物理必修13 运动快慢的描述──速度优秀教学设计

【教学目标】 

一、知识目标

理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。

二、能力目标

1．比值定义法是物理学中经常采用的方法，学生在学习过程中掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。

2．培养学生的迁移类推能力，抽象思维能力。

三、德育目标

由简单的问题逐步把思维迁移到复杂方向，培养学生认识事物的规律，由简单到复杂。

【教学重点】

理解坐标和坐标变化量

平均速度与瞬时速度的概念及其区别

【教学难点】 

对瞬时速度的理解

 【课时安排】

 1课时

  【教学过程】

一、导入新课

物体的各式各样的运动，快慢程度不一样，火箭转瞬即逝，蜗牛背着那重重的壳，一步一步地爬．那如何比较运动的快慢呢？

二、新课教学

一、坐标与坐标的变化量

1、研究直线运动时，坐标轴上的点x表示物体的位置，两点间的线段Δx表示位置的变化。

2、物体的位移可以用坐标的变化量来表示：

   Δx的大小表示位移的大小；

   Δx的正负表示位移的方向。

思考：课件投影图，让学生观察，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?

分析：显然物体开始是向x轴正方向运动，位移△x=x2-x1为正值；若向x轴负方向运动时，位移△x为负值．

二、速度

1．比较运动快慢的方法

    (1)相同时间内比较位移的大小；

    (2)相同位移时比较所用时间的长短．

 2．速度

 (4)物理意义：表示物体运动快慢的物理量．

 (5)速度是矢量．

 速度的大小等于单位时间内位移的大小；速度的方向就是物体运动的方向．

 (6)匀速直线运动中，任意相等时间内的位移都相等，运动的快慢程度相同，即速度的大小方向都不变．[来源:学*科*网Z*X*X*K]

三、平均速度和瞬时速度

1．平均速度

 (1)定义：在某段时间的位移△x与发生这段位移所用的时间△t的比值，叫做这段时间(或位移)内的平均速度．

 (2)公式：v=△x/△t

 (3)平均速度只能粗略地描述物体在某段时间内（或者是某段位移内）运动的平均快慢程度。

 (4)描述平均速度时，必须指明是哪一段位移上的平均速度；或是哪一段时间间隔内的平均速度．

 2．瞬时速度

 (1)定义：物体在某一时刻(或通过某一位置时)的速度，叫做瞬时速度．[来源:学。科。网Z。X。X。K]

 (2)物理意义：精确地描述物体在某一时刻(或通过某一位置时的运动快慢．

 (3)方向：与物体经过某一位置的运动方向相同．

(4)物体在从t到t+△t时间间隔内，若△t非常小，以至于△t  0，则可以认为表示的是物体在t时刻的瞬时速度．

四、速度和速率

1．速率：瞬时速度的大小叫做速率．

2．日常生活和物理学中说到“速度”，有时是指速率．

思考：平均速率是平均速度的大小吗?

提示：平均速度是物体的位移与发生这段位移所需时间的比值．平均速率是物体通过的路程与所需时间的比值．由于物体在通过一段位移时，位移的大小一般不等于路程，故平均速率一般也不等于平均速度的大小． 特例：只有当物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程，平均速度的大小才与平均速率相等．

[典例分析]

例1：光在空气中的传播速度约等于3.0×108m/s，声音在空气中的传播速度是340m/s，一个人看到闪电后5s听到雷声，则打雷的地方离他大约多远？

分析：设打雷的地方到人的距离为x，根据x=vt，可分别计算闪电和雷声传到人所在处所用的时间分别为t1和t2，根据条件t2-t1=5s，则可得解。

答案：约1.7×103m

例2某物体沿一条直线运动，(1)若前一半时间内的平均速度为v1，后一半时间内的平均速度为v2，求全程的平均速度．(2)若前一半位移的平均速度为v1，后一半位移的平均速度为v2，全程的平均速度又是多少?

分析：求解平均速度一般由定义求解．

解：(1)设全程所用的时间为t，则由平均速度的定义知

[来源:Zxxk.Com]

[来源:学科网ZXXK]

[课标问题拓展]

从山顶悬崖边释放一小石块，石块下落，以释放点为原点，释放时开始计时，测得其x-t关系如下表：

根据上表画出石块的v-t图象，x轴向下为正方向，t轴水平向右，每1s为一个标度，然后回答下列问题：石块的运动是匀速直线运动吗？是否可以说石块下落的轨迹是曲线？

 解析：建立x-t坐标系，将实验数据一一描点，把所描点

用平滑曲线连在一起，得到的x-t图象是曲线，如图由图象可

知石块的运动不是匀速直线运动而是变速直线运动，石块竖直

下落，它的轨迹是直线．

答案：如图1．3—8所示，不是匀速直线运动；不能说明下落轨迹是曲线．

[小结]

本节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．知道了平均速度只能粗略的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，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．

[板书]

§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

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．矢量性：方向与位移△x方向相同，就是物体的运动方向

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．矢量性：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、    速度和速率

1．      速率：速度的大小。

2．      速度既有大小，又有方向，是矢量

[知识应用自测]

1.下列物体运动的速度哪个大（    ）．

 A．蜗牛：1.5mm/s                       B．炮弹：1000m/s

 C．发射人造卫星的最起码速度：7.9km/s    D．火车：360km/h

    答案：C

2.关于速度，下面的说法是正确的是（   ）

A．通过位移长的物体速度大

B．通过相同的位移，所用时间少的物体速度大

C．单位时间内通过位移长的物体速度大

D．运动快的物体速度大                                

答案：BCD

3.对于做匀速直线运动的物体，则 (      )

A.任意2s内的位移一定等于1s内位移的2倍

B.任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程

C.若两物体的速度相同，则它们的速率必然相同，在相同时间内通过的路程相等

D.若两物体的速率相同，则它们的速度必然相同，在相同时间内的位移相等

答案：ABC

4.甲乙两车沿平直公路通过同样的位移，甲车在前半段位移上以v1=40km/h的速度运动，后半段位移上以v2=60km/h的速度运动；乙车在前半段时间内以v1=40km/h的速度运动，后半段时间以v2=60km/h的速度运动，则甲、乙两车在整个位移中的平均速度大小的关系是 (    )

A.v甲=v乙     B.v甲>v乙    C.v甲<v乙    D.因不知为是和时间无法确定[来源:Zxxk.Com]

答案：C

5.从匀速直线运动的公式v=x/t可知（    ）

A.速度与位移成正比,与时间成反比

B.速度等于位移与所用时间的比值，与位移和时间无关

C.做匀速直线运动的物体的速度不随时间或位移而变化

D.做匀速直线运动的物体的速度决定于运动的位移

答案：BC