種方法就是相同時間比位移 師：由上分析可知，運動的快慢跟運動的時間及通過的位移都有關(guān)系物理學(xué)中用速度來描述物體運動的快慢程度討論與交流師：以下有四個物體，請同學(xué)們來比較一下它們運動的快慢程度初始位置(m)經(jīng)過時間(s) 末了位置(m)A自行車沿平直道路行駛 0 20 100B公共汽車沿平直道路行駛 0 10 100C火車沿平直軌道行駛 500 30 1 250D飛機(jī)在天空直線飛行 500 10 2 500師：如何比較A和B、B和D、B和C的運動快慢?生1：比較A和B：它們經(jīng)過的位移相同(都是100m)，A用的時間長(20s)，B用的時間短(10s)在位移相等的情況下，時間短的

10、運動得快，即汽車比自行車快生2：比較B和D：它們所用的時間相同(都是10s)，B行駛了100m，D飛行了2 000m，B行駛的位移比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 生3：比較B和C；它們的位移不同，所用的時間也不同，要比較它們的運動快慢，只有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，由上列表可算出以上四個物體每秒鐘位移大小分別為5 m、10m、25 m、200 m，這說明飛機(jī)行駛得最快 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=x/t單位：國際單位m/s或m·s-1

11、常用單位km/h或km·h-1 , /s或·s-1 生：我們在初中也學(xué)過速度，不過那時是路程跟時間的比值它們一樣嗎? 師：那時那樣講是限于當(dāng)時同學(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? 生：在單方向的直線運動中。 師：初中我們學(xué)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(xiàn)在我們學(xué)習(xí)的速度概念更嚴(yán)謹(jǐn)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 師：位移是矢量，既有大小又有方向那速度呢? 學(xué)生看書后回答生：也是矢量，速度的方向就是物體運動的方向§ 速度是矢量§ 速度的大小在豎直上等于單位時間物體位

12、移的大小；速度的方向就是物體運動的方向 三、平均速度和瞬時速度 師：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，物體運動的快慢會發(fā)生改變：飛機(jī)的起飛，汽車的行駛，運動員的奔跑等在自然界和人類生活中，物體的運動狀態(tài)各不相同且不斷變化在長期對運動的思索、探究過程中，為了比較準(zhǔn)確地描述運動，人們逐步建立了平均速度的概念，并均用平均速度來描述物體運動的快慢如何定義平均速度呢? 請大家討論并總結(jié)一下 生：平均速度：用位移和發(fā)生這段位移的時間來描述物體的運動，平均速度是指運動物體在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值 師：

13、平均速度是矢量，它的方向由位移的方向決定，它的大小表示這段時間內(nèi)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 討論與交流 美國田徑運動員劉易斯，在1991年的世界田徑錦標(biāo)賽上創(chuàng)下了986s的百米跑世界紀(jì)錄，下表中給出了當(dāng)時的實測記錄請算出每個10m內(nèi)的平均速度，并填人表中位移sm0102030405060708090100時間ts0188296388471561646730831900986通過每10 m的時間ts1881080920830.90085084083087086 每10 m內(nèi)的平均速度v(m·s-1)5.329.2610.8712.

14、0511.1111.7611.912.0511.4911. 63教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié) 師：在每個10m內(nèi)的平均速度不同，那么我們在求平均速度的時候應(yīng)該注意什么，大家討論一下 生：變速運動在不同時間內(nèi)的平均速度一般不同，所以我認(rèn)為提及平均速度，必須要指明是哪段時間內(nèi)的平均速度 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)的平均速度各是多少? 答案，汽車在最初2s內(nèi)的平均速度為125 ms，這4s內(nèi)的平均速度為15ms 解析：所求問題是不同時間內(nèi)的平均速度，要緊扣平均速度的定義

15、，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(yīng)關(guān)系最初2s內(nèi)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+2019)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) ms=12.5ms 4s內(nèi)的平均速度是v2=(x1+ x2+ x3+ x4)/ (t1+t 2+t 3+t 4) ms=15ms 課堂探究) 某同學(xué)不小心掉了半塊餅干在地上，5min后發(fā)現(xiàn)餅干上聚集了許多螞蟻，那么5 min蔭前這些螞蟻離餅干的最遠(yuǎn)距離為多少?確定這個最遠(yuǎn)距離的關(guān)鍵是測出螞蟻的爬行速度某班學(xué)生

16、以小組為單位進(jìn)行估測螞蟻爬行速度的實驗探究活動，下表是各小組的實驗方案及結(jié)果組別實驗方案平均速度v(cm·s-1 )1用面包吸引螞蟻，使它在兩直尺間運動1.22讓沾有墨水的螞蟻在紙槽內(nèi)運動0.33讓直玻璃管內(nèi)的螞蟻向另一墻運動1.044讓螞蚊在盛有粉筆灰的紙槽內(nèi)運動0.455讓螞蚊在塑料吸管內(nèi)爬行，同時點燃螞蚊身后的塑科吸管2.40 (1)表中各小組最后測得的螞蟻的爬行速度各不相同，產(chǎn)生此現(xiàn)象的可能原因是什么? (2)5min前螞蟻寓餅干的最遠(yuǎn)距離約為多少? 參考答案，(1)由于各小組測螞蚊爬行速度的路況不同，其客觀條件也不相同 (2)當(dāng)螞蟻傲直線運動，且不曼別的干擾的情況是符合題意

17、的故取v=1.2cms.由s=vt=1.2X5X60 cm360 Cm 討論與交流 問題：在上面我們討論的美國田徑運動員劉易斯的百米賽跑記錄中，我們要想知道他在前10m內(nèi)的平均速度已經(jīng)可以求出來了，我們還可以求出他在前9 m內(nèi)的平均速度前8 m內(nèi)的平均速度前2m內(nèi)的平均速度，最初1m內(nèi)的平均速度，等等在這些求出的速度中，哪一個能更準(zhǔn)確地描述劉易斯在起跑時的速度? 生：取得的位移越接近最初起跑，越能準(zhǔn)確描述他的運動快慢師：美國田徑運動員劉易斯，平均連度只能粗略地描述運動的快慢而當(dāng)我們把時間間隔取位移間隔取得越短時，越能更準(zhǔn)確地描述在這一小段時間內(nèi)的運動快慢，這就是瞬時速度。師：在質(zhì)點從t到t+t

18、時間內(nèi)的平均速度x/t中，t取值非常非常小時,這個值就可以認(rèn)為是質(zhì)點在時刻，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(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，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 課堂訓(xùn)練 下列關(guān)于瞬時速度的說法中正確的是( ) A.瞬時速度可以精確地描述物體做變速運動的快慢，但不能反映物體運動的方向 B.瞬時速度就是運動的物體在一段非常非常短的時間內(nèi)的平均速度 C.瞬時速度的方向與位移的方向相同 D某物體在某段時間里的瞬時速度都為零，則讀物體在

19、這段時間內(nèi)靜止 答案：BD 解析：瞬時速度是為了精確描述物體運動的快慢和方向而引入的物理量，所以A選項錯平均速度在描述物體運動的快慢時較粗略，但當(dāng)平均速度中所對應(yīng)的時間t越小，越能更精確地描述物體在那一時刻附近的運動快慢，所以選項B對平均速度的方向與物體的位移方向相同，而瞬時速度是與時刻相對應(yīng)的物理量，不能說明它與一段時間內(nèi)的位移方向相同 閱讀 教材第18頁中常見物體的速度四、速度和速率 學(xué)生閱讀教材第18頁相應(yīng)部分的知識點，讓學(xué)生總結(jié) 生：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18頁圖132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。 生：汽車的速

20、率指針指在相應(yīng)數(shù)字的瞬間，就表示汽車在那一瞬時的速率是那個值 生：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(xué)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(xué)生討論，體驗平均速度的缺陷，引入平均速率。 生1：位移都是零，平均速度等于位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值，所以他們的平均速度都是零。 生2：即使一位同學(xué)站在原地不跑，他的平均速度也是零啊，可我們運動會上不是這樣比快慢的，如果這樣，那多不公平啊? 師：平均速度v=x/t，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