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2019-2020年人教版高中物理必修1 第1章1-3運動快慢的描述—速度 教案 物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面構成。 教學分析 本節(jié)教科書的重點是速度。初中和高中所學的速度是不同的，提醒學生注意這點不同，有利于學生對矢量的學習。通過極限的思維方法，從平均速度過渡到瞬時速度，但第一次教學時不要主動啟發(fā)學生思考這種問題，多次接觸極限思維方法后，潛移默化會使他們明白。 教學目標： （一）物理觀念 1.理解速度的概念，領會其矢量性，知道速度的方向就是運動的方向 2.理解平均速度。瞬時速度的概念，并且進行相應的計算 3.區(qū)別平均速度和瞬時速度 4.區(qū)別速度和速率，區(qū)別平均速度和平均速率 （二）科學思維、科學探究 1.通過平均速度的學習，體會等效思想 2.通過瞬時速度的學習，初步體會取極限的思想方法 （三）科學態(tài)度與責任 1.通過相關概念的講解，是學生體會到物理作為一門科學的嚴謹性。培養(yǎng)學生嚴謹態(tài)度，實事求是的生活態(tài)度 2.通過對瞬時速度的學習，使學生體會到物理作為一門科學的極限思想。同時使學生認識到，通過取極限，人類是可以了解到變化莫測的自然的，激發(fā)學生學習物理的熱情。 教學重點和難點 1．教學重點及其教學策略：重點：速度、平均速度與瞬時速度的概念及其區(qū)別 教學策略：通過實例分析來加深理解 2．教學難點及其教學策略：難點：怎樣由平均速度引出瞬時速度；平均速度、速度的“初中” 教學策略：通過數(shù)學上微元法的思想來推導和加深學生的理解，同時可以為后面的類似的問題埋下伏筆 教學過程： 一、引入新課 【思考】為了描述物體的運動，我們已經進行了兩節(jié)課的學習，學習了描述運動的幾個概念，大家還記得是那幾個概念？ 【學生回答】質點、參考系和坐標系；時間、時刻；位移和路程。 【教師活動】指導學生快速閱讀教材中的黑字標題，提出問題：要描述物體運動的快慢，本節(jié)課將會學到那些概念？ 【學生活動】通過閱讀、思考，對本節(jié)課的概念有個總體的印象。 二、新課教學 （一）坐標和坐標的變化量 給出書中的例題： 一輛汽車在沿平直公路行駛，設想我們以公路為x軸建立直線坐標系，時刻t1 汽車處于x1點，坐標x1=10m，一段時間后，時刻t2到達x2，坐標x2=30m。它的位移是？ 1.分析： A點坐標x1 ：表示汽車在t1時刻的位置， B點坐標x2 ：表示汽車在t2時刻的位置。 2．坐標的變化量△ x ＝x2 – x1 （表示汽車的位移） ⑴ △ x 的大小表示位移的大小， ⑵△ x 的正、負表示位移的方向 3.時間的變化量△ t ＝ t2 – t1 解： x 1=10m， x 2=30m △ x ＝ x2 – x1 =30-10=20m ⑴ 位移的大小為20m， ⑵ 位移的方向為x軸正方向。 【思考與討論】 1.上圖中汽車（質點）在向哪個方向運動？ 2.如果上述汽車沿x軸向另外一個方向運動，位移Δ x是正值還是負值？ （二）速度 【思考】我們已經知道位移是描述物體位置變化的物理量，能不能說，物體的位移越大，物體運動的就越快？ 【討論回答】不能，因為物體的運動快慢與運動的時間有關。 那么，如何來描述物體運動的快慢呢？ 【影片展示】 1.播放比賽片段或者先設置問題“雅典奧林匹克運動會男子110m欄冠軍劉翔”。 2.展示質點各式各樣的運動，快慢程度不一樣。 【思考】怎樣比較物體運動的快慢呢？ 3.“蝸牛的爬行很慢”，“飛機的飛行很快”，那么，怎樣比較它們運動的快慢程度呢？有哪些方法？ 【問題】我們怎樣比較哪位運動員跑得快呢？有幾種方法？試舉例說明。 方法一：同樣的時間，比較通過的位移，位移大的，運動的快。 動畫演示：AB兩小車的運動，經過2h后，A車位移為80km，B車為160km，說明B車運動的快。 方法二：同樣的位移，比較所用的時間，時間短的，運動的快。 動畫演示：甲乙兩運動員進行百米賽跑，跑完100m后，甲所用時間為10秒，乙所用時間為11秒，說明甲運動員運動的快。 【思考】在上述①、②兩個例子中，汽車A和運動員甲，哪一個運動更快呢？它們的 △x 、△ t 均不相同，怎樣比較呢？ 【分析】汽車A：2h內的位移為80km； 運動員甲：10s內的位移為100m。 方法三：以單位時間作為標準，比較在單位時間內的位移。 汽車A的運動： 運動員甲的運動： 像這樣，我們可以用位移與時間的比值來表示物體的運動快慢，伽俐略將這個比值定義為速度。 1、定義：位移x與發(fā)生這段位移的所用的時間t的比值，叫速度。 2、物理意義：表示物體運動快慢的物理量。 3、單位：國際單位制（IS）中，m/s、km/h 、cm/s 4、矢量性：速度不但有大?。ū硎具\動快慢）而且有方向（表示運動的方向），是矢量。 提問：有人說按照定義式,V與成正比，越大V越大，對不對？ V與成反比，越小，V越大，對不對？為什么？ 結論：是一個比值定義式，反映的是速度與時間和位移的共同關系，不能說明他們之間成正比或者反比關系。 （三）．平均速度和瞬時速度 如果物體做變速直線運動，在相等的時間里位移是否都相等？那速度還是否是恒定的？那又如何描述物體運動的快慢呢？ 問題：百米運動員，10s時間里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？ 回答：每秒平均跑10m。 百米運動員是否是在每秒內都跑10m呢？答：否。 說明：對于百米運動員，誰也說不來他在哪1秒破了10米，有的1秒鐘跑10米多，有的1秒鐘跑不到10米，但當我們只需要粗略了解運動員在100m內的總體快慢，而不關心其在各時刻運動快慢時，就可以把它等效于運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時的速度就稱為平均速度。所以在變速運動中就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。 1．平均速度 1）定義：在變速直線運動中，運動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間（或這段位移）的平均速度，用表示． 2）說明： a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時間內的平均快慢程度。這實際上是把變速直線運動粗略地看成是勻速運動來處理． b．這是物理學中的重要研究方法——等效方法，即用已知運動研究未知運動，用簡單運動研究復雜運動的一種研究方法． 問題8：百米賽跑運動員的這個=10m/s代表這100米內（或10秒內）的平均速度，是否是說明他在前50米的平均速度或后50米內或其他某段的平均速度也一定是10m/s？ c．平均速度只是對運動物體在某一段時間內（或某一段位移內）而言的，對同一運動物體，在不同的過程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”的． d.平均速度只能粗略地描述一段時間（或一段位移）內的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線運動“速度”的根本區(qū)別． e.平均速度不是各段運動速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來求解。 2．瞬時速度 （1）定義：運動物體經過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度． （2）意義：反映物體在某一時刻（或經某一位置）時運動的快慢，它能精確地描述變速運動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運動． （3）對瞬時速度的理解：瞬時速度是在運動時間時的平均速度，即平均速度在時的極限就是某一時刻（或某一位置）的瞬時速度。 （4）瞬時速度的方向：瞬時速度是矢量，在直線運動中，瞬時速度的方向與物體經過某一位置時的運動方向相同，（若是曲線運動，瞬時速度的方向是軌跡上物體所在點的切線方向（與軌跡在該點的延伸方向一致）） （四）．速率： 1． 瞬時速率 1）定義：瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率。 2） 瞬時速率的測量：技術上通常用速度計來測量瞬時速率。 2．平均速率： 瞬時速度的大小是瞬時速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其實我們初中所學的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個新的名字平均速率。 1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。 2）速率是標量。 3）注意：平均速率不是平均速度的大小。 三、課堂小結 本節(jié)課主要學習了坐標和坐標的變化量以及速度的概念及其物理意義，大家要知道坐標和坐標的變化量與位置與位移的關系。速度是矢量，方向就是物體運動的方向，要知道速度的定義、物理意義、定義式和單位。 四、板書設計 運動快慢的描述——速度 一、 坐標與坐標的變化量 1.坐標：某時刻物體的位置。 2.坐標的變化量：物體在某段時間內的位移。 二、速度 1. 定義：位移與發(fā)生這個位移所用的時間的比值叫做速度。 2.定義式： 3.物理意義：速度是表示物體運動快慢的物理量。 4.單位：國際單位制m/s(ms-1). 5.矢量性：速度是一個矢量 大小：單位時間內位移的大小。 方向：與物體的運動方向相同。 五、布置作業(yè)