高中物理第一册（人教大纲版） 第二章 直线运动 3、运动快慢的描述、速度(第一课时)

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三、运动快慢的描述——速度
从容说课
本节主要学习描述运动快慢的几个物理量速度、平均速度和瞬时速度．平均速度和瞬时速度是运动学的重要概念，平均速度只是粗略地描述变速直线运动的情况，引入平均速度的目的之一在于引出瞬时速度的概念．知道了瞬时速度，对变速直线运动的描述就精确了．
本节是高中物理中第一次向学生介绍比值定义物理量的方法，要引导学生体会，逐步理
解．另外本节进一步体现了用图象和公式两种数学工具来描述物理量间的关系的特点．
本节课的教学目标定位如下：
1．理解速度的概念 ①知道速度是表示物体运动快慢和方向的物理量；②知道它的意义、
公式、符号和单位；③知道它是矢量．
2．理解平均速度的概念：①知道平均速度是粗略描述变速运动快慢的物理量；②知道平
速度的定义；③知道在不同的时间或不同的位移内的平均速度一般是不同的．
3．知道瞬时速度和瞬时速率的概念以及它们的区别．
本节课的教学重点定位如下：速度的概念包括平均速度和瞬时速度．
本节的难点是对瞬时速度的理解．
为了教学目标的顺利完成，同时也为了突出重点，突破难点，本节采用启发式和类比教学法，结合实例，使学生逐步认识平均速度和瞬时速度．另外通过本节的学习，要注意领会物理学上常用的等效思想和极限思想．
本节课的教学程序设计如下：
直接导人新课一设疑如何比较运动员运动的快慢，类比功率推理类比得到什么是速度→
阅读课文，结合思考题得到速度的定义、公式、单位及物理意义一拓展讨论，实例分析，类比得到平均速度和瞬时速度的区别一课堂讨论强化对本节知识的理解．
教学目标
一、知识目标
1.理解速度的概念.知道速度是表示运动快慢的物理量，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，知道瞬时速度的概念.
3.知道速度和速率以及它们的区别.
二、能力目标
1.比值定义法是物理学中经常采用的方法.
2.掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法.
3.培养学生的迁移类推能力，抽象思维能力.
三、德育目标
培养学生认识事物的规律由简单到复杂.
教学重点
速度的概念.
教学难点
怎样由平均速度引出瞬时速度.
教学方法
类比推理法、启发式教学.
教学用具
实物投影仪、投影片、CAI课件.
课时安排
1课时
教学过程
［投影本节课的学习目标］
1.理解速度的概念，知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的公式、定义、符号和单位，知道它是矢量.
2.理解平均速度，知道瞬时速度的概念.
3.知道速度和速率的区别.
[学习目标完成过程]
一、导入新课
质点的不同运动，快慢程度往往并不相同，那如何来比较运动的快慢呢
二、新课教学
（一）速度
［CAI课件模拟］
运动会上运动员正在进行短跑比赛？
［出示思考题］
怎样比较哪位运动员跑得快呢？有几种方法呢？试举例说明.
［学生活动］思考并回答：
有两种方法可行：
第一种方法：同样的位移，比较所用的时间的长短，时间短的，运动的快.例如运动会上的100 m短跑，就是通过到达终点时所用时间的长短来比较运动员的成绩的.
第二种方法：同样的时间，比较通过的位移，位移大的，运动的快.例如：甲、乙同时出发，经过一段时间后，甲的位移比乙的位移大，说明甲运动的快.
［教师］由上分析知，运动的快慢跟运动的时间及通过的位移都有关系.
［出示思考题］
1.如果两物体的运动的时间，所通过的位移都不一样，又如何比较其快慢呢？
2.运动会上进行百米赛跑，甲运动员4 s内跑出32 m，乙运动员3 s内跑出30 m，比较哪个运动员跑得快？
［学生活动］思考分析并讨论.
［教师提示］寻找一个统一的标准，可类比初中学过的功率的知识来思考.
［学生活动］
1.回忆“功率”的有关知识：
功率是表示物体做功快慢的物理量，它等于功W和完成这些功所用时间t的比值，用P=W/t来表示.单位时间内物体做的功越多，说明物体做功越快，即功率越大.
2.由此类似地：
可以用单位时间内的位移来比较运动的快慢.例如：甲运动员在1 s内的位移： m=8 m,乙运动员在1 s内的位移： m=10 m,在1 s内，乙运动员的位移大，故乙运动员跑得快.
［教师］类似地，为了便于描述运动的快慢，引进了一个物理量——速度.
［学生活动］阅读课本相关内容
［出示思考题］
1.速度是怎样定义的？速度的符号是什么？
2.速度的物理意义是什么？
3.速度的单位有哪些？
4.速度是矢量还是标量，其运算遵循什么规则？
5.速度的方向如何？
［学生活动］在阅读基础上，回答上述思考题.
［教师在学生回答基础上总结并板书］
1.定义：速度等于位移跟发生这段位移所用时间的比值.
2.公式：v=s/t
3.单位:m/s,常用的还有km/h,cm/s.
4.物理意义:
表示物体运动快慢的物理量.
5.速度是矢量，既有大小，又有方向，速度的方向跟运动方向相同.速度的运算遵循平行四边形定则.
［教师强调］速度是高中阶段第一个用比值法定义的物理量，以后会常常用到比值法定义物理量.
［巩固训练］
1.完成下面的单位换算.
(1)1 cm/s=______m/s
(2)36 km/h=______m/s
(3)15 m/s=______km/h
2.某物体做匀速直线运动，在8 s的时间内从东往西移动了24 m，其速度为多少？
[参考答案]
1.（1）0.01；（2）10；（3）54
2.v=3 m/s,方向：自东向西.
［评析拓展］
1.注意物理量间的单位是否统一及正确进行单位换算.
2.匀速直线运动中，相等的时间内位移相等，即运动的快慢程度相同，也即速度的大小和方向都不变.
（二）平均速度
［出示思考题］
一辆汽车在一条直线上行驶，第1 s内通过的位移是8 m，第2 s内通过的位移是20 m，第3 s内通过的位移为30 m，第4 s内通过的位移是10 m.
（1）汽车做什么运动？
（2）分别求出第1 s内，第2 s内、第3 s内、第4 s内的速度.
［学生活动］思考分析并求解：
汽车在相等的时间里位移不等，故汽车做变速直线运动.
由速度的定义式：v=s/t，可求得
第1 s内的速度为8 m/s.
第2 s内的速度为20 m/s.
第3 s内的速度为30 m/s
第4 s内的速度为10 m/s.
［教师提问］上述结果说明了什么？
［学生活动］思考并回答：
在相同的时间内，汽车的速度不同.
［教师］为了描述变速直线运动，引进“平均速度”的概念.
［学生活动］阅读课本有关内容.
［教师出示思考题］
1.平均速度的定义及公式？
2.平均速度的物理意义？
［学生活动］解答上述思考题.
［教师在学生回答基础上总结并板书］
1.定义：在某段时间的位移Δs与发生这段位移所用的时间Δt的比值，叫做这段时间（或位移）内的平均速度.
2.公式：
3.物理意义：表示物体的平均快慢程度.
［巩固训练］
上述思考题中，试计算：
（1）最初2 s的平均速度.
(2)中间2 s的平均速度.
(3)后3 s的平均速度.
（4）全过程中的平均速度
[参考答案]
（1） m/s=14 m/s
(2) m/s=25 m/s
(3) m/s=20 m/s
(4) m/s=17 m/s
［评析拓展］
1.求平均速度时必须指明是对哪段时间（或哪段位移）来说的.
2.必须注意Δs与Δt的对应关系.
3.平均速度只能粗略地描述物体的运动.
［教师］要精确地描述变速直线运动，即要知其在各位置或各时刻的运动快慢，就要引入瞬时速度的概念.
［学生活动］阅读课文有关内容及“阅读材料”.
［教师出示思考题］
1.什么是瞬时速度？其物理意义呢？
2.瞬时速度的方向呢？
3.什么叫速率？
［学生活动］解答思考题.
［教师总结并板书］
1.概念：运动物体在某一时刻（或通过某一位置时）的速度，叫做瞬时速度.
2.物理意义：精确地描述物体的运动快慢.
3.瞬时速度的方向：与物体经过某一位置的运动方向相同.
4.瞬时速度的大小叫做瞬时速率，简称速率.
［巩固训练］
下列速度是平均速度还是瞬时速度？
A.某同学百米赛跑的速度约为9 m/s
B.运动员百米冲线时的速度为12 m/s
C.汽车速度计指示着速度为60 km/h
D.子弹离开枪口时的速度为1000 m/s
[参考答案]平均速度的有A；瞬时速度的有BCD.
[课堂讨论]
1． 速度是一个矢量，你认为速度的变化包括哪几种情况？
2． 你认为比较物体的运动快慢有哪些方法？
3． 把速度定为υ=是否可以？
4． 速度不变的运动是匀速直线运动吗？
5． 匀速运动是否就是匀整直线运动？
6． 平均速度与速度的平均值是否相同？
[学生活动]讨论并互相交流.
[教师点拨]
1．速度不仅有大小，而且有方向，是一个矢量.速度的方向就是物体运动的方向，无论是速度的大小变化，还是方向变化，速度都发生了变化，所以速度的变化包括：
①速度的大小不变，方向改变.
1 速度的大小改变，方向改变.
2 速度的大小和方向同时改变.
2．比较物体运动的快慢可采取以下方法：
1 比较相等时间内位移的大小.
2 比较通过相同的位移所用时间的长短.
3.把速度定义为υ=是可以的，这样定义是利用比较相同位移（1m）所用时间长短表
示物体运动的快慢.采取这种定义方法速度大的物体却运动得慢，速度小的物体却运动得快.
4.速率不变的运动不一定是习速直线运动；速率不变且运动方向不变的运动才是匀速直线运动.
5．物体做匀速运动说明其速度不变，即它的速度大小和方向均不变.所以匀速运动一定是匀速直线运动.
6．平均速度表示一段时间内物体运动的平均快慢程度，它等于物体的位移跟所用时间的比值，并不是速度的平均值.
三、小结
[投影小结思考题]
1．速度是描述物体 的物理量，它等于 的比值，公式为υ= .
速度不但有大，而且有方向，是 ，在国际单位制中，单位是 .
2．平均速度粗略地描述变速直线运动的快慢，它的大小等于 的比值，公式为
υ= .
平均速度是矢量，某段时间内平均速度的方向，与该段时间内物体 的方向相同.
3.物体经过某一时刻（或某一位置）的速度叫 ，它能精确地描述变速直线运动的快慢，瞬时速度的方向就是物体经过某位置时的 .
叫瞬时速率，速率是 量.
4．位移图象的倾斜程度反映了物体 的大小，在匀速直线运动中，υ=是恒定的.在同一坐标系中，位移图象与横轴的夹角越大表示物体的速度 ，夹角越小，表示物体的速度 .
四、作业
1.课本作业：P26练习三
2.思考题：
汽车从A地开往B地用了2 h，又从B地开往A地用了2.5 h，已知A、B两地相距100 km.求：（1）从A地到B地的平均速度;
(2)从B地到A地的平均速度;
（3）汽车在往返一次全过程中的平均速度.
参考答案：
（1）=s/t1=50 km/h 方向：自A到B.
（2）=s/t2=40 km/h 方向：自B到A.
（3）汽车往返一次的位移为零，即=0.
五、板书设计
六、本节优化训练设计
1.下列关于速度的说法正确的是（ ）
A.速度是描述物体位置变化的物理量
B.速度方向就是物体运动的方向
C.位移方向和速度方向一定相同
D.匀速直线运动的速度方向是可以改变的
2.一位小运动员在百米赛跑时50 m处的速度为6 m/s，16 s末到达终点时的速度为7.5 m/s，则整个跑步过程中，他的平均速度是（ ）
A.6 m/s B.6.25 m/s
C.6.75 m/s D.7.5 m/s
3.骑自行车的人从静止开始沿直线运动，他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的距离分别为1 m、2 m、3 m、4 m.关于这个运动，下列说法正确的是（ ）
A.4 s末的瞬时速度为2.5 m/s B.4 s末的瞬时速度为4.0 m/s
C.前4 s内的平均速度为2.5 m/s D.前4 s内的平均速度为4.0 m/s
4.一物体做直线运动，前一半路程的平均速度是v1，后一半路程的平均速度是v2，此物体在全过程的平均速度是（ ）
A.可能等于v1 B.不可能等于v2
C.可能等于2v1 D.可能大于2v2
5.一旅客坐在一辆速率是54 km/h的火车中，迎面从旁边的平行轨道上驶来一列长150 m.速率为36 km/h的货车，则货车驶过旅客身边的时间为（ ）
A.10 s B.15 s
C.6 s D.30 s
6.如右图是甲、乙、丙三个物体做直线运动的s-t图象，比较三物体的（ ）
（1）位移大小：______.
（2）路程______.
（3）平均速度的大小______.
7.一列一字形队伍长120 m,匀速前进，通讯员以恒定的速率由队尾B走到队首A，再立刻走回队尾，这过程中队伍前进了288 m.求通讯员这一过程中所走的路程为多少？
［参考答案］
1.(1)B 2.B 3.C 4.A（提示：v1=v2)
5.C(t= s=6 s
6.位移：s甲=s乙=s丙
路程：l甲＞l乙=l丙
平均速度：v甲=v乙=v丙(v=s/t)
7.432 m 提示：设s1为通讯员向前走的路程，s2为返回的路程，并设队伍速率为v2,通讯员的速率为v1,通讯员走s1历时t1,走s2历时t2.
对通讯员：
s1= (120+288)-(120-s2)=288+s2
t1=
对队伍：
t1=
t2=
由上得=72 m
从而s=s1+s2=288+2s2=432 m
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