人教版高中物理必修1第一章 第三節(jié) 運(yùn)動快慢的描述 教案

第三節(jié) 運(yùn)動快慢的描述速度知識與技能 1理解物體運(yùn)動的速度的概念 2理解平均速度的意義，會用公式計算物體運(yùn)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1. 記住勻速直線運(yùn)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(diǎn)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(diǎn)速度矢量性的理解，瞬時速度的推導(dǎo)教學(xué)過程：新課導(dǎo)入為了描述物體的運(yùn)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(yùn)動的幾個概念，大家還記得是哪幾個概念? 當(dāng)物體做直線運(yùn)動時，我們是用什么方法描述物體位移的? 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(yùn)動得就越快?師：那么，如何來描述物體運(yùn)動的快慢?要研究物體運(yùn)動的快慢要用一個新的物理量來描述，那就是本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容-速度。新課教學(xué)一、坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量讓學(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(diǎn))在向哪個方向運(yùn)動?2如果汽車沿x軸向另外一個方向運(yùn)動，位移x是正值還是負(fù)值? 小結(jié)；汽車在沿x軸正方向運(yùn)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(shí)際的物理情景相一致的，比如，汽車沿筆直的公路向東行駛，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 出示題目，并組織學(xué)生獨(dú)立思考后解答： 小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(yùn)動，開始時在某一標(biāo)記點(diǎn)東2 m處，第1s末到達(dá)該標(biāo)記點(diǎn)西3m處，第2s末又處在該標(biāo)記點(diǎn)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(diǎn)為參考坐標(biāo)原點(diǎn)，向西方向?yàn)閤軸正方向則質(zhì)點(diǎn)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 討論與交流以下有四個物體，請同學(xué)們來比較一下它們運(yùn)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如何比較A和B、B和D、B和C的運(yùn)動快慢?對A和B可通過位移相等比較時間，B和D時間相等比較位移。如何比較B和C的快慢程度呢？方法1：可計算它們每發(fā)生1m的位移，即用各自的時間除以位移，數(shù)值大的運(yùn)動慢，方法2：可計算它們每秒位移的大小，單位時間位移大的運(yùn)動快。兩種方法都可以用來比較物體的運(yùn)動快慢，但方法2更能夠符合人們的思維習(xí)慣。大自然中，物體的運(yùn)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(yùn)動，我們發(fā)現(xiàn)，在許多情況下，物體運(yùn)動的快慢會發(fā)生改變：飛機(jī)的起飛，汽車的行駛，運(yùn)動員的奔跑等在長期對運(yùn)動的思索、探究過程中，為了比較準(zhǔn)確地描述運(yùn)動，人們逐步建立了速度的概念學(xué)生閱讀課本進(jìn)行定義。 師： 我們?yōu)榱吮容^物體的運(yùn)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(yùn)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ms-1 常用單位km/h或kmh-1 , /s或s-1 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?結(jié)論：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?初中我們學(xué)的速度是路程跟時間的比值在單向直線運(yùn)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問題： 位移是矢量，既有大小又有方向那速度呢?結(jié)論： 速度的大小在數(shù)值上等于單位時間物體位移的大?。凰俣鹊姆较蚓褪俏矬w運(yùn)動的方向 三、平均速度和瞬時速度 汽車上的速度計，在車行駛的過程中，速度計的示數(shù)是時常變化的。如啟動時，數(shù)值增大，剎車時減小，可見運(yùn)動快慢是變化的，其實(shí)我們?nèi)粘Ｋ吹降闹本€運(yùn)動，有許多都是變速直線運(yùn)動，由于沒有恒定的速度，那我們怎樣來描述它的快慢呢？ 總結(jié)：為了描述變速直線運(yùn)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？1.平均速度：運(yùn)動物體的位移和時間的比值叫這段時間的平均速度。2.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(yùn)動的快慢師：平均速度是在描述變速直線運(yùn)動的情況下，能粗略描述物體運(yùn)動快慢的物理量 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? 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，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+2015)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 由此可見不同階段的平均速度一般是不等的計算一個具體的平均速度，必須指明是那段時間或那段位移內(nèi)的平均速度。那么怎樣來描述物體在各個時刻的運(yùn)動快慢呢？師：在質(zhì)點(diǎn)從t到t+t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(diǎn)在該時刻的瞬時速度 師：瞬時速度，運(yùn)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(yùn)動快慢，它的方向就是物體此時刻的運(yùn)動方向，即物體運(yùn)動軌跡在該點(diǎn)的切線方向瞬時速度的大小叫做瞬時速率 閱讀 教材第16頁中常見物體的速度四、速度和速率 學(xué)生閱讀教材第16頁相應(yīng)部分的知識點(diǎn)，讓學(xué)生總結(jié) 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16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。 汽車的速率指針指在相應(yīng)數(shù)字的瞬間，就表示汽車在那一瞬時的速率是那個值 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(shí)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(diǎn)，他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運(yùn)動的快慢? 學(xué)生討論，體驗(yàn)平均速度的缺陷，引入平均速率。 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(yùn)動快慢的不同，要用到另一物理量：平均速率平均速率等于物體運(yùn)動通過的路程跟所用時間的比值他們兩人通過的路程相同且都不為零，但所用時間不同顯然用時短的運(yùn)動得快，也就是平均速率大 【例】一物體沿直線運(yùn)動，先以3m/s的速度運(yùn)動60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運(yùn)動60m，物體在整個運(yùn)動過程中平均速度是多少？【解析】根據(jù)平均速度的定義公式，s為總位移，t為總時間，等于前一段位移與后一段位移所用時間之和。 全過程的位移s=120m 物體在前一段位移用的時間為 后段位移用的時間為整個過程的用的總時間為t=t1+t2=50s整個過程的平均速度m/s=2.4m/s 小結(jié)本節(jié)主要學(xué)習(xí)了1.速度的概念及其物理意義，2.平均速度和瞬時速度的概念及物理意義3知道了平均速度只能粗糙描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的快慢，而瞬時速度能更準(zhǔn)確地描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的快慢速度是矢量，方向就是物體運(yùn)動的方向平均速度中，速度方向也與位移方向相同。瞬時速度的方向就是質(zhì)點(diǎn)在那一時刻的運(yùn)動方向。速率是標(biāo)量，是指速度的大小4.平均速度與平均速率是不同的，只有單向直線運(yùn)動時，平均速度的大小等于平均速率。作業(yè)：布置作業(yè) 教材第18頁問題與練習(xí)1，2，3，4板書設(shè)計:1.3 運(yùn)動快慢的描述速度坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量1.坐標(biāo)軸上各點(diǎn)的意義2.時間變化量和位置變化量在坐標(biāo)上的表示速度1， 物理意義：表示物體運(yùn)動的快慢,2， 定義：位移跟發(fā)生這個位移所用時間的比值3.公式：v=x/t平均速度公式：v=x/t物理意義：表示物體運(yùn)動的平均快慢程度矢量性：方向與位移x方向相同瞬時速度1定義：運(yùn)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2公式：v=x/t（t0）3物理意義：描述物體在某一時刻或某一位置的運(yùn)動快慢4矢量性：與物體此時刻的運(yùn)動方向相同，即物體運(yùn)動軌跡在該點(diǎn)的切線方向速度速度和速率速率：速度的大小。速度既有大小，又有方向，是矢量平均速率即路程與時間的比值