2012高一物理教案 1.4 物體運動的速度 5（粵教版必修1）（ 2013高考）

1、1.4 物體運動的速度 教案粵教版必修1教學(xué)重點怎樣由平均速度引出瞬時速度.教學(xué)難點 怎樣由平均速度引出瞬時速度.教學(xué)方法 啟發(fā)式,探究式.教學(xué)用具 多媒體課件.課時安排 1課時三維目標知識與技能1.理解物體運動的速度.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.3.理解瞬時速度的意義.4.知道速度和速率以及它們的區(qū)別.過程與方法 通過位移方向說明平均速度也有方向，且兩者間方向一致,間接說明速度是矢量.對于平均速度的意義，通過對一段軌跡圖進行討論與交流，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，先對一張軌跡圖進行實驗與探究，從中領(lǐng)略分析研究自然規(guī)律時

2、的作用，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)與物理相結(jié)合的方法，進而直接給出瞬時速度的定義.情感態(tài)度與價值觀1.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.2.培養(yǎng)學(xué)生認識事物的規(guī)律：由簡單到復(fù)雜.3.培養(yǎng)學(xué)生的遷移類推能力、抽象思維能力.教學(xué)過程導(dǎo)入新課師 可以讓學(xué)生看比賽錄像或看圖片北京時間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 m欄冠軍，12秒91的成績平了由英國名將科林約翰遜

3、1993年8月20日在德國斯圖加特創(chuàng)造的世界紀錄，改寫了奧運會紀錄.那么請問我們怎樣比擬哪位運發(fā)動跑得快呢?有幾種方法呢?試舉例說明.學(xué)生活動：思考并答復(fù)：生1 同樣的位移，比擬所用的時間的長短，時間短的，運動得快.例如劉翔在110 m欄比賽中所用的時間最短，故跑得最快,奪得金牌.生2 也可以用相同的時間，比擬通過的位移，位移大的，運動得快.假設(shè)用相同的時間，劉翔將跑得更遠，說明劉翔跑得更快.師 由以上分析可知，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.推進新課一、平均速度師 以下有四個物體，請同學(xué)們來比擬一下它們運動的快慢程度.初始位置(m)經(jīng)過時間

4、(s)末了位置(m)A.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.飛機在天空直線飛行500102 500師 如何比擬和、B和D、B和C的運動快慢？生1 比擬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.生2 比擬B和D.它們所用的時間相同(都是10 s)，B行駛了100 m，D飛行了2 000 m，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，即飛機比汽車快.生3 比擬B和C.它們的位移不同，所用的時間也不

5、同，要比擬它們的運動快慢，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、10 m、25 m、200 m.這說明飛機行駛得最快.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：飛機的起飛，汽車的行駛，運發(fā)動的奔跑等.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，為了比擬準確地描述運動，人們逐步建立了平均速度的概念,并用平均速度來描述物體運動的快慢.如何定義平均速度的概念?學(xué)生閱讀課

6、文并答復(fù).生 平均速度：用位移和產(chǎn)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)生這段位移所用的時間的比值.師 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 假設(shè)物體做直線運動，可沿直線建立Os軸，如圖1-4-1所示，在t1到t2的時間內(nèi)質(zhì)點由A運動到B，那么位移就是s=s2s1圖1-4-1 位置、位移在坐標軸上的表示 上式中s2、s1分別為A、B兩點在Os軸上的坐標值.在t1到t2的時間內(nèi)質(zhì)點運動的平均速度是 = 當s0時，0，表示平均速度的方向沿s軸正方向；當s0時，0，表示平均速度的方向沿s軸負方向.師 假設(shè)t=1 s請同學(xué)

7、們通過圖1-4-2ab分別計算質(zhì)點從A到B過程中的平均速度.圖1-4-2生1 在圖a中，物體的平均速度=m/s=3 m/s平均速度大小是3 m/s，平均速度是正值，表示方向沿s軸正方向.生2 在圖b中，物體的平均速度=m/s=3 m/s平均速度大小是3 m/s，平均速度是負值，表示方向沿s軸負方向.討論與交流1.如圖1-4-3所示是物體運動的一段軌跡,圖中的黑點表示物體從起點每隔1 min后所在的位置.圖1-4-3 物體運動的軌跡師 請計算出物體在相鄰兩點間的平均速度以及總的平均速度,并把相鄰兩點間平均速度的大小及其方向標在圖上.說明:只要求學(xué)生知道如何求平均速度的大小的方法.可以用刻度尺量出

8、位移的大小，再用平均速度的公式計算.也可以根據(jù)比例關(guān)系得到水平和垂直距離，再用求直角三角形的斜邊的長的方法來求出位移的大小.師 平均速度在這里能不能描述物體任何時候運動的快慢呢?圖中的哪一段描述得比擬好?生 不能，BC段.2.美國田徑運發(fā)動劉易斯，在1991年的世界田徑錦標賽上創(chuàng)下了9.86 s的百米跑世界紀錄.下表中給出了當時的實測記錄.請算出每個10 m內(nèi)的平均速度，并填入表中.位移s/m0102030405060708090100時間t/s01.882.963.884.715.616.467.308.139.009.86通過每10 m的時間t/s1.881.080.920.830.900

9、.850.840.830.870.86每10 m內(nèi)的平均速度/(ms-1)參考答案:每10 m內(nèi)的平均速度/(ms-1)5.329.2610.8712.0511.1111.7611.9012.0511.4911.63課堂探究 某同學(xué)不小心掉了半塊餅干在地上，5 min后發(fā)現(xiàn)餅干上聚集了許多螞蟻，那么5 min前這些螞蟻離餅干的最遠距離為多少？確定這個最遠距離的關(guān)鍵是測出螞蟻的爬行速度.某班學(xué)生以小組為單位進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/cms-11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

10、螞蟻向另一端運動1.044讓螞蟻在盛有粉筆灰的紙槽內(nèi)運動0.455讓螞蟻在塑料吸管內(nèi)爬行，同時點燃螞蟻身后的塑料吸管2.401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？25 min前螞蟻離餅干的最遠距離約為多少？參考答案:1由于各小組測螞蟻爬行速度的路況不同，其客觀條件也不相同.2當螞蟻做直線運動時，且不受別的干擾的情況是符合題意的，故取=1.2 cm/s.由s=1.2560 cm=360 cm.閱讀某些物體運動的平均速度(m/s)光在真空中傳播3.0108巡航導(dǎo)彈約800太陽繞銀河系中心運動2.0105軍用噴氣式飛機約600地球繞太陽運動3.0104大型客機約3

11、00人造衛(wèi)星或飛船近軌道約7103高速公路上的汽車最快33洲際彈道導(dǎo)彈+約5103野兔約18遠程炮彈約2103遠洋輪船817普通炮彈約1103賽馬約15步槍子彈約900大陸板塊漂移約10-9二、瞬時速度實驗與探究 如圖1-4-4所示，物體沿曲線軌跡的箭頭方向運動.現(xiàn)要考慮物體處于圖中A點瞬間的速度，假設(shè)物體沿ABCDE，ABCD，ABC，AB四段曲線軌跡運動所用的時間分別是1.5 s，0.9 s，0.4 s，0.1 s.圖1-4-4 物體做曲線運動的瞬時速度師 通過測量和計算，可以得出物體在這四段曲線軌跡上的平均速度分別是多少?師 哪一段曲線軌跡上的平均速度能較精確地反映物體處于A點時瞬間的速

12、度?能得出更準確的數(shù)值嗎?生 AB段的平均速度更接近A點的瞬時速度.不斷減小曲線軌跡的長度，即求出越來越短時間內(nèi)的平均速度，從而不斷逼近物體在A點時的瞬時速度.師 從圖1-4-4中看出：時間間隔越短，平均速度越趨近于A點的瞬時速度.瞬時速度也是一個矢量，A點瞬時速度的方向沿該點的切線方向.能否說，一切做曲線運動的物體，其速度的方向都沿該點的切線方向?生可以.說明:(1)依靠“圖象紙測量和計算分析處理數(shù)據(jù)的方法；(2)運用“極限法結(jié)合科學(xué)抽象得出物理概念或規(guī)律，是物理學(xué)的根本研究方法之一；(3)嘗試對所得結(jié)論(瞬時速度)進行描述.師 瞬時速度：運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度.準確地講，瞬

13、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.討論與交流 閱讀下面一段文字并答復(fù)后面的問題. 大到星系、天體，小到微觀世界的分子、原子,無時無刻不在運動著.以以下舉的是幾種常見的運動物體的速度：人的步行速度為1 m/s左右，人的奔跑速度最大可達10 m/s，騎自行車的速度約為5 m/s，汽車的速度一般為20 m/s，現(xiàn)代飛機的速度高達1 000 m/s，2003年上海開通的磁懸浮列車的設(shè)計時速為430 km/h，約120 m/s.普通雨滴的直徑一般約為1 mm

14、，毛毛細雨的雨滴直徑在0.5 mm以下，滂沱大雨的雨滴直徑為57 mm，雨滴下降的最大速度一般不會超過8 m/s.沿海地區(qū)經(jīng)常遭受臺風(fēng)的侵害，2004年4月的臺風(fēng)就給惠州市造成了較大的經(jīng)濟損失.臺風(fēng)是很可怕的大風(fēng)暴，風(fēng)速最高可達60 m/s，刮風(fēng)的范圍一般是幾百千米到1 000千米.臺風(fēng)會帶來惡劣的天氣和大量的降雨，會給當?shù)剞r(nóng)作物、交通及各種建筑物造成很大的破壞.地球繞太陽轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動一周所用時間為1年，轉(zhuǎn)動速度大小為2.98104 m/s；月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期約為27天，轉(zhuǎn)動速度約為1.02103 m/s，即約為1 000 m/s；同步地球衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)周期為1天，運行速度約為3 000 m/

15、s.在常溫下，金屬中的自由電子熱運動的平均速率約為105 m/s，美國科學(xué)家利用“盤旋加速器使帶電粒子速度很容易到達106 m/s；天然放射性元素放出的射線，速度高達107 m/s.根據(jù)愛因斯坦相對論，任何物體不管是宏觀物體還是微觀物體，也不管它相對于什么參考系，其運動速度都不會超過光速(3108 m/s).(1)上述材料中“人的步行速度為1 m/s左右“人的奔跑速度最大可達10 m/s“汽車的速度般為20 m/s“臺風(fēng)的風(fēng)速最高可達60 m/s，指的是平均速度還是瞬時速度?(2)觀察雨滴下落情況，思考以下問題,并將自己的想法與其他同學(xué)討論交流.大雨滴降落速度大，還是小雨滴降落速度大?根據(jù)生活

16、經(jīng)驗，物體下落時總是越落越快.雨滴在六樓的下落速度一定比在一樓下落的速度小嗎?即雨滴的下落過程是越落越快的嗎?(學(xué)了自由落體運動后，再體會)參考答案:1“奔跑的最大速度“臺風(fēng)最高速度均為瞬時速度；“人的步行速度“汽車的速度一般是20 m/s指的是平均速度.2可以討論.大雨滴降落速度大，小雨滴降落速度??；不一定，因雨滴下落過程受空氣阻力作用，到地面附近時已經(jīng)是勻速運動了，故在六樓和一樓觀察雨滴下落根本上一樣快.說一說 著名物理學(xué)家，諾貝爾獎獲得者費恩曼曾講過這樣一那么笑話：一位女士由于駕車超速而被警察攔住.警察走過來對她說：“太太，您剛剛的車速是60英里每小時一英里=1.609千米.這位女士反駁說：“不可能的，我才開了7分鐘，還不到一個小時，怎么可能走了60英里呢?“太太，我的意思是：如果您繼續(xù)像剛剛那樣開車，在下一個小時里您將駛過60英里.“這也是不可能的，我只要再行駛10英里就到家了，根本不需要再開過60英里的路程.從物理學(xué)