1.3运动快慢与方向的描述-速度

运动快慢与方向的描述——速度通州区永乐店中学关正兵教学设计思路：本节课先播放田径比赛录像，引出问题，通过学生讨论、分析，引出用速度描述物体运动的快慢．接着，通过比较匀速直线运动和变速直线运动，得出平均速度的概念及计算方法，通过计算运动员在不同路段或时间段的平均速度，让学生体会计算平均速度时，必须指出是哪一段位移或时间所对应的平均速度．然后问学生，要想精确描述运动员的运动快慢，该怎么办？引导学生分析，通过极限思想，引出瞬时速度的概念．之后用气垫导轨、光电门模拟利用极限思想寻找平均速度和瞬时速度的联系．最后通过播放录像——汽车速度计的指针所指示的数值随着运动速度的变化而变化，让学生体会瞬时速度．学习者分析：由于学生在初中已学习过有关速度的知识，在生活中对于速度也有较多的感性知识，在高中重新学习应该困难不大．但用比值来定义速度是第一次，通过通俗的比较运动快慢的方法，过渡到一个统一标准，自然地用比值法定义速度，并引导学生了解现在的定义与初中的定义有什么不同，用位移定义速度有什么好处等．这是本节内容的一个难点．教学目标：一、知识与技能1．叙述速度的定义，写出速度的公式、符号和单位．2．阐述速度的特点，区分速度和速率．3．列举具体实例，识别平均速度和瞬时速度．4．通过速度、平均速度的计算，解决有关实际问题．二、过程与方法1．通过对物体运动快慢的分析，采用比值法定义速度这一物理量．2．运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，渗透等效的方法．3．由平均速度引出瞬时速度，培养学生的迁移推理能力．三、情感、态度和价值观1．激发探究与日常生活有关的物理学问题的兴趣．2．体验民族自豪感．3．有主动与他人合作的精神，有将自己的解释与他人交流的愿望．教学准备：教学录像、图片、气垫导轨、光电门、滑块．教学过程：一、引入新课：（播放刘翔110米栏夺冠录像）这是刘翔在瑞士洛桑世界田径超级大奖赛以12秒 88 的成绩夺冠、并打破世界纪录的录像．问题1：110米栏决赛中，裁判是根据什么判定刘翔获得冠军的？（相同位移比时间）问题2：比赛现场的观众是如何知道刘翔获得了冠军？（相同时间比位移）问题3：有位同学100米跑的成绩为12秒，请你判断他和刘翔谁跑得快？学生分析得出：用位移和时间的比值来反映运动的快慢，并计算出刘翔在110米栏全程位移与时间的比值是8.54m/s．二、新课教学1．平均速度在匀速直线运动中，在任何相等的时间里位移都是相等的，也就是说是恒定的．如果是变速直线运动，在相等的时间里位移不相等，那么就表示某段位移 ( 或在时间t内 ) 的平均快慢即平均速度．大小：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，叫这段时间( 或这段位移 ) 的平均速度，用物理意义：粗略描述物体运动的快慢．方向：与物体运动方向一致．说明：我们前面算出的刘翔110米栏比赛的速度为8.54m/s，就是他运动110米这段位移的平均速度．问题4：刘翔每秒都跑8.54 米吗？问题5：如果想进一步了解刘翔跑步的快慢变化，该怎么办？学生思考得出：应分成多段．问题 6：结合录像以及下表信息，请你计算：例题：刘翔在瑞士洛桑世界超级田径大奖赛以12秒 88 的成绩夺得110米栏(1) 刘翔由起点到第三栏，运动的平均速度是多大？(2) 刘翔由第三栏到第八栏，运动的平均速度是多大？(3) 刘翔由第八栏到终点线，运动的平均速度是多大？学生分组计算并得出结果，验证三段平均速度的平均值不等于整段的平均速度，由此说明平均速度应指明是哪段时间内的平均速度．问题7：如果想再进一步了解刘翔跑步的快慢变化，该怎么办？学生思考得出：将起跑阶段 ( 起点至第三栏 ) 分成更多段，分别求出各段的平均速度．如果想了解得更清楚，分成更多段就行了．问题8：如果刘翔想知道在跨越第七栏瞬间的速度，你能帮助他吗？当位移段取到第七栏附近尽可能小的一段时，此时的平均速度是否就非常非常接近他在跨越第七栏瞬间的真实速度？这时就可以认为这个速度就是他在跨越第七栏瞬间的真实速度——也就是我们所说的刘翔在跨越第七栏瞬间的瞬时速度．2．瞬时速度物体在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度．在直线运动中，瞬时速度的方向即物体在这一位置的运动方向．瞬时速度是矢量．演示实验：气垫导轨、光电门模拟利用极限思想寻找平均速度和瞬时速度的联系．通常我们只强调瞬时速度的大小，把瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称为速率，是标量．前面我们是利用极限的思想来测出小车经过某一位置的瞬时速率，高中阶段我们还无法计算瞬时速度．现实生活中是怎样知道物体运动的瞬时速度的大小的？简单介绍：① 汽车速度计（车速里程表实际上是通过测量汽车驱动轮的转速换算出汽车的速率的．）展示：汽车速度计的图片．放映：司机面前的速度计指针所指的数值随着行驶快慢而不断改变的录像．② 雷达测速计（利用超声波或电磁波的多普勒效应来测汽车的速率．今后我们会学到．）感兴趣的话可以自己查找一些相关资料．三、小结在初中我们所学的是匀速直线运动，速度是不变的．但是我们现在研究的是变速直线运动，用x/t求出来的是变速直线运动的平均速度，而要了解变速直线运动的速度如何变化，就要知道各个时刻的速度，即瞬时速度．四、作业课外探究：汽车测速仪板书设计：速率：只表示速度大小，是标量．教学流程：教学反思：1．生活实例和实验作为概念探究的基础，突出学科特征．对刘翔案例的研究，极大地激发了学生的学习热情，学生对日常生活中碰到的三个问题的解决过程也是对速度概念的建立过程．用气垫导轨演示的测量瞬时速度的实验，使学生感受到极限的思维方法．拍摄的汽车行进过程中速度计的录像，将原本不为人注意的生活镜头清晰地呈现在学生面前，真实、可靠，使学生从经验事实中认识到瞬时速度的存在．实验现象直观、生动，事实令人信服，使瞬时速度概念具体化，从而顺利突破瞬时速度这一教学难点．2．注意渗透物理研究科学方法的教育，进行符合学生认知规律的过程式探究．探索速度概念的教学过程是在学生原有知识基础上，遵循着学生的认知规律，以刘翔110米栏运动为背景精心设计实际问题，使学生在问题的解决中完成速度概念的建立过程，变面向“结论”的传授式教学为面向“过程”的探究教学．又如对平均速度粗略描述运动的快慢，而瞬时速度精确描述运动的快慢的教学，也采用了巧妙的问题设计，注重概念形成的过程教学．3．爱国主义教育，洋溢着浓浓的科学、人文气息．教学设计评价：本节课既有对学生思维发展的要求，也有对规律的理解运用的要求，所以本节课建议从思维发展和规律运用两个方面对学生进行评价．。

课 题 1.3运动快慢与方向的描述——速度课型 新授 备课时间 2012.9.5备课组成员主备审核学习目标 1.知道速度的定义2.理解平均速度和瞬时速度，并与平均速率、瞬时速率区分3.根据的纸带计算平均速度。

教学重点 平均速度和瞬时速度教学难点 平均速度与平均速率的区别、平均速度和瞬时速度教 学 过 程备 注一．新课引入（先复习上节课学习的几点知识）。

上节课我们已经学习了位置变化的描述——位移，那么位置的变化快慢（运动的快慢）我们如何描述呢？那么我们来学习本节课的内容，我想通过本节课的学习，我们就可以明白如何来描述运动的快慢。

以温故知新的方式进入新课，作为类比 二．新课展开1.运动快慢的描述——速度（1）定义：在匀速直线运动中，位移Δx 与发生这段位移所用的时间Δt 的比值叫做速度。

即：txv ∆∆=。

（2）在国际单位制中，速度的单位是米/秒，符号m/s （m •s -1），读作“米每秒”。

常用单位还有km/h ，cm/s.（3）物理意义：速度是用来描述物体运动快慢和方向的物理量。

速度越大，表示物体运动得越快，其位置变化也越快。

（4）速度是矢量，既有大小又有方向，速度的大小在数值上等于单位时间内位移的大小，方向跟物体运动的方向相同。

2.平均速度（1）定义：在变速运动中，运动物体的位移与所用时间的比值叫做这段时间（这段位移）的平均速度。

用v 表示，定义式为：txv ∆∆=（2）物理意义：粗略地描述这段时间（这段位移）物体做变速运动的平均快慢程度。

平均速度也是矢量，其方向与位移的方向相同。

【举例】运动员沿平直的跑道跑100米用了10s ，他的平均速度为：s m s m t x v /10/10100==∆∆=（3）平均速度与平均速率的区别（★）平均速率：运动物体的路程s 和所用的时间t 的比值，叫做这段时间（或路程）的平均速率。

平均速率是标量，没有方向。

只有在单方向直线运动中，平均速率才等于平均速度的大小【例1】如图所示的平直公路上，一辆汽车从甲地到乙地需要10min ，从乙地返回丙地需要2min 。

1.3运动快慢的描述——速度学习目标1. 知道直线坐标系中坐标与位移的关系2. 了解速度的大小和方向是如何定义的3. 理解速度的意义，知道瞬时速度的大小是速率4. 能够区分平均速度和瞬时速度一、坐标与坐标的变化量1．坐标：以直线为x 坐标轴，物体的位置就可以用________来表示．2．坐标的变化量：Δx ＝________，Δx 的大小表示____________，Δx 的正负表示______________。

3．时间的变化量：Δt ＝________。

二、速度1．定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做速度．2．表示式：t∆∆=x ν 3．单位：米每秒，符号是________或________。

1 m/s ＝________ km/h 。

4．矢量性：速度是矢量，速度的方向就是物体_____________。

5．物理意义：表示物体____________的物理量。

自主练习1．(多选)下列关于速度的说法正确的是( )A ．速度是矢量，既有大小也有方向B ．速度描述物体运动的快慢，只有大小C ．速度越大，物体的位移越大D ．速度越大，物体在单位时间内的位移越大2.(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，取向右为正方向，甲质点的速度为2 m/s ，乙质点的速度为－4 m/s ，则可知( )A ．乙质点的速度大于甲质点的速度B ．因为＋2>－4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度C ．这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向D ．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s 后甲、乙两质点相距60 m注意：①速度的正、负不表示大小，只说明该速度与所选正方向同向或反向。

②比较速度大小时只看其绝对值的大小。

3．(多选)对速度的定义式t ∆∆=x ν，以下叙述正确的是( ) A ．此速度定义式适用于任何运动B ．速度v 的大小与运动的位移Δx 和时间Δt 都无关C ．物体做匀速直线运动时，速度v 与运动的位移Δx 成正比，与运动时间Δt 成反比D ．速度是表示物体运动快慢及方向的物理量三、平均速度和瞬时速度1．平均速度(1)定义：在变速直线运动中，位移Δx 跟发生这段位移_________的比值叫做变速直线运动的平均速度．(2)公式：t∆∆=x ν (3)物理意义：___________地描述物体运动的快慢．(4)矢量性：平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间Δt 内发生的________的方向相同．2．瞬时速度(1)定义：物体在___________(或经过某一位置)的速度叫做瞬时速度．(2)物理意义：________地描述物体运动的快慢．3．速度和速率(1)速率：瞬时速度的________叫做速率．(2)速度与速率的区别：速度是矢量，速率是标量；速率只反映物体运动的快慢，而速度却同时反映运动的________和运动的________。

第1.3课 运动快慢的描述—速度一、坐标与坐标的变化量1.直线坐标系：直线坐标轴上每一点的数值表示该点的 ，两个坐标的差值表示坐标的 ，不同含义的坐标轴上坐标的变化量具有不同的物理意义。

2.位移：物体沿直线运动，以这条直线为x 坐标轴，则位移用 表示，即Δl ＝Δx ＝。

Δx 的大小表示位移的 ，Δx 的正负表示位移的，如图甲。

3.时间：在时间轴上坐标变化量表示，即Δt ＝ ，如图乙。

二、速度1.物理意义：表示物体运动的 。

2.定义：位移与发生这段位移所用时间的。

3.定义式：tx v ∆∆= 4.单位：国际单位制单位：，m/s 或m·s －1。

常用单位： (km/h 或km·h －1)、厘米每秒(cm/s 或cm·s －1)等。

5.矢量性：速度既有大小又有方向，是。

(1)大小：在数值上等于单位时间内物体的大小。

(2)方向：就是物体 的方向。

三、平均速度和瞬时速度1.平均速度：描述物体在运动的平均快慢程度，只能 描述物体运动的快慢。

2.瞬时速度：描述物体在运动的快慢，可以 描述物体运动的快慢。

3.速率： 的大小。

答案：坐标 变化量 坐标的变化量 x2-x1 大小 方向 时间 t2-t1 快慢 比值 米每秒 千米每小时 矢量 位移 运动 一段时间内 粗略 某一时刻 精确 瞬时速度考点一 平均速度和瞬时速度公式的辨析一、平均速度与平均速率的区别与联系跟位移和路程关系相类似，平均速度的大小一般不等于平均速率，只有向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率。

在这种情况下也不能说成平均速度就是平均速率，这是因为平均速度有方向，平均速率无方向二、平均速度与瞬时速度的比较（1）平均速度是与某一过程中的一段位移、一段时间对应，而瞬时速度是与某一位置、某一时刻对应。

（2）平均速度粗略描述运动的快慢和方向，方向与所对应时间内位移的方向相同；瞬时速度精确描述运动的快慢和方向，方向与物体所在位置的运动方向一致。

人教版高中物理必修1教学设计方向相同v3=-8m/s 方向与规定正方向相反v1<v2<v3注意：矢量的正负号仅表示方向，比较大小取绝对值，绝对值大的速度大。

二、平均速度和瞬时速度1、平均速度（1）定义：物体运动的位移与发生这个位移所用的时间的比值，叫做平均速度。

（2）定义式:（3）物理意义粗略地描述了物体运动快慢程度和方向；平均速度大，物体运动快，反之慢。

（4）平均速度是矢量，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。

注意：①平均速度必须指明那段时间或哪段位移。

②平均速度不考虑运动过程的细节问题,只考虑初末位置及整个过程的运动时间问题。

③平均速率不是平均速度的大小，平均速率等于路程与时间的比值；平均速度大小一般不等于平均速率。

针对练习（2019．湖南学业考试）某校教师举行50m往返跑接力比赛，胡老师一次往返用时20s，则他的平均速度是______ m/s平均速率_____m/s提示：物体往返一次位移为x=0，所以平均速度为0。

物体往返一次路程为100m，平均速率是路程与时间的比值。

学生记忆并理解平均速度及其物理意义，平均速率等于路程与时间的比值，平均速度大小一般不等于平均速率。

学生练习掌握基础知识才能灵活运用。

巩固平均速率和平均速度的区别③取下纸带，从能够看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间Δt＝(n－1) ×0.02 s④用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离Δx .⑤利用公式v＝Δx/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度。

（3）数据处理①在图中选取纸带上一点为起始点0，后面每5 个点取一个计数点，分别用数字1，2，3，…标出这些计数点；②测量各计数点到起始点0 的距离x，记录在表 1 中；③计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt；④根据Δx 和Δt 计算纸带在相邻计数点间的平均速度v。

1.3 位置变化快慢的描述—速度
大邱田径世锦赛视频
（双击播放）
建立速度的概念
①路程一定，时间越短运动越快
②时间一定，路程越长运动越快
③时间和路程都不相同用比值定义法
3.运用极限思想建立瞬时速度的概念
4.利用
x-t图像研究物体的运动
5.实验及数据处理建立平均速度的概念
描述物体运动的平均快慢程度
①建立问题情境，提出问题
操场上运动一周，平均速度为零，没有精细的放映运动状态②通过讨论交流，提出方案
将时间间隔取得更短，平均速度代替瞬时速度
③利用极限思想，建立瞬时速度的概念
思维方式的建立，理论联系实际
④学科内知识整合，一般运动轨迹如何求瞬时速度
将初中速度的概念与高中速度概念进行对比辨析
⑤认识速率
①以小车运动为例，在x-t图像中理解平均速度的含义
②利用极限思想理解平均速度与瞬时速度的关系
①利用打点计时器研究物体运动
②测量物体运动平均速度
02
x
2
x
3
x
6.描绘
v-t图像
7.学习内容巩固与小结③测量物体运动瞬时速度
④实验数据处理及误差分析
⑤将实验数据描绘成v-t图像
通过例题理解图像中物体运动状态及矢量性如何体现
1、极限思维的培养：
由平均速度到瞬时速度
2、利用图像描述物理过程：
x-t图像中的平均速度与瞬时速度
3、利用实验研究物理过程：
利用打点计时器测量平均速度与瞬时速度，并描绘v-t图像。

1.3运动快慢与方向的描述——速度教学目标1. 理解速度的概念。

知道速度是描述物体运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。

2. 理解平均速度、瞬时速度的概念。

3. 知道速度和速率关系。

教学重难点1.理解速度的概念，领悟其矢量性，知道速度的方向．2．理解平均速度和瞬时速度的概念，知道速度与速率的区分与联系，并能进行相应计算．(重点)3．理解速度—时间图像．(难点)4．驾驭打点计时器的工作原理，并能测平均速度．(难点)教学内容一、速度1．物理意义表示物体运动的．2．定义位移与发生这段位移所用的比值．3．定义式v＝＝ .若物体沿直线运动，X1、X2分别为物体在t1、t2两时刻的位置，若X2＞X1，说明物体的速度方向与Ox轴正方向，若X2＜X1，说明物体的速度方向与Ox轴正方向．4．单位国际单位制单位：米每秒，m/s或m·s－1.常用单位：千米每小时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等．5．矢量性速度是矢量，既有大小又有方向．速度的方向就是 的方向． 练习1．速度在数值上等于单位时间内通过的路程．( )2．两物体的速度分别是v 1＝2 m/s ，v 2＝－3 m/s ，则它们的大小关系为v 1>v 2.( ) 3．A 物体的位移大于B 物体的位移，则A 物体的速度肯定大于B 物体的速度．( ) 4.蜗牛要横向爬过一本教科书，至少得用2 min 的时间．乌龟爬行1 m 须要50 s ，猎豹平均每秒可跑32 m ．如何比较哪种动物运动得快呢？有几种比较方法？探讨：以下有三个物体的运动，请比较它们运动的快慢．探讨2：如何比较B 和C 的运动快慢？ 1．对速度概念的理解(1)这里的速度指运动物体的位移与所用时间的比值，而不再是初中所学的路程与时间的比值． (2)两种速度的定义并不冲突，因为初中只探讨匀速直线运动，不关注运动方向，路程即位移大小．2．对速度定义式v ＝ΔxΔt的理解(1)公式v ＝ΔxΔt中的Δx 是物体运动的位移，不是路程．(2)v ＝ΔxΔt 是速度的定义式，不是确定式，不能认为v 与位移Δx 成正比、与时间Δt 成反比．3．对速度矢量性的理解(1)速度既有大小，又有方向，是矢量．速度的方向就是物体的运动方向．(2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同．4．路程与速度的关系(1)物体在某一阶段的路程为零时，物体的速度肯定为零．(2)物体在某一阶段的路程不为零时，由于位移可能为零，也可能不为零，所以物体的速度可能为零，也可能不为零．例题1(多选)甲、乙两质点在同始终线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为2 m/s ，乙质点的速度为－4 m/s ，则可知( )A ．乙质点比甲质点运动的快B ．因为＋2>－4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度C ．这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D ．若甲、乙两质点同时由同一点动身，则10 s 后甲、乙两质点相距60 m 练习1 下列关于速度的说法正确的是( ) A ．由v ＝ΔxΔt 知，v 与Δx 成正比，与Δt 成反比B ．速度大小不变的运动是匀速直线运动C ．因为2>－3，所以2 m/s>－3 m/sD ．速度的方向与物体运动的方向一样练习2 (多选)关于速度的定义式v ＝ΔxΔt，以下叙述正确的是( )A ．物体做匀速直线运动时，速度v 与运动的位移Δx 成正比，与运动时间Δt 成反比B ．速度v 的大小与运动的位移Δx 和时间Δt 都无关C ．此速度定义式适用于任何运动D ．速度是表示物体运动快慢及方向的物理量二、平均速度和瞬时速度 1．平均速度(1)定义：在变速直线运动中，位移x ∆跟发生这段位移所用时间t ∆的比值叫做变速直线运动的平均速度．(2)公式：tx v ∆∆=(3)物理意义：粗略地描述物体运动的 ．(4)矢量性：平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间t ∆内发生的位移的方向相同．2．瞬时速度(1)定义：物体在 (或某一位置)的速度叫做瞬时速度．(2)物理意义：描述物体在某一时刻(或某一位置)运动的 和 。