運動快慢的描述---速度(說課教案)

1、運動快慢的描述-速度(說課教案)教材綜述本章是高中物理的第一章，在很多方面對高中物理來說都起到奠定基礎的作用，在速度概念的學習中，學生學習高中物理需要具備的基本素養(yǎng)有幾項是第一次出現(xiàn)。例如：第一次在坐標軸上表示矢量；第一次在物理問題中滲透極限思想；第一次抽象地領會物理學中的“變化率”的含義；第一次用打點計時器來進行定量的實驗；第一次用圖象來定量描述某個物理量等等。因此，教學中如何對待這些重要的“第一次”，既要使學生扎扎實實從這些第一次中獲得基本素養(yǎng)的提高，同時又要兼顧學生的可接受性，做到循序漸進而不一步到位，讓學生在學習中獲得成功的愉悅，這是在本節(jié)學習中特別需要關注的問題。教材在上一節(jié)的基礎上

2、進一步說明如何用坐標和坐標的變化量來表示質點的位置和位移，為速度概念的敘述作好準備。教材的重點是速度，從平均速度引入，通過極限的思維方法過渡到瞬時速度，說明瞬時速度表示物體在時刻t的速度。速度的定義是高中物理中第一次向學生介紹用比值定義物理量的方法，教材的講述比較詳細，通過兩種通俗的比較運動快慢的方法，過渡到一個統(tǒng)一標準，自然地給出比值法定義速度對平均速度和瞬時速度的講述也非常便于學生的接受，且適時給出了速率的概念；教材非常注意物理知識與生活、技術、社會的聯(lián)系，無論是概念的引入、闡述、應用、練習都注意聯(lián)系實際，特別是聯(lián)系學生身邊的生活、現(xiàn)代科技。如：講速度聯(lián)系學生感興趣的一些物體和交通工具的速

3、度；教科書注意物理知識的人文特色以及與社會發(fā)展的聯(lián)系，注意激發(fā)學生的興趣和學習積極性，特別撰寫了一篇STS的短文：速度與現(xiàn)代社會，表述通俗易懂，介紹交通工具的速度與城市發(fā)展規(guī)模等各方面的關系，也介紹了交通網(wǎng)絡促進經(jīng)濟發(fā)展和交通堵塞、污染等帶來的社會問題，從一個側面使學生對科學與社會發(fā)展的互動關系有所認識，適合學生自主學習。 教材最后說明速度的應用，課后給出的“說一說”和“做一做”對加深概念的理解和擴展思維有很大的好處課后練習的設置著眼于培養(yǎng)學生在實際生活中準確使用速度和速率的能力。教學目標(物理學不僅以其概念、規(guī)律揭示了自然界基本運動的諸多真理，它還在建立這種知體系的過程中發(fā)展了科學思想方法和

4、研究方法，推動了科學的進步。不僅如此，它的知識和思想對人類活動的廣闊領域都產(chǎn)生了影響，成為人類文化的重要組成部分，它的每一次重在成就，都改變了人們的自然觀、世界觀，成為人類思想和觀念進步的偉大階梯。)(明確規(guī)定了課程的三維目標，把過程與方法、情感態(tài)度與價值觀與知識與技能并列，這是對教育本質認識的一種飛躍。)(運動快慢的描述-速度的教學能很充分的體現(xiàn)新課程的三維課程目標)知識與技能1、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的快慢的物理量（2）理解平均速度的定義，知道在不同的時間內或不同的位移上的平均速度一般是不同的（3）理解用比值法定義物理量的方法，會用平均速度的公式解答有關的

5、問題2、理解瞬時速度的概念（1）知道瞬時速度是精確描述變速運動快慢和方向的物理量（2）知道瞬時速度是物體在某一時刻的速度或在某一位置時的速度（3）了解平均速度和瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系，能在具體問題的描述正確使用平均速度和瞬時速度的概念，并能進行相應的計算。 3、知道速度與速率的區(qū)別與聯(lián)系，領會速度與平均速度的矢量性，知道速度的方向即物體運動的方向，能在生活中正確使用速度和速率。過程與方法1運用平均速度的定義，把變速直線運動等效成勻速直線運動處理，從而滲透物理學的等效思想的方法。2在討論平均速度和瞬時速度聯(lián)系的過程中，初步體會取極限的思想方法。3體會速度概念參初中基礎上的深化，培養(yǎng)遷移類推能力，培

6、養(yǎng)學生自主學習的能力情感態(tài)度與價值觀1通過解決一些基礎問題，而向復雜問題過渡，培養(yǎng)學生認真思考問題的習慣，使學生養(yǎng)成一種良好的學習方法。2通過師生平等的情感交流，培養(yǎng)學生的審美情感。教學重點：速度的定義，平均速度，瞬時速度的理解教學難點：瞬時速度的的引入及理解主要教法：講述、啟發(fā)討論、實驗探究、指導閱讀課時建議：運動快慢的描述-速度（2學時）教材分析與教法建議1明確區(qū)分位置和位移，用坐標的變化量表示位移質點位置隨時間的變化規(guī)律是運動學的核心問題。教科書明確提出位置坐標以區(qū)分位置和位移，研究質點的位置坐標隨時間變化的關系，體現(xiàn)教科書內容的基礎性。教科書指出應在參考系上建立坐標系，并且定量地描述質

7、點的位置。質點沿直線運動中，用x表示位置（又如在拋體運動中用x、y表示位置），用x表示位移。時刻和時間間隔的區(qū)分也因此更加明確。平均速度和瞬時速度都用位移與時間的比來定義，直線運動中質點的位移用坐標的變化量x來表示的方法是重要的。教材以一輛汽車沿平直公路行駛為例，讓學生通過思考與討論理解用x表示位移大小和方向的方法。教師在組織學生討論和總結時要注意引導學生理清思考問題的思路，如先選定質點運動的直線為一維直線坐標系，確定坐標軸的原點和坐標軸的正方向，并確定坐標軸的標度。圖1質點在t1時刻位于A點，坐標x1=10 m質點在t2時刻位于B點，坐標x2=30 m質點的位移是有向線段AB，線段的長度20

8、 m表示位移的大小，有向線段的方向表示位移的方向。x=x2-x1=20 m，x的絕對值表示位移AB的大小，x為正值表示位移AB的方向與x軸正方向相同。根據(jù)學生思考、討論的情況，我們還可考慮設置下列問題把討論引向深入：質點t1時刻在C點，x3=80 m質點t2時刻在D點，x4=60 mx=x4-x3=-20 m，x的絕對值表示位移CD的大小，x為負值表示位移CD的方向與x軸正方向相反。質點t1時刻在E點，x2=-30 m質點t2時刻在F點，x6=-10 mx=x6-x5=20 m，x的絕對值表示位移EF的大小，x為正值表示位移EF的方向與x軸正方向相同。質點t1時刻在G點，x7=-40 m質點t

9、2時刻在H點，x8=-70 mx=x8-x7=-30 m，x的絕對值表示位移GH的大小，x為負值表示位移GH的方向與x軸正方向相反。2教材突出了變化率的概念任何事物的變化，包括物體位置的變化，總是伴隨著一個過程。在這一過程中，我們關心兩件事情，一件是變化的多少，另一件是變化的快慢，后者就是變化率。以物體的直線運動為例，位移x是變化的多少，速度就是變化率。兩者相比，在研究物體的運動中，作為位置變化率的速度是更為核心的內容，也是學生學習中應該上的一個臺階。因為它不像位置變化的多少那么具體，那么“看得見，摸得著”。速度有平均速度和瞬時速度之分。兩者相比，平均速度要容易理解，因為它是與一個真實的變化過

10、程相聯(lián)系的：真實的位移x與真實的時間間隔t的比值。與此不同，瞬時速度就難以理解了。在這本教科書中，該問題是在較小的時間間隔t內，平均速度 更能比較精確地描述物體運動的快慢程度。從這一事實出發(fā)，t越小，描述越精確，進而給出一個推斷和認定，即當t很小很小時，就說是物體在時刻t的瞬時速度。在這里滲透了極限思想，但并未要求學生準確地從極限的意義上去理解瞬時速度的概念。3、平均速度和瞬時速度的教學在學生看書自學的基礎上，啟發(fā)學生，要讓學生參與速度的定義過程，通過一些討論突破瞬時速度這個難點，配合一些多媒體資料加深理解和鞏固在引入速度概念時，也可采用，給出兩個具體的勻速直線運動的實例，讓同學體會，介紹一種

11、運動要抓住其本質，本質應是相對不變的，位移是變化的，時間是變化的，觀察位移與時間的比值，此比值是不變的分析比值的含義，由此得到速度的定義講述平均速度時，最好給出一個具體的實例來說明 學生認為平均速度好懂，有的學生誤認為平均速度與初中學過的速度沒有區(qū)別，我們可通過實例讓學生注意到，初中學的速度定義是路程與時間的比，它沒有方向?，F(xiàn)在說的平均速度是矢量，它的方向與位移x的方向相同。一輛汽車10 s內向東行駛120 m，另一輛汽車10 s內向北行駛120 m，這兩輛汽車平均速度大小相等但方向不同，它們的平均速度不同。 教學實踐表明，教材用極限思想介紹瞬時速度是可行的。教材在定義了平均速度后進一步指出“

12、為了使運動的描述精確些，可以把t取得小一些，運動快慢的差異也就小一些；t越小，描述越精確；想像t非常小，可以認為表示物體的瞬時速度?！边@樣處理較清晰地體現(xiàn)了極限思想，目的是讓學生進一步加深對科學思維方法的感悟，但又回避了嚴格的極限概念和計算，也沒有引入“極限”這個術語。為加深學生對瞬時速度的理解，我們可做下面的演示實驗。圖2演示如圖2所示，讓滑塊沿傾斜的氣墊導軌做加速運動。將滑塊放上不同寬度的遮光片，即x為1 cm，3 cm，5 cm，10 cm，若沒有成品擋光片，可用硬紙片自制成需要的寬度。測出每個遮光片通過光電門所用的一段時間間隔t。遮光片越窄，t越小時，描述通過該位置的運動快慢越精確，t

13、極小時，可認為是瞬時速度。4、速度教學中滲透STS的思想STS強調的是科學、技術與社會的互動關系，而不僅僅是科學在技術中的應用。本節(jié)教材在“STS”欄目中設置了“速度與現(xiàn)代社會”的文章。介紹了車輛速度的提高與城市發(fā)展等方面的關系，并討論了環(huán)境、資源等問題。在涉及科學技術與社會的問題時，重要的是啟發(fā)學生進行這方面的思考，鼓勵他們發(fā)表自己的見解。如文章的最后提出這樣的問題：“交通工具的速度是不是越快越好？”另外，對教材中所列的常見的速度表，可讓學生補充一些感興趣的、重要的速率，如：空氣中0時的聲速為33102 m/s，大陸板塊移動速度約10-9 m/s 等。 速度教學中滲透STS的思想，我們可以多

14、聯(lián)系實際舉例啟發(fā)學生討論，對于教材閱讀材料，可以用指導閱讀，組織學生自主學習的方式。5、“說一說”“做一做”欄目的教學教科書選用了費恩曼杜撰的那個著名笑話，可組織同學閱讀、議論，鼓勵學生提出自己的想法。教師引導學生認識到警察所說的超速指的是瞬時速度，女士說的是一段時間走的路程和將要走過的路程，這位女士不懂瞬時速度。另外，不僅告訴學生只知道快慢的概念而不懂科學的速度概念，會鬧出怎樣的笑話，而且還想讓學生認識到，沒有瞬時速度，就沒有運動學、動力學 老師可以指導學生完成“做一做”欄目中的內容，讓學生在實踐中加深對所學概念的理解。需要說明的是測量自行車在不同情況下行駛（長距離和短距離）時的速度和蚊香的

15、燃燒速度均指的是平均速率。教學過程設計示例（2007年南師大附中高一A層教學班）課 題： 1.3 運動快慢的描述速度引入：上一節(jié)課我們學習了質點的概念，引入了位移這一物量，用以描述質點位置的變化。 必須知道任何時刻質點所在的位置，才能說是對質點的運動有了完整的描述。實際的運動是復雜的，從簡單問題入手。什么樣的運動是最簡單的？質點的運動軌跡如果是直線的話，質點的運動稱為直線運動在直線運動里有一種最簡單、最特殊的運動形式，那就是勻速直線運動。（一）勻速直線運動1、物體在一條直線上運動，如果在任何相等的時間內的位移相等，這種運動就叫做勻速直線運動，簡稱勻速運動。說明：（1）“任何”“位移相等”（2）

16、理想化的物理過程模型。思考：發(fā)令后，如何確定運動員跑的快慢？百米跑中，如何比較不同組運動員跑的快慢？如何比較50米跑和100米跑運動員的快慢2、勻速直線運動的速度（1）物義：表示物體運動的快慢程度。（2）定義：在勻速直線運動中，位移和時間的比值，叫勻速度直線運動的速度。（3）公式：（4）單位：米/秒（m/s），千米/時（km/h）。（5）速度是矢量，其方向表示物體的運動方向。在勻速直線運動中，速度和位移方向一致。說明：比值法是定義物理量的一種常用方法。勻速直線運動是速度為恒量的運動。速度的大小常叫速率。3、勻速直線運動的位移和位置。（1）位移：勻速運動中，位移跟時間成正比。 s=vt （）（2

17、）若已知物體的初位置，則任意時刻物體的位置。x=x+vt （）例題：見高中物理學1P84、勻速直線運動的位移一時間圖象，簡稱位移圖象。（1）獲得圖象的兩種方法。由數(shù)學公式，繪制函數(shù)圖象。由實驗數(shù)據(jù)，描繪物理圖象。 例：研究某勻速直線運動的實驗數(shù)據(jù)如下表：（坐標原點在運動的初位置）時間（s）0.000.060.120.180.240.300.36位移（cm）0.005.4811.0316.5322.0427.5433.09t/ss/m0建立直角坐標系橫坐標表示時間，單位：秒。（自變量）縱坐標表示位移，單位：米。（應變量）（2）勻速直線運動位移圖象是一根直線若坐標原點在初位置，則圖象過原點（正比例

18、）若坐標原點不在初位置，則圖象有截距（一次）（3）坐標平面上的“點”的物理意義：表示一個確定的運動狀態(tài)。（4）對位移圖象的討論?？梢郧笕魏我粫r間的位移，也可求某一位移的時間。利用位移圖象可求速度。a、直線過原點：v=tgx=r。（斜率）b、直線不過原點：v=。注：與數(shù)學上的斜率不同，是有單位的斜率相同表示速度大小相同。 小結：已涉及的物理學研究方法。1、 理想化模型的科學方法。2、 從簡單問題入手的方法。3、 用數(shù)學公式表述物理規(guī)律。4、 運用圖象研究解決物理問題。思考題：1、物體的位移圖象是不是物體的運動軌跡？根據(jù)下列圖象說明物體的運動如何？st0ts0st02、兩條位移圖象平行表示什么物理

19、意義？兩條位移圖象相交表示什么？*5、位移-時間圖象與位置-時間圖象參見高中物理學1P9（1）取初位置為坐標原點（2）初位置不作為坐標原點（二）變速直線運動枚舉生活中的實際直線運動：1、變速直線運動物體在一條直線上的運動，如果在相等的時間里的位移不相等，這種變速直線運動，簡稱變速運動。變速直線運動位移圖象是曲線。請預測飛機起飛時的運動位移圖象形狀。勻速直線運動的物體在任何相等的時間里的位移都是相等的，變速直線運動的物體在相等的時間里的位移不相等。 如何描述變速運動物體的快慢呢？（粗略、精確）例：讀本P62，列車半小時走了28千米說明：我們用一個勻速運動代替實際變速運動，替代的條件是該勻速運動在

20、相等的時間內與變速運動發(fā)生相同的位移。2、平均速度（1）物理意義：粗略描述運動的快慢程度。粗略但實用、不能反映物體運動快慢的細節(jié)。（2）定義：在變速運動中，運動物體的位移與所用時間的比值。（3）公式：（4）單位：米/秒（m/s）（5）矢量性：平均速度矢量方向與物體的位移方向相同。理解：平均速度只能粗略地反映物體運動的快慢，而不能反映物體運動快慢的細節(jié)。例：百米運動員，l0s跑完100m，那么他ls平均跑多少m？對于百米運動員，誰也說不來他在哪ls跑了10m，有的ls跑10m多，有的1s跑不到10m，但它等效于運動員自始至終用10ms的速度自速跑完全程。所以就用這平均速度（快慢）米粗略表示其快慢

21、程度但這個10m/s只代表這100m內（或10s內）的平均速度，而不代表他前50m的平均速度，也不表示他后50m或其他某段的平均速度。平均速度必須指明是物體運動過程中的哪一段的平均速度。（不同時間段或不同位移的平均速度一般不同） 例：一輛自行車在第一個5s內的位移為10m，第二個5s內的位移為15m，第三個5s內的位移為12m，請分別求出它在每個5s內的平均速度以及這15s內的平均速度。 計算得出：2m/s、3m/s、2.4m/s、2.5m/s.平均速度速度的平均值例：一物體從甲地到乙地，總位移為2S，前一S內平均速度為v1；，第二S內平均速度為v2，求這個物體從甲地到乙地的平均速度點評：有的

22、同學答案為，這是錯誤的，平均速度不是速度的平均值，要嚴格按照平均速度的定義來求，用這段總位移與這段位移所用的時間的比值，也就只表示這段位移內的平均速度的普適性曲線運動的平均速度=位移（弦長）/時間勻速運動可看成的特例。如何精確描述物體的運動快慢？3、瞬時速度v瞬時速度的存在：汽車儀表板上的速度指示計靜立在路邊感覺行人、騎車、汽車經(jīng)過的快慢不同。（1）物理意義：精確描述物體（質點）在某一時刻（或某一位置）的快慢程度如何描述？如何定義？a、矛盾的引入：即時速度是物體在某一時刻、某一位置的速度，而速度的定義又離不開運動的過程（物體的位移，物體運動的時間），如何解決這一對矛盾呢？b、提問：1、什么情況下，即時速度與平均速度