高一物理人教版教學設計13位置變化快慢的描述速度

第3節(jié)位置變化快慢的描述—速度教學設計備課人學科物理課題1.3位置變化快慢的描述—速度教學內容分析速度是描述物體運動的重要物理量，本節(jié)內容圍繞速度概念的建立展開。教科書的內容安排是有層次的。具體表現(xiàn)為首先通過問題引導學生回憶初中時如何描述物體運動的快慢，并且引導學生分析運動員在比賽中不同時段的運動快慢是否相同，這為引入瞬時速度做好了鋪墊。然后在分析的基礎上，引導學生認識到為了描述物體的運動，不僅應該描述物體位置的變化多少，還要描述其快慢，這就需要建立速度的概念。為進一步精確描述物體的運動快慢，又引入了平均速度和瞬時速度的概念。最后，結合瞬時速度的概念，研究測量速度的方法以及描繪速度我—時間圖像的方法。學情分析速度是學生初中已有的概念，難點表現(xiàn)在對概念的重建和進階學習上，由于位移和路程的不同，高中所學的速度概念與初中不同，教科書提醒學生注意這個差異。平均速度過度到瞬時速度的極限思想學生首次接觸，因此是本節(jié)的另一個難點。學生對?t非常非常小的含義，不一定理解的很清楚，教師可以用勻速直線運動作為過渡例子引導學生思考，學生一時不理解也不必強求。隨著物理和數(shù)學知識的進一步學習，學生會逐漸加深對極限思想的理解。教學目標1.通過抽象概括，理解速度的含義。2.理解平均速度和瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系，初步體會極限法在研究物理問題中的應用和意義。3.理解v-t圖像的含義，并會根據(jù)v-t圖像分析物體運動的速度隨時間的變化。4.聯(lián)系與速度有關實例，體會物理學在生產、生活中的用途，增強對物理學習的興趣。教學重難點1.理解平均速度與瞬時速度的區(qū)別和聯(lián)系。（重點）2.理解平均速度和平均速率的區(qū)別。（重點）3.理解計時點與計數(shù)點的區(qū)別以及比值定義法。（難點）4.瞬時速度概念的形成與瞬時速度的計算方法。（難點）教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖導入新課首先，觀看百米比賽視頻。【教師提出問題】(1)運動員在100m比賽過程中，運動員同時出發(fā)，他們是否同時到達終點？(2)他們不同時到達終點，說明了什么？我們應該用哪個物理量來描述這種不同？(3)根據(jù)我們初中學習，速度的定義是什么？學生觀看視頻，然后根據(jù)教師所提問題，分組討論問題。第（1）（2）兩個問題是為了引出學生初中已經學習過的速度概念；第（3）問題讓學生回憶初中物理對速度的定義，未后面和高中速度定義做比較做好鋪墊；講授新課【教師提出問題】(1)運動員在100m比賽過程中，運動員同時出發(fā)，經過長短相同的路徑，不同時到達終點，這段時間內運動員們位置變化的快慢相同嗎？運動的方向相同嗎？(2)有兩輛車從同一地點同時沿直線出發(fā)，一輛向東開，一輛向南開，路程與時間的比都是20m/s，你認為它們的運動相同嗎？位置變化相同嗎？(3)有兩輛車從同一地點同時出發(fā)，經過長短不同的路徑，同時到達一個終點，這段時間內兩輛車位置變化的快慢相同嗎？(4)通過以上三點的分析，我們研究物體運動的快慢，很多時候要研究物體的位置隨時間變化的快慢，此時應如何定義速度呢？一、速度1.定義：位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值。2.公式：3.物義：描述物體運動的快慢（或描述物體位置變化的快慢）。4.單位：國際單位制為m/s或m?s1；其它單位：km/h或km?h15.矢量性：速度既有大小，又有方向，是矢量。速度v的方向與時間Δt內的位移Δx的方向相同?！窘處熖岢鰡栴}】(1)觀察上面截圖，我們說取得冠軍的運動員跑的快，那么這位運動員在100m全程中的每個位置跑的都是最快的嗎？(2)對運動員的速度，我們應該怎樣理解才更為準確？二、平均速度和瞬時速度1.平均速度(1)定義：位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值，叫做物體在這段時間（或這段位移）內的平均速度。(2)公式：(3)物義：粗略地描述物體在某段時間內的平均快慢程度。(4)方向：與某段時間內位移的方向一致。(5)注意：計算物體的平均速度時必須指明物體是在哪段時間內或哪段位移上的平均速度。【教師提出問題】(1)平均速度描述物體在一段時間內運動的平均快慢程度及方向。那么，怎樣描述物體在某一時刻運動的快慢和方向呢？(2)我們是否可以用由t到t+?t一小段時間內的平均速度來替代某時刻t的速度呢？如果可以，我們應該如何做呢？2.瞬時速度(1)定義：運動物體在某一時刻（或某一位置）的速度，叫做瞬時速度。(2)當△t非常非常小，△x/△t就可以看做某時刻（或某位置）的瞬時速度。（極限思想）(3)物義：精確地描述物體運動的快慢。(4)方向：這一時刻物體的運動方向。(5)在勻速直線運動中，平均速度等于瞬時速度。(6)瞬時速度的大小叫做速率，為一標量。(7)平均速度與瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系(8)在xt圖像中認識平均速度與瞬時速度①數(shù)學知識補充：在數(shù)學一次函數(shù)y＝kx+b所對應的圖像中，用斜率表示圖線傾斜程度大小，公式中的K值即為直線的斜率。圖像中對斜率的定義：②xt圖像的斜率意義：若物體做變速直線運動，xt圖像如圖所示，過A點的割線AB的斜率反映是AB段內的平均速度，顯然與5s時的瞬時速度差異較大?？s短了與A點的時間間隔割線AC，其斜率反映的平均速度更接近5s時的瞬時速度，進一步縮短時間間隔，趨近于0，過A點的切線斜率就準確反映了5s的瞬時速度。3.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)公式：(3)平均速率為一標量。(4)平均速度和平均速率的區(qū)別與聯(lián)系【教師出題】【例題1】在一次室內田徑賽期間，有三位運動員A、B、C從所住地M出發(fā)到賽場N。他們選擇了三個不同的路徑同時出發(fā)，最后同時到達賽場，如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．三個運動員從M點到N點的平均速度相同B．三個運動員到達N點時瞬時速度相同C．三個運動員從M點到N點的平均速率相同D．B運動員從M到N的平均速度方向與任意時刻的瞬時速度的方向相同【例題2】如圖所示為甲、乙、丙三個物體相對同一位置的位移圖像，則在時間內，下列說法正確的是（）A．它們的平均速度相等B．甲的平均速度最大C．它們的平均速率相等D．乙和丙的平均速率相等三、測紙帶平均速度和瞬時速度【教師引導】根據(jù)上節(jié)課對打點計時器使用的學習和對紙帶數(shù)據(jù)處理的知識，你能設計出一個測紙帶平均速度的實驗方案嗎?1.測量平均速度【教師給出思路】(1)實驗思路：①用手拉通過打點計時器的紙帶時，紙帶運動確定時間內的位移信息就被記錄下來。②測出紙帶計數(shù)點間的位移Δx和所用的時間Δt，就可以算出平均速度。數(shù)據(jù)收集處理2.測量瞬時速度【教師引導】根據(jù)這節(jié)課我們對瞬時速度的學習，你能設計出一個測紙帶某個點瞬時速度的實驗方案嗎?【教師給出思路】(1)實驗思路：①如果不要求很精確，用這個平均速度粗略地代表某個計數(shù)點的瞬時速度，也未嘗不可。②如果要求更為精確，可以把包含某個計數(shù)點在內的間隔取得小一些，那么時間Δt就會變短，用兩點間的位移Δx和時間Δt算出的平均速度代表紙帶在該計數(shù)點的瞬時速度，就會精確一些。數(shù)據(jù)收集處理四、速度—時間圖像【教師引導】根據(jù)上節(jié)課的學習，我們知道可以通過xt圖像形象直觀的描述物體運動過程中的不同時刻的位置關系，那么我們是否可以用圖像的辦法，把物體的每個時刻的速度也反映出來呢？1.圖像繪制（視頻展示）(1)以時間t為橫軸，速度v為縱軸建立平面直角坐標系；(2)根據(jù)自己算出的是手拉紙帶的v、t，數(shù)據(jù)在坐標系中描點；(3)用一條平滑的曲線描出這些點，曲線所反映的情況就是速度v隨時間t變化的情況。2.速度時間圖像的物理意義：直觀地反映了速度隨時間變化的情況。3.注意：①速度時間圖像并不表示物體運動的軌跡，且只能描述直線運動，因為在速度時間圖像中速度只有正、負兩個方向。②圖線在t軸上方速度方向為正，圖線在t軸下方速度方向為負。拓展學習：借助傳感器與計算機測速度課堂練習根據(jù)教師所提問題，分組討論問題。學生記憶并掌握速度的定義、單位、物理意義、v的方向學生思考討論學生記憶并理解平均速度及其物理意義學生思考討論學生記憶并掌握瞬時速度的有關知識。學生分組討論匯總學生學習記錄學生分組討論xt圖像斜率如何表述？這個斜率有何物理意義？學生分組討論學生記憶并掌握平均速率的概念。學生分組討論匯總學生限時完成學生分組討論，寫出方案設計思想學生分組展示說明，是否有更好的方案。學生實驗收集數(shù)據(jù)學生分組討論，寫出方案設計思想學生分組展示說明，是否有更好的方案。學生實驗收集數(shù)據(jù)學生嘗試畫圖像學生動手再畫圖像學生記憶并掌握速度時間圖像的物理意義。學生觀看視頻學生練習第（1）個問題的設置，意在說明單向直線運動，速度方向相同，位置變化相同，但是時間不同，時間短速度大。第（2）個問題的設置，意在說明依然是單向直線運動，位置變化大小相同，但運動方向不同，引導學生注意速度是有方向的。第（3）個問題的設置，意在路徑不一樣，但經歷時間和位置變化相同，引導學生思考位置變化快慢與路徑長度是否有關？第（4）個問題的設置，意在引導學生思考速度的準確定義。牢固掌握基礎知識與概念深入了解速度，引入下一節(jié)點：平均速度和瞬時速度的學習牢固掌握基礎知識滲透極限思想分析物理問題牢固掌握基礎知識從本質上區(qū)別平均速度和瞬時速度為xt圖像的斜率意義做鋪墊用數(shù)學的方法借助圖像說明xt圖像斜率意義，為后續(xù)學習做好鋪墊。一方面讓學生進一步明確用極限思想處理物理問題，同時也要讓學生明確xt圖像中的圖線不管是直線還是曲線，某個時刻圖線上切線的斜率表述這個時刻的瞬時速度。進一步讓學生知道平均速度和平均速率概念上的不同。全方位對平均速度和平均速率做比較通過例題加深對概念的理解培養(yǎng)學生實驗動手能力培養(yǎng)學生的獨立思考問題的能力培養(yǎng)學生思辨的能力培養(yǎng)學生實驗動手能力培養(yǎng)學生動手能力培養(yǎng)學生動手能力培養(yǎng)學生知識遷移能力拓展學生對速度測量的方法，明確現(xiàn)代技術在物理中的應用鞏固知識