高中物理人教版必修第一册：3 位置变化快慢的描述——速度教学设计.docx

教学设计

课程基本信息

学科

高中物理

年级

高一

学期

秋季

课题

3位置变化快慢的描述——速度

教学目标

1.物理观念：理解速度的概念，领会其矢量性。理解速度定义式的含义。知道平均速度、瞬时速度和速率的意义。理解速度—时间图像，能通过v－t图像描述物体的运动。

2.科学思维：结合瞬时速度概念的建构，体会研究物体问题的极限方法。

3.科学探究：由打点计时器打出的纸带上的点，探究物体运动的变化规律。

4.科学态度与责任：通过探究实验，认识速度概念本质，形成实事求是的科学态度。

教学重难点

教学重点：

1.速度、平均速度和瞬时速度等概念的建立。

教学难点：

1.通过实验测量速度及描绘v-t图像的方法。

2.平均速度过渡到瞬时速度的极限思想。

教学过程

情景探究1：

教师：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？结合情境，思考下列问题？

（1）在东京奥运会男子100米半决赛中，苏炳添以9秒83的成绩获得小组第一!如何比较运动员在100米比赛中运动的快慢？

（2）在50s时间内，中国的动车沿平直铁路行驶了5000m；同样在50s时间内，小轿车沿与铁路平行的公路行驶了1000m，动车和小轿车谁行驶得更快？

（3）百米比赛中的苏炳添的运动和高速公路上运动的小轿车相比，谁运动的更快？

学生思考并回答：

（1）路程相同，时间越短，运动的越快。

（2）时间相同，路程越大，运动的越快。

（3）小轿车更快，理由是：通过路程和时间之比越大，运动的越快。

教师：上述问题中，用路程和时间之比来描述物体运动的快慢，但路程和时间之比能不能准确描述物体位置变化的快慢吗？请同学们再思考下列问题：

（1）有两辆车从同一地点出发，沿长短不同的两条路径，同时到达一个终点，这段时间内两辆车位置变化的快慢相同吗？

（2）有两辆车从同一地点出发，一辆向东开,另一辆向西开，它们在相同时间内路程和时间之比都是20m/s。这两辆车的位置随时间变化的快慢相同吗？

学生思考并回答：

（1）两辆车的路程与时间之比不同。但两辆车在相同的时间内发生了相同的位移，所以位置变化的快慢相同。

（2）路程与时间之比相同。但两辆车的运动方向不同，位置随时间变化的快慢不同。

教师：物体运动的要点在于位置的变化，位移比路程更能反映位置的变化。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：请同学们阅读教材“速度”这一部分，理解物理学中用哪个物理量表示物体运动的快慢，它是如何定义的？有何物理意义？单位如何？矢量还是标量？方向如何确定？

归纳总结：

一、速度

1.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。

2.速度通常用字母v表示，如果在时间△t内物体的位移是△x，它的速度可以表示为：

v=eq\f(△x,△t)

单位：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或m·s-1。常用单位还有千米每时（km/h或km·h-1）、厘米每秒（cm/s或cm·s-1）等

速度是矢量，它既有大小，也有方向。速度v的方向与时间△t内位移△x的方向相同。

【教师补充】（1）是采用比值法定义速度的，不能认为v∝?x。

（2）v不仅表示运动的快慢，同时也表示运动的方向。

Ｘ/ｍ（3）物体的路程与所用时间的比值为平均速率，是标量，无方向。只有物体做单方向直线运动时，平均速度的大小与平均速率相等。

Ｘ/ｍ

情景探究2：

（1）百米赛跑中，苏炳添在比赛中的运动快慢一直一样吗？

（2）由求得的速度v，有什么意义？

0（3）如图为百米运动员比赛时的位置变化，怎么描述运动员在t0时刻时运动的快慢和方向呢？

0

x/mt/st0

x/m

t/s

t0

学生思考并回答：

不一样，开始越来越快，后来一段几乎保持不变，再后一段有所变慢，最后冲刺阶段又略快一些。

（2）由求得的速度v，表示的只是物体在时间内的运动的平均快慢程度，叫做平均速度。

（3）设想由时刻t0到t0+△t一小段时间内的平均速度来代替时刻t0物体的速度。如果△t取得小一些，在△t这样一个较小的时间内，运动快慢的差异就不会太大。△t越小，运动快慢的差异就越小。当△t非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，此时，我们就把eq\f(△x,△t)叫作物体在时刻t的瞬时速度。由平均速度过渡到瞬时速度中体现了极限思想的科学方法。

归纳总结：

二、平均速度、瞬时速度

1.平均速度和瞬时速度的区别与联系

物理量

比较项目

平均速度

瞬时速度

区

别

对应关系

与一段时间或一段位移对应

与某一时刻或某一位置对应

物理意义

粗略地描述做变速直线运动的物体在某段时间内或某段位移上的运动快慢程度和方向

精确地描述做变速直线