湖北省湖北大学附属中学2020届高中物理第三节运动快慢的描述——速度

湖北省湖北大学附属中学2020届高中物理第三节运动快慢的描述——速度

第三节运动快慢的描述——速度 ‎ 三维目标 知识与技能 1. 理解物体运动的速度，知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性。‎ 2. 理解平均速度的意义，会用公式计算物体运动的平均速度，认识各种仪表中的速度。‎ 3. 理解瞬时速度的意义。‎ 4. 能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。‎ 5. 知道速度和速率以及它们的区别。‎ 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步领会瞬时速度于平均速度的关系，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，判断不同速度或变速度。‎ 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。‎ 教学重点：‎ 速度、瞬时速度、平均速度三个概念，及三个概念之间的联系。‎ 教具：‎ 课时安排：一课时 教学过程：‎ ‎[引入]为了描述物体的运动，上两节课我们已经学习了几个概念，分别是质点、参考系、坐标系、时间、时刻、位移和路程，位移描述的是物体位置的变化，我们谈到运动的时候，经常还关心另一个问题，就是物体位置变化的快慢，也就是运动的快慢，今天引入一个新的物理量来描述它。‎ 大家先阅读教材的第一、二、三自然段，回答思考与讨论的问题，补充问题：当我们用一维数轴表示位置和位移时，坐标与坐标变化量有什么区别和联系？‎ ‎[板书]一、坐标与坐标的变化量 ‎[讲解]在研究物体沿直线的运动时，我们沿物体运动的方向建立x轴，例如：一辆汽车在沿平直公路运动，设想我们以公路为x轴建立直线坐标系，时刻t1汽车处于A点，坐标是x1=‎10m，一段时间之后，时刻t2到达B点，坐标是x2=‎30m，x2-x1就是这辆汽车位置坐标的变化量，可以用“△x”表示，‎ ‎△x=x2-x1=‎30m-10m=‎‎20m 这样，物体的位移就可以通过坐标的变化量来表示，△x的大小表示位移的大小，△x的正负表示位移的方向。‎ 当我们用一维数轴表示时间轴时，同样的可以用 t表示时间的变化量△t=t2-t1。‎ ‎[板书]二、速度 不同物体的运动，快慢往往不同，那么该如何来衡量呢？大家来比较下面四个物体的的快慢程度：‎ 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 ‎1250‎ D、飞机在天空直线飞行 ‎500‎ ‎10‎ ‎2500‎ ‎[分析]比较A和B，他们经过的位移是相同的（都是‎100m），A用的时间长（20s），B用的时间短（10s），在位移相等的情况下，时间短的运动的快，即汽车比自行车快。‎ 比较B和D，它们所用的时间相同（都是10s），B行驶了‎100m，D飞行了‎2000m，B行驶的位移比D短，在时间相等的情况下，位移大的运动得快，即飞机比汽车快。‎ 比较B和C，由于它们的位移和所用时间都不同，要比较它们的运动快慢，只有计算它们平均每秒位移的大小量才能比较。单位时间内位移大的运动得快，由上列表可算出以上四个物体每秒位移大小分别为‎5m、‎10 m、‎25 m、‎200 m，这说明飞机行驶得最快。‎ 这样，我们知道，可以用位移跟时间的比值来表示物体运动的快慢，这就是速度。‎ ‎[板书]‎ 1、 定义：位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的快慢。‎ 2、 公式：v=△x/△t 3、 单位：米每秒（m/s）常用的有：千米每时（km/h ）、厘米每秒（cm/ s）‎ 4、 矢量性：速度是矢量，其大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，其方向就是物体运动的方向。‎ ‎[提问]大家想一想这和我们初中学过的速度有什么不同呢？‎ ‎[分析]初中学过的速度是路程和时间的比值，那时那样讲是限于当时同学们的接受能力，现在我们学习的速度概念更严谨，路程与所用时间的比值是另外一个物理量，我们在后面的学习会讲到。‎ ‎[板书]三、平均速度和瞬时速度 通常物体在某段时间内的运动快慢总是不同的，所以我们用上述公式求得的速度，往往体现物体在某段时间运动快慢程度的平均效果，是一种比较粗略的描述。这个速度，我们叫平均速度 在时间轴上观察可知，如果把△t取得非常小，这物体在从t到t+△t这样一个微小间隔内的平均速度就非常接近于t时刻的速度，所以当△t 非常小时，我们可以认为，上述公式所求得的是时刻t的速度，叫瞬时速度。这是对物体运动一种精确的描述。‎ ‎[学生练习]课后2‎ ‎[提问]在什么情况下平均速度等于瞬时速度呢？‎ 速度，有时指的是平均速度，有时指的是瞬时速度，大家要根据上下文判断。‎ ‎[学生练习]对作变速直线运动的物体，有如下几种叙述中表示平均速度的是（）‎ A、 物体在第2s内的速度为‎6m/s B、 物体在第3s末的速度为‎7m/s C、 物体在通过其路径上某一点的速度为‎5m/s D、 物体在通过一段位移s时的速度为‎5m/s 答案：A、D ‎[板书]四、速度和速率 我们知道，速度是个矢量，既有大小，又有方向，那么在日常生活中，我们通常只关心速度的大小，（比如汽车的时速表），把瞬时速度的大小叫做速率。‎ 那么，初中学过的路程与时间的比值又表示什么呢？它表示的是平均速率。平均速率是否是平均速度的大小呢？（举‎800米环跑的例子）注意，这是两个不同的概念，严格来说，瞬时速度的大小叫瞬时速率，而平均速率则是物体运动路程和所用时间的比值。‎ ‎[小结]这节课我们主要学习了速度的概念及其物理意义，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的描述指点运动的快慢，是一段时间或位移上的平均效果，而瞬时速度能更准确地描述质点运动的快慢。速度是矢量，方向就是物体运动的方向，平均速度中，速度方向也与位移方向相同，瞬时速度的方向就是指点在那一时刻的运动方向。速率是标量，指的是速度的大小，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。‎ 板书设计：‎ 一、坐标与坐标的变化量 物体的位移就可以通过坐标的变化量来表示，△x的大小表示位移的大小，△x的正负表示位移的方向。‎ 二、速度 ‎1、定义：位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的快慢。‎ ‎2、公式：v=△x/△t ‎3、单位：米每秒（m/s）常用的有：千米每时（km/h ）、厘米每秒（cm/ s）‎ 1、 矢量性：速度是矢量，其大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，其方向就是物体运动的方向。‎ 三、平均速度和瞬时速度 平均速度：粗略的描述，对应某段时间或某段位移。‎ 瞬时速度：精确的描述，对应某个时刻或某个位置。‎ 四、速度和速率 瞬时速度的大小叫做（瞬时）速率。‎ 平均速率：路程和所用时间的比值。‎ 作业：‎ 一辆汽车以‎72km/h的速度行驶10s后，来到一座大桥上，司机放慢车速后用0.5min通过了‎300m的大桥，求汽车在这40s内的平均速度？‎