人教版 (新课标)必修13 运动快慢的描述──速度教案及反思

这是一份人教版 (新课标)必修13 运动快慢的描述──速度教案及反思，共12页。教案主要包含了坐标与坐标的变化量，速度，平均速度和瞬时速度，速度和速率等内容，欢迎下载使用。
★新课标要求
（一）知识与技能
l、了解如何描述运动的快慢和方向。
2、知道速度的意义、公式、符号、单位。
3、能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。
4、知道速度和速率的区别。
5、会计算质点的平均速度，认识各种仪表中的速度。
6、知道速度是矢量，平均速度的意义。
（二）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。
2、同时通过实际体验感知速度的意义和应用。
3、会通过仪表读数，判断不同速度或变速度。
（三）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、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。
★教学难点
对瞬时速度的理解。
★教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
★课前预习提纲：
1．如如何用坐标和坐标的变化量来表示运动物体的位置和位移？
2．如如何用坐标和坐标的变化量来表示运动物体的时刻和时间？
3．怎样来表示物体的运动快慢？
4．速度是怎样定义的？它的含义是什么？
5．你是如何理解速度的？
6．平均速度和瞬时速度的含义是什么？它们有什么区别？
7．速度和速率关系和区别？
8．你能否根据自己对社会的观察，说一说速度与社会发展的联系？
★互动课堂
知识探究过程
一、坐标与坐标的变化量
问题1：以百米赛跑为例，你参加赛跑的跑道是笔直的，你能说明“坐标”与“坐标的变化量”有何不同，又有何联系?
结论：1．在直线运动中，若以此直线为坐标轴，我们便可用坐标表示物体的 ，而用坐标的变化表示物体的 ，即位移△x= 。
2．△x的大小表示位移的 ，△x的方向表示位移的 。具体说来，若△x为正，表示位移沿x轴 方向；若△x为负，表示位移沿x轴 方向。
问题2：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?
结论3：用△t表示时间的 ，△t= 。
二、速度
问题1：在我们身边有许多运动的物体，他们有的运动得快、有的运动得满，我们怎样去比较他们的快慢？
问题2：以下有四个物体，请同学们来比较一下它们运动的快慢程度．如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢?
结论1：物理学中用 与发生这个 的比值表示物体运动的 ，这就是速度。如果在时间△t 内物体的位移是△x，它的速度就可以表示为
单位：国际单位 ，常用单位：
问题3：位移是矢量，既有大小又有方向．那速度呢?速度的运算遵循什么样的规律？
讨论：

结论2：对速度的理解：（1）速度是
（2）速度的大小在数值上等于 的大小；速度的 就是物体 的方向
三、平均速度和瞬时速度
问题1：大自然中，物体的运动有快有慢。天空，日出日落；草原，骏马奔驰；树丛，蜗牛爬行．仔细观察物体的运动，我们发现，在许多情况下，物体运动的快慢会发生改变：飞机的起飞，汽车的行驶，运动员的奔跑等．在自然界和人类生活中，物体的运动状态各不相同且不断变化，我们又怎样区分他们的快慢呢？
讨论：
结论１：（1 ）物体在 或 的速度较物体的瞬时速度；
（2）平均速度是指运动物体在 的位移与发生这段位移所用时间的比值．
问题2：国田径运动员刘易斯，在1991年的世界田径锦标赛上创下了9．86s的百米跑世界纪录，表格中各个速度值有何不同？它们的含义是什么？

讨论：

结论２：（1）平均速度和 （或 ）相对应，瞬时速度和
（或 ）相对应。
（2）平均速度只能粗略地描述 物体运动的快慢程度，瞬时速度能够精确地描述 物体运动的快慢程度。
四、速度和速率
问题：仔细观察课本上的汽车速度计，读出那些信息？各有什么含义？
讨论：
结论：速度既有 ，又有 ，是 ，速度的大小叫 ，是个 。
能力创新思维
一、对速度的理解
例1.信号沿动物神经传播的速率大约是100m/s。身长30m的鲸，尾巴被鲨鱼咬了一口，大约经过多长时间它能感觉到被咬？身高1.8m的人，大约经过多长时间能感觉到脚上被蚊子叮了一口？
提示：信号沿动物神经的传播是匀速的。
解析：由s=v t，可得。从而，对于鲸，有s=0.3s。
对于人，有s=1.8×10-2s。
点悟：动物神经一般不沿直线发布，所以信号的传播不是匀速直线运动。“提示”中说“信号沿动物神经的传播是匀速的”是指传播的速率保持不变。所以，上述解析中的s应是路程而不是位移。
变式练习：一门反坦克炮直接瞄准所要射击的一辆坦克。射击后，经过t1=0.6 s，在炮台上 看到炮弹爆炸。经过t2=2.1 s，才听到爆炸的声音。问坦克离炮台的距离多远？炮弹飞行的水平速度多大？（声音在空气中的速度是340 m／s。，空气阻力不计）
二、平均速度和瞬时速度
例2.一辆汽车以20m/s的速度沿平直的公路从甲地开往乙地，又以30m/s的速度从乙地开往丙地。已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等。求该汽车在从甲地开往丙地的过程中平均速度的大小。
有一位同学是这样解的：m/s=25m/s。请问上述解法正确吗？为什么？应该如何解？
提示：从平均速度的定义出发进行分析。
解析：上述解法是错误的，因为它违反了平均速度的定义，计算的不是平均速度（物体的位移与发生这段位移所用时间的比值），而是速度的平均值。
正确的解法应该是：
设甲乙两地间、乙丙两地间的距离均为s，则有
m/s=24m/s
点悟：平均速度和速度的平均值是两个不同的概念，两者通常是不等的。在本题中，为什么速度的平均值大于平均速度呢？ 因为汽车在甲乙两地间行驶的时间与在乙丙两地间行驶的时间是不相同的，且前者大于后者。用速度的平均值作为其平均速度，实际上是将两个不同时间间隔的过程不恰当地拉平了。这样一来，相当于延长了速度较大的运动阶段，缩短了速度较小的运动阶段，显然这样得到的平均速度值大于实际的平均速度值。
变式练习：关于瞬时速度和平均速度，以下说法正确的是（ ）
A. 一般讲平均速度时，必须将清楚是哪段时间（或哪段位移）内的平均速度
B. 对于匀速直线运动，其平均速度跟哪段时间（或哪段位移）无关
C. 瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动
D. 瞬时速度是某时刻的速度，只有瞬时速度才能精确描述变速运动
提示：平均速度是物体的位移△x与发生这段位移所用时间△t的比值。当△t趋近于零时，平均速度就趋近于瞬时速度。
三、实际运动
例3.右表是客运轮船在九江武汉之间往返航行的航班运行时刻表，最右边一列是自九江起的公里数。根据表中数据，估算武汉至九江间长江的平均流速为多大？
提示 船顺水下行时，船的实际航速v1=v0+v′；船逆水上行时，船的实际航速v2=v0－v′（v0为水静止时船的速度，v′为水流速度）。
解析：由v1=v0+v′和v2=v0－v′可得v′=。
又v1=，v2=，故v′=
由表中数据可知，武汉至九江的航程s=269km，扣除靠港时间，下行时间t1=9.67h，上行时间t2=13.5h。故武汉至九江间长江的平均流速
v′=km/h=3.95km/h
点悟：这是一道联系生活的物理题。求解时，除了找出船的实际航速与静水中的船速以及水流速度之间的关系外，还需一定的生活常识，能读懂航班运行时刻表。
变式练习：1.光在空气中的速度可以认为等于光在真空中的速度，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，打雷的地方离他大约多远？
2. 一门反坦克炮直接瞄准所要射击的一辆坦克。射击后，经过t1 =0.6s，在炮台上看到炮弹爆炸。经过t2 =2.1s，才听到爆炸的声音。问坦克离炮台的距离多远？炮弹飞行的水平速度多大？（声音在空气中的速度是340m/s，空气阻力不计）
★巩固练习
1．下列关于速度的说法正确的是（ ）
A．速度是描述物体位置变化的物理量
B．速度是描述物体位置变化大小的物理量
C．速度是描述物体运动快慢的物理量
D．速度是描述物体运动路程与时间的关系的物理量
2．以下关于速度和平均速度的说法正确的是（ ）
Ａ.步行的速度为1m/s是瞬时速度； B.雨点落地时的速度为平均速度；
C. 炮弹在炮膛中的速度是平均速度；D.匀速直线运动中平均速度与瞬时速度相等.
3．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（ ）
A．匀速直线运动是速度不变的运动
B．匀速直线运动的速度大小是不变的
C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动
D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动
4．下列关于速度和速率的说法中正确的是（ ）
A．速度是矢量，用来描述物体运动的快慢
B．平均速度是速度的平均值，它只有大小没有方向
C．汽车以速度v1经过某路标，子弹以速度v2从枪筒射出，两速度均为平均速度
D．平均速度就是平均速率
5．对作变速直线运动的物体，有如下几种叙述：
A．物体在第1s内的速度是3m/s
B．物体在第1s末的速度是3 m/s
C．物体在通过其路径上某一点的速度为3 m/s
D．物体在通过一段位移s时的速度为3 m/s
以上叙述中表示平均速度的是______________，表示瞬时速度的是_____________。
6．已知直线AC的中点为B点，物体沿AC做变速直线运动，在AB段的平均速度为6 m/s，在BC段的平均速度为4m/s，那么它在AC段的平均速度是（ ）
A．4.8 m/s B．5.0 m/s C．5.2 m/s D． m/s
7. 骑自行车的人沿着直线从静止开始运动，运动后，在第1，2，3，4s内，通过的路程分别为1m，2m，3m，4m。有关其运动的描述正确的是
A．4s内的平均速度是2.5m/s
B．在第3～4秒内平均速度是3.5 m/s
C．第3秒末的即时速度一定是3 m/s
D．在某秒内该物体可能做匀速直线运动
8. 短跑运动员在100m竞赛中，测得75m速度为9m/s，10s末到达终点时速度为10.2m/s，则运动员在全程中的平均速度为
A. 9 m/s B. 9.6 m/s C. 10 m/s D. 10.2 m/s
拓展研究题
9．如图2－3－1所示为甲、乙两质点作直线运动的位移－时间图象，由图象可知（ ）
A．甲、乙两质点在1s末时相遇
B．甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等
C．甲、乙两质点在第1s内反方向运动
D．在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大
10. 做匀变速直线运动的物体，在前一半时间内的平均速度为 v1 ，后一半时间的平均速度为 v2 ，则全部时间的平均速度为__________；若物体前一半位移内的平均速度为 vⅠ ，后一半位移内的平均速度为 v2，则全程的平均速度为______________。
11．短跑运动员在100 m竞赛中，测得7 s末的速度是9 m/s，10 s末到达终点时的速度是10.2 m/s，则运动员在全程内的平均速度为
A．9 m/s B．9.6 m/s
C．10 m/s D．10.2 m/s
12．一列长50m的队伍，其前进速度是2.5 m/s，经过一座全长100m桥，当队伍的第一个人踏上桥到队尾最后一个人离开桥时，总共需要的时间是多少？
1.2参考答案：
1、C 2、CD 3、ABC 4、A 5、AC ；BD 6、A
7. ABD 8. C 9、AC
10.
11.解析：题目中的“7 s末”“9 m/s”和“10.2 m/s”都是多余的条件，100 m竞赛中当然是变速运动.“100 m”和“10 s末到达终点”才是根据定义式求平均速度的必要条件：
m/s＝１0 m/s
答案： C
12．60s
第三节 速度
【知识回顾】
１．时刻和时间间隔的区别？举例说明？
２．位移和和路程的定义是什么？它们有什么区别？
３．矢量和标量的区别？矢量相加的法则（与标量相比较）？
【学习目标】
1．知道质点在直线运动中，位移可以用坐标的变化来表示。
2．掌握速度的概念。
3．掌握平均速度和瞬时速度的概念，会求平均速度
4．了解速率的概念。
【探究学习】
坐标与坐标的变化量
坐标：对应位置
坐标变化量：对应位移
二、速度
１．速度：描述物体运动快慢的物理量，它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，表达式为：___________。速度是矢量，有大小，有方向。速度的方向为：_____________________________。
２．速率：路程和所用时间的比值。速率是标量，只有大小，没有方向。
例1．关于速度的说法，下列说法中正确的是 （ ）
A速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大的表示物体运动的快
B速度可以描述物体的位置变化，速度大表示物体位置变化大
C速度越大，位置变化越快，位移也就越大
D速度的大小就是速率，速度是矢量，速率是标量
E 速度就是单位时间内的位移
变式训练1.光在真空中的速度约为3.0×108m/s，声音在空气中的传播速度为340m/s。一个人看到闪电后5s内听到雷声，则打雷的地方离他大约有多远？

三、平均速度和瞬时速度
平均速度：物体总位移和总时间的比值，它是一个过程量。
瞬时速度：物体在某一个时刻或某一位置时的速度叫瞬时速度。
讨论：如何区分平均速度和瞬时速度？并谈谈你对瞬时速度的理解？
例2．运动员在百米竞赛中，测得70m处的速度为9m/s，10s末恰好到达终点时的速度为10.2m/s，则运动员在全程内的平均速度为 （ ）
A、9m/s B、9.6m/s C、10m/s D、5.1m/s
变式训练2.一质点做单向直线运动，若前一半时间的平均速度为V1，后一半时间的平均速度为V2，则全程的平均速度为_____________，若前一半位移的平均速度为V3，后一半位移的平均速度为V4，则全程的平均速度为_____________。
四、平均速度和瞬时速度，平均速率和瞬时速率
思考：各种速度和速率的区别是什么？如何区分？
例3、对于各种速度和速率，下列说法中正确的是（ ）
A、速率就是速度的大小
B、平均速率就是平均速度的大小，瞬时速率就是瞬时速度的大小
C、速度就矢量，平均速度是标量
D、平均速度的方向就是物体运动的方向
【当堂检测】
1、一个质点做变速直线运动，其运动情况有如下记录，其中表示瞬时速度的有（ ）
物理情景
初始位置(m)
经过时间(s)
末位置(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
1 250
D．飞机在天空直线飞行
500
10
2 500
位置
0
50
100
时间
5．61
9．86
瞬时速度
0
12.6
12.1
平均速度
8.91
10.14
上行
港
名
下行
公里
数
到港 离港
离港 到港
07︰40
九江
22︰00
0
10︰20 10︰30
武穴
20︰00 19︰30
50
14︰20 14︰30
黄石
16︰40 16︰10
126
不靠港
鄂洲
14︰50 14︰30
169
21︰30
武汉
11︰00
269
A、质点在前5s内的速度是8m/s
B、质点在第7s末的速度是12m/s
C、质点经过某一路标时的速度为5m/s
D、质点经过某一路段的速度为10m/s
2、关于瞬时速度和平均速度的说法中，正确的是 （ ）
A、瞬时速度就是时间趋近于无穷小的平均速度
B、做变速运动的物体在某段时间内的平均速度，一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度的平均值大小相等
C、物体做变速直线运动，平均速度的大小就是平均速率
D、物体做变速直线运动，平均速度是指物体通过的路程和所用时间的比值
3、一汽车以30km/h的速度行驶30km，又以60km/h的速度行驶90km，那么汽车在全程的平均速度是____________。
【本节知识要点】
【课后巩固练习】
A组
1．下列关于瞬时速度和平均速度的说法中，正确的是（ ）
A、若物体在某段时间内每个时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零
B、若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一个时刻的瞬时速度一定等于零
C、匀速直线运动中物体任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度
D、变速直线运动中任一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度
2．以下为平均速度的是 （ ）
A、子弹出枪口的速度是800m/s
B、汽车从甲站行驶到乙站的速度是40km/h
C、汽车通过某站牌时的速度72km/h
D、小球在第3s末的速度是6m/s
3．做单向变速直线运动的物体通过三段位移的大小之比为1：4：7，则物体在这段位移中
A、速率之比为1：4：7 B、时间之比为1：4：7
C、路程之比为1：4：7 D、不能确定
4．电气列车在一段长180km的直线路段上行驶，平均速度是90km/h。则以下说法正确的是 （ ）
A、通过这段线路所用时间一定是2h
B、列车在这一路段上，处处以90km/h的速度行驶
C、如果这列火车行驶135km，则所用时间一定是1.5h
D、在这段路线上的任一位置，列车的速度总不会高于90km/h。
5．物体在一段路程上作直线运动，前半段路程中，运动的速度是5m/s，后半段路程中，运动的速度是3m/s。该物体全程的平均速度是________。
6．子弹以900m/s的速度从枪筒射出,这里是指__________(平均、瞬时)速度。汽车在北京长安街上行驶，有时快，有时慢，2min行驶了1.8km，汽车的行驶速度是54km/h，这里是指__________(平均、瞬时)速度。
7．光在真空中传播的速度为3.0×108m/s。（1）1光年（光在一年中传播的距离）相当于________m.(2)除太阳外,最靠近地球的恒星是半人马座中的比邻星(很遗憾,在北半球看不到),它离我们4.0×1013Km,它发出的光到达地球所用的时间是________.
B组
8．骑自行车的人从静止开始沿直线运动，他在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内通过的距离分别为1m、2m、3m、4m。关于这个运动，下列说法中正确的是 （ ）
A、4s末的瞬时速度为2.5m/s
B、4s末的瞬时速度为4.0m/s
C、前4s内的平均速度为2.5m/s
D、前4s内的平均速度为4.0m/s
9．汽车从制动到停止下来共用了5s。这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m.。
（1）求汽车前1秒、前2秒、前3秒、前4秒和全程的平均速度。这5个平均速度中哪一个最接近汽车关闭油门时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些还是略小些？
（2）汽车运动的最后1秒的平均速度是多少？汽车的末速度是多少？
C组
10．右面是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在表中路段做直线运动，且
在每一个车站都准点到达、准点开出。
(1)T107次列车由北京西开出直至到达聊城车站，运动的平均速度是———。
（2）T107次列车由聊城开出直至到达菏泽车站，运动的平均速度是________。
（3）T108次列车在9时30分的瞬时
速度是_________。