暑期高一物理-3-平均速度和瞬時速度(教師)

1、第一章 C 運動快慢的描述 平均速度和瞬時速度執(zhí)教：上海市南匯區(qū)下沙學(xué)校 胡啟全一、教學(xué)任務(wù)分析“運動快慢的描述 平均速度和瞬時速度”是對初中已學(xué)速度概念的進一步深化，并為后續(xù)的勻變速直線運動、牛頓運動定律，乃至整個力學(xué)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要以位移、時間以及勻速直線運動的圖像為基礎(chǔ)。以生活中的一些現(xiàn)象和劉翔雅典奪冠的確錄像為情境，通過交流討論，在介紹比值定義物理量方法的基礎(chǔ)上，建立速度的概念，導(dǎo)出速度的表達式。以劉翔在跨欄過程中運動的快慢不同為背景，根據(jù)頻閃照片中，物體相鄰兩段位移所用的時間相等，但位移的大小不同，建立平均速度的概念，歸納得出平均速度的特點。根據(jù)無限逼近的思想方法，通

2、過DIS實驗的探究與分析、討論，歸納得出瞬時速度的概念和特點。通過典型習(xí)題的練習(xí)，加深對知識的理解和掌握，更好的運用知識解決生活中的物理問題。本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)強調(diào)學(xué)生的主動參與，通過實例分析和DIS實驗探究的過程，感受分析、比較、推理和無限逼近等科學(xué)思想方法的熏陶，使學(xué)生的觀察分析、比較判斷、歸納總結(jié)及處理實際問題的能力有所提高。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能（1）理解速度的概念。理解速度的定義、公式、符號和單位，知道它是矢量。（2）理解平均速度和瞬時速度。（3）知道速率與速度的區(qū)別。（4）能通過平均速度、瞬時速度的計算，初步解決有關(guān)運動學(xué)問題。2、過程與方法（1）通過對典型事例的研究，感受探索物理

3、規(guī)律的過程。（2）了解用比值法定義物理量的基本方法。（3）在學(xué)習(xí)瞬時速度的過程中認(rèn)識極限思想。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）通過對劉翔雅典奪冠的分析評價，激發(fā)學(xué)生為國拼搏爭光的愛國主義情感。（2）通過小組討論，體驗合作探究學(xué)習(xí)的快樂，調(diào)節(jié)人際交往能力。（3）通過逐步深入的學(xué)習(xí)，感悟事物的規(guī)律是由簡單到復(fù)雜。三、教學(xué)重點和教學(xué)難點教學(xué)重點：平均速度與瞬時速度的概念的建立及其兩者的區(qū)別教學(xué)難點：用無限逼近方法得出瞬時速度的概念。四、教學(xué)資源教學(xué)器材：多媒體一套，置有電磁鐵的氣墊導(dǎo)軌、J0416型大屏幕數(shù)字顯示器、光電門、寬窄不一的遮光片一套（自制），橡皮泥；瞬時速度測定的研究表格（每人一張），計算器

4、等。教學(xué)課件：劉翔雅典奪冠過程的錄像、自制課件（頻閃照片）。五、教學(xué)設(shè)計思路：本設(shè)計包括速度、平均速度和瞬時速度三部分內(nèi)容。本設(shè)計的基本思路：以錄像觀察、DIS實驗和學(xué)生的交流討論為基礎(chǔ)，從生活中的一些現(xiàn)象入手，在觀看劉翔雅典奪冠過程的錄像、介紹比值定義物理量方法的基礎(chǔ)上，通過交流討論，建立速度的概念；通過投影頻閃照片，根據(jù)頻閃照片中，物體相鄰兩段位移所用的時間相等，但位移的大小不同，建立平均速度的概念；根據(jù)無限逼近的思想方法，用DIS實驗分別測出裝有寬窄不等遮光片的小車的平均速度，然后通過分析、推理，建立瞬時速度的概念。通過平均速度、瞬時速度等概念在實例中的運用，解決一些簡單的實際問題。本設(shè)

5、計要突出的重點是：平均速度、瞬時速度的概念及其兩者的區(qū)別。方法是：以劉翔雅典奪冠過程的錄像為背景，通過投影頻閃照片，根據(jù)頻閃照片中，物體相鄰兩段位移所用的時間相等，但位移的大小不同，建立平均速度的概念，照片了解平均速度的特點；用無限逼近方法得出瞬時速度的概念，了解瞬時速度的特點，通過比較、分析，歸納出兩者之間的區(qū)別。本設(shè)計要突破的難點是：用無限逼近方法得出瞬時速度的概念。方法是：啟發(fā)學(xué)生對平均速度的進一步計算和分析，通過用DIS實驗分別測出裝有寬窄不等遮光片的小車的平均速度，然后通過分析、推理，建立瞬時速度的概念，歸納起瞬時速度的特點。本設(shè)計強調(diào)學(xué)生的主動參與，重視概念和公式的形成過程以及伴隨

6、這一過程中滲透的物理方法，重視培養(yǎng)學(xué)生積極參與探索物理規(guī)律的能力和合作能力，通過對所學(xué)知識的運用，解決生活中相關(guān)的物理問題，感悟知識與生活的聯(lián)系。完成本設(shè)計的內(nèi)容約需2課時。六、教學(xué)設(shè)計流程問題II設(shè)問3 活動II典型例題反饋練習(xí) 瞬時速度的概念活動I測瞬時速度 瞬時速度的特點速度的概念情景多媒體視頻設(shè)問1 速度定義及表達式平均速度及表達式平均速度的特點問題 I設(shè)問2 1、教學(xué)流程圖2、教學(xué)流程說明情景 播放錄像和設(shè)問1多媒體視頻雅典奧運會上劉翔正在進行110米跨欄比賽。通過設(shè)問I引入新課，對初中所學(xué)速提升為矢量，拓展概念的內(nèi)涵，并了解比值法。問題I 設(shè)問2通過設(shè)問2，探究平均速度的概念和特點

7、。問題 設(shè)問3 活動I活動I：模擬實驗，用光電門測瞬時速度，。通過設(shè)問3和活動I，滲透極限思想方法并加深對瞬時速度概念和特點的理解?；顒覫I 典型例題 反饋練習(xí) 通過對所學(xué)知識的運用，解決生活中相關(guān)的運動學(xué)問題，感悟知識與生活的聯(lián)系。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計可分為四個主要的教學(xué)環(huán)節(jié)：第一環(huán)節(jié)，以生活中的一些現(xiàn)象和劉翔雅典奪冠的確錄像為情境，通過交流討論，在介紹比值定義物理量方法的基礎(chǔ)上，建立速度的概念.第二環(huán)節(jié)，以劉翔在跨欄過程中運動的快慢不同為背景，通過對頻閃照片的分析、討論，建立平均速度的概念，歸納得出平均速度的特點。第三環(huán)節(jié)，根據(jù)無限逼近的思想方法，通過DIS實驗的探究與分析、討論，歸納

8、得出瞬時速度的概念和特點。第四環(huán)節(jié)，通過典型習(xí)題的練習(xí)，加深對知識的理解和掌握，更好的運用知識解決生活中的物理問題。七、教案示例（教學(xué)實錄節(jié)選）【第一課時】（一）創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)探究情感，師生互動學(xué)習(xí)速度的概念【多媒體視頻】雅典奧運會上劉翔正在進行110米跨欄比賽?！咎釂枴?劉翔本屆奧運會上奪冠的成績是多少？讓我們值得借鑒學(xué)習(xí)的地方有那些？生：劉翔的這種為國爭光的拼搏精神和信心值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。（劉翔雅典奪冠的精彩回放，創(chuàng)設(shè)適宜的問題情境，激發(fā)學(xué)生探究的熱情，通過點評對學(xué)生進行為國拼搏的愛國主義教育，理想前途教育）問：在生活中怎樣比較哪位同學(xué)跑得快呢？有幾種方法呢？試舉例說明。（小組討論）

9、【學(xué)生活動】 思考并回答：第一種方法：同樣的位移，比較所用時間的長短，時間短的，運動得快，例如剛才播放的奧運會上的110m短跑，就是通過到達終點所用時間的長短來比較運動員的成績的。第二種方法：同樣的時間，比較通過的位移大的，運動得就快。例如，甲、乙同時出發(fā)，經(jīng)過一段時間后，甲的位移比乙的位移大，說明甲運動得快。師:由上分析知，運動的快慢跟運動的時間及通過的位移都有關(guān)。問：如果兩個物體運動的時間，所通過的位移都不一樣，用什么物理量來描述物體快慢呢？生：速度師：什么是速度？導(dǎo)入初中速度的概念。生：速度在數(shù)值上等于運動物體在單位時間內(nèi)通過的路程。即v 。師：我們來計算劉翔的速度。生：速度v = 11

10、0m/12.91s 8.52m/s問：現(xiàn)有A、B兩個物體，速度大小都是10m/s，A物體向正東方向運動，B物體向正西方向運動，這兩個物體的運動狀態(tài)相同嗎？生：這兩個物體的運動狀態(tài)是不同的。師：為了使速度在反映物體運動快慢的同時，把物體運動的方向也表示出來，所以用位移替換路程。則速度在數(shù)值上等于什么？生：速度在數(shù)值上等于運動物體在單位時間內(nèi)的位移。師：在高中物理中，我們常用比值法定義物理量，我們現(xiàn)在對速度下一個確切的定義：速度是表示運動快慢地物理量，它等于位移S跟發(fā)生這段位移所用時間t的比值。用v 表示，方向與物體運動方向相同，是個矢量。速度的大小叫速率。（二）師生互動學(xué)習(xí)平均速度概念也是從對劉

11、翔雅典奪冠過程的提問導(dǎo)入 師：你認(rèn)為劉翔在雅典奪冠過程中，做什么運動？生：變速直線運動。師：那么，我們剛才的計算的速度是什么速度呢？生：平均速度。師：在初中，平均速度是如何定義的？生：做變速直線運動物體經(jīng)過的路程和經(jīng)過這段路程所用時間的比值，叫做運動物體在這段路程內(nèi)（這段時間內(nèi)）的平均速度。師：我們現(xiàn)在來給平均速度下一個定義，應(yīng)該怎樣敘述呢？生：平均速度是指在變速直線運動中，運動物體的位移S和所用時間t的比值。即 ，方向與位移S方向相同。（三）探索平均速度的特點教師投影“步步閃攝影”。仔細觀察劉翔的每一段運動。運動的快慢并不同，跨欄前的速度比較大，落地后再加速運動一段后再跨欄，高速攝影機每秒鐘

12、可拍攝很多張照片，把這些照片連起來播放，我們的眼睛就感覺人或物體在運動了。如果在同一張底片上多次曝光，就變成了“步步閃攝影”。這種方法叫做頻閃攝影。學(xué)生觀察思考、頻閃照片相鄰兩個物體位置的時間相等。但位移不同，說明物體運動快慢在不斷改變。師：下面讓我們以學(xué)習(xí)小組為單位，大家一起來計算劉翔奪冠過程不同階段的平均速度。這些數(shù)值相同嗎？你認(rèn)為平均速度具有怎樣的特點？將劉翔奪冠過程分成11個階段來進行計算，得到了11個平均速度值?！緦W(xué)習(xí)小組合作學(xué)習(xí)】 學(xué)生參與小組合作學(xué)習(xí)，教師巡視指導(dǎo)。請學(xué)習(xí)小組派代表回答，其他同學(xué)可以補充。（通過分析比較，同學(xué)們就可發(fā)現(xiàn)平均速度的特點，老師進一步歸納總結(jié)）教師歸納

13、平均速度粗略地描述物體做變速直線運動快慢，平均速度也有方向。平均速度具有這樣的特點，選取的位移或時間不同，平均速度的值不同。它表示某段位移或某段的間內(nèi)的平均速度?！镜诙n時】（四）師生互動學(xué)習(xí)瞬時速度概念師：復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容。問：上節(jié)課我們已經(jīng)將劉翔奪冠過程分成11個階段來進行計算，得到了11個平均速度值，我們已經(jīng)將這些數(shù)據(jù)畫成了圖線，請看圖線。這個圖線能夠精確地描述劉翔奪冠過程的各時刻運動快慢嗎？生：不能問：為什么？生：因為測量的時間間隔還太長。師：對，那么我們能否通過其它的辦法來比較精確地描述劉翔奪冠過程的各時刻運動的速度嗎？生：把兩個欄之間的距離再分成11段，測出11個位移和時間，求出11

14、個平均速度。師：夠精確了，能否更加精確一些呢？生：將其中一段距離再分成11段，測出11個位移和時間，求出11平均速度。師：還可以繼續(xù)分，直到師：對，直到位移接近于零，時間也接近于零，而兩者的比值就等于這一點的速度，我們把它叫做瞬時速度。師：如何定義瞬時速度呢？ 生：瞬時速度：運動物體在某一時刻的速度，或經(jīng)過某一位置的速度。（五）用光電門測瞬時速度，并滲透極限思想方法。了解速度計可以測瞬時速度?！灸M演示實驗】 出示氣墊導(dǎo)軌，并使其保持一定傾斜度。在導(dǎo)軌上作一標(biāo)記A，并在此處安置光電門，滑塊上分別插上寬窄不一的鋁片，每次從最高點釋放滑塊，則滑塊前沿的P點每次經(jīng)過標(biāo)記時的運動快慢是相同的，再用電子

15、計時器測出P從A點起走了一段位移DS所需時間Dt。543216P®1、導(dǎo)軌 2、滑塊 3、光電門 4、鋁片 5、電磁鐵 6、橡皮泥瞬時速度測定的研究Ds/m（鋁片的寬度）Dt/sv（m/s）1230.3000.2000.1000.0360.0240.0080.0004結(jié)論：v = m/s分析實驗結(jié)果：隨著DS的縮小，平均速度的大小向某一個值趨近。s/mt/sAB1BB2T1T2T3當(dāng)所取位移 DS足夠小時，即當(dāng) Dt ® 0時，在測量儀器精確度內(nèi)的，所得的平均速度就等于瞬時速度。即： 物體在某時刻的瞬時速度等于從這一時刻起足夠短時間內(nèi)的平均速度。瞬時速度在St圖像中的確定。

16、以左圖中可知，隨著所取的時間的縮短，過A點的割線越來越接近過A點的切線，物體經(jīng)過t = T2 s這一時刻的瞬時速度的大小在數(shù)值上等于過A點的切線的斜率。物體經(jīng)過t = T2 s這一時刻的瞬時速度的方向：過該點的切線方向。【用測速計來測量瞬時速度】速度計學(xué)生歸納 瞬時速度精確地描述物體做變速直線運動快慢和運動方向。瞬時速度具有這樣的特點，選取的時刻或位置不同，瞬時速度的值不同。它表示的是物體在某一時刻或某一位置的速度。小結(jié) 速度v ，是表示運動快慢和運動方向的物理量。而平均速度 ，表示物體在某段時間內(nèi)（或某段位移內(nèi)）的平均快慢程度，是粗略描述質(zhì)點的運動情況；瞬時速度v （ Dt ® 0

17、 ），反映的是物體在某一時刻（或經(jīng)過某一位置）的快慢程度，是精確描述質(zhì)點的運動情況。這兩個速度從不同的角度對物體的運動進行描述，都是非常重要的物理量，都是矢量，在回答時都不要忘記它的方向。八、板書設(shè)計1速度：在勻速直線運動中，位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值（v=），是矢量，方向與S的方向相同2平均速度：在變速直線運動中，物體在某段時間的位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值叫平均速度（v=），是矢量，方向與位移方向相同。3瞬時速度：瞬時速度指物體在某一時刻(或某一位置)的速度，方向沿軌跡的切線方向，是矢量。瞬時速度用極限法計算，v （瞬時速度v等于當(dāng)Dt ® 0 時的極限值）。（下圖說明

18、了瞬時速度的物理意義）九、課堂知識要點檢測 知識要點一、速度：1速度概念：速度是描述物體運_（快慢）及_（方向）的物理量。2速度定義：在勻速直線運動中，_（位移）與發(fā)生這個_（位移）所用_（時間）的比值定義為速度。3定義式v = ，速度即有_（大小）又有_（方向）是_（矢）量。其方向與_（）方向相同。二、平均速度與平均速率：1平均速度概念：平均速度描述物體_(位置變化)快慢及方向的物理量。2平均速度定義：在變速直線運動中，物體在某段時間的_(位移)跟發(fā)生這段_(位移)所用時間的比值叫平均速度。3 平均速度定義式：_（v=），是_(矢)量，方向與_(位移)方向相同。4平均速率定義：粗略的描述物體

19、_(運動)快慢的物理量。5平均速率定義：在變速直線運動中，物體在某段時間的_（路程）跟發(fā)生這段_（路程）所用時間的比值叫平均速率。平均速率是_（標(biāo)）量三、瞬時速度和瞬時速率：1瞬時速度：瞬時速度指物體在某一_（時刻）或某一_（位置)的速度，方向沿軌跡的切線方向，是_(矢)量。瞬時速度用極限法計算，v （瞬時速度v等于當(dāng)Dt ® 0 時的極限值）。2瞬時速率：瞬時速率就是瞬時速度的_（大?。?例題講授例1】一物體從坐標(biāo)原點開始沿坐標(biāo)軸正方向做直線運動，圖 1是其s-t圖像，試問： (1)物體的做的是什么運動？(2)物體在OA、AB、OB段的平均速度分別是多大？(3)在問題(2)中的三個

20、平均速度中，哪一個最接近于物體 在O點的瞬時速度？(4)物體在B點的瞬時速度是多大？答案:(1)速度越來越大的變速運動(2)0.1m/s，0.2m/s，0.167m/s (3)OA段(4)0.5m/s【例2】甲乙兩個物體均做單向直線運動，路程相同。甲前一半時間內(nèi)以速度勻速直線運動，后一半時間內(nèi)以速度勻速直線運動；乙前一半位移以速度勻速直線運動，后一半位移以速度勻速直線運動。 。則問：（1）甲乙整個過程的平均速度分別是多少？（2）走完全程，甲乙哪個所需時間短？答案：解析：解題時要學(xué)會把握已知量，有的條件是以文字形式告訴你的，那你要把它轉(zhuǎn)變成可用于計算的量。如題中講前一半時間或前一半位移，這全是文

21、字表達的形式，我們要把它變成計算可用的量。前一半時間我們可以用(或t)，那一半時間也是(或t)，總時間就是t（或2t）；位移也是如此，則有下圖(1)；(2)又因為所以甲的時間比乙的時間少。 【例3】有一個身高為H的田徑運動員正在進行100m的國際短跑比賽，在終點處，有一站在跑道旁邊的攝影記者用照相機給他拍攝沖線動作。攝影記者使用的照相機的光圈（控制進光量的多少）是16，快門（曝光時間）是1/60s。得到照片后，測得照片中人的高度為h，胸前號碼布上模糊部分的寬度是，則（ ）(A)運動員100m跑所用的時間是。(B)運動員到達終點時的瞬時速度大小為(C)運動員到達終點時的瞬時速度大小為(D)運動員

22、100m跑的平均速度大小為答案: C同步練習(xí)一、選擇題：1對于作勻速直線運動的物體，下列說法中正確的是()A任意2s內(nèi)的位移一定等于1s內(nèi)位移的2倍B任意一段時間內(nèi)的位移大小一定等于它的路程C若兩物體運動快慢相同，則兩物體在相同時間內(nèi)通過的路程相等D若兩物體運動快慢相同，則兩物體在相同時間內(nèi)發(fā)生的位移相等答案:ABC2有關(guān)瞬時速度、平均速度、平均速率，下列說法中正確的是()A瞬時速度是物體在某一位置或某一時刻的速度B平均速度等于某段時間內(nèi)物體運動的位移與所用時間的比值C作變速運動的物體，平均速率就是平均速度的大小D作變速運動的物體，平均速度是物體通過的路程與所用時間的比值答案:AB3在一次校內(nèi)

23、運動會上，某同學(xué)在百米賽中，以6m/s的速度迅速從起點沖出，到50m處的速度是8.2m/s，在時間用完一半t16.25s時速度為8.3m/s，最后以8.4m/s的速度沖過終點，求他的百米平均速度有多大？（ ）A 8.2m/s B 8.4m/s C8.3m/s D 8.0m/s答案：D4下列說法正確的是（）A變速直線運動的速度是變化的B平均速度即為速度的平均值C瞬時速度是物體在某一時刻或某一位置時的速度D瞬時速度可以看成是時間趨于無窮小時的平均速度答案:5下列說法正確的是（）A. 平均速度是速度的平均值B. 瞬時速率指瞬時速度的大小C. 火車以經(jīng)過某一段路，指瞬時速度D. 子彈以從槍口射出，指平

24、均平均速度答案：B6 某列火車在一段長為20km的平直路段上行駛，行駛的平均速度為100km/h，下列說法中正確的是（ ）A這列火車通過這一段的前半程的時間一定是6minB這列火車通過這一段路程的時間是12minC這列火車如果行駛100km，一定用時1hD這列火車在前一半時間通過的位移也卻好是一半答案：B7兩列火車相向而行，第一列的速度大小為36kmh，第二列為54kmh。第一列火車上的乘客測出第二列火車從他旁邊通過所用的時間為5s。以下結(jié)論正確的是( )A兩列火車的長度之和為125mB第二列火車的長度是125mC第二列火車的長度是75mD由于第一列火車的長也未知，故無法求出第二列火車的長答案

25、：B8在2008年北京奧運會中，牙買加選手博爾特是公認(rèn)的世界飛人，在男子100m決賽和男子200決賽中分別以9.69s和19.30s的成績破兩項世界紀(jì)錄，獲得兩塊金牌。關(guān)于他在這兩次決賽中的運動情況，下列說法中正確的是（ ）A200m中決賽的位移是100m決賽中的位移的兩倍。B200m決賽中的平均速度約為10.36m/sC100m決賽中的平均速度約為10.32m/sD100m決賽中的最大速度約為20.64m/s答案：C9對于做勻速直線運動的物體，下列說法正確的是（ ）A任意兩秒內(nèi)的位移一定等于它本身1秒內(nèi)的位移的2倍B任意一段時間的位移的大小一定等于它的路程C若兩物體的速度相同，則它們的速率也一定相同，相同時間內(nèi)通過的路程相