高中物理 第1章 怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng) 第2節(jié) 怎樣描述運(yùn)動(dòng)的快慢教案 滬科版必修1

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1、 1.2 怎樣描述運(yùn)動(dòng)的快慢（一） ★教學(xué)目標(biāo) (一) 知識(shí)與技能 1. 知道速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量 2. 明確速度的計(jì)算公式、符號(hào)和單位，理解記憶速度是矢量。 3. 理解平均速度和瞬時(shí)速度的概念，知道速率和速度的區(qū)別。 (二) 過程與方法 1. 通過瞬時(shí)速度，初步了解極限思想。 2. 體會(huì)比值法定義物理量的方法。 (三) 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1. 在學(xué)生自己探究學(xué)習(xí)物理的過程，逐步愛上物理學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)、奇妙。 2. 通過“速度”與“現(xiàn)代社會(huì)”的閱讀，培養(yǎng)自己熱愛生活和保護(hù)環(huán)境的情操 ★教學(xué)重點(diǎn) 1. 速度的定義。 2. 平均速度和瞬時(shí)速度的理解。 ★教

2、學(xué)難點(diǎn) 1. 瞬時(shí)速度的理解。 ★教學(xué)方法 1. 多媒體展示。 2. 講練結(jié)合。 ★教學(xué)過程 引入： 師：同學(xué)們，我們都知道事物的發(fā)展變化是需要時(shí)間的，我們平時(shí)所看到的變化就是由時(shí)間一點(diǎn)點(diǎn)累積起來的，比如：大家十幾年長成現(xiàn)在這么高的個(gè)子，那一天長多高呢？同樣，一拳打在臉上，臉是不是瞬間腫起來？ 生：肯定不是的，那需要一定的時(shí)間。 師：對(duì)！那既然變化是與時(shí)間聯(lián)系起來的，那必然會(huì)出現(xiàn)下面一些情況：1、相同的時(shí)間產(chǎn)生的變化不一樣；2、相同的變化所需的時(shí)間不一樣。如下面兩個(gè)簡單的例子 1、 甲2天做了10件衣服，乙2 天做了12件衣服。 2、 甲做30件衣服用了6天，乙30件衣服

3、用了5天。 師：1、2甲乙的工作有什么不同？ 生：1中甲做得慢，乙做得快；2中還是甲做得慢，乙做得快。 師：那如果甲2天做10件，乙3天做18件，甲乙哪個(gè)做得快呢？ 生：還是乙快，因?yàn)榧?天10件，平均一天5件，乙3天18件，平均一天6件，所以還是乙快。 總結(jié)： 師：很好，從上面我們可以看出，既然事物的變化是與時(shí)間相聯(lián)系的，那必然有變化快慢之分，那如何來比較事物變化的快慢呢？從上面的解題過程我們發(fā)現(xiàn)，相同的時(shí)間比變化或相同的變化比時(shí)間是很簡單的，那如果時(shí)間不同，變化也不同該如何比較呢？ 師：其它剛才同學(xué)們的解題就已經(jīng)給了我們方法：那就是用它們的變化量比上它們變化所需要的時(shí)間，得到

4、單位1時(shí)間內(nèi)各自的變化量（如做衣服），這樣就可以在相同的時(shí)間內(nèi)（同樣是單位1的時(shí)間）比變化就簡單了 即： 一、速度 師：前面學(xué)過，運(yùn)動(dòng)是指物體位置的變化，有變化必有變化快慢之分。那如何表示位置變化快慢（即運(yùn)動(dòng)快慢）？答案同學(xué)們都知道了吧？ 生：根據(jù) 有 師：好不錯(cuò)，為了研究物體運(yùn)動(dòng)的快慢，物理學(xué)中引入一個(gè)物理量： 速度（V）來描述物體運(yùn)動(dòng)快慢。 公式： 問題：我們初中時(shí)曾經(jīng)學(xué)過“速度”這個(gè)物理量，今天我們?cè)俅螌W(xué)習(xí)到這個(gè)物理量，那大家仔細(xì)比較分析一下，我們今天學(xué)習(xí)的“速度”跟初中學(xué)習(xí)的“

5、速度”一樣嗎？如果不一樣，有什么不同？ 師：有不同的地方，我們初中學(xué)習(xí)的速度是用路程比上時(shí)間（），現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是位移比時(shí)間（）；路程是標(biāo)量，位移是矢量。 師：好，觀察非常仔細(xì)，所以大家要牢記的是：今天我們學(xué)習(xí)的速度是位移與時(shí)間的比值，是矢量（有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)以后學(xué)習(xí)）。有大小，有方向。 標(biāo)矢性：位移是矢量。 大?。何灰频拇笮∨c時(shí)間的比值。 方向：位移的方向。 所以： 速度的物理意義：描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量。 單位：m/s 例1：甲百米賽跑用時(shí)12.5秒，求整個(gè)過程中甲的速度是多少？ 解:，方向與運(yùn)動(dòng)方向相同。 二、平均速度： 師：從上面的計(jì)算我們知道甲的速

6、度是8m/s，那么我們來想一想，這個(gè)8m/s是不是代表在整個(gè)12.5秒內(nèi)速度一直都是8m/s呢？ 生：不是，因?yàn)槲艺J(rèn)為甲在12.5內(nèi)速度肯定有快有慢，不可能勻速，勻速是理想化的。而且整個(gè)過程一定是有速度大于8m/s的時(shí)候，有的速度小于8m/s的時(shí)候，這樣最后平均下來是8m/s。（若都小于8m/s，則平均下來肯定小于8m/s；若都大于8m/s，則平均下來一定大于8m/s。） 師：對(duì)！所以，公式求出的只能是平均的運(yùn)動(dòng)快慢，我們把這個(gè)速度叫做平均速度。 1、是矢量，方向與位移方向相同。 2、物理意義：平均地表示物體平均的運(yùn)動(dòng)快慢和方向。 例2、某段過程中甲的平均速度是10m/s，

7、方向向北，用時(shí)10秒，求甲在整個(gè)過程中的位移。 解： 方向向北。 例3、甲乙兩人從市中心出發(fā)，甲2秒內(nèi)到達(dá)正東方向100米處，乙3秒內(nèi)到達(dá)正北方向150米處，試比較整個(gè)過程中甲乙的平均速度。 解： 方向向東 方向向北 所以兩人平均速度大小一樣，方向不同，所以千萬不能講它們的平均速度一樣。 三、瞬時(shí)速度 師：由于平均速度只能粗略地描述一段時(shí)間內(nèi)物體的平均運(yùn)動(dòng)快慢，而無法描述物體在運(yùn)動(dòng)過程中具體每個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況，所以為了詳細(xì)地描述物體在運(yùn)動(dòng)過程中各瞬間的運(yùn)動(dòng)情況，我們還需要“瞬時(shí)速度”這個(gè)物理概念。 瞬時(shí)速度：物體某一時(shí)刻或某一位置的速度（理解：時(shí)刻對(duì)應(yīng)

8、位置，某一時(shí)刻物體不可能處于兩個(gè)位置，某一時(shí)刻物體肯定處于某一確定的位置）。 標(biāo)矢性：矢量 方向：物體在某位置的運(yùn)動(dòng)方向。 問題：在日常生活中我們也常常用到“速度”這個(gè)詞，那我們平時(shí)所講的“速度”在物理學(xué)中的哪個(gè)速度呢？平均速度還是瞬時(shí)速度？ 生1：瞬時(shí)速度。 生2：平均速度。 師：呵呵。對(duì)于這個(gè)問題，我敢說大家潛意識(shí)里都是知道答案的，只是當(dāng)我將它作為一個(gè)正式的問題問出來的時(shí)候，很多人迷糊了？不信？好，那大家想一想，我剛才是不是問過這樣一個(gè)問題：“這個(gè)8m/s是不是代表在整個(gè)12.5秒內(nèi)速度一直都是8m/s呢？”？大家異口同聲地說：“不是！”那大家在回答這個(gè)問題的時(shí)候是如

9、何理解我的問題的呢？當(dāng)然是理解成“整個(gè)12.5s過程中是不是每個(gè)時(shí)刻的速度都是8m/s呢？所以大家現(xiàn)在應(yīng)該知道： 注意：如無特殊說明，速度是指瞬時(shí)速度。 問題：前面的計(jì)算中我們只能知道百米賽跑中平均下來是每秒8米，只能粗略地知道物體運(yùn)動(dòng)的快慢，如果我想知道物體某個(gè)時(shí)刻的速度如10秒末這個(gè)時(shí)刻的速度，該如何計(jì)算呢？ 例2：一物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，10S內(nèi)位移為100米，試求物體在5S末的瞬時(shí)速度。 解：因?yàn)閯蛩?，所以每個(gè)時(shí)刻速度均相同，平均下來還是這個(gè)，比如每個(gè)人8元，平均下來每個(gè)人還是8元，所以5S末的速度與1S末2S末等其他時(shí)刻速度均相同，等于平均速度10m/s。有(順便問一下

10、：如果汽車每秒位移是5m，那汽車是勻速運(yùn)動(dòng)嗎？不是勻速運(yùn)動(dòng)的定義應(yīng)該是：任何相等的時(shí)間內(nèi)的位移都相等) 問題：那例1中百米賽跑10s末的速度是多少呢？等于整個(gè)過程的平均速度8m/s嗎？ 生：不等于。 師：為什么呢？ 生：因?yàn)檫@跟例2不一樣，不是勻速直線運(yùn)動(dòng)。 師：那該如何求呢？ 陷入沉思，無解決之道 V t 師：我們前面講過，事物的變化是需要時(shí)間的，時(shí)間越短，變化越不明顯，比如問你今天一天長了多高，這個(gè)變化實(shí)在太微小，幾乎可以認(rèn)為今天沒有長個(gè)。我們?cè)俳又聪聢D △v t2 t1 △t 上圖可以分析：時(shí)間間隔越小，速度變化量越小。當(dāng)

11、時(shí)間間隔△t足夠小時(shí)，這段時(shí)間內(nèi)，物體的速度變化很小，可以認(rèn)為它幾乎沒有發(fā)生變化，我們就可以將這個(gè)很小時(shí)間段△t內(nèi)的運(yùn)動(dòng)近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)。既然是勻速直線運(yùn)動(dòng)了，那 公式就成立了，即該時(shí)間段內(nèi)的任一時(shí)刻的速度均等于該△t內(nèi)的平均速度。即，因?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)是近似的，所以和是近似等于。 師：根據(jù)這個(gè)理論大家來看下面一個(gè)實(shí)例 A B C D F′ E′ F E D′ 如上圖所示，一輛汽車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)做單向變速直線運(yùn)動(dòng)，用時(shí)10s，位移是200m，如何求汽車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度？ （1） B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度嗎？（不是，因?yàn)锳C段不是勻速）

12、 （2） 若從汽車經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)到經(jīng)過D′時(shí)停止計(jì)時(shí)，則B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于DD′段的平均速度嗎? （3） EE′段呢？ （4） FF′段呢？ 分析：雖然上面四段的平均速度都不等于B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，但根據(jù)所學(xué)，時(shí)間間隔取得越小，則該時(shí)間內(nèi)速度變化越小，近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)后誤差越小。如上例中，對(duì)于EE′段和FF′段，將FF′近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)的誤差要比把EE′段近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)的誤差小。如果我們把FF′段近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么就可以用這段過程的平均速度來表示這段過程中任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度，當(dāng)然也包括B點(diǎn)的速度。 師：有的同學(xué)可以會(huì)想，這樣的求出的B點(diǎn)的速度只是一種近似值啊，因?yàn)镕F′

13、是近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)。 師：這個(gè)想法很好，大家現(xiàn)在都知道，如果要求物體在某個(gè)位置的瞬時(shí)速度，就可以在這個(gè)位置周圍取一時(shí)間間隔很小的過程，如FF′。當(dāng)這個(gè)時(shí)間間隔取得很小時(shí)，就可以把這個(gè)過程近似成勻速，那就可以用該段的平均速度來近似該段內(nèi)任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度當(dāng)然也包括你要求的那一點(diǎn)的速度。大家也知道，這種求解方法只是一種近似的求解方法。難道不能準(zhǔn)確地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度嗎？ 師：能！這需要一定的數(shù)學(xué)知識(shí)，這里老師先稍微透露一下。 師：從理論上講，當(dāng)△t越接近于零，越接近于我們所要求的瞬時(shí)值。當(dāng)△t→0時(shí)，就是我們要求的瞬時(shí)值。用數(shù)學(xué)語言講就是瞬時(shí)速度是平均速度的極限值。 提醒：雖然從理論上講

14、是時(shí)間間隔取得越小越好，但實(shí)際操作中，時(shí)間間隔越小越不好測(cè)量。那么，時(shí)間間隔取到什么樣的程度才可以近似看成勻速運(yùn)動(dòng)？這就要根據(jù)你計(jì)算所要求的精度和你所能測(cè)量時(shí)間的準(zhǔn)確度自己判斷了。 舉例：課本實(shí)驗(yàn)用光電門測(cè)小車速度。 例3、下列所說的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬時(shí)速度？ 1. 百米賽跑的運(yùn)動(dòng)員以9.5m/s的速度沖過終點(diǎn)線。 2. 經(jīng)過提速后，列車的速度達(dá)到150km/h. 3. 由于堵車，在隧道中的車速僅為1.2m/s. 4. 返回地面的太空艙以8m/s的速度落入太平洋中。 5. 子彈以800m/s的速度撞擊在墻上。 四、速率 平均速率： 師：既然現(xiàn)在的速度定

15、義為位移與時(shí)間的比值，那初中階段我們學(xué)習(xí)過的路程與時(shí)間的比值又該叫做什么呢？ 師：叫做平均速率。，因?yàn)閷?duì)應(yīng)的是一段時(shí)間，所以叫做平均速率。 平均速度的大小與平均速率的比較 ， ，│平均速度│≤平均速率 瞬時(shí)速率：瞬時(shí)速度的大小 注意：無特殊說明的情況下，速度是指瞬時(shí)速度，速率是指瞬時(shí)速率。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375