2014年秋高中物理 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
教学设计:
本节主要学习速度、平均速度和瞬时速度的概 ( http: / / www.21cnjy.com )念及物理意义．知道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．
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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．
教学方法
学、交、导、练、悟
【教学过程】
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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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4 ( http: / / www.21cnjy.com )0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
初始位置(m) 经过时间(s) 末了位置(m)
A．自行车沿平直道路行驶 0 20 100
B．公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100
C火车沿平直轨道行驶 500 30 1 250
D．飞机在天空直线飞行 500 10 2 500
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-1
4、速度的大小在数值上等于 ( http: / / www.21cnjy.com ) 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， ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
平均速度的方向由____ ( http: / / www.21cnjy.com )___________的方向决定，它的_____________表示这段时间内运动的快慢．所以平均速度是 量，
1、甲百米赛跑用时12.5秒，求整个过程中甲的速度是多少？那么我们来想一想，这个速度是不是代表在整个12.5秒内速度一直都是这么大呢？
2、前面的计算中我们只能知道百米赛跑中 ( http: / / www.21cnjy.com )平均下来是每秒8米，只能粗略地知道物体运动的快慢，如果我想知道物体某个时刻的速度如10秒末这个时刻的速度，该如何计算呢？
【思考与交流】
教材第16页，问题与练习2，这五个平均速度中哪个接近汽车关闭油门时的速度？
总结：质点从t到t+△t时间内的平均速度△x/t△中，△t取值 时,这个值就可以认为是质点在时刻的瞬时速度．
问题：下列所说的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬时速度？
百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线。
经过提速后，列车的速度达到150km/h.
由于堵车，在隧道中的车速仅为1.2m/s.
返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中。
子弹以800m/s的速度撞击在墙上。
知识点三：速度和速率
学生阅读教材第16页相应部分的内容并填空：
速度既有 ，又有 ，是 量，速度的 叫速率，速率是 量。
问题：在日常生活中我们也常常用到“速度”这个词，那我们平时所讲的“速度”在物理学中的哪个速度呢？平均速度还是瞬时速度？举例：
【思考与交流】
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
教师题库
1．下列所说的速度中，哪些是瞬时速度(　　)
A．百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线
B. 2011年8月28日铁路调整列 ( http: / / www.21cnjy.com )车运行后，部分高铁和客专的动车组速度悄然降低，如济南西—杭州的G51次列车，在沪杭高铁段时速由350 km降至300 km
C. 返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋
D. 由于堵车，在隧道内的车速仅为1.2 m/s
【解析】　9.5 m/s是运动员冲 ( http: / / www.21cnjy.com )线瞬间的速度，8 m/s是太空舱落入太平洋瞬间的速度，对应的都是一个时刻，都是瞬时速度；350 km/h、300 km/h、1.2 m/s说的都是行程中的平均速度，故应选A、C两项．【答案】　AC
2．对于瞬时速度和平均速度的理解，下列说法正确的是(　　)
A．瞬时速度为0，平均速度一定为0
B．瞬时速度为0，平均速度可以不为0
C．瞬时速度不为0，平均速度一定不为0
D．瞬时速度不为0，平均速度可以为0
【解析】　车辆中途刹车停止后，再启动运行 ( http: / / www.21cnjy.com )的一段时间内平均速度不为0，但停止时的瞬时速度为0，A错误；B正确；物体沿一圆周运动一圈的过程中，瞬时速度不为0，但位移为0，所以平均速度为0，C错误，D正确．【答案】　BD
3．2012伦敦奥运会中，牙买加选手 ( http: / / www.21cnjy.com )博尔特是公认的世界飞人，他在男子100 m决赛和男子200 m决赛中分别以9.63 s和19.32 s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌，如图所示．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是(　　)
A．200 m决赛中的位移是100 m决赛的两倍
B．200 m决赛中的平均速度约为10.35 m/s
C．100 m决赛中的平均速度约为10.38 m/s
D．100 m决赛中的最大速度约为20.64 m/s
【解析】　200 m决赛是曲线，指路程 ( http: / / www.21cnjy.com )，其位移小于200 m，因此选项A错误．由于200 m决赛的位移x1<200 m，则平均速度1＝< m/s≈10.35 m/s，故选项B错.100 m决赛的平均速度2＝＝ m/s≈10.38 m/s，故C选项正确.100 m决赛中的最大速度无法求得，故选项D错误．【答案】　C
4．下列说法中正确的是(　　)
A．在相等的时间内发生的位移相等则物体一定做匀速直线运动
B．做匀速运动的物体，在任何一个时刻的速度都相等
C．如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一恒量，则该物体的运动一定是匀速直线运动
D．以上说法都不对
【解析】匀速直线运动中，在任何相等的时间内发生的位移相等，且瞬时速度不变，B正确．
【答案】　B
5．用同一张底片对着小球运动的路径每隔 s拍一次照，得到的照片如图所示，则小球在图示过程的平均速度是(　　)
A．0.25 m/s　　　　　　　　 B．0.2 m/s
C．0.17 m/s D．无法确定
【解析】　从图上读出Δx＝5 ( http: / / www.21cnjy.com )cm＝5×10－2 m，Δt＝×3 s＝0.3 s，所以v＝＝ m/s≈0.17 m/s，故选C.【答案】　C
6．三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，设无往返运动，下列说法正确的是(　　)
A．三个质点从N到M的平均速度相同
B．三个质点任意时刻的速度方向都相同
C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
D．三个质点从Ν到Μ的平均速率相同
【解析】　本题考查了平均速度与平均速率 ( http: / / www.21cnjy.com )的区别，关键明确平均速度与平均速率的区别．三个质点在相同时间内，位移相同，大小是MN的长度，方向由N指向M，因此它们的平均速度相同，A正确；速度方向即物体的运动方向，显然三个质点任意时刻的运动方向是不同的，因此速度方向不同，故B错误；不同时段三个质点的位移大小、方向均不同，因此从N点出发到任意时刻的平均速度都不同，故C错误；从N到M的过程中，AC路程相同，且比B的路程大，因此A、C的平均速率相等，比B的平均速率大，故D错误．【答案】　A
7．下列说法中，正确的是(　　)
A．物体沿半径为R的圆周运动一周，平均速度为零
B．物体沿半径为R的圆周运动一周，平均速率为零
C．物体某时刻速度为v，则该物体下一时刻的速度也为v
D．物体某时刻速度为v，则该物体下一时刻的速度不一定为v
【解析】　物体沿半径为R的圆周运动一周，物 ( http: / / www.21cnjy.com )体位移为零，路程大小等于其周长，平均速度为零，平均速率不为零．物体不一定做匀速直线运动，所以某时刻的速度为v，不代表下一时刻的速度也为v.【答案】　AD
8．如图所示，两个人以相同大 ( http: / / www.21cnjy.com )小的速度同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADE方向行走，经过一段时间后在F点相遇(图中未画出)．从出发到相遇的过程中，描述两个人运动情况的物理量可能不相同的是(　　)
A．瞬时速度 B．位移
C．路程 D．平均速度
【解析】　两个人所走的路径不同，所以瞬 ( http: / / www.21cnjy.com )时速度方向不同，所走过的路程相同，由于初、末位置相同，所以两个人的位移相同，又因为时间相同，所以平均速度相同，综上所述，应选A.【答案】　A
9．为了使公路交通有序、安全，路旁立了 ( http: / / www.21cnjy.com )许多交通标志．如图所示，分别是限速标志，表示允许行驶的最大速度是80 km/h；路线指示标志，表示到杭州还有100 km.上述两个数据的物理意义是(　　)
A．80 km/h是平均速度，100 km是位移
B．80 km/h是平均速度，100 km是路程
C．80 km/h是瞬时速度，100 km是位移
D．80 km/h是瞬时速度，100 km是路程
【解析】　在某路段或路口限定最高时速，是指每时每刻不能超过该速度，是瞬时速度，较远距离的公路是有弯的，里程指路程，D选项正确．
【答案】　D
10．一个物体以10 m/s的速度从甲地 ( http: / / www.21cnjy.com )运动到乙地，又以20 m/s的速度从乙地运动到丙地，已知甲、乙两地之间的距离等于乙、丙两地之间的距离，试求物体从甲地到丙地的平均速度．
【解析】　物体从甲地到乙地的速度v1＝10 ( http: / / www.21cnjy.com )m/s，从乙地到丙地的速度v2＝20 m/s，若物体运动的总位移为2x.则总时间：t＝＋＝x
所以物体的平均速度：＝＝ m/s 【答案】　 m/s
学后反思：
板书设计:
§1.3 运动快慢的描述——速度
坐标与坐标的变化量
速度
物理意义：表示物体运动的快慢
定义：位移跟发生这个位移所用时间的比值．
公式：v=Δx/Δt
平均速度
1．定义：运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用的时间的比值．
2．公式：v=Δx/Δt
3．物理意义：表示物体运动的平均快慢程度
4．矢量性：方向与位移△x方向相同，就是物体的运动方向
瞬时速度
1．定义：运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度．准确地讲，瞬时度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度．
2．公式：v=Δx/Δt（Δt→0）
3．物理意义：描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢
4．矢量性：与物体此时刻的运动方向相同，即物体运动轨迹在该点的切线方向速度
速度和速率
速率：速度的大小。
速度既有大小，又有方向，是矢量
教学后记：