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1、2022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
2、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
3、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(jīng)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
4、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
5、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(jīng)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
6、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(jīng)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
7、;
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?
8、 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
9、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
10、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(jīng)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)
11、意義:反映物體在某一時刻(或經(jīng)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(jīng)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:
12、 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(m·s-1).
5.矢量性:速度是一個矢量
大?。簡挝粫r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)