人教版高中物理必修1第1章第3节运动快慢的描述──速度教案

第1章
运动的描述
三、运动快慢的描述
速度
一、内容与解析
1、内容：速度的概念、速度的定义式、平均速度和瞬时速度。
2、解析：本节课要学的内容速度指的是速度的概念、速度的定义式、平均速度和瞬时速度。其核心是速度的概念和定义，理解它关键就是要对位移的理解。学生在初中已经学过速度，在本章第二节中已经学习过位移，本节课的内容速度就是在此基础上的发展。由于它还与力学有密切的联系,所以在本学科有重要的地位，并有一定的作用,是本学科的核心内容。教学的重点是区分速度和速率，解决重点的关键是对位移和路程要区分，速度是矢量，注意速度的方向。
二、教学目标与解析
1、目标定位
（1）了解坐标与坐标的变化量。
（2）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。
（3）理解平均速度，知道瞬时速度的概念。
（4）知道速度和速率以及它们的区别。
2、目标解析
位移与发生这段位移所用时间的比值，速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向。平均速度描述变速直线运动的物体在某段时间（或某段位移S）内的平均快慢与运动方向（运动速度）。瞬时速度描述运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，简称速度。
三、问题诊断分析
在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是对速度的理解，产生这一问题的原因是初中学过的速度与现在的矛盾。要解决这一问题，就要从定义入手，其中关键是注意对位移的理解。
四、教学过程
问题1：坐标与坐标的变化量？
例题1
如图1所示，一辆小汽车从位置A运动到位置B，坐标系已建立好，则这辆小汽车在A点的位置坐标为___100　
m，在B点的位置坐标为_　－200_
m，从A到B的过程中坐标的变化为___－300_____
m.
图1
变式练习1
在x轴上，质点的位移可以用坐标变化量Δx来表示，Δx的大小表示位移的__大小　___，Δx的_　正负______表示位移的方向．
问题2：速度和速率？
例题2
对于各种速度和速率，下列说法中正确的是(　A　)
A．速率是瞬时速度的大小
B．平均速率是平均速度的大小
C．速度是矢量，平均速度是标量
D．平均速度的方向就是物体运动的方向
变式练习2
甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，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(　ACD　)
A．乙质点的速率大于甲质点的速率
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质点运动的方向
D．若甲、乙两质点同时由同一地点出发，则10
s后甲、乙两质点相距60
m
师生活动：
（一）速度
1.定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。
2.定义式：v=s/t
3.物理意义：描述物体运动快慢程度的物理量。
4.单位：
国际单位：m/s
常用单位：km/h
cm/s
5.标矢性：矢量。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向。
（二）速率
1.定义：速度的大小。
2.跟速度的区别：只有大小无方向，是标量。
汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的读数实际是汽车的速率。日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。
问题3：平均速度和瞬时速度？
例题3
物体沿一条直线运动，下列说法正确的是(　B　)
A．物体在某一时刻的速度是3
m/s，则物体在1
s内一定运动了3
m
B．物体在某1
s内的平均速度是3
m/s，则物体在这1
s内的位移一定是3
m
C．物体在某一段时间内的平均速度是3
m/s，则物体在1
s内的位移一定是3
m
D．物体在发生某一段位移过程中的平均速度是3
m/s，则物体在发生这段位移一半时的速度一定也是3
m/s
变式练习3
某同学在百米比赛中，以6
m/s的速度迅速从起点冲出，到50
m处的速度是8.2
m/s，在他跑的全程的中间时刻即t1＝6.25
s时的速度为8.3
m/s，最后以8.4
m/s的速度冲过终点，他在百米比赛中平均速度的大小为__8
m/s.
师生活动：
1．平均速度：
①描述变速直线运动的物体在某段时间（或某段位移S）内的平均快慢与运动方向（运动速度）。
②不是速度的平均值，它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，即v=s/t。
③对做变速直线运动的物体，不同位移或不同时间段的平均速度一般不同。所以平均速度只有指明了是哪段位移，或哪段时间内的平均速度才有意义。
④对做匀速直线运动的物体，位移与时间的比值不变，所以做匀速直线运动的物体的平均速度就是物体的速度。
平均速率：v=s/t
(s是指路程)
2.瞬时速度：
①描述运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，简称速度。
②在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时运动方向相同。它的大小叫瞬时速率。在技术上通常用速度计来测瞬时速率。
③在匀速直线运动中，各时刻瞬时速度都相等，且与各段时间内的平均速度都相等。在位移时间图象中，图线的倾斜程度表示速度的大小，斜率越大，速度越大。斜率为正，表示速度方向与所选正方向相同，斜率为负，表示速度方向与所选正方向相反。
④在以后的叙述中，“速度”一词有时是指平均速度，有时指瞬时速度，要根据上下文判断。
6、目标检测：
1．关于速度的说法，下列各项中正确的是(　C　)
A．速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快
B．速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化大
C．速度越大，位置变化越快，位移也就越大
D．速度的大小就是速率，速度是矢量，速率是标量
2．关于匀速直线运动，下列说法正确的是(　CD　)
A．只要每秒位移相同，一定是匀速直线运动
B．匀速直线运动的速度大小和方向都不变
C．匀速直线运动的任何一段时间内的平均速度等于瞬时速度
D．匀速直线运动的任何时间内的位移大小与路程相等
3．在下列各种速度中表示平均速度的是(　BD　)
A．赛车飞跃某栏杆时的速度为80
m/s
B．火车由北京到天津以36
km/h的速度行驶时为慢车，快车的速度可达100
km/h
C．远程炮弹射出炮口时的速度为2
000
m/s
D．某同学从家里到学校步行速度为1.5
m/s
七、配餐作业：
A组：
1．关于平均速度的下列说法中，含义正确的是(　C　)
A．汽车出发后10
s末的平均速度是5
m/s
B．汽车在某段时间内的平均速度是5
m/s，表示汽车在这段时间内每1
s内的位移都是5
m
C．汽车经过两路标间的平均速度是5
m/s
D．汽车在某段时间内的平均速度一定等于它在这段时间内最小速度与最大速度之和的一半
2．一个做直线运动的物体，某时刻的速度是10
m/s，那么这个物体(　CD　)
A．在这一时刻之后的0.1
s内的位移一定是1
m
B．在这一时刻之前的0.1
s内的位移一定是1
m
C．在这一时刻之前的1
s内的位移可能是10
m
D．从这一时刻起以后的10
s内的位移可能是80
m
3.
图4
三个质点A、B、C同时从N点出发，同时到达M点，三质点的运动轨迹如图4所示，下列说法正确的是(　AB　)
A．三个质点从N到M的平均速度相同
B．B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向相同
C．到达M点的瞬间速率一定是A的大
D．三个质点从N到M的平均速率相同
B组：
4．如图5所示在08北京奥运会中，牙买加选手博尔特是公认的世界飞人，在男子100
m决赛和男子200
m决赛中分别以9.69
s和19.30
s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌．关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是(　C　)
图5
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10.36
m/s
C．100
m决赛中的平均速度约为10.32
m/s
D．100
m决赛中的最大速度约为20.64
m/s
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6所示，则小球运动的平均速度是(　C　)
图6
A．0.25
m/s
B．0.2
m/s
C．0.17
m/s
D．无法确定
6.
图7
如图7所示为甲、乙两物体的位移—时间图象，则(　ABC　)
A．甲、乙两物体都做匀速直线运动
B．若甲、乙两物体在同一直线上运动，则一定会相遇
C．t1时刻甲、乙相遇
D．t2时刻甲、乙相遇
C组：
7.
图8
某同学星期天上午9时，从学校骑自行车出发，沿平直公路去拜访甲、乙两名同学，下午1时结束拜访开始原路返回，下午2时回到学校，整个过程他骑车走了三段位移，其位移—时间图象如图8所示，则在这三段运动过程中，他骑车的速度分别为v1＝___15
km/h______，v2＝__15
km/h_______，v3＝_－30
km/h_______.
解析　由x－t图象知第一阶段的速度
v1＝＝15
km/h
第二阶段的速度v2＝v1＝15
km/h
第三阶段的速度
v3＝＝
km/h＝－30
km/h.
8．世博会参观者预计有7
000万人次，交通网络的建设成为关键．目前上海最快的陆上交通工具是连接浦东国际机场和龙阳路地铁站的磁悬浮列车，如图9所示．它的时速可达432
km/h，能在7
min内行驶31
km的全程．则该车的平均速率约为多少？
图9
解析　平均速率v＝＝
m/s＝73.8
m/s
9.
图10
如图10所示，一修路工在长x＝100
m的隧道中，突然发现一列火车出现在距右隧道口200
m处，修路工所处的位置恰好在无论向左还是向右均能安全脱离危险的位置，问这个位置离隧道右出口的距离是多少？他奔跑的最小速度至少应是火车速度的多少倍？
40
m　0.2
解析　设这个位置离隧道右出口的距离为s，火车速度设为v，他奔跑的最小速度设为nv
当他向左跑时，根据时间相等列出的方程为：＝
当他向右跑时，根据时间相等列出的方程为：＝
联立解得：s＝40
m，n＝0.2
10．一辆汽车以20
m/s的速度沿平直的公路从甲地开往乙地，又以30
m/s的速度从乙地开往丙地．已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等，求该汽车在从甲地开往丙地的过程中平均速度的大小．
有一位同学是这样解的：＝
m/s＝25
m/s，请问上述解法正确吗？为什么？应该如何解？
解析　从平均速度的定义出发进行分析，上述解法是错误的，因为它违反了平均速度的定义，计算的不是平均速度(物体的位移与发生这段位移所用时间的比值)，而是速度的平均值．正确的解法应该是：设甲乙两地间、乙丙两地间的距离均为x，则有：＝＝＝24
m/s八、本课小结：
一、坐标与坐标的变化量：
二、速度和速率：
（一）速度
（二）速率
三、平均速度和瞬时速度：
1．平均速度
2．瞬时速度
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