位置變化快慢的描述──速度+教學設計 高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊+

配套中學人教版（2019）位置變化快慢的描述——速度一、教材分析一、教材分析《位置變化快慢的描述——速度》是人教版（2019）必修第一冊第一章第三節(jié)的內(nèi)容。在物理學知識體系中，它有著承上啟下的關鍵作用。承接上一章節(jié)中位置與位移的概念，進一步深入探討物體位置變化快慢的描述方式，即速度。通過對速度的學習，學生能夠理解物體運動過程中速率與方向的關系，掌握平均速度和瞬時速度的概念，還能明晰速度與加速度之間的聯(lián)系。這部分內(nèi)容與實際生活緊密相連，通過大量實例分析，能讓學生學會運用物理知識去解釋身邊的運動現(xiàn)象，有效培養(yǎng)科學思維和解決實際問題的能力。教材內(nèi)容安排富有層次，首先通過“問題”引導學生回顧初中階段描述物體運動快慢的方式，并分析運動員比賽中不同時段的運動快慢情況，為引入瞬時速度做好鋪墊。接著，引導學生認識到描述物體運動不僅要關注位置變化的多少，還要關注變化的快慢，從而建立速度的概念。為了更精確地描述物體運動快慢，又依次引入平均速度和瞬時速度的概念。最后，結(jié)合瞬時速度探討測量速度的方法以及描繪速度-時間圖像的方法。二、教學目標二、教學目標物理觀念：幫助學生建立速度、平均速度、瞬時速度和速率的正確概念，領會它們的意義和矢量性。理解速度-時間圖像，能運用這些概念和圖像去描述物體的運動狀態(tài)，解釋常見的運動現(xiàn)象?？茖W思維：在學習平均速度過渡到瞬時速度的過程中，體會極限思想在物理研究中的應用，培養(yǎng)學生的抽象思維和邏輯推理能力。通過對不同運動場景下速度變化的分析，提升學生分析問題、解決問題的能力。科學探究：通過使用打點計時器測量平均速度和瞬時速度的實驗，培養(yǎng)學生的動手操作能力、數(shù)據(jù)處理能力以及實事求是的科學態(tài)度。引導學生在實驗中觀察、思考，主動探究物體運動的變化規(guī)律?？茖W態(tài)度與責任：聯(lián)系生活中與速度有關的實例，如交通工具的速度限制、運動員的速度表現(xiàn)等，讓學生體會物理學在生產(chǎn)生活中的重要用途，增強學生學習物理的興趣和應用物理知識解決實際問題的意識，培養(yǎng)學生的社會責任感。三、教學重三、教學重難點教學重點速度概念的建立，理解速度的定義式、單位和方向，明確速度是描述物體運動快慢和方向的物理量。區(qū)分平均速度和瞬時速度，掌握它們的計算方法，能夠在實際問題中正確運用這兩個概念解決問題。教學難點對瞬時速度概念的理解，尤其是“當時間間隔Δt非常非常小時，平均速度就可以近似看成瞬時速度”這一極限思想的理解，學生理解起來有一定難度。速度矢量性的理解和應用，在解決實際問題時，學生容易忽略速度的方向，只關注速度的大小。四、教學四、教學過程一、課程導入趣味情境引入：提出問題：“在這場激動人心的賽車比賽中，如何判斷哪輛賽車跑得更快呢？僅僅看跑過的路程長短，能準確判斷嗎？”引導學生思考并自由發(fā)言，分享自己對判斷物體運動快慢的初步想法，營造活躍的課堂氛圍，激發(fā)學生的學習興趣?；仡櫝踔兄R：提問學生：“在初中，我們已經(jīng)學習過速度，哪位同學能回憶一下速度的定義呢？”邀請幾位同學回答，然后共同回顧初中所學的速度概念：速度等于路程與時間的比值，用于描述物體運動的快慢。接著拋出疑問：“進入高中，我們對速度的認識會有新的維度，高中的速度概念與初中有何不同呢？讓我們一起開啟今天的探索之旅?！币源思ぐl(fā)學生的好奇心和求知欲，順利導入新課。二、新課講授速度的概念教師首先解釋速度的基本概念，指出速度是描述物體位置變化快慢的物理量。在物理學中，速度定義為位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值。教師可以引導學生回憶初中所學的路程與時間的比值，并指出這實際上是平均速率的定義，與高中所學的速度概念有所不同。速度具有矢量性，既有大小又有方向，其方向與位移方向相同。接下來，教師通過實例幫助學生理解速度的概念。例如，一輛汽車從A地開往B地，位移為100千米，用時2小時，則汽車的速度為50千米/小時。教師可以利用多媒體展示汽車的行駛路線和位移，幫助學生理解位移與速度的關系。速度的計算教師講解速度的計算公式，即v=Δx/Δt，其中v為速度，Δx為位移，Δt為時間。教師可以通過實例演示速度的計算過程，并強調(diào)在計算過程中需要注意的問題，如位移和時間的單位要統(tǒng)一等。例題：一輛火車從甲站開往乙站，行駛了200千米，用時4小時，求火車的速度？或者，一架飛機在1小時內(nèi)飛行了800千米，求飛機的速度？平均速度和瞬時速度平均速度引入平均速度的概念：展示一個汽車在城市道路上行駛的實際案例，汽車在行駛過程中時而加速，時而減速，速度不斷變化。提問學生：“在這種變速運動中，如何描述汽車在某段時間內(nèi)運動的快慢呢？”從而引出平均速度的概念。明確平均速度是指在某段時間內(nèi)物體運動的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，用計算例題一輛汽車從甲地開往乙地，行駛了300千米，用時6小時，求汽車的平均速度？或者，一輛汽車在某一時刻的速度為60千米/小時，求此時汽車的瞬時速度？教師可以通過實驗進一步加深學生對平均速度和瞬時速度的理解。例如，利用打點計時器和紙帶測量物體的平均速度和瞬時速度。教師可以先演示實驗過程，然后讓學生分組進行實驗，記錄數(shù)據(jù)并計算結(jié)果。速率和速度的區(qū)別教師講解速率和速度的區(qū)別，指出速率是標量，只有大小沒有方向，而速度是矢量，既有大小又有方向。速率可以用來描述物體運動的快慢程度，但不能描述物體運動的方向。教師可以通過實例幫助學生理解速率和速度的區(qū)別。例如，一輛汽車在行駛過程中，無論它是朝哪個方向行駛，只要它的速度大小不變，那么它的速率就不變。但是，如果汽車改變了行駛方向，那么它的速度就發(fā)生了變化。實驗探究實驗目的：通過實驗測量物體的平均速度和瞬時速度，讓學生親身體驗速度的測量過程，加深對速度概念的理解，培養(yǎng)學生的實驗操作能力、數(shù)據(jù)處理能力和科學探究精神。實驗器材準備：為每個實驗小組精心準備好打點計時器、紙帶、小車、細繩、一端帶有滑輪的長木板、鉤碼、刻度尺、秒表等實驗器材，并確保器材完好無損、能正常使用。在實驗前，對器材進行檢查和調(diào)試，如檢查打點計時器的打點清晰程度、電源連接是否正常等。實驗原理講解：向?qū)W生詳細講解利用打點計時器測量速度的原理。通過動畫演示和實物展示相結(jié)合的方式，說明打點計時器是一種能夠在紙帶上每隔一定時間（如）打下一個點的儀器。物體在運動過程中，帶動紙帶一起運動，紙帶上的點記錄了物體在不同時刻的位置。通過測量紙帶上相鄰點之間的距離和打點的時間間隔（已知打點計時器的打點周期），利用公式就可以計算出物體在不同時間段內(nèi)的平均速度。當所取的時間間隔足夠小時，這個平均速度就近似等于物體在該時刻的瞬時速度。實驗步驟演示：教師在講臺上進行規(guī)范的實驗步驟演示，邊演示邊詳細講解每一個步驟的目的和注意事項：將長木板平穩(wěn)地放在水平桌面上，把打點計時器牢固地固定在長木板的一端，確保打點計時器安裝穩(wěn)定，然后正確連接好電源，注意電源的正負極和電壓要求。把紙帶小心地穿過打點計時器的限位孔，一端緊密地固定在小車上，另一端穿過復寫紙下面，調(diào)整紙帶的位置，使其在運動過程中能順暢地通過打點計時器，且與打點計時器的限位孔無摩擦。用細繩將小車與鉤碼相連，細繩要保持水平，繞過滑輪時要順滑，使鉤碼自然下垂，通過調(diào)整鉤碼的數(shù)量可以改變小車的運動加速度。先接通電源，等待打點計時器工作穩(wěn)定，聽到清晰、均勻的打點聲音后，再輕輕釋放小車，讓小車在鉤碼的牽引下做勻加速直線運動，同時打點計時器在紙帶上打下一系列清晰的點。在釋放小車時，要注意保持小車靜止釋放，避免給小車一個初速度。打完點后，及時關閉電源，小心地取下紙帶，避免紙帶受到損壞或變形。學生實驗操作：學生分組進行實驗，教師在教室里巡視指導，密切關注每個小組的實驗進展，及時糾正學生在實驗操作中出現(xiàn)的問題。例如，當發(fā)現(xiàn)學生電源連接錯誤時，及時給予指導，幫助學生正確連接電源；當學生紙帶安裝不正確，導致打點不清晰或紙帶卡頓，教師及時提醒學生調(diào)整紙帶位置；當小車運動不穩(wěn)定，出現(xiàn)晃動或偏離軌道時，引導學生檢查實驗裝置，如長木板是否水平、細繩是否有纏繞等，確保每個小組的實驗能夠順利進行。速度-時間圖像教師講解速度-時間圖像的概念及其繪制方法。速度-時間圖像是一種直觀表示物體運動速度隨時間變化規(guī)律的圖形。在速度-時間圖像中，橫軸表示時間，縱軸表示速度，物體的運動速度隨時間的變化規(guī)律可以通過圖像中的曲線來表示。三、課堂練習基礎知識鞏固1、短跑運動員在100m比賽中，以8m/s的速度迅速從起點沖出，到50m處的速度是9m/s，10s末到達終點的速度是10.2m/s，則運動員在全程中的平均速度是（）A.9m/sB.10.2m/sC.10m/sD.9.1m/s2、汽車以36km/h的速度從甲地勻速直線運動到乙地用了2h，若汽車從乙地返回甲地仍做勻速直線運動用了2.5h，那么汽車返回時的速度為（設甲、乙兩地在同一直線上）（）A.-8m/sB.8m/sC.-28.8km/hD.28.8km/h速度與速率辨析3、下列關于速度和速率的說法正確的是（）①速率是速度的大?、谄骄俾适瞧骄俣鹊拇笮、蹖\動物體，某段時間的平均速度不可能為零④對運動物體，某段時間的平均速率不可能為零A.①②B.②③C.①④D.③④4、一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運動60m，則物體在整個運動過程中的平均速度是多少？平均速率又是多少？速度公式應用5、一輛汽車在一條直線上行駛，第1s內(nèi)通過8m，第2s內(nèi)通過20m，第3s內(nèi)通過30m，第4s內(nèi)通過10m，則此汽車最初2s內(nèi)的平均速度是多大？中間2s內(nèi)的平均速度是多大？全部時間內(nèi)的平均速度是多大？6、一列火車沿平直軌道運行，先以10m/s的速度勻速行駛15min，隨即改以15m/s的速度勻速行駛10min，最后在5min內(nèi)又前進1000m而停止。則該火車在前25min及整個30min內(nèi)的平均速度各為多大？它通過最后2000m的平均速度是多大？瞬時速度理解7、關于瞬時速度，下列說法中正確的是（）A.瞬時速度是物體在某一段時間內(nèi)的速度B.瞬時速度是物體在某一段位移內(nèi)的速度C.瞬時速度是物體在某一位置或某一時刻的速度D.瞬時速度與平均速度相等8、一質(zhì)點沿直線Ox方向做變速運動，它離開O點的距離x隨時間t變化的關系為x=5+2t3（m），它的速度隨時間t變化的關系為v=6t2（m/s），該質(zhì)點在t=0到t=2s間的平均速度和t=2s到t=3s間的平均速度的大小分別為（）A.12m/s，39m/sB.8m/s，38m/sC.12m/s，19.5m/sD.8m/s，13m/s單位換算與速度計算9、完成下列單位換算：36km/h=______m/s；15m/s=______km/h。10、汽車在高速公路上以108km/h的速度行駛，若駕駛員發(fā)現(xiàn)前方80m處發(fā)生了交通事故，馬上緊急剎車，汽車以恒定的加速度經(jīng)4s才停止下來。問：（1）汽車剎車時的加速度是多大？（2）汽車是否會有安全問題？（3）若駕駛員是酒后駕駛，看到交通事故時的反應時間是0.8s，通過計算說明汽車是否會有安全問題？四、總結(jié)歸納學生自主總結(jié)：引導學生回顧本節(jié)課所學的主要內(nèi)容，包括速度的概念、平均速度和瞬時速度的定義、區(qū)別與聯(lián)系等，讓學生自主構建知識框架，加深對知識的理解和記憶。五、五、教學反思促進全員參與：設計分層問題，針對不同層次的學生提出不同難度的問題，鼓勵每個學生都積極思考并參與回答。同時，采用小組合作學習的方式，合理分組，讓每個學生在小組中都有明確的任務和角色，促進學生之間的交流與互助，提高全體學生的參與度。深化概念教學：增加更多關于速度矢量性和平均速度、瞬時速度對比的實例分析和討論，通過具體的數(shù)值計算、圖像分析等方式，讓學生在實踐中加深對概念的理解。例如，設置一些涉及速度方向變化的問題，以及在不同運動場景下