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1、2022年高一物理 第二章 直線運動 三、運動快慢的描述、速度(第一課時) 人教大綱版第一冊
從容說課
本節(jié)主要學習描述運動快慢的幾個物理量速度、平均速度和瞬時速度.平均速度和瞬時速度是運動學的重要概念,平均速度只是粗略地描述變速直線運動的情況,引入平均速度的目的之一在于引出瞬時速度的概念.知道了瞬時速度,對變速直線運動的描述就精確了.
本節(jié)是高中物理中第一次向學生介紹比值定義物理量的方法,要引導學生體會,逐步理
解.另外本節(jié)進一步體現了用圖象和公式兩種數學工具來描述物理量間的關系的特點.
本節(jié)課的教學目標定位如下:
1.理解速度的概念 ①知道速度是表示物體運動
2、快慢和方向的物理量;②知道它的意義、
公式、符號和單位;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變速運動快慢的物理量;②知道平
速度的定義;③知道在不同的時間或不同的位移內的平均速度一般是不同的.
3.知道瞬時速度和瞬時速率的概念以及它們的區(qū)別.
本節(jié)課的教學重點定位如下:速度的概念包括平均速度和瞬時速度.
本節(jié)的難點是對瞬時速度的理解.
為了教學目標的順利完成,同時也為了突出重點,突破難點,本節(jié)采用啟發(fā)式和類比教學法,結合實例,使學生逐步認識平均速度和瞬時速度.另外通過本節(jié)的學習,要注意領會物理學上常用的等效思想
3、和極限思想.
本節(jié)課的教學程序設計如下:
直接導人新課一設疑如何比較運動員運動的快慢,類比功率推理類比得到什么是速度→
閱讀課文,結合思考題得到速度的定義、公式、單位及物理意義一拓展討論,實例分析,類比得到平均速度和瞬時速度的區(qū)別一課堂討論強化對本節(jié)知識的理解.
教學目標
一、知識目標
1.理解速度的概念.知道速度是表示運動快慢的物理量,知道它的定義、公式、符號和單位,知道它是矢量.
2.理解平均速度,知道瞬時速度的概念.
3.知道速度和速率以及它們的區(qū)別.
二、能力目標
1.比值定義法是物理學中經常采用的方法.
2.掌握用數學工具描述物理量之間的關系的方
4、法.
3.培養(yǎng)學生的遷移類推能力,抽象思維能力.
三、德育目標
培養(yǎng)學生認識事物的規(guī)律由簡單到復雜.
教學重點
速度的概念.
教學難點
怎樣由平均速度引出瞬時速度.
教學方法
類比推理法、啟發(fā)式教學.
教學用具
實物投影儀、投影片、CAI課件.
課時安排
1課時
教學過程
[投影本節(jié)課的學習目標]
1.理解速度的概念,知道速度是表示運動快慢的物理量,知道它的公式、定義、符號和單位,知道它是矢量.
2.理解平均速度,知道瞬時速度的概念.
3.知道速度和速率的區(qū)別.
[學習目標完成過程]
一、導入新課
質點的不同運動,快慢程度往往并不相同,那如何來比較運動
5、的快慢呢?
二、新課教學
(一)速度
[CAI課件模擬]
運動會上運動員正在進行短跑比賽?
[出示思考題]
怎樣比較哪位運動員跑得快呢?有幾種方法呢?試舉例說明.
[學生活動]思考并回答:
有兩種方法可行:
第一種方法:同樣的位移,比較所用的時間的長短,時間短的,運動的快.例如運動會上的100 m短跑,就是通過到達終點時所用時間的長短來比較運動員的成績的.
第二種方法:同樣的時間,比較通過的位移,位移大的,運動的快.例如:甲、乙同時出發(fā),經過一段時間后,甲的位移比乙的位移大,說明甲運動的快.
[教師]由上分析知,運動的快慢跟運動的時間及通過的位移都有關系.
[出示思考題
6、]
1.如果兩物體的運動的時間,所通過的位移都不一樣,又如何比較其快慢呢?
2.運動會上進行百米賽跑,甲運動員4 s內跑出32 m,乙運動員3 s內跑出30 m,比較哪個運動員跑得快?
[學生活動]思考分析并討論.
[教師提示]尋找一個統(tǒng)一的標準,可類比初中學過的功率的知識來思考.
[學生活動]
1.回憶“功率”的有關知識:
功率是表示物體做功快慢的物理量,它等于功W和完成這些功所用時間t的比值,用P=W/t來表示.單位時間內物體做的功越多,說明物體做功越快,即功率越大.
2.由此類似地:
可以用單位時間內的位移來比較運動的快慢.例如:甲運動員在1 s內的位移: m=8 m,
7、乙運動員在1 s內的位移: m=10 m,在1 s內,乙運動員的位移大,故乙運動員跑得快.
[教師]類似地,為了便于描述運動的快慢,引進了一個物理量——速度.
[學生活動]閱讀課本相關內容
[出示思考題]
1.速度是怎樣定義的?速度的符號是什么?
2.速度的物理意義是什么?
3.速度的單位有哪些?
4.速度是矢量還是標量,其運算遵循什么規(guī)則?
5.速度的方向如何?
[學生活動]在閱讀基礎上,回答上述思考題.
[教師在學生回答基礎上總結并板書]
1.定義:速度等于位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值.
2.公式:v=s/t
3.單位:m/s,常用的還有km/h,cm/s.
8、
4.物理意義:
表示物體運動快慢的物理量.
5.速度是矢量,既有大小,又有方向,速度的方向跟運動方向相同.速度的運算遵循平行四邊形定則.
[教師強調]速度是高中階段第一個用比值法定義的物理量,以后會常常用到比值法定義物理量.
[鞏固訓練]
1.完成下面的單位換算.
(1)1 cm/s=______m/s
(2)36 km/h=______m/s
(3)15 m/s=______km/h
2.某物體做勻速直線運動,在8 s的時間內從東往西移動了24 m,其速度為多少?
[參考答案]
1.(1)0.01;(2)10;(3)54
2.v=3 m/s,方向:自東向西.
[評
9、析拓展]
1.注意物理量間的單位是否統(tǒng)一及正確進行單位換算.
2.勻速直線運動中,相等的時間內位移相等,即運動的快慢程度相同,也即速度的大小和方向都不變.
(二)平均速度
[出示思考題]
一輛汽車在一條直線上行駛,第1 s內通過的位移是8 m,第2 s內通過的位移是20 m,第3 s內通過的位移為30 m,第4 s內通過的位移是10 m.
(1)汽車做什么運動?
(2)分別求出第1 s內,第2 s內、第3 s內、第4 s內的速度.
[學生活動]思考分析并求解:
汽車在相等的時間里位移不等,故汽車做變速直線運動.
由速度的定義式:v=s/t,可求得
第1 s內的速度為8 m
10、/s.
第2 s內的速度為20 m/s.
第3 s內的速度為30 m/s
第4 s內的速度為10 m/s.
[教師提問]上述結果說明了什么?
[學生活動]思考并回答:
在相同的時間內,汽車的速度不同.
[教師]為了描述變速直線運動,引進“平均速度”的概念.
[學生活動]閱讀課本有關內容.
[教師出示思考題]
1.平均速度的定義及公式?
2.平均速度的物理意義?
[學生活動]解答上述思考題.
[教師在學生回答基礎上總結并板書]
1.定義:在某段時間的位移Δs與發(fā)生這段位移所用的時間Δt的比值,叫做這段時間(或位移)內的平均速度.
2.公式:
3.物理意義:表示物
11、體的平均快慢程度.
[鞏固訓練]
上述思考題中,試計算:
(1)最初2 s的平均速度.
(2)中間2 s的平均速度.
(3)后3 s的平均速度.
(4)全過程中的平均速度
[參考答案]
(1) m/s=14 m/s
(2) m/s=25 m/s
(3) m/s=20 m/s
(4) m/s=17 m/s
[評析拓展]
1.求平均速度時必須指明是對哪段時間(或哪段位移)來說的.
2.必須注意Δs與Δt的對應關系.
3.平均速度只能粗略地描述物體的運動.
[教師]要精確地描述變速直線運動,即要知其在各位置或各時刻的運動快慢,就要引入瞬時速度的概念.
[學生活動]
12、閱讀課文有關內容及“閱讀材料”.
[教師出示思考題]
1.什么是瞬時速度?其物理意義呢?
2.瞬時速度的方向呢?
3.什么叫速率?
[學生活動]解答思考題.
[教師總結并板書]
1.概念:運動物體在某一時刻(或通過某一位置時)的速度,叫做瞬時速度.
2.物理意義:精確地描述物體的運動快慢.
3.瞬時速度的方向:與物體經過某一位置的運動方向相同.
4.瞬時速度的大小叫做瞬時速率,簡稱速率.
[鞏固訓練]
下列速度是平均速度還是瞬時速度?
A.某同學百米賽跑的速度約為9 m/s
B.運動員百米沖線時的速度為12 m/s
C.汽車速度計指示著速度為60 km/h
D.
13、子彈離開槍口時的速度為1000 m/s
[參考答案]平均速度的有A;瞬時速度的有BCD.
[課堂討論]
1. 速度是一個矢量,你認為速度的變化包括哪幾種情況?
2. 你認為比較物體的運動快慢有哪些方法?
3. 把速度定為υ=是否可以?
4. 速度不變的運動是勻速直線運動嗎?
5. 勻速運動是否就是勻整直線運動?
6. 平均速度與速度的平均值是否相同?
[學生活動]討論并互相交流.
[教師點撥]
1.速度不僅有大小,而且有方向,是一個矢量.速度的方向就是物體運動的方向,無論是速度的大小變化,還是方向變化,速度都發(fā)生了變化,所以速度的變化包括:
①速度的大小不變,方向改變.
14、
① 速度的大小改變,方向改變.
② 速度的大小和方向同時改變.
2.比較物體運動的快慢可采取以下方法:
① 比較相等時間內位移的大小.
② 比較通過相同的位移所用時間的長短.
3.把速度定義為υ=是可以的,這樣定義是利用比較相同位移(1m)所用時間長短表
示物體運動的快慢.采取這種定義方法速度大的物體卻運動得慢,速度小的物體卻運動得快.
4.速率不變的運動不一定是習速直線運動;速率不變且運動方向不變的運動才是勻速直線運動.
5.物體做勻速運動說明其速度不變,即它的速度大小和方向均不變.所以勻速運動一定是勻速直線運動.
6.平均速度表示一段時間內物體運動的平均快慢程度,它等
15、于物體的位移跟所用時間的比值,并不是速度的平均值.
三、小結
[投影小結思考題]
1.速度是描述物體 的物理量,它等于 的比值,公式為υ= .
速度不但有大,而且有方向,是 ,在國際單位制中,單位是 .
2.平均速度粗略地描述變速直線運動的快慢,它的大小等于 的比值,公式為
υ= .
平均速度是矢量,某段時間內平均速度的方向,與該段時間內物體 的方向相同.
3.物體經過某一時刻(或某一位置)的速度叫 ,它能精確地描述變速直線運動的快慢
16、,瞬時速度的方向就是物體經過某位置時的 .
叫瞬時速率,速率是 量.
4.位移圖象的傾斜程度反映了物體 的大小,在勻速直線運動中,υ=是恒定的.在同一坐標系中,位移圖象與橫軸的夾角越大表示物體的速度 ,夾角越小,表示物體的速度 .
四、作業(yè)
1.課本作業(yè):P26練習三
2.思考題:
汽車從A地開往B地用了2 h,又從B地開往A地用了2.5 h,已知A、B兩地相距100 km.求:(1)從A地到B地的平均速度;
(2)從B地到A地的平均速度;
(3)汽車在往返一次全過程中
17、的平均速度.
參考答案:
(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)汽車往返一次的位移為零,即=0.
五、板書設計
六、本節(jié)優(yōu)化訓練設計
1.下列關于速度的說法正確的是( )
A.速度是描述物體位置變化的物理量
B.速度方向就是物體運動的方向
C.位移方向和速度方向一定相同
D.勻速直線運動的速度方向是可以改變的
2.一位小運動員在百米賽跑時50 m處的速度為6 m/s,16 s末到達終點時的速度為7.5 m/s,則整個跑步過程中,他的平均速度是( )
A.6 m/s
18、 B.6.25 m/s
C.6.75 m/s D.7.5 m/s
3.騎自行車的人從靜止開始沿直線運動,他在第1 s內、第2 s內、第3 s內、第4 s內通過的距離分別為1 m、2 m、3 m、4 m.關于這個運動,下列說法正確的是( )
A.4 s末的瞬時速度為2.5 m/s B.4 s末的瞬時速度為4.0 m/s
C.前4 s內的平均速度為2.5 m/s D.前4 s內的平均速度為4.0 m/s
4.一物體做直線運動,前一半路程的平均速度是v1,后一半路程的平均速度是v2,此物體在
19、全過程的平均速度是( )
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
5.一旅客坐在一輛速率是54 km/h的火車中,迎面從旁邊的平行軌道上駛來一列長150 m.速率為36 km/h的貨車,則貨車駛過旅客身邊的時間為( )
A.10 s B.15 s
C.6 s D.30 s
6.如右圖是甲、乙、丙三個物體做直線運動的s-t圖象,比較三物體的( )
(1)位移大?。篲_____.
(2)路程_____
20、_.
(3)平均速度的大小______.
7.一列一字形隊伍長120 m,勻速前進,通訊員以恒定的速率由隊尾B走到隊首A,再立刻走回隊尾,這過程中隊伍前進了288 m.求通訊員這一過程中所走的路程為多少?
[參考答案]
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:設s1為通訊員向前走的路程,s2為返回的路程,并設隊伍速率為v2,通訊員的速率為v1,通訊員走s1歷時t1,走s2歷時t2.
對通訊員:
s1= (120+288)-(120-s2)=288+s2
t1=
對隊伍:
t1=
t2=
由上得=72 m
從而s=s1+s2=288+2s2=432 m