高中地球的運(yùn)動(dòng)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-133運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度。
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn),幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的高中教師教學(xué)。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡單方便,下面是小編整理的“3運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度”,歡迎您參考,希望對(duì)您有所助益!
3運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度整體設(shè)計(jì)
高中學(xué)習(xí)的速度概念較之初中所學(xué)的速度有了很大的提升,對(duì)學(xué)生來說是比較困難的,所以教學(xué)設(shè)計(jì)先通過說明如何用坐標(biāo)和坐標(biāo)的變化量來表示質(zhì)點(diǎn)的位置和位移,為速度概念的敘述作好準(zhǔn)備.速度的矢量性問題,是本節(jié)的重點(diǎn),特別是對(duì)瞬時(shí)速度的理解,體現(xiàn)了一種極限的思想,對(duì)此要求引導(dǎo)學(xué)生逐步理解,不要急于求成.速度的定義是高中物理中第一次向?qū)W生介紹比值定義物理量的方法,要求教師正確地加以引導(dǎo),力求學(xué)生能理解.教學(xué)過程中,要多舉實(shí)例,通過具體的例子從大小和方向兩方面來強(qiáng)化對(duì)速度概念的認(rèn)識(shí),在實(shí)際情景中達(dá)到建立速度概念的目的.教學(xué)設(shè)計(jì)最后說明速度的應(yīng)用,特別以“STS”形式從一個(gè)側(cè)面說明速度與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系.
教學(xué)重點(diǎn)
速度概念的建立;速度的比值定義法的理解.
教學(xué)難點(diǎn)
速度矢量性的理解;瞬時(shí)速度的推導(dǎo).
時(shí)間安排
2課時(shí)
三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.理解速度的概念.知道速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,知道它的含義、公式、符號(hào)和單位,知道它是矢量.
2.理解平均速度,知道瞬時(shí)速度的概念.
3.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(dòng)中速度的計(jì)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(huì)求某段時(shí)間內(nèi)的平均速度.
情感態(tài)度與價(jià)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(jià)值和應(yīng)用.
2.培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的興趣,堅(jiān)定學(xué)習(xí)思考探索的信念.
教學(xué)過程
導(dǎo)入新課
問題導(dǎo)入
為了推動(dòng)我國田徑事業(yè)的發(fā)展,四川省曾舉辦過一次100m飛人挑戰(zhàn)賽.有8名世界短跑名將參加角逐,其中包括我國的李雪梅和美國的瓊斯,最終瓊斯奪得冠軍.我們知道百米賽跑分為起跑、途中跑和沖刺三個(gè)階段,李雪梅的途中跑階段比瓊斯的起跑階段跑得快,但我們都說瓊斯比李雪梅跑得快,這是為什么?
通過本節(jié)課學(xué)習(xí),我們就可以給出合理的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn).
情景導(dǎo)入
課件展示各種物體的運(yùn)動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.
影片展示:大自然中,物體的運(yùn)動(dòng)有快有慢.天空中,日出日落;草原上,獵豹急馳;葡萄架上,蝸牛爬行.
飛奔的獵豹、夜空的流星在運(yùn)動(dòng);房屋、橋梁、樹木,隨著地球的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)也在運(yùn)動(dòng).天上的恒星,看起來好像不動(dòng),其實(shí)它們也在飛快地運(yùn)動(dòng),速度至少在幾十千米每秒以上,只是由于距離太遠(yuǎn),在幾十年、幾百年的時(shí)間內(nèi)肉眼看不出它們位置的變化.
當(dāng)高臺(tái)跳雪運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)在賽道的頂端時(shí),全場觀眾的目光都集中在他身上.運(yùn)動(dòng)員由高處急速滑下,在即將到達(dá)賽道底部時(shí),他的速度已達(dá)到100km/h.這時(shí),他雙膝彎曲,使勁一蹬,順勢(shì)滑向空中.然后,為了減小空氣阻力的影響,他上身前傾,雙臂后擺,整個(gè)身體就像一架飛機(jī),向前滑翔.刺骨的寒風(fēng)抽打著他的臉龐,兩邊的雪松飛快地向后掠過.最終,滑雪板穩(wěn)穩(wěn)地落在地面.
在以上的各種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象中,都有關(guān)于運(yùn)動(dòng)的描述,運(yùn)動(dòng)的快慢如何,要用一個(gè)新的物理量來描述,那就是速度.
推進(jìn)新課
一、坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量
復(fù)習(xí)舊知:在上一節(jié)的學(xué)習(xí)中,我們學(xué)習(xí)了位移這一較為重要的矢量.大家回憶一下,位移的定義是什么?
學(xué)生積極思索并回答出位移的定義:從初位置指向末位置的有向線段.(復(fù)習(xí)此知識(shí)點(diǎn),旨在為速度的引入奠定知識(shí)基礎(chǔ),讓學(xué)生知道位移大小的關(guān)鍵在于初末位置.由位置到位置坐標(biāo)再到坐標(biāo)的變化量,使學(xué)生的認(rèn)知呈階梯狀上升)
教師引導(dǎo):既然位移是描述物體位置變化的物理量,所以物體的位移可以通過位置坐標(biāo)的變化量來表示.
問題展示:在訓(xùn)練場上,一輛實(shí)習(xí)車沿規(guī)定好的場地行駛,教練員想在車旁記錄汽車在各個(gè)時(shí)刻的位置情況,他該如何做?假設(shè)在每一秒汽車都在做單向直線運(yùn)動(dòng).
問題啟發(fā):對(duì)于物體位置的描述,我們往往需要建立坐標(biāo)系.該教練員如何建立坐標(biāo)系,才能方便地確定該車的位置?
點(diǎn)評(píng):通過設(shè)問,發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用,“變教為誘”“變教為導(dǎo)”,實(shí)現(xiàn)學(xué)生的“變學(xué)為思”“變學(xué)為悟”,達(dá)到“以誘達(dá)思”的目標(biāo).
教師指導(dǎo)學(xué)生分組合作討論并總結(jié).
小結(jié):直線運(yùn)動(dòng)是最簡單的運(yùn)動(dòng),其表示方式也最簡單.如以出發(fā)點(diǎn)為起點(diǎn),車行駛20m,我們就很容易地確定車的位置.所以,應(yīng)該建立直線坐標(biāo)系來描述汽車的位置.
課堂訓(xùn)練
教練員以汽車的出發(fā)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),以汽車開始行駛的方向?yàn)檎较?,建立直線坐標(biāo)系,其對(duì)應(yīng)時(shí)刻的位置如下表所示:
時(shí)刻(s)01234
位置坐標(biāo)(m)010-8-2-14
根據(jù)教練員記錄的數(shù)據(jù)你能找出:
(1)幾秒內(nèi)位移最大?
(2)第幾秒內(nèi)的位移最大?
解析:汽車在0時(shí)刻的坐標(biāo)x0=0
汽車在1s時(shí)刻的坐標(biāo)x1=10
汽車在第1s內(nèi)的位置變化為Δx=x1-x0=(10-0)m=10m
所以,汽車在第1s內(nèi)的位移為10m.
同理可求,汽車在1s內(nèi)、2s內(nèi)、3s內(nèi)、4s內(nèi)的位移分別為10m、-8m、-2m、-14m.汽車在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)、第4s內(nèi)的位移分別為10m,-18m,6m,-12m.
所以,第2s內(nèi)的位移最大,4s內(nèi)的位移最大.
答案:(1)4s內(nèi)(2)第2s內(nèi)
二、速度
以下有四個(gè)運(yùn)動(dòng)物體,請(qǐng)同學(xué)們來比較一下它們運(yùn)動(dòng)的快慢程度.
運(yùn)動(dòng)物體初始位置(m)經(jīng)過時(shí)間(s)末位置(m)
A.自行車沿平直道路行駛020100
B.公共汽車沿平直道路行駛010100
C.火車沿平直軌道行駛500301250
D.飛機(jī)在天空直線飛行500102500
如何比較A、B、C、D四個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)快慢呢?
比較1:對(duì)A和B,它們經(jīng)過的位移相同(都是100m),A用的時(shí)間長(20s),B用的時(shí)間短(10s).在位移相等的情況下,時(shí)間短的運(yùn)動(dòng)得快,即汽車比自行車快.
比較2:對(duì)B和D,它們所用的時(shí)間相等(10s),B行駛了100m,D飛行了200m,B行駛的距離比D短,在時(shí)間相等的情況下,位移大的運(yùn)動(dòng)得快,即飛機(jī)比汽車快.
提出問題
以上兩種比較都是可行的.位移相等比較時(shí)間,時(shí)間相等比較位移.如何比較B和C的快慢程度呢?它們的位移不相等,時(shí)間也不相等.
教師指導(dǎo)學(xué)生分小組討論,5分鐘后提出比較意見.
方法1:B和C的位移和時(shí)間都不相等,但可以計(jì)算它們每發(fā)生1m的位移所用的時(shí)間,即用各自的時(shí)間t去除以位移Δx,數(shù)值大的運(yùn)動(dòng)得慢.
方法2:B和C的位移和時(shí)間都不相等,但可以計(jì)算它們平均每秒鐘位移的大小量,單位時(shí)間內(nèi)位移大的運(yùn)動(dòng)得快.
師生討論:兩種方法都可以用來比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢,但方法2更能夠符合人們的思維習(xí)慣.
點(diǎn)評(píng):問題由教師提出,明確猜想和探究的方向,教師引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識(shí)和現(xiàn)象,鼓勵(lì)大膽猜想討論.通過這個(gè)開放性的問題,創(chuàng)設(shè)一種情境,把學(xué)生帶進(jìn)一個(gè)主動(dòng)探究學(xué)習(xí)的空間.
引子:大自然中,物體的運(yùn)動(dòng)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(dòng),我們發(fā)現(xiàn),在許多情況下,物體運(yùn)動(dòng)快慢各不相等且發(fā)生變化,在長期對(duì)運(yùn)動(dòng)的思索、探索過程中,為了比較準(zhǔn)確地描述運(yùn)動(dòng),人們逐步建立起速度的概念.
提出問題
如何對(duì)速度進(jìn)行定義?
學(xué)生閱讀課本并回答.
1.速度的定義:位移與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間的比值.
2.速度的定義式:v=
3.速度的單位:m/s常用單位:km/h,cm/s.
提示:速度是矢量,其大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)物體位移的大小,其方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向.
再次呈現(xiàn):四個(gè)物體A、B、C、D快慢比較的表格,讓學(xué)生分別計(jì)算它們的速度.
A.5m/sB.10m/s
C.25m/sD.200m/s
對(duì)比以上A、B、C、D的速度就很容易比較它們的快慢程度了.
課堂訓(xùn)練
汽車以36km/h的速度從甲地勻速運(yùn)動(dòng)到乙地用了2h,如果汽車從乙地返回甲地仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)用了2.5h,那么汽車返回時(shí)的速度為(設(shè)甲、乙兩地在同一直線上)()
A.-8m/sB.8m/s
C.-28.8km/hD.28.8km/h
解析:速度和力、位移一樣都是矢量,即速度有正方向、負(fù)方向,分別用“+”“-”號(hào)表示.當(dāng)為正方向時(shí),一般不帶“+”號(hào).速度的正方向可以根據(jù)具體問題自己規(guī)定.有時(shí)也隱含在題目之中.例如該題中汽車從甲地到乙地的速度為36km/h,為正值,隱含著從甲地到乙的方向?yàn)檎?所以返回速度為負(fù)值,故淘汰B、D.
依據(jù)甲、乙兩地距離為36×2km=72km,所以返回速度為=-28.8km/h=-28.8×m/s=-8m/s.
答案:A
方法提煉:速度是一個(gè)矢量,有大小也有方向.在我們選擇了正方向以后,當(dāng)速度為正值時(shí),說明質(zhì)點(diǎn)沿正方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度為負(fù)值時(shí),說明質(zhì)點(diǎn)沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng),在物理學(xué)上,對(duì)矢量而言“負(fù)號(hào)”也有意義,說明它的方向與所選正方向相反.
三、平均速度和瞬時(shí)速度
坐在汽車駕駛員的旁邊,觀察汽車上的速度計(jì),在汽車行駛的過程中,速度計(jì)指示的數(shù)值是時(shí)常變化的,如啟動(dòng)時(shí),速度計(jì)的數(shù)值增大,剎車時(shí)速度計(jì)的數(shù)值減小.可見物體運(yùn)動(dòng)快慢程度是在變化的.這時(shí)我們說的汽車的“速度”是指什么?
提出問題
其實(shí),我們?nèi)粘K吹降闹本€運(yùn)動(dòng),有許多都是變速運(yùn)動(dòng).由于這種運(yùn)動(dòng)的快慢是時(shí)刻變化的,沒有恒定的速度,我們?cè)趺磥砻枋鏊目炻兀?br> 課件展示:北京至香港的京九鐵路,就像一條長長的直線,把祖國首都與香港連接起來.京九線全長2400km,特快列車從北京到香港只需30h,那么列車在整個(gè)過程的運(yùn)動(dòng)快慢如何表示?
學(xué)生解答:已知s=2400km,t=30h,所以v=80km/h
問題追蹤:計(jì)算出的結(jié)果是否表示列車單位時(shí)間的位移都是80km呢?教師在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)此速度的平均效果.既然列車是做變速運(yùn)動(dòng),那么怎么看列車的速度是80km/h?
學(xué)生總結(jié):如果將列車的變速直線運(yùn)動(dòng)看作勻速直線運(yùn)動(dòng)來處理的話,列車平均每小時(shí)的位移是80km.
教師設(shè)疑:為了描述變速直線運(yùn)動(dòng)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?
師生總結(jié):1.平均速度:運(yùn)動(dòng)物體的位移和時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間的平均速度.
2.定義式:=
知識(shí)拓展:課件展示某些物體運(yùn)動(dòng)的平均速度,加深對(duì)平均速度的概念理解.
某些物體運(yùn)動(dòng)的平均速度/(ms-1)
真空中的光速c3.0×108自行車行駛約5
太陽繞銀河系中心運(yùn)動(dòng)20×105人步行約1.3
地球繞太陽運(yùn)動(dòng)3.0×104蝸牛爬行約3×10-3
子彈發(fā)射9×102大陸板塊漂移約10×10-9
民航客機(jī)飛機(jī)2.5×102
例1斜面滾下時(shí)在不同時(shí)刻的位置,如圖1-3-1所示.可以從圖中觀察分析小球通過OA、OB、OC的過程中的運(yùn)動(dòng)快慢.
計(jì)算各段的平均速度.
圖1-3-1
學(xué)生認(rèn)真計(jì)算并公布結(jié)果:段:=0.7m/s,段:=0.8m/s.段:=0.9m/s.
總結(jié)歸納:計(jì)算結(jié)果表明,不同階段的平均速度一般是不相等的.計(jì)算一個(gè)具體的平均速度,必須指明是哪一段時(shí)間(或位移)內(nèi)的平均速度.
教師點(diǎn)評(píng):由于小球運(yùn)動(dòng)快慢是在不斷變化的,平均速度不能具體地告訴我們小球在每一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢.可見,平均速度只是粗略地描述物體在一段運(yùn)動(dòng)過程中的總體快慢程度.
教師設(shè)疑:那么,怎樣來描述物體在各個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢呢?
學(xué)生通過課本預(yù)習(xí)知道,要精確地描述某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢必須引入瞬時(shí)速度這一物理量.
根據(jù)平均速度的定義可以知道:=,對(duì)應(yīng)的是一段位移和一段時(shí)間,如何建立瞬時(shí)速度的概念呢?瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)的應(yīng)該是某一位置和某一時(shí)刻.
師生探究:我們已經(jīng)知道平均速度對(duì)應(yīng)的是一段時(shí)間,為求瞬時(shí)速度我們可以采取無限取微、逐漸逼近的方法.
方法介紹:以質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過某點(diǎn)起在后面取一小段位移,求出質(zhì)點(diǎn)在該段位移上的平均速度,從該點(diǎn)起取到的位移越小,質(zhì)點(diǎn)在該段時(shí)間內(nèi)的速度變化就越小,即質(zhì)點(diǎn)在該段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)越趨于勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)位移足夠小(或時(shí)間足夠短)時(shí),質(zhì)點(diǎn)在這段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可以認(rèn)為是勻速的,求得的平均速度就等于質(zhì)點(diǎn)通過該點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度.
教師演示:如圖1-3-2所示,讓滑塊沿傾斜的氣墊導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng),利用擋光片的寬度Δx除以擋光的時(shí)間Δt,即可求得擋光片通過光電門的平均速度.
圖1-3-2
將滑塊放上不同寬度的遮光片,即Δx分別為1cm、3cm、5cm、10cm,若沒有成品擋光片,可用硬紙片自制成需要的寬度.
測(cè)出每個(gè)遮光片通過光電門所用的一段時(shí)間間隔Δt.
遮光片越窄、Δt越小時(shí),描述通過該位置的運(yùn)動(dòng)快慢越精確,當(dāng)Δx小到一定程度,可認(rèn)為是瞬時(shí)速度.
教師總結(jié):瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度.準(zhǔn)確地講,瞬時(shí)速度是物體在某時(shí)刻前后無窮短時(shí)間內(nèi)的平均速度,是矢量,其大小反映了物體此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢,它的方向就是物體此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向,即物體運(yùn)動(dòng)軌跡在該點(diǎn)的切線方向.
四、速度和速率
速率:瞬時(shí)速度的大小叫做速率.平均速率:物體運(yùn)動(dòng)的路程與所用時(shí)間的比值.
例2如圖1-3-3,一質(zhì)點(diǎn)沿直線AB運(yùn)動(dòng),先以速度v從A勻速運(yùn)動(dòng)到B,接著以速度2v沿原路返回到A,已知AB間距為x,求整個(gè)過程的平均速度、平均速率.
圖1-3-3
解析:整個(gè)過程位移為0,所以整個(gè)過程的平均速度為0.
整個(gè)過程通過的總路程為2x,所用的總時(shí)間為t=.
所以平均速率為==x.
答案:0x
要點(diǎn)總結(jié):1.速度是矢量,既有大小,又有方向;速率是標(biāo)量,只有大小,沒有方向.
2.無論速度方向如何,瞬時(shí)速度的大小總等于該時(shí)刻的速率.
3.平均速度是矢量,其方向與對(duì)應(yīng)的位移方向相同;平均速率是標(biāo)量,沒有方向.
4.平均速度等于位移與所用時(shí)間的比值,平均速率等于路程與所用時(shí)間的比值,平均速度的大小不等于平均速率.
5.只有單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí),平均速度的大小等于平均速率,其他情況下,平均速度均小于速率,二者的關(guān)系類似于位移和路程.
課堂小結(jié)
定義物理意義注意問題
速度位移與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間的比值描述物體的快慢程度和運(yùn)動(dòng)方向v和s及t是對(duì)應(yīng)關(guān)系.是矢量,方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向
平均速度物體在時(shí)間間隔Δt內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均快慢描述在一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向只能粗略地描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢.大小和所研究的時(shí)間間隔Δt有關(guān);是矢量,方向和運(yùn)動(dòng)方向相同
瞬時(shí)速度物體在某時(shí)刻或某位置的速度描述物體在某時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢和方向精確地描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢.矢量,方向沿物體運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向
速率瞬時(shí)速度的大小叫做速率描述物體的運(yùn)動(dòng)快慢是標(biāo)量,只考慮其大小不考慮其方向
布置作業(yè)
1.教材第18頁“問題與練習(xí)”,第1、2題.
2.觀察生活中各種物體的運(yùn)動(dòng)快慢,選取一定的對(duì)象,測(cè)量它們的速度,并說明是平均速度還是瞬時(shí)速度,并把測(cè)量的數(shù)據(jù)與同學(xué)交流討論.
板書設(shè)計(jì)
3運(yùn)動(dòng)快慢的描述速度
活動(dòng)與探究
課題:用光電門測(cè)瞬時(shí)速度
請(qǐng)你找老師配合,找齊所用儀器,根據(jù)說明書,自己親自體驗(yàn)用光電門測(cè)瞬時(shí)速度,并寫一實(shí)驗(yàn)報(bào)告.
步驟學(xué)生活動(dòng)教師指導(dǎo)目的
1根據(jù)查閱的資料,確定實(shí)驗(yàn)方案介紹相關(guān)書籍資料1.讓學(xué)生了解光電門測(cè)瞬時(shí)速度的原理
2.培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力
2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)解答學(xué)生提出的具體問題
3相互交流活動(dòng)的感受對(duì)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)
參考資料:
瞬間無長短,位置無大小,除了用速度計(jì)外,還可以用光電門測(cè)瞬時(shí)速度.實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-3-4所示,使一輛小車從一端墊高的木板上滑下,木板旁有光電門,其中A管發(fā)出光線,B管接收光線.當(dāng)固定在車上的遮光板通過光電門時(shí),光線被阻擋,記錄儀上可以直接讀出光線被阻擋的時(shí)間.這段時(shí)間就是遮光板通過光電門的時(shí)間.根據(jù)遮光板的寬度Δx和測(cè)出的時(shí)間Δt,就可以算出遮光板通過光電門的平均速度=.由于遮光板的寬度Δx很小,因此可以認(rèn)為,這個(gè)平均速度就是小車通過光電門的瞬時(shí)速度.
圖1-3-4
習(xí)題詳解
1.解答:(1)1光年=365×24×3600×3.0×108m=9.5×1015m.
(2)需要時(shí)間為s=4.2年.
2.解答:(1)前1s平均速度v1=9m/s
前2s平均速度v2=8m/s
前3s平均速度v3=7m/s
前4s平均速度v4=6m/s
全程的平均速度v5=5m/s
v1最接近汽車關(guān)閉油門時(shí)的瞬時(shí)速度,v1小于關(guān)閉油門時(shí)的瞬時(shí)速度.
(2)1m/s,0
說明:本題要求學(xué)生理解平均速度與所選取的一段時(shí)間有關(guān),還要求學(xué)生聯(lián)系實(shí)際區(qū)別平均速度和(瞬時(shí))速度.
3.解答:(1)24.9m/s(2)36.6m/s(3)0
說明:本題說的是平均速度是路程與時(shí)間的比,這不是教材說的平均速度,實(shí)際是平均速率.應(yīng)該讓學(xué)生明確教材說的平均速度是矢量,是位移與時(shí)間的比,平均速率是標(biāo)量,日常用語中把平均速率說成平均速度.
設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)
本節(jié)內(nèi)容是在坐標(biāo)和坐標(biāo)的變化基礎(chǔ)上,建立速度的概念.速度的建立采用了比值定義法,在教學(xué)中稍加說明,在以后的學(xué)習(xí)中還會(huì)有更加詳細(xì)的介紹.對(duì)速度的引用,本設(shè)計(jì)采用了“單位時(shí)間的位移”與“單位位移的時(shí)間”進(jìn)行對(duì)比,體會(huì)速度引入的方便性.以京九鐵路為情景,既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情又培養(yǎng)了愛國之情.在瞬時(shí)速度的理解上,本設(shè)計(jì)利用了光電門的裝置進(jìn)行說明,起到了良好的效果.
相關(guān)閱讀
運(yùn)動(dòng)快慢的描述 速度
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、理解平均速度的概念:
(1)知道平均速度是粗略描述變速運(yùn)動(dòng)的快慢的物理量.
(2)理解平均速度的定義,知道在不同的時(shí)間內(nèi)或不同的位移上的平均速度一般是不同的.
(3)會(huì)用平均速度的公式解答有關(guān)的問題.
2、理解瞬時(shí)速度的概念
(1)知道瞬時(shí)速度是精確描述變速運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量.
(2)知道瞬時(shí)速度是物體在某一時(shí)刻的速度或在某一位置時(shí)的速度.
3、理解用比值法定義物理量的方法.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.
情感目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真思考問題的習(xí)慣.
教學(xué)建議
教材分析
速度的定義是高中物理中第一次向?qū)W生介紹用比值定義物理量的方法,教材的講述比較詳細(xì),通過兩種通俗的比較運(yùn)動(dòng)快慢的方法,過渡到一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),自然地給出比值法定義速度.對(duì)平均速度和瞬時(shí)速度的講述也非常便于學(xué)生的接受,且適時(shí)給出了速率的概念;課后給出的“閱讀材料”和“做一做”對(duì)加深概念的理解和擴(kuò)展思維有很大的好處.
教法建議
在學(xué)生看書自學(xué)的基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生,要讓學(xué)生參與速度的定義過程,通過一些討論突破瞬時(shí)速度這個(gè)難點(diǎn),配合一些多媒體資料加深理解和鞏固.在引入速度概念時(shí),也可采用,給出兩個(gè)具體的勻速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,讓同學(xué)體會(huì),介紹一種運(yùn)動(dòng)要抓住其本質(zhì),本質(zhì)應(yīng)是相對(duì)不變的,位移是變化的,時(shí)間是變化的,觀察位移與時(shí)間的比值,此比值是不變的.分析比值的含義,由此得到速度的定義.講述平均速度時(shí),最好給出一個(gè)具體的實(shí)例來說明.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):速度的定義,平均速度,瞬時(shí)速度的理解.
教學(xué)難點(diǎn):對(duì)瞬時(shí)速度的理解.
主要設(shè)計(jì):
一、速度:
【方案一】
1、提問:在百米賽跑中,如何比較運(yùn)動(dòng)員跑得快慢?
(展示媒體資料:運(yùn)動(dòng)會(huì)上百米賽跑的資料)
2、提問:兩輛汽車都行駛2h,如何比較哪輛車更快?
3、提問:如果兩物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同,發(fā)生的位移也不同,如何比較它們誰運(yùn)動(dòng)的更快?
4、提問:什么叫速度?速度的物理意義?速度的單位?速度的方向?
5、討論:如何在位移圖像中求速度.
【方案二】
1、給出如圖所示的甲、乙兩輛汽車做勻速直線情況,請(qǐng)同學(xué)觀察它們的特點(diǎn).
2、引導(dǎo)同學(xué)思考與討論:
(1)如何向別人介紹這兩個(gè)的運(yùn)動(dòng)?誰運(yùn)動(dòng)得更快?
(2)只比較兩車的位移,或只比較兩車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,能知道哪輛車運(yùn)動(dòng)底快嗎?為什么?
(3)引導(dǎo):在介紹某一事物時(shí)要抓住其本質(zhì),本質(zhì)應(yīng)是相對(duì)不變的.位移是變化的、時(shí)間是變化的,觀察位移與時(shí)間的比值,此比值是不變的,分析比值的含義,得到速度的定義.
3、討論速度的單位、矢量性等.
4、討論:如何利用位移圖像求速度.
二、平均速度和瞬時(shí)速度:
(一)平均速度:
1、提問:勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度有什么特點(diǎn)?
2、提問:如何粗略地描述變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢?什么叫平均速度?
3、提問:在百米跑的過程中,前半程和后半程的平均速度相同嗎?
4、練習(xí):在百米跑的過程中,某運(yùn)動(dòng)員10s鐘到達(dá)終點(diǎn),觀察記錄得知,他跑到50m處時(shí),用時(shí)5.5s.經(jīng)過5s時(shí)跑到45m處,分別求全程的平均速度、前半程和后半程的平均速度、前一半時(shí)間和后一半時(shí)間的平均速度.
(二)瞬時(shí)速度:
1、引導(dǎo)啟發(fā):某人靜止在A位置,與慢走經(jīng)過A位置,或快跑經(jīng)過A位置,情況是不同的(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同),這種不同需要用瞬時(shí)速度來描述,第一種情況瞬時(shí)速度為零,第二種情況的瞬時(shí)速度小于第三種情況的瞬時(shí)速度.
2、引導(dǎo)啟發(fā):百米賽跑運(yùn)動(dòng)員,若全程用10s,則10s內(nèi)的平均速度為10m/s,若測(cè)出每一秒內(nèi)的位移,如第1秒內(nèi)的位移為8m,則m/s,第二秒內(nèi)的位移為9m,則m/s,第3秒內(nèi)的位移為11m,則m/s,這樣對(duì)運(yùn)動(dòng)員的情況就了解得比較細(xì)致了,若能知道每個(gè)0.1s內(nèi)的位移,則對(duì)運(yùn)動(dòng)情況的了解就更細(xì)致了,若能知道每個(gè)0.01s內(nèi)的位移,則對(duì)運(yùn)動(dòng)情況的了解就更細(xì)致了.要更精確的掌握物體的運(yùn)動(dòng)情況,則需要知道物體各個(gè)時(shí)刻的速度.
3、提問:什么叫瞬時(shí)速度?什么叫速率?
4、展示多媒體資料:汽車速度計(jì)及理程計(jì),讓瞬時(shí)速度的概念更加具體化.
5、練習(xí)書后“做一做”,模擬打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
探究活動(dòng)
請(qǐng)你想辦法測(cè)量下列物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的平均速率:
1、人走路時(shí)的情況.
2、人騎自行車時(shí)的情況.
3、某人在運(yùn)動(dòng)會(huì)上400m跑時(shí)的情況.
4、公共汽車運(yùn)行時(shí)的情況.
并思考:平均速率與平均速度有什么不同?
運(yùn)動(dòng)快慢的描述速度
一、教學(xué)目標(biāo)
1、理解速度的概念
(1)知道速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量;
(2)明確速度的意義、公式、符號(hào)和單位;
(3)知道速度是矢量.
2、理解平均速度和瞬時(shí)速度的概念,明確瞬時(shí)速率,知道速率和速度的區(qū)別.
3、初步運(yùn)用極限思維方法理解瞬時(shí)速度.
二、重點(diǎn)難點(diǎn)
1、速度概念是本節(jié)的重點(diǎn)
2、對(duì)瞬時(shí)速度的理解是本節(jié)的難點(diǎn)
三、教學(xué)方法
講授、討論、多媒體輔助教學(xué)
四、教具
多媒體設(shè)備
五、教學(xué)過程
1、多媒體演示不同物體的運(yùn)動(dòng),引出速度概念
百米競賽
汽車的運(yùn)動(dòng)
火箭的運(yùn)動(dòng)
2、速度:速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,它等于位移s與發(fā)生這段位移所用時(shí)間t的比值,用v表示速度,則有v=s/t單位:m/s
速度不但有大小,而且有方向,是矢量,速度的方向跟運(yùn)動(dòng)的方向相同.
3、平均速度
(1)在勻速直線運(yùn)動(dòng)中,物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度不變,位移s跟發(fā)生這段位移所用的時(shí)間t成正比,即速度v恒定.
(2)在變速直線運(yùn)動(dòng)中,物體在相等的時(shí)間里位移不相等,比值s/t不恒定.
(3)平均速度:在變速直線運(yùn)動(dòng)中,位移s跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間t的比值叫做這段時(shí)間的平均速度,用v-表示,有
22:18
0
北京西
-
6:35
23:30
32
92
霸州
22
5:20
0:08
11
147
任丘
39
4:36
1:39
45
274
衡水
10
3:04
…
…
…
…解:a.北京西→霸州
位移s=92km
時(shí)間t=23:30-22:18=72min=1.2h
∴v-=s/t=92/1.2=76.67km/h
b.霸州→衡水
位移s=274-92=182km
時(shí)間t=1:39-23:32=2:07min=2.12h
∴v-=s/t=182/2.12=85.85km/h
c.在零時(shí)10分這一時(shí)刻,火車的瞬時(shí)速度為零。
例題2.物體沿直線AC作變速運(yùn)動(dòng),B是AC的中點(diǎn),在AB段的平均速度為60m/s,在BC段的平均速度為40m/s,那么在AC段的平均速度為多少?
解:設(shè)AC段位移為s,那么
通過AB段經(jīng)歷的時(shí)間t1=(1/2)s/v-1=s/120s
通過BC段經(jīng)歷的時(shí)間t2=(1/2)s/v-2=s/80s
總時(shí)間t=t1+t2=(s/120+s/80)s
在AC段的平均速度v-=s/t=s/(s/120+s/80)=48m/s
本題的解答過程告訴我們,求平均速度應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)定義進(jìn)行,不能無根據(jù)任意發(fā)揮.(比方說用v-=(v-1+v-2)/2)
4.瞬時(shí)速度、瞬時(shí)速率
運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,叫瞬時(shí)速度.瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率,簡稱速率.
為什么要研究瞬時(shí)速度?(學(xué)生討論)
因?yàn)槠骄俣炔荒苊枋鑫矬w在運(yùn)動(dòng)過程中任一時(shí)刻(或任一位置)運(yùn)動(dòng)的快慢,而瞬時(shí)速度在日常生產(chǎn),生活和現(xiàn)代科技中有廣泛的應(yīng)用,例如研究飛機(jī)起飛降落時(shí)的速度,子彈離開槍口時(shí)的速度,人造衛(wèi)星入軌時(shí)的速度等.
例題3.一物體從靜止出發(fā)從某一高度向下豎直下落,它的位移大小與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系為s=5t2(m)
1求t1=2s到t2=3s這段時(shí)間的平均速度;
2求t1=2s到t2=2.1s這段時(shí)間的平均速度;
3求t1=2s到t2=2.01s這段時(shí)間的平均速度;
4求t1=2s到t2=2.001s這段時(shí)間的平均速度.
解:由位移s與時(shí)間t的關(guān)系式s=5t2可以得到各段時(shí)間的平均速度
1v-1=s/t=5(32-22)/(3-2)=25m/s
2v-2=s/t=5(2.12-22)/(2.1-2)=20.5m/s
3v-3=s/t=5(2.012-22)/(2.01-2)=20.05m/s
4v-4=s/t=5(2.0012-22)/(2.001-2)=20.005m/s
討論:從上面的計(jì)算,會(huì)發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?可以得到什么結(jié)論?
結(jié)論:當(dāng)時(shí)間間隔取得越來越短時(shí),物體平均速度的大小愈來愈趨近于數(shù)值20m/s,實(shí)際上,20m/s就是物體在2s時(shí)刻的瞬時(shí)速度,它反映了物體在2s時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢程度.可見:
質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,等于時(shí)間間隔趨于零時(shí)的平均速度值,用數(shù)學(xué)語言講叫瞬時(shí)速度是平均速度的極限值.
(4)瞬時(shí)速度是客觀存在的.設(shè)想物體在運(yùn)動(dòng)過程中任一時(shí)刻沒有瞬時(shí)速度,則也可以推出在其他的任意時(shí)刻都沒有瞬時(shí)速度,這樣,又怎樣解釋物體是運(yùn)動(dòng)的呢?
(5)瞬時(shí)速度是矢量,既有大小,也有方向,在直線運(yùn)動(dòng)中瞬時(shí)速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同.
(6)怎樣在s-t圖象中認(rèn)識(shí)瞬時(shí)速度.
1討論:教材第27頁第(4)題
如圖是兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象.哪條直線所表示的運(yùn)動(dòng)的速度大?各是多大?
解析:根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式s=vt,由于v是不變的,s與t呈正比例關(guān)系,s-t圖象是一條傾斜直線,該直線的斜率k在大小上等于勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v.顯然直線2的斜率大于直線1的斜率,即v2v1
不難求出v1=0.75m/sv2=1.5m/s
2在變速直線運(yùn)動(dòng)s-t圖象中,某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,可用圖象在該段時(shí)間內(nèi)的割線的斜率k來表示,如圖所示
k=tanα=Δs/Δt=v-
3在變速直線運(yùn)動(dòng)s-t圖象中,某時(shí)刻的瞬時(shí)速度,可用圖象上過該時(shí)刻(或該位置)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的切線斜率k來表示.如圖所示
k=tanα=vt
(7)用正負(fù)號(hào)表示速度
如果質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),可以先建立一維坐標(biāo)軸,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向與坐標(biāo)軸的正方向相同時(shí),規(guī)定它為正值,而當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向與坐標(biāo)軸的方向相反時(shí),規(guī)定它為負(fù)值,這樣,就可以用帶有正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示速度的大小和方向.
討論:v1=5m/s和v2=-10m/s各表示什么意思?誰的速度大?
5.課堂小結(jié):
勻速直線運(yùn)動(dòng):v=s/t
速度平均速度v-=s/t
Δt→0變速直線運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)速度v=lim(Δs/Δt)
瞬時(shí)速率
6.課外作業(yè):教材第27頁練習(xí)三(1)、(2)、(5)
《運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度》教學(xué)設(shè)計(jì)
《運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo):
1.知識(shí)與技能
(1)解釋速度的概念,能夠概括速度的定義、公式、符號(hào)、單位和物理意義。
(2)解釋平均速度、瞬時(shí)速度的定義并學(xué)會(huì)辨析。
(3)能夠說出速率的概念并辨認(rèn)速度與速率。
2.過程與方法
(1)在概念轉(zhuǎn)變的教學(xué)過程中形成全面、正確的關(guān)于速度的概念。
(2)通過平均速度引出瞬時(shí)速度的過程,鍛煉使用極限思維。
(3)通過對(duì)平均速度與瞬時(shí)速度、速度與速率的區(qū)別和分辨,學(xué)會(huì)運(yùn)用辨析的方法。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)對(duì)速度全面正確地解釋來積極培育自身科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。
(2)積極將自己的觀點(diǎn)及見解與老師、同學(xué)進(jìn)行交流。
(3)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)嘗試體會(huì)物理學(xué)中蘊(yùn)含的對(duì)立統(tǒng)一。
課型:新授課
課時(shí):第一課時(shí)
學(xué)情分析:
一般而言,高一學(xué)生在經(jīng)歷了初中階段的學(xué)習(xí)后,思維能力得到了較好的發(fā)展,抽象邏輯思維逐漸取代形象思維占據(jù)主要地位.學(xué)生的一般特征主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:
(1)學(xué)生能夠按照探究性學(xué)習(xí)的過程利用假設(shè)思維進(jìn)行學(xué)習(xí);
(2)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自我調(diào)控能力得到了進(jìn)一步加強(qiáng),學(xué)習(xí)過程更加具有目的性;
(3)在某種程度下學(xué)生思維不再是“抱殘守缺”,而是較為容易接受新事物;
(4)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)由興趣支撐逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛梢庵局?,學(xué)習(xí)的目的性更加明確;
(5)學(xué)生之間的交流對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)具有一定的影響.
關(guān)于“速度”的學(xué)習(xí),學(xué)生在初中階段科學(xué)學(xué)科中所接受的定義是,單位時(shí)間內(nèi)通過的路程.這與高中對(duì)于“速度”的定義截然不同,學(xué)生雖然通過初中階段的學(xué)習(xí)具備了一定的基礎(chǔ),但這個(gè)基礎(chǔ)里大部分仍然是迷思概念.如何將初中階段所接受到的關(guān)于“速度”的迷思概念轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念,達(dá)到一個(gè)新的認(rèn)知平衡是本節(jié)課的一條主線.同時(shí)也應(yīng)該認(rèn)識(shí)到學(xué)生在初中階段的學(xué)習(xí)以及前面關(guān)于“位移”、“路程”的學(xué)習(xí)為本節(jié)課奠定了一個(gè)很好的基礎(chǔ).
本節(jié)課可能存在的問題有兩個(gè),一是學(xué)生根據(jù)初中階段的學(xué)習(xí)積累對(duì)于“速度”難以產(chǎn)生正確、客觀的認(rèn)識(shí),其中所存在的迷思概念需要在教學(xué)過程中進(jìn)行轉(zhuǎn)變;二是學(xué)生對(duì)于“平均速度”、“瞬時(shí)速度”兩個(gè)概念可能會(huì)有所混淆,教師應(yīng)該利用課堂呈現(xiàn)的問題情境引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效區(qū)分.
教學(xué)重點(diǎn):
速度的概念,由平均速度通過極限的思維方法引出瞬時(shí)速度。
教學(xué)難點(diǎn):
對(duì)瞬時(shí)速度的理解,怎樣由平均速度引出瞬時(shí)速度。
教學(xué)方法:
問題情境引入、探測(cè)已有概念、產(chǎn)生認(rèn)知沖突、解構(gòu)迷思概念和建構(gòu)科學(xué)概念、形成新的認(rèn)知平衡。
教學(xué)過程:
引入:速度的二段式測(cè)驗(yàn)3道題,情境引入,激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生沖突。
(一)速度
“速度”的引入:運(yùn)動(dòng)會(huì)上,要比較哪位運(yùn)動(dòng)員跑得快,可以用什么方法?通過相同的位移比較時(shí)間的長短。若運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是相等的,我們可以根據(jù)位移的大小來比較。如果運(yùn)動(dòng)的位移、所用的時(shí)間都不一樣,又如何比較呢?
在物理學(xué)中,我們引入速度這個(gè)物理量來描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢。
1.定義:位移Δx與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間Δt的比值(比值定義法)。
描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量。
2.國際單位:m/s或m·s-1,其他單位:km/h等
3.速度是矢量,方向與運(yùn)動(dòng)方向相同。
在勻速直線運(yùn)動(dòng)中,速度保持不變。如果物體做變速直線運(yùn)動(dòng),速度的大小不斷改變,根據(jù)求得的則表示物體在Δt時(shí)間內(nèi)的平均快慢程度,稱為平均速度。
(二)平均速度和瞬時(shí)速度
1.平均速度
⑴公式:
⑵平均速度是矢量,方向即位移的方向。
對(duì)于變速直線運(yùn)動(dòng),各段的平均速度一般并不相同,求平均速度必須指明“哪段時(shí)間”或“哪段位移”。
⑶求平均速度必須指明“哪段時(shí)間”或“哪段位移”。
過渡:平均速度只能粗略的描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢,為了精確地描述做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的快慢,我們可以將時(shí)間Δt取得非常小,接近于零,這是求得的速度值就應(yīng)該是物體在這一瞬時(shí)的速度,稱為瞬時(shí)速度。
2.瞬時(shí)速度
⑴定義:物體在某一時(shí)刻(或某一瞬間)的速度。
⑵瞬時(shí)速度簡稱速度,方向?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)方向。
在日常生活中,人們對(duì)“速度”這一概念并不一定明確指出是“平均速度”還是“瞬時(shí)速度”,我們應(yīng)根據(jù)上下文去判斷。“平均速度”對(duì)應(yīng)的是一段時(shí)間,“瞬時(shí)速度”對(duì)應(yīng)的是某一時(shí)刻。
3.瞬時(shí)速率:瞬時(shí)速度的大小,簡稱速率。
例:課本P16汽車速度計(jì)上指針?biāo)傅目潭仁瞧嚨乃矔r(shí)速率。
(三)平均速率:物體運(yùn)動(dòng)的路程與所用時(shí)間的比值。
與“平均速度的大小”完全不同。
例1:下列對(duì)各種速率和速度的說法中,正確的是()
A.平均速率就是平均速度
B.瞬時(shí)速率是指瞬時(shí)速度的大小
C.勻速直線運(yùn)動(dòng)中任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都等于其任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度
D.勻速直線運(yùn)動(dòng)中任何一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都相等
例2:一輛汽車沿平直的公路行駛,⑴若前一半位移的平均速度是v1,后一半位移的平均速度是v2,求全部路程的平均速度;⑵若汽車前一半時(shí)間的平均速度是v1,后一半時(shí)間的平均速度是v2,求全部路程的平均速度。(;)
總結(jié):平均速度不是速度的平均值,應(yīng)嚴(yán)格按照定義來計(jì)算。
例3:人乘自動(dòng)扶梯上樓,如果人站在扶梯上不動(dòng),扶梯將人送上樓去需用30s。若扶梯不動(dòng),某人沿扶梯走到樓上需20s。試計(jì)算這個(gè)人在扶梯開動(dòng)的情況下仍以原來的速度向上走,需要多長時(shí)間才能到樓上?(12s)
作業(yè):
必做:p18—1、2、3、4
選做:新新學(xué)案第一章第三節(jié)
物理教案-運(yùn)動(dòng)快慢的描述 速度
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教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、理解平均速度的概念:
(1)知道平均速度是粗略描述變速運(yùn)動(dòng)的快慢的物理量.
(2)理解平均速度的定義,知道在不同的時(shí)間內(nèi)或不同的位移上的平均速度一般是不同的.
(3)會(huì)用平均速度的公式解答有關(guān)的問題.
2、理解瞬時(shí)速度的概念
(1)知道瞬時(shí)速度是精確描述變速運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量.
(2)知道瞬時(shí)速度是物體在某一時(shí)刻的速度或在某一位置時(shí)的速度.
3、理解用比值法定義物理量的方法.
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.
情感目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真思考問題的習(xí)慣.
教學(xué)建議
教材分析
速度的定義是高中物理中第一次向?qū)W生介紹用比值定義物理量的方法,教材的講述比較詳細(xì),通過兩種通俗的比較運(yùn)動(dòng)快慢的方法,過渡到一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),自然地給出比值法定義速度.對(duì)平均速度和瞬時(shí)速度的講述也非常便于學(xué)生的接受,且適時(shí)給出了速率的概念;課后給出的“閱讀材料”和“做一做”對(duì)加深概念的理解和擴(kuò)展思維有很大的好處.
教法建議
在學(xué)生看書自學(xué)的基礎(chǔ)上,啟發(fā)學(xué)生,要讓學(xué)生參與速度的定義過程,通過一些討論突破瞬時(shí)速度這個(gè)難點(diǎn),配合一些多媒體資料加深理解和鞏固.在引入速度概念時(shí),也可采用,給出兩個(gè)具體的勻速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,讓同學(xué)體會(huì),介紹一種運(yùn)動(dòng)要抓住其本質(zhì),本質(zhì)應(yīng)是相對(duì)不變的,位移是變化的,時(shí)間是變化的,觀察位移與時(shí)間的比值,此比值是不變的.分析比值的含義,由此得到速度的定義.講述平均速度時(shí),最好給出一個(gè)具體的實(shí)例來說明.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):速度的定義,平均速度,瞬時(shí)速度的理解.
教學(xué)難點(diǎn):對(duì)瞬時(shí)速度的理解.
主要設(shè)計(jì):
一、速度:
【方案一】
1、提問:在百米賽跑中,如何比較運(yùn)動(dòng)員跑得快慢?
(展示媒體資料:運(yùn)動(dòng)會(huì)上百米賽跑的資料)
2、提問:兩輛汽車都行駛2h,如何比較哪輛車更快?
3、提問:如果兩物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同,發(fā)生的位移也不同,如何比較它們誰運(yùn)動(dòng)的更快?
4、提問:什么叫速度?速度的物理意義?速度的單位?速度的方向?
5、討論:如何在位移圖像中求速度.
【方案二】
1、給出如圖所示的甲、乙兩輛汽車做勻速直線情況,請(qǐng)同學(xué)觀察它們的特點(diǎn).
2、引導(dǎo)同學(xué)思考與討論:
(1)如何向別人介紹這兩個(gè)的運(yùn)動(dòng)?誰運(yùn)動(dòng)得更快?
(2)只比較兩車的位移,或只比較兩車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,能知道哪輛車運(yùn)動(dòng)底快嗎?為什么?
(3)引導(dǎo):在介紹某一事物時(shí)要抓住其本質(zhì),本質(zhì)應(yīng)是相對(duì)不變的.位移是變化的、時(shí)間是變化的,觀察位移與時(shí)間的比值,此比值是不變的,分析比值的含義,得到速度的定義.
3、討論速度的單位、矢量性等.
4、討論:如何利用位移圖像求速度.
二、平均速度和瞬時(shí)速度:
(一)平均速度:
1、提問:勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度有什么特點(diǎn)?
2、提問:如何粗略地描述變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢?什么叫平均速度?
3、提問:在百米跑的過程中,前半程和后半程的平均速度相同嗎?
4、練習(xí):在百米跑的過程中,某運(yùn)動(dòng)員10s鐘到達(dá)終點(diǎn),觀察記錄得知,他跑到50m處時(shí),用時(shí)5.5s.經(jīng)過5s時(shí)跑到45m處,分別求全程的平均速度、前半程和后半程的平均速度、前一半時(shí)間和后一半時(shí)間的平均速度.
(二)瞬時(shí)速度:
1、引導(dǎo)啟發(fā):某人靜止在A位置,與慢走經(jīng)過A位置,或快跑經(jīng)過A位置,情況是不同的(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同),這種不同需要用瞬時(shí)速度來描述,第一種情況瞬時(shí)速度為零,第二種情況的瞬時(shí)速度小于第三種情況的瞬時(shí)速度.
2、引導(dǎo)啟發(fā):百米賽跑運(yùn)動(dòng)員,若全程用10s,則10s內(nèi)的平均速度為10m/s,若測(cè)出每一秒內(nèi)的位移,如第1秒內(nèi)的位移為8m,則m/s,第二秒內(nèi)的位移為9m,則m/s,第3秒內(nèi)的位移為11m,則m/s,這樣對(duì)運(yùn)動(dòng)員的情況就了解得比較細(xì)致了,若能知道每個(gè)0.1s內(nèi)的位移,則對(duì)運(yùn)動(dòng)情況的了解就更細(xì)致了,若能知道每個(gè)0.01s內(nèi)的位移,則對(duì)運(yùn)動(dòng)情況的了解就更細(xì)致了.要更精確的掌握物體的運(yùn)動(dòng)情況,則需要知道物體各個(gè)時(shí)刻的速度.
3、提問:什么叫瞬時(shí)速度?什么叫速率?
4、展示多媒體資料:汽車速度計(jì)及理程計(jì),讓瞬時(shí)速度的概念更加具體化.
5、練習(xí)書后“做一做”,模擬打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
探究活動(dòng)
請(qǐng)你想辦法測(cè)量下列物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的平均速率:
1、人走路時(shí)的情況.
2、人騎自行車時(shí)的情況.
3、某人在運(yùn)動(dòng)會(huì)上400m跑時(shí)的情況.
4、公共汽車運(yùn)行時(shí)的情況.
并思考:平均速率與平均速度有什么不同?