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(I)Word版

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。

它的位移是？
1.分析：
A点坐标x1：表示汽车在t1时刻的位置，
B点坐标x2：表示汽车在t2时刻的位置。

2．坐标的变化量△ x ＝x2– x1（表示汽车的位移）
⑴△ x 的大小表示位移的大小，
⑵△ x 的正、负表示位移的方向
3.时间的变化量△ t ＝t2– t1
解：x1=10m，x2=30m
△ x ＝x2– x1=30-10=20m
⑴位移的大小为20m，
⑵位移的方向为x轴正方向。

【思考与讨论】
1.上图中汽车（质点）在向哪个方向运动？
2.如果上述汽车沿x轴向另外一个方向运动，位移Δx是正值还是负值？
（二）速度
【思考】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，物体运动的就越快？
【讨论回答】不能，因为物体的运动快慢与运动的时间有关。

那么，如何来描述物体运动的快慢呢？
【影片展示】
1.播放比赛片段或者先设置问题“雅典奥林匹克运动会男子110m 栏冠军刘翔”。

2.展示质点各式各样的运动，快慢程度不一样。

【思考】怎样比较物体运动的快慢呢？
3.“蜗牛的爬行很慢”，“飞机的飞行很快”，那么，怎样比较它们运动的快慢程度呢？有哪些方法？
【问题】我们怎样比较哪位运动员跑得快呢？有几种方法？试举例说明。

方法一：同样的时间，比较通过的位移，位移大的，运动的快。

动画演示：AB 两小车的运动，经过2h 后，A 车位移为80km ，B 车为160km ，说明B 车运动的快。

方法二：同样的位移，比较所用的时间，时间短的，运动的快。

动画演示：甲乙两运动员进行百米赛跑，跑完100m 后，甲所用时间为10秒，乙所用时间为11秒，说明甲运动员运动的快。

【思考】在上述①、②两个例子中，汽车A 和运动员甲，哪一个运动更快呢？它们的 △x 、△ t 均不相同，怎样比较呢？
【分析】汽车A ：2h 内的位移为80km ；
运动员甲：10s 内的位移为100m 。

方法三：以单位时间作为标准，比较在单位时间内的位移。

汽车A 的运动：
运动员甲的运动： 像这样，我们可以用位移与时间的比值来表示物体的运动快慢，伽俐略将这个比值定义为速度。

1、定义：位移x 与发生这段位移的所用的时间t 的比值，叫速度。

t
x ∆∆=
υ 2、物理意义：表示物体运动快慢的物理量。

3、单位：国际单位制（IS ）中，m/s 、km/h 、cm/s
s m s m s m h km /11111360021082804=≈⨯⨯=s m s
m s m /1011010100==
4、矢量性：速度不但有大小（表示运动快慢）而且有方向（表示运动的方向），是矢量。

提问：有人说按照定义式,V 与x ∆成正比，x ∆越大V 越大，对不对？
V 与t ∆成反比，t ∆越小，V 越大，对不对？为什么？ 结论：t
x ∆∆=υ是一个比值定义式，反映的是速度与时间和位移的共同关系，不能说明他们之间成正比或者反比关系。

（三）．平均速度和瞬时速度
如果物体做变速直线运动，在相等的时间里位移是否都相等？那速度还是否是恒定的？那又如何描述物体运动的快慢呢？
问题：百米运动员，10s 时间里跑完100m ，那么他1s 平均跑多少呢？
回答：每秒平均跑10m 。

百米运动员是否是在每秒内都跑10m 呢？答：否。

说明：对于百米运动员，谁也说不来他在哪1秒破了10米，有的1秒钟跑10米多，有的1秒钟跑不到10米，但当我们只需要粗略了解运动员在100m 内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s 的速度匀速跑完全程。

此时的速度就称为平均速度。

所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。

1．平均速度
1）定义：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这段时间（或这段位移）的平均速度，用v 表示．
2）说明：
a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。

表示的是物体在t 时间内的平均快慢程度。

这实际上是把变速直线运动粗略地看成是匀速运动来处理．
b ．这是物理学中的重要研究方法——等效方法，即用已知运动研究未知运动，用简单运动研究复杂运动的一种研究方法．
问题8：百米赛跑运动员的这个v =10m/s 代表这100米内（或10秒内）的平均速度，是否是说明他在前50米的平均速度或后50米内或其他某段的平均速度也一定是10m/s ？
c ．平均速度只是对运动物体在某一段时间内（或某一段位移内）而言的，对同一运动物体，在不同的过程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必须指明“哪段时间
”或“哪段位移”的．
d.平均速度只能粗略地描述一段时间（或一段位移）内的总体快慢，这就是“平均速度”与匀速直线运动“速度”的根本区别．
e.平均速度不是各段运动速度的平均值，必须根据平均速度的定义来求解。

2．瞬时速度
（1）定义：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做此时刻（或此位置）的瞬时速度．
（2）意义：反映物体在某一时刻（或经某一位置）时运动的快慢，它能精确地描述变速运动的快慢。

平均速度只能粗略地描述变速运动．
（3）对瞬时速度的理解：瞬时速度是在运动时间0→∆t 时的平均速度，即平均速度t
s v ∆∆=在0→∆t 时的极限就是某一时刻（或某一位置）的瞬时速度。

（4）瞬时速度的方向：瞬时速度是矢量，在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同，（若是曲线运动，瞬时速度的方向是轨迹上物体所在点的切线方向（与轨迹在该点的延伸方向一致））
（四）．速率：
1． 瞬时速率
1）定义：瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。

2） 瞬时速率的测量：技术上通常用速度计来测量瞬时速率。

2．平均速率：
瞬时速度的大小是瞬时速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO ）其实我们初中所学的速度也不是没有意义的，我们给了他一个新的名字平均速率。

1）定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。

2）速率是标量。

3）注意：平均速率不是平均速度的大小。

三、课堂小结
本节课主要学习了坐标和坐标的变化量以及速度的概念及其物理意义，大家要知道坐标和坐标的变化量与位置与位移的关系。

速度是矢量，方向就是物体运动的方向，要知道速度的定义、物理意义、定义式和单位。

四、板书设计
运动快慢的描述——速度
一、坐标与坐标的变化量
1.坐标：某时刻物体的位置。

2.坐标的变化量：物体在某段时间内的位移。

二、速度
1. 定义：位移与发生这个位移所用的时间的比值叫做速度。

2.定义式：
x v
t
∆=
∆
3.物理意义：速度是表示物体运动快慢的物理量。

4.单位：国际单位制m/s(m·s-1).
5.矢量性：速度是一个矢量
大小：单位时间内位移的大小。

方向：与物体的运动方向相同。

五、布置作业
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。