高中物理第一章运动的描述1.3运动快慢的描述_速度教案1新人教必修

合集下载

物理：1.3《运动快慢的描述——速度》教案(新人教版必修1)

1.3 运动快慢的描述——速度从容说课本节教材一开始就进一步说明如何用坐标和坐标的变化量来表示质点的位置和位移，以及怎样用一维坐标轴来表示位置和位移.同样类比，还提及了时间的变化量.这是在本教材中第三次提到坐标轴这种数学工具表示物理问题，充分体现了本教材中循序渐进的教学原则，逐步加深学生对概念的理解.质点沿一条直线运动中，用x 表示位置，用Δx 表示位移，用t 表示时刻，用Δt 表示时间的变化量，即一段时间间隔.这样做是为速度概念（tx∆∆）的叙述作好了充分的准备.本节课的教学重点是速度，从平均速度引入，通过极限的思维方法过渡到瞬时速度，说明瞬时速度表示物体在时刻t 的速度.教材最后说明速度的应用，特别以“STS ”栏目形式从一个侧面说明速度与社会发展的关系.从初中时学的速度的概念上升到高中时学的速度的概念，这对学生来说是比较困难的，特别是矢量性的问题，这正是本节的重点.特别是对瞬时速度的理解，对此要求引导学生逐渐理解，不要急于求成.速度的定义是高中物理中第一次向学生介绍比值定义物理量的方法，以后有很多的物理量都是用此方法定义的，如功率、电场强度、磁感应强度、电容等.这就要求我们正确地加以引导，力求学生能理解.在教学过程中，要多举例，通过具体的例子从大小和方向两方面来强化对速度概念的认识，在实际情景中达到建立速度概念的目的.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渐领会瞬时速度与平均速度的关系，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. 教学难点对瞬时速度的理解.教具准备多媒体课件课时安排2课时教学过程［新课导入］师：为了描述物体的运动，我们已经进行了两节课的学习，学习了描述运动的几个概念，大家还记得是哪几个概念？生：质点、参考系、坐标系；时间、时刻、位移和路程.师：当物体做直线运动时，我们是用什么方法描述物体位移的？生：用坐标系.在坐标系中，与某一时刻t1对应的点x1表示t1时刻物体的位置，与另一时刻t2对应的点x2表示t2时刻物体的位置，则Δx=x2－x1，就表示从t1到t2这段时间内的位移.师：我们已经知道位移是描述物体位置变化的物理量，能不能说，物体的位移越大，物体运动得就越快？学生讨论后回答，不能.因为物体的运动快慢与运动的时间有关.师：那么，如何来描述物体运动的快慢？教师指导学生快速阅读教材中的黑体字标题，提出问题：要描述物体运动的快慢，本节课将会学到哪些概念（物理量）？学生通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了描述物体运动的快慢而引入的，要研究物体运动的快慢还要学好这些基本概念.［新课教学］一、坐标与坐标的变化量教师指导学生仔细阅读“坐标与坐标的变化量”一部分.【讨论与交流】以百米赛跑为例，你参加赛跑的跑道是笔直的，你能说明“坐标”与“坐标的变化量”有何不同，又有何联系？学生讨论后回答生：坐标用来表示位置，坐标的变化量表示位移，比如，我在起点的位置、我在终点的位置或我在全程中点的位置（50 m处）等，都可以在建立坐标系后用坐标上的点来表示，而在我从起点跑到终点的这段过程中，我的位移可以用起点和终点间的坐标变化量来表示.课件投影图1－3－1，让学生观察，用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表示时间的变化量？图1－3－1【思考与讨论】1.图1－3－1中汽车（质点）在向哪个方向运动？2.如果汽车沿x轴向另外一个方向运动，位移Δx是正值还是负值？学生在教师的指导下，自主探究，积极思考，然后每四人一组展开讨论，每组选出代表，发表见解，提出问题.教师帮助总结并回答学生的提问.生：汽车在沿x轴正方向运动，图示汽车从坐标x1=10 m，在经过一段时间之后，到达坐标x2=30 m处，则Δx=x2－x1=30 m－10 m=20 m，位移Δx＞0，表示位移的方向沿x轴正方向.师：我们的这种数学表述是与实际的物理情景相一致的，比如，汽车沿笔直的公路向东行驶，我们可以规定向东作为x轴的正方向，来讨论汽车的位置和位移.【课堂训练】教师用课件投影出示题目，并组织学生独立思考后解答：绿妹在遥控一玩具小汽车，她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动，开始时在某一标记点东2 m处，第1 s末到达该标记点西3 m处，第2 s末又处在该标记点西1 m处.分别求出第1 s内和第2 s内小车位移的大小和方向.答案：小车在第1 s内的位移为5 m，方向向西；第2 s内的位移为－2 m，方向向东.解析：根据题意可建立一维直线坐标系，以题中所述标记点为参考坐标原点，向西方向为x轴正方向.则质点的初始位置坐标为x0=－2 m，第1 s末的位置坐标为x1=3 m，第2 s末的位置坐标为x2=1 m.这样可以根据位置坐标的变化量表示一段时间内的位移.小车在第1 s内的位移Δx1=x1－x0=3 m－（－2 m）=5 m，在第2 s内的位移Δx2=x2－x1=1 m－3 m=－2 m，如图1－3－2所示.图1－3－2二、速度展示问题（播放比赛片段）：北京时间8月28日凌晨2点40分，雅典奥林匹克体育场，这是一个值得所有中国人铭记的日子，21岁的上海小伙刘翔像闪电一样，挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点，以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军，12秒91的成绩平了由英国名将科林·约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录，改写了奥运会纪录.师：那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?有几种方法呢?试举例说明.学生讨论、思考并回答.生１：同样的位移，比较所用时间的长短，时间短的，运动得快.例如刘翔在110米栏比赛中所用的时间最短，跑得最快，所以他夺得了金牌.生2：也可以用相同的时间，比较通过的位移，位移大的，运动得快.假如用相同的时间，刘翔将跑得更远，说明刘翔跑得更快.师：请同学们再多想一些比较快慢的例子，哪些是用相同位移比时间，哪些是用相同时间比位移的？生1：我们在校运动会上，百米赛跑就是相同位移比时间.生2：我亲身经历了，在校运动会前，我们班主任在选拔百米跑运动员的时候，他没有秒表，而是用目测的方法来估计哪位同学跑得最快.他让我们同时起跑，看谁跑得最远.我看这种方法就是相同时间比位移.师：由上分析可知，运动的快慢跟运动的时间及通过的位移都有关系.物理学中用速度来描述物体运动的快慢程度.【讨论与交流】生1：比较A 和B ：它们经过的位移相同（都是100 m ），A 用的时间长（20 s ），B 用的时间短（10 s ）.在位移相等的情况下，时间短的运动得快，即汽车比自行车快.生2：比较B 和D ：它们所用的时间相同（都是10 s ），B 行驶了100 m ，D 飞行了2 000 m ，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.生3：比较B 和C ：它们的位移不同，所用的时间也不同，要比较它们的运动快慢，只有计算它们平均每秒钟位移的大小量.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钟位移大小分别为5 m 、10 m 、25 m 、200 m ，这说明飞机行驶得最快.师：我们为了比较物体的运动快慢，可以用位移跟发生这个位移所用时间的比值，表示物体运动的快慢，这就是速度.师：速度公式：v =tx ∆∆ 生：我们在初中也学过速度，不过那时是路程跟时间的比值.它们一样吗？师：那时那样讲是限于当时同学们的接受能力，大家想一下，什么条件下路程等于位移的大小呢？生：在单方向的直线运动中.师：初中我们学的速度是路程跟时间的比值.在单向直线运动中，它与位移跟时间的比值是相等的.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一个物理量，它与这里的速度是不同的.师：位移是矢量，既有大小又有方向.那速度呢？学生看书后回答.生：也是矢量，速度的方向就是物体运动的方向. 三、平均速度和瞬时速度师：大自然中，物体的运动有快有慢.天空，日出日落；草原，骏马奔驰；树丛，蜗牛爬行.仔细观察物体的运动，我们发现，在许多情况下，物体运动的快慢会发生改变：飞机的起飞，汽车的行驶，运动员的奔跑等.在自然界和人类生活中，物体的运动状态各不相同且不断变化.在长期对运动的思索、探究过程中，为了比较准确地描述运动，人们逐步建立了平均速度的概念，并用平均速度来描述物体运动的快慢.如何定义平均速度呢?请大家讨论并总结一下.生：平均速度：用位移和发生这段位移的时间来描述物体的运动，平均速度是指运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值.师：平均速度是矢量，它的方向由位移的方向决定，它的大小表示这段时间内运动的快慢. 师：平均速度是在描述变速直线运动的情况下，能粗略描述物体运动快慢的物理量. 【讨论与交流】美国田径运动员刘易斯，在1991年的世界田径锦标赛上创下了9.86 s 的百米跑世界纪录.参考答案：教师引导学生总结.师：在每个10 m 内的平均速度不同，那么我们在求平均速度的时候应该注意什么，大家讨论一下.生：变速运动在不同时间内的平均速度一般不同，所以我认为提及平均速度，必须要指明是哪段时间内的平均速度.【课堂训练】一辆汽车沿平直的公路行驶，第1 s 内通过5 m 的距离，第2 s 内和第3 s 内各通过20 m 的距离，第4 s 内又通过了15 m 的距离.求汽车在最初2 s 内的平均速度和这4 s 内的平均速度各是多少？答案：汽车在最初2 s 内的平均速度为12.5 m/s ；这4 s 内的平均速度为15 m/s.解析：所求问题是不同时间内的平均速度，要紧扣平均速度的定义，用位移除以发生这段位移所需的时间，并且必须注意时间和位移的对应关系.最初2 s 内的时间为2 s ，位移为（5+20） m=25 m ；前4 s 的时间间隔为4 s ，位移为（5+20+20+15） m=60 m.根据平均速度的定义公式v =tx得：最初2 s 内的平均速度是1v =2121t t x x ++=11205++ m/s=12.5 m/s4 s 内的平均速度是2v =43214321t t t t x x x x ++++++=11111520205++++++ m/s=15 m/s. 【课堂探究】某同学不小心掉了半块饼干在地上，5 min 后发现饼干上聚集了许多蚂蚁，那么5 min 前这些蚂蚁离饼干的最远距离为多少？确定这个最远距离的关键是测出蚂蚁的爬行速度.某班学（2）5 min 前蚂蚁离饼干的最远距离约为多少？参考答案：（1）由于各小组测蚂蚁爬行速度的路况不同，其客观条件也不相同. （2）当蚂蚁做直线运动，且不受别的干扰的情况是符合题意的，故取v =1.2 cm/s.由s =v t =1.2×5×60 cm=360 cm.【讨论与交流】问题：在上面我们讨论的美国田径运动员刘易斯的百米赛跑记录中，我们要想知道他在前10 m 内的平均速度已经可以求出来了，我们还可以求出他在前9 m 内的平均速度，前8 m 内的平均速度……前2 m 内的平均速度，最初1 m 内的平均速度，等等.在这些求出的速度中，哪一个能更准确地描述刘易斯在起跑时的速度？生：取得的位移越接近最初起跑，越能准确描述他的运动快慢.师：美国田径运动员刘易斯，平均速度只能粗略地描述运动的快慢.而当我们把时间间隔或位移间隔取得越短时，越能更准确地描述在这一小段时间内的运动快慢，这就是瞬时速度.师：在质点从t 到t +Δt 时间内的平均速度tx∆∆中，Δt 取值非常非常小时，这个值就可以认为是质点在时刻t 的瞬时速度.师：瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度.准确地讲，瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度.是矢量，大小反映了物体此时刻的运动快慢，它的方向就是物体此时刻的运动方向，即物体运动轨迹在该点的切线方向.瞬时速度的大小叫做瞬时速率.【课堂训练】下列关于瞬时速度的说法中正确的是A.瞬时速度可以精确地描述物体做变速运动的快慢，但不能反映物体运动的方向B.瞬时速度就是运动的物体在一段非常非常短的时间内的平均速度C.瞬时速度的方向与位移的方向相同D.某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止答案：BD解析：瞬时速度是为了精确描述物体运动的快慢和方向而引入的物理量，所以A 选项错.平均速度在描述物体运动的快慢时较粗略，但当平均速度中所对应的时间Δt 越小，越能更精确地描述物体在那一时刻附近的运动快慢，所以选项B 对.平均速度的方向与物体的位移方向相同，而瞬时速度是与时刻相对应的物理量，不能说明它与一段时间内的位移方向相同.【阅读】教材第18页中《常见物体的速度》. 【讨论与交流】阅读下面一段文字并回答后面的问题.大到星系、天体，小到微观世界的分子、原子，无时无刻不在运动着.以下列举的是几种常见的运动物体的速度：①人的步行速度为1 m/s 左右，人的奔跑速度最大可达10 m/s ，骑自行车的速度约为5 m/s ，汽车的速度一般为20 m/s ，现代飞机的速度高达1 000 m/s ，2003年上海开通的磁悬浮列车的设计时速为430 km/h ，约120 m/s.②普通雨滴的直径一般约为1 mm ，毛毛细雨的雨滴直径在0.5 mm 以下，滂沱大雨的雨滴直径为5～7 mm ，雨滴下降的最大速度一般不会超过8 m/s.③沿海地区经常遭受台风的侵害，2004年4月的台风就给惠州市造成了较大的经济损失.台风是很可怕的大风暴，风速最高可达60 m/s ，刮风的范围一般是几百千米到1 000千米.台风会带来恶劣的天气和大量的降雨，会给当地农作物、交通及各种建筑物造成很大的破坏.④地球绕太阳转动，转动一周所用时间为1年，转动速度大小为2.98×104 m/s ；月球绕地球公转的周期约为27天，转动速度约为1.02×103 m/s ，即约为1 km/s ；同步地球卫星绕地球公转周期为1天，运行速度约为3 km/s.⑤在常温下，金属中的自由电子热运动的平均速率约为105 m/s ，美国科学家利用“回旋加速器”使带电粒子速度很容易达到了106 m/s ；天然放射性元素放出的射线，速度高达107 m/s.根据爱因斯坦相对论，任何物体不论是宏观物体还是微观物体，也不论它相对于什么参考系，其运动速度都不会超过光速（3×108 m/s ）.（1）上述材料中“人的步行速度为1 m/s 左右”“人的奔跑速度最大可达10 m/s ”“汽车的速度一般为20 m/s ”“台风的风速最高可达60 m/s ”，指的是平均速度还是瞬时速度?（2）观察雨滴下落情况，思考下列问题，并将自己的想法与其他同学讨论交流. ①大雨滴降落速度大，还是小雨滴降落速度大?②根据生活经验，物体下落时总是越落越快.雨滴在六楼的下落速度一定比在一楼下落的速度小吗?即雨滴的下落过程是越落越快的吗?（学了自由落体运动后，再体会）参考答案：（1）“奔跑的最大速度”“台风最高速度”均为瞬时速度；“人的步行速度”“汽车的速度一般是20 m/s ”指的是平均速度.（2）可以讨论.①大雨滴降落速度大，小雨滴降落速度小；②不一定，因雨滴下落过程受空气阻力作用，到地面附近时已经是匀速运动了，故在六楼和一楼观察雨滴下落基本上一样快.四、速度和速率学生阅读教材第18页相应部分的知识点，让学生总结.生：速度既有大小，又有方向，是矢量，速度的大小叫速率. 教师引导学生看教材第18页图1.3－2.观察汽车的速度计，讨论后说出你从表盘上获取的有用信息.生：汽车的速率.指针指在相应数字的瞬间，就表示汽车在那一瞬时的速率是那个值. 生：还可以从表盘上直接读出公里里程.师：日常生活中的“速度”有时指速度，也有时指速率，要看实际的物理情景. 【讨论与交流】甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗？怎样比较他们运动的快慢？学生讨论，体验平均速度的缺陷，引入平均速率.生1：位移都是零，平均速度等于位移跟发生这段位移所用时间的比值，所以他们的平均速度都是零.生2：即使一位同学站在原地不跑，他的平均速度也是零啊，可我们运动会上不是这样比快慢的，如果这样，那多不公平啊？师：平均速度v =tx∆∆，甲、乙的位移都为零，所以他们的平均速度也都等于零.在这里平均速度无法显示他们运动快慢的不同，要用到另一物理量：平均速率.平均速率等于物体运动通过的路程跟所用时间的比值.他们两人通过的路程相同且都不为零，但所用时间不同.显然用时短的运动得快，也就是平均速率大.生：这不是我们初中学过的速度吗？师：对！［小结］本节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.知道了平均速度只能粗糙描述质点运动的快慢，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质点在那一时刻的运动方向.速率是标量，是指速度的大小.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.［布置作业］教材第20页问题与练习.［课外训练］1.大白鲨在水中的速度约为43 km/h，某优秀运动员在男子50 m自由泳比赛中的成绩是21.81 s，谁的速度快？2.一列火车沿平直轨道运行，先以10 m/s的速度匀速行驶15 min，随即改以15 m/s的速度匀速行驶10 min，最后在5 min内又前进1 000 m而停止.则该火车在前25 min及整个30 min 内的平均速度各为多大？它通过最后2 000 m的平均速度是多大？3.一辆自行车从你身边经过时的速度是5 m/s.“十五”期间（2001～2005年）将要建成的京沪铁路的某些路段上，火车的时速将高达330 km/h.哪些速度是平均速度，哪些是瞬时速度？4.甲乙两车沿平直公路通过同样的位移，甲车在前半段位移上以v1=40 km/h的速度运动，后半段位移上以v2=60 km/h的速度运动；乙车在前半段时间内以v1=40 km/h的速度运动，后半段时间以v2=60 km/h的速度运动，则甲、乙两车在整个位移中的平均速度大小的关系是A.v甲=v乙B.v甲＞v乙C.v甲＜v乙D.因不知位移和时间，无法判断5.一质点沿直线OX方向做加速运动，它离开O点的距离x=5+2t3（m），它的速度随时间变化的关系为v=6t2（m/s）.该质点在t=0到t=2 s间的平均速度和t=2 s到t=3 s间的平均速度的大小分别为多少？6.上海到南京的列车已迎来第五次大提速，速度达到v1=180 km/h.为确保安全，在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯.当列车还有一段距离才到达公路道口时，道口应亮出红灯，警告未越过停车线的汽车迅速制动，已越过停车线的汽车赶快通过.如果汽车通过道口的速度v2=36 km/h，停车线至道口栏木的距离x0=5 m，道口宽度x=26 m，汽车长l=15 m（如图1－3－3所示），并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动.问：列车离道口的距离L为多少时亮红灯，才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?图1－3－3参考答案：1.答案：从题意知大白鲨和游泳世界冠军的速度都是平均速度.题目的编写目的是强化平均速度的概念，巩固速度单位的概念.大白鲨在水中的速度v=43 km/h=43/3.6 m/s≈11.94 m/s，而世界冠军的速度为2.29 m/s ，所以大白鲨的游泳速度更快.2.答案：12 m/s 10.56 m/s 5.45 m/s.解析：根据匀速直线运动的规律，算出所求时间内的位移或通过所求位移需要的时间，即可由平均速度公式算出平均速度.火车在开始的15 min 和接着的10 min 内的位移分别为： s 1=v 1t 1=10×15×60 m=9×103 m s 2=v 2t 2=15×10×60 m=9×103 m所以火车在前25 min 和整个30 min 内的平均速度分别为：v 25=2121t t s s ++=60)1015(10910933⨯+⨯+⨯ m/s=12 m/s ； v 30=321321t t t s s s ++++=60)51015(10109109333⨯+++⨯+⨯ m/s=10.56 m/s 因火车通过最后2 000 m 的前一半位移以v 2=15 m/s 匀速运动，经历时间为： t 2′=150001 s=66.67 s 所以最后2 000 m 内的平均速度为：v =60567.660002⨯+ m/s=5.45 m/s.3.答案：瞬时速度指运动物体在某时刻（或某一位置）的速度，因此，自行车经过你身边（位置）的速度应该是瞬时速度.而火车在某些“路段”上的速度，反映的是火车在这段路上的平均运动的快慢，既没有瞬间（瞬时）的含义，也没有某点（位置）的意义，则应该是平均速度.4.答案：选C解析：设总位移为x ，则甲车运动时间为：t 甲=21212122/2/v v v v v x v x +=+x 所以甲车的平均速度：v =6040604022221212121+⨯⨯=+=+=v v v v x v v v v x t x 甲 km/h=48 km/h 设乙车运动总时间为t 乙，则乙车的总位移为：x =v 12乙t +v 22乙t =221v v + t 乙所以乙车的平均速度：v =乙t x =221v v +=26040+ km/h=50 km/h. 5.答案：8 m/s 38 m/s 解析：由x =5+2t 3有x 0=5 m ，x 2=21 m ，Δx =16 m ；Δt =2 s由v =t x∆∆=8 m/s x 3=59 m由v =tx∆∆=（59－21）/（3－2） m/s=38 m/s. 6.解析：为确保行车安全，要求列车驶过距离L 的时间内，已越过停车线的汽车的车尾必须能通过道口.汽车能越过停车线至车尾通过道口，汽车的位移为 x ′=l +x 0+x =（15+5+26） m=46 m汽车速度v 2=36 km/h ，通过这段位移需要的时间t =10462='v x s=4.6 s 高速列车的速度v 1=180 km/h ，所以安全行车的距离为L =v 1t =50×4.6 m=230 m.说明：实际情况中，还应考虑到关闭栏木需要的时间以及预留的安全时间等，所以在列车离道口更远地方，道口就应该亮起红灯，发出警告.板书设计3 运动快慢的描述——速度活动与探究探究主题：用光电门测瞬时速度.请你找老师配合，找齐所用仪器，根据说明书，自己亲自体验用光电门测瞬时速度.并写参考资料：瞬间无长短，位置无大小，除了用速度计外，还可以用光电门测瞬时速度.实验装置如图1－3－4所示，使一辆小车从一端垫高的木板上滑下，木板旁有光电门，其中A 管发出光线，B 管接收光线.当固定在车上的遮光板通过光电门时，光线被阻挡，记录仪上可以直接读出光线被阻挡的时间.这段时间就是遮光板通过光电门的时间.根据遮光板的宽度Δx 和测出的时间Δt ，就可以算出遮光板通过光电门的平均速度v =tx∆∆.由于遮光板的宽度Δx 很小，因此可以认为，这个平均速度就是小车通过光电门的瞬时速度.。

高中物理第一章第3节运动快慢的描述——速度教案新人教版必修1-新人教版高中必修1物理教案

物体运动快慢的描述－速度【教学目标】1．知识与技能①正确理解速度的概念，知道速度是表示物体运动快慢的物理量，知道速度的定义；②知道速度是矢量，了解速度方向的意义③理解平均速度的概念，会用平均速度的公式解决一些简单问题④知道瞬时速度的概念，知道速度和速率的区别2．过程与方法比值定义法是物理学中经常采用的方法，学生在学生过程中掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。

3．情感态度与价值观由简单的问题逐步把思维迁移到复杂方向，培养学生认识事物的规律，由简单到复杂。

【教学重点】平均速度、瞬时速度、速度的矢量性。

【教学难点】从平均速度到瞬时速度的理解，速度的矢量性。

【教学过程】一．课题的引入问题1：从文学的角度，人们用什么方法来描述物体的运动快慢？如：风驰电挚、日行千里。

由学生再列举描述运动快慢的成语。

问题2：静止的画面又是如何描述物体运动的快慢的？如图1.3-1，并由学生上黑板绘画。

那一种更科学。

如“日行千里”这里有时间与距离。

问题4：在田径运动比赛中，是如何描述奔跑运动员的速度？一般用时间，但一定有跑步的长度。

二．速度的概念速度意义：描述物体运动的快慢。

速度定义：位移与时间的比值。

tx v ∆∆=速度的单位：m/s km/h cm/s (通过例题，要求学生掌握不同单位的换算) 速度的方向：是位移的方向，表示物体的运动方向。

速度是矢量。

三．平均速度问题1：如果一个运动员在100m 赛跑中用时10s ，求得速度为10m/s ，该速度能反映该运动员在100m 中任一秒均跑10m 吗？它是反映了该运动的什么速度？它只能反映该运动员在100m 奔跑过程中每秒平均跑10m ，即为平均速度。

平均速度的概念：位移与时间的比值，为这段时间的平均速度。

方向就是位移的方向。

例1：某运动员绕400m 周长的跑道跑一圈，用时50s ，则该运动员在该50s 时间内的平均速度是多少？解析：由平均速度定义求得，平均速度为零，因位移为零。

高中物理《1.3运动快慢的描述速度》教案新人教版必修1-新人教版高一必修1物理教案

集体备课主备方案附：导学案设计运动快慢的描述──速度明确任务，确立目标1．理解速度的概念，知道速度是表示物体运动快慢的物理量，知道速度的定义。

2．知道速度是矢量，知道速度的单位、符号和读法。

了解生活实际中的某些直线运动的速度大小数据。

3．理解平均速度的概念，知道平均速度的定义式，会用平均速度的公式解答有关的问题。

4．知道瞬时速度的概念及意义，知道瞬时速度与平均速度的区别和联系。

5．知道速度和速率以及它们的区别。

师生合作，攻克目标知识点一：坐标与坐标的变化量【阅读】P15“坐标与坐标的变化量”一部分，回答下列问题。

A级 1、物体沿着直线运动，并以这条直线为x坐标轴，这样物体的位置就可以用来表示，物体的位移可以通过表示，Δx的大小表示，Δx的正负表示【思考与交流】1、汽车在沿x轴上运动，如图1—3—l表示汽车从坐标x1＝10 m，在经过一段时间之后，到达坐标x2＝30 m处，则Δx ＝，Δx是正值还是负值？汽车沿哪个方向运动？如果汽车沿x轴负方向运动，Δx 是正值还是负值？2、如图1—3—l，用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表示时间的变化量?怎么表示？3、绿妹在遥控一玩具小汽车，她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动，开始时在某一标记点东2 m处，第1s末到达该标记点西3m处，第2s末又处在该标记点西1m处．分别求出第1s内和第2s内小车位移的大小和方向．知识点二：速度【阅读】P10第二部分：速度完成下列问题。

实例：北京时间8月28日凌晨2点40分，雅典奥林匹克体育场，这是一个值得所有中国人铭记的日子，21岁的上海小伙刘翔像闪电一样，挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点，以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军，12秒91的成绩平了由英国名将科林·约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录，改写了奥运会纪录．那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?试举例说明．【思考与交流】1、以下有四个物体，如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢?A级1、为了比较物体的运动快慢，可以用跟发生这个位移所用的比值，表示物体运动的快慢，这就是速度．2、速度公式v=3、单位：国际单位m/s或m·s-1，常用单位km/h或km·h-1 , ㎝/s或㎝·s-14、速度的大小在数值上等于的大小；速度的方向就是物体的方向，位移是矢量，那速度呢?问题：我们初中时曾经学过“速度”这个物理量，今天我们再次学习到这个物理量，那大家仔细比较分析一下，我们今天学习的“速度”跟初中学习的“速度”一样吗？如果不一样，有什么不同？知识点三：平均速度和瞬时速度一般来说，物体在某一段时间内，运动的快慢不一定时时一样，所以由v=Δx/Δt求得速度，表示的只是物体在时间Δt内的快慢程度，称为：速度。

高中物理第1章运动的描述1.3运动快慢的描述—速度教案新人教版必修1

第1章第3节运动快慢的描述—速度物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。

教学分析本节教科书的重点是速度。

初中和高中所学的速度是不同的，提醒学生注意这点不同，有利于学生对矢量的学习。

通过极限的思维方法，从平均速度过渡到瞬时速度，但第一次教学时不要主动启发学生思考这种问题，多次接触极限思维方法后，潜移默化会使他们明白。

教学目标：（一）物理观念1.理解速度的概念，领会其矢量性，知道速度的方向就是运动的方向2.理解平均速度。

瞬时速度的概念，并且进行相应的计算3.区别平均速度和瞬时速度4.区别速度和速率，区别平均速度和平均速率（二）科学思维、科学探究1.通过平均速度的学习，体会等效思想2.通过瞬时速度的学习，初步体会取极限的思想方法（三）科学态度与责任1.通过相关概念的讲解，是学生体会到物理作为一门科学的严谨性。

培养学生严谨态度，实事求是的生活态度2.通过对瞬时速度的学习，使学生体会到物理作为一门科学的极限思想。

同时使学生认识到，通过取极限，人类是可以了解到变化莫测的自然的，激发学生学习物理的热情。

教学重点和难点1．教学重点及其教学策略：重点：速度、平均速度与瞬时速度的概念及其区别教学策略：通过实例分析来加深理解2．教学难点及其教学策略：难点：怎样由平均速度引出瞬时速度；平均速度、速度的“初中”教学策略：通过数学上微元法的思想来推导和加深学生的理解，同时可以为后面的类似的问题埋下伏笔教学过程：一、引入新课【思考】为了描述物体的运动，我们已经进行了两节课的学习，学习了描述运动的几个概念，大家还记得是那几个概念？【学生回答】质点、参考系和坐标系；时间、时刻；位移和路程。

【教师活动】指导学生快速阅读教材中的黑字标题，提出问题：要描述物体运动的快慢，本节课将会学到那些概念？【学生活动】通过阅读、思考，对本节课的概念有个总体的印象。

二、新课教学（一）坐标和坐标的变化量给出书中的例题：一辆汽车在沿平直公路行驶，设想我们以公路为x轴建立直线坐标系，时刻t1汽车处于x1点，坐标x1=10m，一段时间后，时刻t2到达x2，坐标x2=30m。

高中物理第一章运动的描述第三节位置变化快慢的描述_速度教案1

位置变化快慢的描述—速度学习目标一、知识与技能1. 理解速度的概念，领会其矢量性,体会其在初中基础上的深化，知道速度的方向即物体运动的方向；2. 理解瞬时速度是表示某一时刻的速度，了解平均速度与瞬时速度的区别和联系。

二、过程与方法1. 知道速度与速率的区别和联系，能在生活中正确使用速度和速率；2. 体会平均速度概念的等效思想方法，在讨论平均速度和瞬时速度的联系的过程中,初步体会极限的思想方法。

三、情感态度与价值观1. 通过平均速度与瞬时速度的比较，对瞬时速度的测量方法有所了解,培养他们交流沟通的能力，提高理论与实践相结合的能力.2。

培养学生应用数学方法解决物理问题的科学思维方法,培养学生的创造性思维过程以及初步的观察、分析和概括能力.重点难点1、理解平均速度与瞬时速度的区别和联系。

(重点）2、理解平均速度和平均速率的区别。

（重点）3、理解计时点与计数点的区别以及比值定义法。

（难点)4、瞬时速度概念的形成与瞬时速度的计算方法。

(难点）教学准备课件教学过程一、导入新课：生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向，你还记得初中是怎样描述物体运动快慢的吗？运动员在比赛中的不同时段,运动的快慢一样吗？二、讲授新课:1、速度【教师引入课程】不同的运动,位置变化的快慢往往不同，也就是说,运动的快慢不同.我们已经用位移来表示位置的变化，那么怎样比较物体运动的快慢呢？物理学中用位移与发生这段位移所用的时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度。

【教师提问】我们现在所学的速度和初中所学有何不同？【教师引导】初中时用路程和时间的比值来计算速度,我们这里的速度是用位移和时间的比值来定义的，这里的速度和初中所学的速度是不完全一样的. 【教师总结】速度的公式：x v t∆=∆,在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s 或1m s -。

速度是矢量,既有大小,又有方向;速度v 的方向与时间t ∆内的位移x ∆的方向相同。

物理：1.3《运动快慢的描述-速度》课件(新人教版必修1)

仔细观察会发现汽车速度计指针所指的示数随汽车运动快慢的变化而不断改变，快慢的变化而不断改变，所以它显示的是汽车的瞬时速度大而不是平均速度大小。小，而不是平均速度大小。
3.速度、速率、平均速度和瞬时速度有什么区别？ 3.速度、速率、平均速度和瞬时速度有什么区别？速度
定义速度位移与发生这段位移所用时间的比值物体在时间间隔∆t内运动的内运动的平均快慢物体在某时刻或某位置的速度瞬时速度的大小叫速率物理意义注意问题
是对应关系，和及是对应关系是矢量，描述物体的运动 v和∆x及∆t是对应关系，是矢量，快慢和运动方向方向就是物体运动的方向描述在一段时间内物体运动的平均快慢和方向描述物体在某时刻的运动快慢和方向只能粗略地描述物体的运动快慢。只能粗略地描述物体的运动快慢。大小和所研究的时间间隔∆t有关，大小和所研究的时间间隔有关，有关是矢量，方向和∆x相同是矢量，方向和相同精确地描述物体的运动快慢。是精确地描述物体的运动快慢。矢量，方向沿物体运动轨迹的切矢量，线方向
∆x=-5 m 位移的大小为５，方向沿x轴负方向大小为５ m，方向沿轴负方向
解析】【解析】当物体做直线运动时其位移的方图1 - 3 - 1 向仅有两种可能，向仅有两种可能，如果设其中某一方向为正方向，则另一方向为负方向，这样我们就可以用“ ”“－正方向，则另一方向为负方向，这样我们就可以用“＋”“－”号来表示位移的方向，就可以用代数运算的法则来计算了。表示位移的方向，就可以用代数运算的法则来计算了。 ∆x=xB－xA=［(-2)-3］ m=-5 m,∆x为坐标变化量，也就是物体的位为坐标变化量，［］为坐标变化量其大小为５位移是负值表示位移的方向沿x轴的负方向位移是负值，轴的负方向。移，其大小为５ m,位移是负值，表示位移的方向沿轴的负方向。时刻:对应坐标轴上的一点；时间：坐标变化对应轴上一段。【评评】时刻:对应坐标轴上的一点；时间：坐标变化对应轴上一段。

1.3 运动快慢的描述——速度优秀教案优秀教学设计高中物理必修一第一章：运动的描述

第三节运动快慢的描述——速度一．概述◆《运动快慢的描述速度》是人教版高中一年级必修第三章第一节课程。

◆本篇课程所需课时为2课时，80分钟。

◆教材的讲述比较详细，通过两种通俗的比较运动快慢的方法，过渡到一个统一标准，自然地给出比值法定义速度．并对平均速度和瞬时速度作出了较为详细的论述。

◆二．教学目标分析1.知识与技能◆了解坐标与坐标的变化量。

◆理解速度的概念，知道速度是描述物理运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量◆理解平均速度，知道瞬时速度的概念。

◆知道速度和速率的区别。

◆能够运用速度、平均速度、瞬时速度来解释身边的一些物理现象。

◆了解常见事物（火车、光、人造卫星、飞船、子弹等）的速度，并运用到生活当中。

2、过程与方法◆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，体验用比值法定义物理量的方法◆同时通过实际体验感知速度的意义和应用。

◆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◆让学生在相互交流中逐渐领会瞬时速度与平均速度的关系，同时初步领略极限的思想，并有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。

◆会通过仪表读数，判断不同的速度或变速度。

3情感态度与价值观◆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◆了解从平均速度求瞬时速度的思想方法，体会数学与物理的关系◆培养学生认知事物的规律，有简单到复杂，培养学生的抽象思维能力◆培养学生对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念。

三．教学重点与难点教学重点：速度、平均速度、瞬时速度三个概念及三者之间的关系。

教学难点：对瞬时速度的理解。

四、学习者特点分析◆本节课的学习者特征分析是在以前两节学习的参考系、坐标系和指点运动位移和时间为基础来引导学习深入学习、◆学生对初中物理基础知识、探究物理的基本方法和数学正负数等知识已经有了基本认识。

◆学生能很自然地联想到日常生活中运动物体运动快慢这一现象。

物理《必修1》1-3运动快慢的描述-速度(教案)

2
D．物体在通过一段位移 s 时的速度为 3 m/s
答案：BC
4. 某中学正在举行班级对抗赛，张明明同学是短跑运动员，在百米竞赛中，测得他在 5 s 末的速度为 10.4 m/s，10 s 末
到达终点的速度为 10.2 m/s，则他在全程中的平均速度为
A．10.4 m/s
B．10.3 m/s
C．10.2 m/s
D． 10m/s
答案：D
5．下面的几个速度中表示平均速度的是
A．子弹射出枪口的速度是 800 m/s，以 790 m/s 的速度击中目标
B．汽车从甲站行驶到乙站的速度是 40 km/h
C．汽车通过站牌时的速度是 72 km/h
D．小球第 3 s 末的速度是 6 m/s 答案：B
6. 有一只小老鼠离开洞穴沿直线前进，它的速度与到洞穴的距离成反比，当它行进到离洞穴距离为 d1 的甲处时速度为 v1，则老鼠行进到离洞穴距离为 d2 的乙处时速度 v2 是多少？
（二）速率 1.定义：速度的大小。 2.跟速度的区别：只有大小无方向，是标量。汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的读数实际是汽车的速率。日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。
三、平均速度和瞬时速度： 1．平均速度： ①描述变速直线运动的物体在某段时间（或某段位移 S）内的平均快慢与运动方向（运动速度）。 ②不是速度的平均值，它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，即 v=s/t。(s 是指位移) ③对做变速直线运动的物体，不同位移或不同时间段的平均速度一般不同。所以平均速度只有指明了是哪段位移，或哪段时间内的平均速度才有意义。 ④对做匀速直线运动的物体，位移与时间的比值不变，所以做匀速直线运动的物体的平均速度就是物体的速度。
科目：物理

人教版高中物理必修1 第一章1.3运动快慢的描述—速度教学设计

《1.3运动快慢的描述——速度》教学设计【教学目标】1、理解速度的概念，领会其矢量性，体会其在初中基础上的深化，知道速度的方向即物体运动的方向；2、能在具体问题的描述中正确使用平均速度和瞬时速度的概念，并能进行相应的计算；3、知道瞬时速度是表示某一时刻的速度，了解平均速度与瞬时速度的区别与联系；4、知道速度与速率的区别与联系，能在生活中正确使用速度和速率；5、体会平均速度概念的等效思想方法。

在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中，初步体会取极限的思想方法。

【课时安排】2课时【教学重点】速度的定义，平均速度、瞬时速度、平均速率、速率概念的区别与联系。

【教学难点】速度的矢量性，体会取极限的思想方法。

【教学方法】1、通过“比较法”辨析速度和平均速率、平均速度和瞬时速度、速率和平均速率；2、通过“启发式教学法”加深对概念的理解；3、通过“讲练结合法”巩固概念。

【学情分析】学生在初中已经学过速度的概念，在生活中对于速度也有较多的感性知识。

但学生在初中学习中，速度是一个标量，是用单位时间内通过的路程来表示速度，而高中确实将速度变为矢量，而且采用比值法给速度下了一个规范的定义，达到了由原有的通俗的比较物体运动快慢的方法，过渡到了一个统一的标准，改变学生了已有的认识，拓展了概念的内涵，是本节教学的一个难点。

平均速度和瞬时速度是学生刚开始接触，学生容易把平均速度和速度的平均值混淆。

第一次接触极限思想，学生对瞬时速度的理解可能会存在一定的困难。

【知识回顾】通过前两节的学习，我们利用数学里数轴的知识来描述时间和空间，分别建立了时间轴和位置坐标轴（一维直线坐标系）。

处理方法是一轴二点三线段：首先，要看清轴的类型，注意规定的正方向；其次，轴上的任意点都有一个坐标，表示一个状态量，如时间轴上一个点，表示的是时间点，即时刻；位置坐标轴上一个点，表示一个空间点，即位置；最后，轴上两点间的线段对应着坐标的变化量，表示一个状态量，如时间轴上一线段，表示的是时间段，即时间（间隔）；位置坐标轴上一线段，表示的是空间段，即位移。