人教版高中物理必修1第一章第3节运动快慢的描述──速度教学教案

1.3
运动快慢的描述—速度
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教学分析
本节主要学习速度、平均速度和瞬时速度的概念及物理意义。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，其方向就是物体运动的方向。对于平均速度，方向也与位移方向相同。而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。
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教学目标
【知识与技能】
1．能准确说出速度的概念、意义与矢量性，能正确写出速度的公式、符号及单位。
2．能准确说出平均速度的概念与意义，能写出平均速度的定义式，会用平均速度的公式解答有关的问题。
3．能说出瞬时速度的概念与意义。
4．能说出速率的概念，能区别平均速度、瞬时速度、平均速率、瞬时速率这四种概念，能联系记忆四种概念。
【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．同时通过实际体验让学生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，判断不同速度或速率。
【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。
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教学重点
速度、平均速度、瞬时速度三个概念之间的区别与联系。
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教学难点
1.怎样由速度引出平均速度及怎样由平均速度引出瞬时速度。
2.瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的。
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教学方法
学、交、导、练、悟
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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。
1、物体沿着直线运动，并以这条直线为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、妹妹在遥控一玩具小汽车，她让小汽车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40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
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
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，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：
。
平均速度的方向由_______________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。
知识点四：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？举例说明。
【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?
【课堂检测】
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，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
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
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
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板书设计
§1.3
运动快慢的描述——速度
一、坐标与坐标的变化量
二、速度
1.物理意义：表示物体运动的快慢
2.定义：位移跟发生这个位移所用时间的比值．
3.公式：v=Δx/Δt
4.单位：m/s
5.矢量性：矢量，方向是物体的运动方向
三、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．方向：方向与位移△x方向相同
四、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．方向：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
五、速率
1.速率：速度的大小，标量
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教学反思
在本节课的教学中，我偏重于知识的传授，使学生将精力陷于知识点的学习和解题中，对技能、物理过程和方法则关注的较少或落实不够，尚未体现提升民族科学素养、培养科学精神与科学价值观的物理课程重要目标。
在本节课的教学中，我仅仅采用的了导入法、讲授法、归纳总结法等一些传统的方法。但俗话说：教无定法。在教学过程中，学生的知识获取、智力和非智力因素培养，不能单独一种固定的教学模式。教学模式涉及知识、教师和学生三大要素，教与学是一个共同发展的动态过程，应明确教学过程的复杂性，综合三大要素，权衡利弊，博采众法之长，灵活选择教学方法。既要改革创新，又要着眼实际，积极参与创设启发式、开放式、范例式、合作式的教学方法。