1.3 位置變化快慢的描述-速度（教學設計）-【上好課】高一物理同步備課系列（人教版2019必修第一冊）

第3節(jié)位置變化快慢的描述—速度教學設計備課人學科物理課題1.3位置變化快慢的描述—速度教學內(nèi)容分析速度是描述物體運動的重要物理量，本節(jié)內(nèi)容圍繞速度概念的建立開放。教科書的內(nèi)容支配是有層次的。具體表現(xiàn)為首先通過問題引導同學回憶學校時如何描述物體運動的快慢，并且引導同學分析運動員在競賽中不同時段的運動快慢是否相同，這為引入瞬時速度做好了鋪墊。然后在分析的基礎上，引導同學生疏到為了描述物體的運動，不僅應當描述物體位置的變化多少，還要描述其快慢，這就需要建立速度的概念。為進一步精確描述物體的運動快慢，又引入了平均速度和瞬時速度的概念。最終，結合瞬時速度的概念，爭辯測量速度的方法以及描繪速度我—時間圖像的方法。學情分析速度是同學學校已有的概念，難點表現(xiàn)在對概念的重建和進階學習上，由于位移和路程的不同，高中所學的速度概念與學校不同，教科書提示同學留意這個差異。平均速度過度到瞬時速度的極限思想同學首次接觸，因此是本節(jié)的另一個難點。同學對?t格外格外小的含義，不肯定理解的很清楚，老師可以用勻速直線運動作為過渡例子引導同學思考，同學一時不理解也不必強求。隨著物理和數(shù)學學問的進一步學習，同學會漸漸加深對極限思想的理解。教學目標1.通過抽象概括，理解速度的含義。2.理解平均速度和瞬時速度的區(qū)分與聯(lián)系，初步體會極限法在爭辯物理問題中的應用和意義。3.理解v-t圖像的含義，并會依據(jù)v-t圖像分析物體運動的速度隨時間的變化。4.聯(lián)系與速度有關實例，體會物理學在生產(chǎn)、生活中的用途，增加對物理學習的愛好。教學重難點1.理解平均速度與瞬時速度的區(qū)分和聯(lián)系。（重點）2.理解平均速度和平均速率的區(qū)分。（重點）3.理解計時點與計數(shù)點的區(qū)分以及比值定義法。（難點）4.瞬時速度概念的形成與瞬時速度的計算方法。（難點）教學過程教學環(huán)節(jié)老師活動同學活動設計意圖導入新課首先，觀看百米競賽視頻?！纠蠋熖岢鰡栴}】(1)運動員在100m競賽過程中，運動員同時動身，他們是否同時到達終點？(2)他們不同時到達終點，說明白什么？我們應當用哪個物理量來描述這種不同？(3)依據(jù)我們學校學習，速度的定義是什么？同學觀看視頻，然后依據(jù)老師所提問題，分組爭辯問題。第（1）（2）兩個問題是為了引出同學學校已經(jīng)學習過的速度概念；第（3）問題讓同學回憶學校物理對速度的定義，未后面和高中速度定義做比較做好鋪墊；講授新課【老師提出問題】(1)運動員在100m競賽過程中，運動員同時動身，經(jīng)過長短相同的路徑，不同時到達終點，這段時間內(nèi)運動員們位置變化的快慢相同嗎？運動的方向相同嗎？(2)有兩輛車從同一地點同時沿直線動身，一輛向東開，一輛向南開，路程與時間的比都是20m/s，你認為它們的運動相同嗎？位置變化相同嗎？(3)有兩輛車從同一地點同時動身，經(jīng)過長短不同的路徑，同時到達一個終點，這段時間內(nèi)兩輛車位置變化的快慢相同嗎？(4)通過以上三點的分析，我們爭辯物體運動的快慢，很多時候要爭辯物體的位置隨時間變化的快慢，此時應如何定義速度呢？一、速度1.定義：位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值。2.公式：3.物義：描述物體運動的快慢（或描述物體位置變化的快慢）。4.單位：國際單位制為m/s或m?s-1；其它單位：km/h或km?h-15.矢量性：速度既有大小，又有方向，是矢量。速度v的方向與時間Δt內(nèi)的位移Δx的方向相同?！纠蠋熖岢鰡栴}】(1)觀看上面截圖，我們說取得冠軍的運動員跑的快，那么這位運動員在100m全程中的每個位置跑的都是最快的嗎？(2)對運動員的速度，我們應當怎樣理解才更為精確?????？二、平均速度和瞬時速度1.平均速度(1)定義：位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值，叫做物體在這段時間（或這段位移）內(nèi)的平均速度。(2)公式：(3)物義：粗略地描述物體在某段時間內(nèi)的平均快慢程度。(4)方向：與某段時間內(nèi)位移的方向全都。(5)留意：計算物體的平均速度時必需指明物體是在哪段時間內(nèi)或哪段位移上的平均速度?！纠蠋熖岢鰡栴}】(1)平均速度描述物體在一段時間內(nèi)運動的平均快慢程度及方向。那么，怎樣描述物體在某一時刻運動的快慢和方向呢？(2)我們是否可以用由t到t+?t一小段時間內(nèi)的平均速度來替代某時刻t的速度呢？假如可以，我們應當如何做呢？2.瞬時速度(1)定義：運動物體在某一時刻（或某一位置）的速度，叫做瞬時速度。(2)當△t格外格外小，△x/△t就可以看做某時刻（或某位置）的瞬時速度。（極限思想）(3)物義：精確地描述物體運動的快慢。(4)方向：這一時刻物體的運動方向。(5)在勻速直線運動中，平均速度等于瞬時速度。(6)瞬時速度的大小叫做速率，為一標量。(7)平均速度與瞬時速度的區(qū)分與聯(lián)系(8)在x-t圖像中生疏平均速度與瞬時速度①數(shù)學學問補充：在數(shù)學一次函數(shù)y＝kx+b所對應的圖像中，用斜率表示圖線傾斜程度大小，公式中的K值即為直線的斜率。圖像中對斜率的定義：②x-t圖像的斜率意義：若物體做變速直線運動，x-t圖像如圖所示，過A點的割線AB的斜率反映是AB段內(nèi)的平均速度，明顯與5s時的瞬時速度差異較大?？s短了與A點的時間間隔割線AC，其斜率反映的平均速度更接近5s時的瞬時速度，進一步縮短時間間隔，趨近于0，過A點的切線斜率就精確?????反映了5s的瞬時速度。3.平均速率(1)定義：路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。(2)公式：(3)平均速率為一標量。(4)平均速度和平均速率的區(qū)分與聯(lián)系【老師出題】【例題1】在一次室內(nèi)田徑賽期間，有三位運動員A、B、C從所住地M動身到賽場N。他們選擇了三個不同的路徑同時動身，最終同時到達賽場，如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．三個運動員從M點到N點的平均速度相同B．三個運動員到達N點時瞬時速度相同C．三個運動員從M點到N點的平均速率相同D．B運動員從M到N的平均速度方向與任意時刻的瞬時速度的方向相同【例題2】如圖所示為甲、乙、丙三個物體相對同一位置的位移圖像，則在時間內(nèi)，下列說法正確的是（）A．它們的平均速度相等B．甲的平均速度最大C．它們的平均速率相等D．乙和丙的平均速率相等三、測紙帶平均速度和瞬時速度【老師引導】依據(jù)上節(jié)課對打點計時器使用的學習和對紙帶數(shù)據(jù)處理的學問，你能設計出一個測紙帶平均速度的試驗方案嗎?1.測量平均速度【老師給出思路】(1)試驗思路：①用手拉通過打點計時器的紙帶時，紙帶運動確定時間內(nèi)的位移信息就被記錄下來。②測出紙帶計數(shù)點間的位移Δx和所用的時間Δt，就可以算出平均速度。數(shù)據(jù)收集處理2.測量瞬時速度【老師引導】依據(jù)這節(jié)課我們對瞬時速度的學習，你能設計出一個測紙帶某個點瞬時速度的試驗方案嗎?【老師給出思路】(1)試驗思路：①假如不要求很精確，用這個平均速度粗略地代表某個計數(shù)點的瞬時速度，也未嘗不行。②假如要求更為精確，可以把包含某個計數(shù)點在內(nèi)的間隔取得小一些，那么時間Δt就會變短，用兩點間的位移Δx和時間Δt算出的平均速度代表紙帶在該計數(shù)點的瞬時速度，就會精確一些。數(shù)據(jù)收集處理四、速度—時間圖像【老師引導】依據(jù)上節(jié)課的學習，我們知道可以通過x-t圖像形象直觀的描述物體運動過程中的不同時刻的位置關系，那么我們是否可以用圖像的方法，把物體的每個時刻的速度也反映出來呢？1.圖像繪制（視頻呈現(xiàn)）(1)以時間t為橫軸，速度v為縱軸建立平面直角坐標系；(2)依據(jù)自己算出的是手拉紙帶的v、t，數(shù)據(jù)在坐標系中描點；(3)用一條平滑的曲線描出這些點，曲線所反映的狀況就是速度v隨時間t變化的狀況。2.速度時間圖像的物理意義：直觀地反映了速度隨時間變化的狀況。3.留意：①速度時間圖像并不表示物體運動的軌跡，且只能描述直線運動，由于在速度時間圖像中速度只有正、負兩個方向。②圖線在t軸上方速度方向為正，圖線在t軸下方速度方向為負。拓展學習：借助傳感器與計算機測速度課堂練習依據(jù)老師所提問題，分組爭辯問題。同學記憶并把握速度的定義、單位、物理意義、v的方向同學思考爭辯同學記憶并理解平均速度及其物理意義同學思考爭辯同學記憶并把握瞬時速度的有關學問。同學分組爭辯匯總同學學習記錄同學分組爭辯x-t圖像斜率如何表述？這個斜率有何物理意義？同學分組爭辯同學記憶并把握平均速率的概念。同學分組爭辯匯總同學限時完成同學分組爭辯，寫出方案設計思想同學分組呈現(xiàn)說明，是否有更好的方案。同學試驗收集數(shù)據(jù)同學分組爭辯，寫出方案設計思想同學分組呈現(xiàn)說明，是否有更好的方案。同學試驗收集數(shù)據(jù)同學嘗試畫圖像同學動手再畫圖像同學記憶并把握速度時間圖像的物理意義。同學觀看視頻同學練習第（1）個問題的設置，意在說明單向直線運動，速度方向相同，位置變化相同，但是時間不同，時間短速度大。第（2）個問題的設置，意在說明照舊是單向直線運動，位置變化大小相同，但運動方向不同，引導同學留意速度是有方向的。第（3）個問題的設置，意在路徑不一樣，但經(jīng)受時間和位置變化相同，引導同學思考位置變化快慢與路徑長度是否有關？第（4）個問題的設置，意在引導同學思考速度的精確?????定義。堅固把握基礎學問與概念深化了解速度，引入下一節(jié)點：平均速度和瞬時速度的學習堅固把握基礎學問滲透極限思想分析物理問題堅固把握基礎學問從本質(zhì)上區(qū)分平均速度和瞬時速度為x-t圖像的斜率意義做鋪墊用數(shù)學的方法借助圖像說明x-t圖像斜率意義，為后續(xù)學習做好鋪墊。一方面讓同學進一步明確用極限思想處理物理問題，同時也要讓同學明確x-t圖像中的圖線不管是直線還是曲線，某個時刻圖線上切線的斜率表述這個時刻的瞬時速度。進一步讓同學知道平均速度和平均速率概念上的不同。全方位對平均速度和平均速率做比較通過例題加深對概念的理解培育同學試驗動手力量培育同學的獨立思考問題的力量培育同學思辨的力量培育同學試驗動手力量培育同學動手力量培育同學動手力量培育同學學問遷移力量拓展同學對速度測量的方法，明確現(xiàn)代技術在物理中的應用鞏固學問課