人教版2022年高中物理必修第一册1.3位置变化快慢的描述——速度 教案

第三节运动快慢的描述——速度三维目标知识与技能1.理解物体运动的速度，知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性。2.理解平均速度的意义，会用公式计算物体运动的平均速度，认识各种仪表中的速度。3.理解瞬时速度的意义。4.能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。5.知道速度和速率以及它们的区别。过程与方法1.通过描述方法的探索，体会如何描述一个有特点的物理量，体会科学的方法，体验用比值定义物理量的方法。2.同时通过实际体验感知速度的意义和应用。3.让学生在活动中加深对平均速度的理解，通过生活中的实例说明平均速度的局限性。4.让学生在相互交流中逐步领会瞬时速度于平均速度的关系，同时初步领略极限的思想并初步领会数学与物理相结合的方法，进而直接给出瞬时速度的定义。5.会通过仪表读数，判断不同速度或变速度。情感态度与价值观1.通过介绍或学习各种工具的速度，去感知科学的价值和应用。2.了解从平均速度求瞬时速度的思想方法，体会数学与物理间的关系。3.培养学生认识事物的规律：由简单到复杂。培养学生抽象思维能力。4.培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念。教学重点：速度、瞬时速度、平均速度三个概念，及三个概念之间的联系。教具：课时安排：一课时教学过程：[引入]为了描述物体的运动，上两节课我们已经学习了几个概念，分别是质点、参考系、坐标系、时间、时刻、位移和路程，位移描述的是物体位置的变化，我们谈到运动的时候，经常还关心另一个问题，就是物体位置变化的快慢，也就是运动的快慢，今天引入一个新的物理量来描述它。大家先阅读教材的第一、二、三自然段，回答思考与讨论的问题，补充问题：当我们用一维数轴表示位置和位移时，坐标与坐标变化量有什么区别和联系？[板书]一、坐标与坐标的变化量[讲解]在研究物体沿直线的运动时，我们沿物体运动的方向建立x轴，例如：一辆汽车在沿平直公路运动，设想我们以公路为x轴建立直线坐标系，时刻t1汽车处于A点，坐标是x1=10m，一段时间之后，时刻t2到达B点，坐标是x2=30m，x2-x1 就是这辆汽车位置坐标的变化量，可以用“△x”表示，△x=x2-x1=30m-10m=20m这样，物体的位移就可以通过坐标的变化量来表示，△x的大小表示位移的大小，△x的正负表示位移的方向。当我们用一维数轴表示时间轴时，同样的可以用t表示时间的变化量△t=t2-t1。[板书]二、速度不同物体的运动，快慢往往不同，那么该如何来衡量呢？大家来比较下面四个物体的的快慢程度：初始位置（m）经过时间（s）末了位置（m）A、自行车沿平直道路行驶020100B、公共汽车沿平直道路行驶010100C、火车沿平直轨道行驶500301250D、飞机在天空直线飞行500102500[分析]比较A和B，他们经过的位移是相同的（都是100m），A用的时间长（20s），B用的时间短（10s），在位移相等的情况下，时间短的运动的快，即汽车比自行车快。比较B和D，它们所用的时间相同（都是10s），B行驶了100m，D飞行了2000m，B行驶的位移比D短，在时间相等的情况下，位移大的运动得快，即飞机比汽车快。比较B和C，由于它们的位移和所用时间都不同，要比较它们的运动快慢，只有计算它们平均每秒位移的大小量才能比较。单位时间内位移大的运动得快，由上列表可算出以上四个物体每秒位移大小分别为5m、10m、25m、200m，这说明飞机行驶得最快。这样，我们知道，可以用位移跟时间的比值来表示物体运动的快慢，这就是速度。[板书]1、定义：位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的快慢。2、公式：v=△x/△t3、单位：米每秒（m/s）常用的有：千米每时（km/h）、厘米每秒（cm/s）4、矢量性：速度是矢量，其大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，其方向就是物体运动的方向。[提问]大家想一想这和我们初中学过的速度有什么不同呢？[分析]初中学过的速度是路程和时间的比值，那时那样讲是限于当时同学们的接受能力，现在我们学习的速度概念更严谨，路程与所用时间的比值是另外一个物理量，我们在后面的学习会讲到。[板书]三、平均速度和瞬时速度通常物体在某段时间内的运动快慢总是不同的，所以我们用上述公式求得的速度，往往体现物体在某段时间运动快慢程度的平均效果，是一种比较粗略的描述。这个速度，我们叫平均速度在时间轴上观察可知，如果把△t取得非常小，这物体在从t到t+△t这样一个微小间隔内的平均速度就非常接近于t时刻的速度，所以当△t非常小时，我们可以认为，上述公式所求得的是时刻t的速度，叫瞬时速度。这是对物体运动一种精确的描述。[学生练习]课后2 [提问]在什么情况下平均速度等于瞬时速度呢？速度，有时指的是平均速度，有时指的是瞬时速度，大家要根据上下文判断。[学生练习]对作变速直线运动的物体，有如下几种叙述中表示平均速度的是（）A、物体在第2s内的速度为6m/sB、物体在第3s末的速度为7m/sC、物体在通过其路径上某一点的速度为5m/sD、物体在通过一段位移s时的速度为5m/s答案：A、D[板书]四、速度和速率我们知道，速度是个矢量，既有大小，又有方向，那么在日常生活中，我们通常只关心速度的大小，（比如汽车的时速表），把瞬时速度的大小叫做速率。那么，初中学过的路程与时间的比值又表示什么呢？它表示的是平均速率。平均速率是否是平均速度的大小呢？（举800米环跑的例子）注意，这是两个不同的概念，严格来说，瞬时速度的大小叫瞬时速率，而平均速率则是物体运动路程和所用时间的比值。[小结]这节课我们主要学习了速度的概念及其物理意义，平均速度和瞬时速度的概念及物理意义。知道平均速度只能粗糙的描述指点运动的快慢，是一段时间或位移上的平均效果，而瞬时速度能更准确地描述质点运动的快慢。速度是矢量，方向就是物体运动的方向，平均速度中，速度方向也与位移方向相同，瞬时速度的方向就是指点在那一时刻的运动方向。速率是标量，指的是速度的大小，平均速度与平均速率是不同的，前者跟位移相关，后者跟路程相关。板书设计：一、坐标与坐标的变化量物体的位移就可以通过坐标的变化量来表示，△x的大小表示位移的大小，△x的正负表示位移的方向。二、速度1、定义：位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的快慢。2、公式：v=△x/△t3、单位：米每秒（m/s）常用的有：千米每时（km/h）、厘米每秒（cm/s）1、矢量性：速度是矢量，其大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，其方向就是物体运动的方向。三、平均速度和瞬时速度平均速度：粗略的描述，对应某段时间或某段位移。瞬时速度：精确的描述，对应某个时刻或某个位置。四、速度和速率瞬时速度的大小叫做（瞬时）速率。平均速率：路程和所用时间的比值。作业：一辆汽车以72km/h的速度行驶10s后，来到一座大桥上，司机放慢车速后用0.5min通过了300m的大桥，求汽车在这40s内的平均速度？