人教版高中物理必修1 第一章1.3运动快慢的描述—速度教学设计

《1.3运动快慢的描述——速度》教学设计
【教学目标】
1、理解速度的概念，领会其矢量性，体会其在初中基础上的深化，知道速度的方向即物体运动的方向；
2、能在具体问题的描述中正确使用平均速度和瞬时速度的概念，并能进行相应的计算；
3、知道瞬时速度是表示某一时刻的速度，了解平均速度与瞬时速度的区别与联系；
4、知道速度与速率的区别与联系，能在生活中正确使用速度和速率；
5、体会平均速度概念的等效思想方法。在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中，初步体会取极限的思想方法。
【课时安排】2课时
【教学重点】
速度的定义，平均速度、瞬时速度、平均速率、速率概念的区别与联系。
【教学难点】
速度的矢量性，体会取极限的思想方法。
【教学方法】
1、通过“比较法”辨析速度和平均速率、平均速度和瞬时速度、速率和平均速率；
2、通过“启发式教学法”
加深对概念的理解；
3、通过“讲练结合法”巩固概念。
【学情分析】
学生在初中已经学过速度的概念，在生活中对于速度也有较多的感性知识。但学生在初中学习中，速度是一个标量，是用单位时间内通过的路程来表示速度，而高中确实将速度变为矢量，而且采用比值法给速度下了一个规范的定义，达到了由原有的通俗的比较物体运动快慢的方法，过渡到了一个统一的标准，改变学生了已有的认识，拓展了概念的内涵，是本节教学的一个难点。平均速度和瞬时速度是学生刚开始接触，学生容易把平均速度和速度的平均值混淆。第一次接触极限思想，学生对瞬时速度的理解可能会存在一定的困难。
【知识回顾】
通过前两节的学习，我们利用数学里数轴的知识来描述时间和空间，分别建立了时间轴和位置坐标轴（一维直线坐标系）。
处理方法是一轴二点三线段：首先，要看清轴的类型，注意规定的正方向；其次，轴上的任意点都有一个坐标，表示一个状态量，如时间轴上一个点，表示的是时间点，即时刻；位置坐标轴上一个点，表示一个空间点，即位置；最后，轴上两点间的线段对应着坐标的变化量，表示一个状态量，如时间轴上一线段，表示的是时间段，即时间（间隔）；位置坐标轴上一线段，表示的是空间段，即位移。位移是矢量，既有大小又有方向，所以此时应为一条有向线段。
板书：
一、坐标与坐标的变化量
点
坐标
时刻t
位置x
线段
坐标的变化量（末状态-初状态）
时间Δt
=
t2
-
t1①
位移Δx
=
x2
-
x1②
对②式的理解：计算结果的绝对值表示位移的大小；计算结果的正、负表示位移的方向。
【问题引入】
自然界中有许许多多的机械运动，如骏马在草原上奔驰，蜗牛在森林里爬行。物体在运动过程中，位置都在变化，但变化的快慢程度往往并不相同。那么,如何来描述物体运动的快慢呢？
【新课教学】
初中，我们用物体通过的路程与所用时间的比值描述物体运动的快慢。但是这种方法，真的全面而准确吗？
问题思考：两辆汽车从某地出发，速度大小都是20m/s，它们的运动情况完全相同吗？——可能是背道而驰！！！
所以，要准确表述一个物体的运动，运动方向是不可或缺的因素。那么，该如何定义速度呢？
高中物理描述的是机械运动，即位置随时间发生变化。因此，我们更关注物体位置的变化，位移在描述物体位置变化时更具优势，且位移是矢量，有方向。
物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢，这就是速度。
而初中学习的物体通过的路程与所用时间的比值叫做平均速率。
速度是一个矢量，而平均速率是一个标量。
板书：
二、速度v（矢量）
1、物理意义：描述物体运动的快慢
2、定义：位移与发生这个位移所用时间的比值
3、定义式：（比值定义式）
4、单位：m/s
1
m/s=3.6km/h
注意：（1）在这里，我们用两个物理量（位移和时间）的比值定义了一个新的物理量（速度），它的物理意义与原来的两个物理量完全不同，这种定义方法称为比值定义法，比如密度、电阻等。一般地，比值定义法的基本特点是被定义的物理量不随定义所用的物理量的大小而改变。也就是说，速度与位移和时间无关，仅仅是在数值上等于它们的比值。
（2）速度是一个矢量，既有大小又有方向。不论是速度的大小或方向发生改变，还是速度的大小和方向同时发生改变，我们都说速度发生了变化。即速度的变化不仅仅包括加速和减速（大小发生变化），还包括方向的改变！
【随堂练习】
选题目的：考查速度的计算，引出平均速度和瞬时速度
1、2009年8月17日飞人博尔特在柏林百米比赛中跑出了9.58s的成绩，创造了百米世界记录，请计算出博尔特在这100m内的速度。
问题思考：博尔特每时每刻速度都是10.44m/s吗？
板书：
三、平均速度和瞬时速度（都是矢量）
1、平均速度
（1）物理意义：粗略描述物体在时间间隔△t内的平均快慢程度，是一个过程量
（2）计算式：
（3）方向：与位移△x方向相同
2、瞬时速度v
（1）物理意义：精确描述物体某一瞬间的运动状态，是一个状态量
（2）瞬时速度的大小叫做速率（标量）
（3）方向：物体此时刻的运动方向
注：①匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动
②在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等
【随堂练习】
选题目的：辨析平均速度与瞬时速度
1、日常生活中所说的速度有时指平均速度，有时指瞬时速度，下列选项中所说的速度不是平均速度的是（
）
A.子弹在枪筒中的速度
B.百米赛跑运动员冲过终点线的速度
C.汽车速度计指示的速度
D.高速公路的速度路标上的“限速”字样
选题目的：考查平均速度公式的应用和变形
2、某运动员在百米跑道上以8m/s的速度跑了80m，然后又以2m/s的速度走了20m，求这个运动员
（1）前80m用多长时间？
（2）通过这100m的平均速度是多少？
【作业布置】课本P18
问题与练习2
【课后思考】
1、我们都认为兔子跑得比乌龟快，但是却是乌龟最终到达了终点。请用平均速度和瞬时速度的概念解释其中的矛盾之处。
2、比较“速率”和“平均速率”的相同点和不同点。
板书：
四、速率和平均速率（都是标量）
1.
速率
定义：瞬时速度的大小
2.平均速率
定义：物体通过的路程和通过这段路程所用时间之比
注意：
（1）速率是瞬时速度的大小，但平均速率不是平均速度的大小。
（2）只有在单向直线运动中，平均速率才等于平均速度的大小。
【随堂练习】
选题目的：体会极限思想
3、汽车从制动到停止下来共用了5s。这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m。
（1）求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。
（2）这五个速度中哪一个最接近汽车关闭油门时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些还是略小些？
（3）汽车运动的最后1s的平均速度是多少？汽车的末速度是多少？
选题目的：辨析平均速度与速度的平均值
4、某同学在百米赛跑中，测得他在50m处的瞬时速度为6m/s，在16s末到达终点的瞬时速度为7.5m/s，则他在全程内的平均速度为（
）
A、6m/s
B、6.25m/s
C、6.75m/s
D、7.0m/s
【课堂小结】
通过本节课的学习，我们用比值定义法定义“速度”，注意区别于“平均速率”。特别注意速度是矢量，有方向。