高中物理 運動快慢與方向的描述 速度教案 教科版必修1

1、運動快慢與方向的描述速度 教學目標1.知識與技能理解速度、平均速度、瞬時速度、速率、平均速率等概念知道勻速直線運動圖像的特點以及圖像“面積”的物理意義能用圖像描述物體的運動情景會正確使用打點計時器（電火花打點計時器、電磁打點計時器）2.過程與方法通過初中階段對速度、平均速度的回憶，建立高中階段速度、平均速度、瞬時速度的概念通過對實驗儀器的介紹，了解打點計時器的使用方法3.情感態(tài)度與價值觀通過對速度、平均速度等概念的升華，明確新事物必然代替舊事物的理念培養(yǎng)學生做實驗的熱情以及愛護實驗儀器、正確操作實驗儀器的良好習慣 教學重難點教學重點：1.圖像2.用打點計時器測量平均速度和瞬時速度教學難點：圖像

2、的應用 課時安排2課時 授課類型新授課 四、教學過程 導入師：同學們，在初中階段我們已經(jīng)學習了速度、平均速度的概念。當時我們是在路程的概念上建立的速度與平均速度的概念?，F(xiàn)在，我們知道位移能夠更好的描述物體的運動，對應的速度和平均速度又該如何定義呢？這就是我們這一節(jié)課需要解決的問題。同時，在這一節(jié)中我們還會認識一種新的實驗儀器打點計時器。 新課開講1.速度根據(jù)初中階段對速度的定義，我們可以依葫蘆畫瓢得出有關(guān)速度的有關(guān)知識。定義：單位時間內(nèi)通過的位移。計算公式：（s為位移）通過上一節(jié)的學習，我們知道位移為矢量，根據(jù)矢量的性質(zhì)，我們不難得出速度也為矢量，其方向為物體的運動方向。單位：或者換算關(guān)系：物

3、理意義：速度是描述物體運動快慢的物理量。2.平均速度按照同樣的道理我們也很容易的得出平均速度的有關(guān)知識。定義：物體在一段時間內(nèi)總的位移除以總時間，就就是這段時間內(nèi)的平均速度。計算公式：平均速度也是矢量，其方向由總的位移的方向確定。物理意義：平均速度是描述物體平均運動快慢的物理量。3.瞬時速度平均速度只能初粗略的描述物體運動的快慢，為了精確的描述物體在某時刻或經(jīng)過某位置的運動快慢，我們引入了瞬時速度的概念。定義：當運動的物體在某時刻或經(jīng)過某位置的平均速度，我們把它叫做瞬時速度。對于瞬時速度的測量非常的困難，因此，現(xiàn)在普遍采用一段很短時間內(nèi)（趨近于0）的平均速度作為某個時刻的瞬時速度。教材后面的發(fā)

4、展空間的應用數(shù)據(jù)實時采集系統(tǒng)（DIS）測量瞬時速度以及氣墊導軌測量瞬時速度都是測量的是一段時間內(nèi)的平均速度，只是在這段時間非常的短，幾乎可能看成時刻。其數(shù)學表示如下：瞬時速度也是一個矢量，它表示的是物體在某一時刻運動的快慢，它的方向就是物體在某一時刻運動的方向。瞬時速度的大小成成為瞬時速率，簡稱速率。速率只有大小沒有方向，是標量。在某些參考書上引入了平均速率這個物理量，它的計算就相當于初中階段定義的平均速度，即路程與時間的比值。例題1：下列所說的速度中，哪些是平均速度？哪些是瞬時速度？A.百米賽跑的運動員以的速度沖過終點線；B.列車提速后的速度達到；C.由于堵車，汽車的速度僅為；D.返回地面的

5、太空艙以的速度落入太平洋中；E.子彈以的速度撞擊到墻上。答案：平均速度有BC，瞬時速度有ADE。例題2：下列關(guān)于瞬時速度和平均速度的說法中正確的是()A若物體在某段時間內(nèi)每時刻的瞬時速度都等于零，則它在這段時間內(nèi)的平均速度一定等于零B若物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于零，則它在這段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度一定等于零C勻速直線運動中任意一段時間內(nèi)的平均速度都等于它任一時刻的瞬時速度D變速直線運動中任意一段時間內(nèi)的平均速度一定不等于它某一時刻的瞬時速度答案：AC例題3：物體沿一條直線運動，下列說法正確的是()A.物體在某一時刻的速度是，則物體在內(nèi)一定運動了B.物體在某內(nèi)的平均速度是，則物體在這內(nèi)的位

6、移一定是C.物體在某一段時間內(nèi)的平均速度是，則物體在內(nèi)的位移一定是D.物體在發(fā)生某一段位移過程中的平均速度是，則物體在發(fā)生這段位移一半時的速度一定也是答案：B例題4：某人爬山，從山腳爬到山頂，然后又從原路返回到山腳，上山的平均速度為，下山的平均速度為，則往返的平均速度的大小和平均速率是()A.， B.，C.0， D.0，答案：D4.速度時間（）圖像圖1定義：以速度為縱軸、時間為橫軸，建立一個平面直角坐標系，在該坐標系畫出物體隨時間的變化關(guān)系，這樣的圖像就叫做速度時間圖像（圖像），簡稱速度圖像。（如圖1）幾個直線運動的圖像（如圖2）圖2（a）勻速直線運動速度時間圖像圖2（b）勻加速直線運動速度時

7、間圖像圖2（d）勻減速直線運動速度時間圖像圖2（c）初速度為0的勻加速直線運動速度時間圖像圖像的面積意義：一段時間內(nèi)，速度隨時間的變化關(guān)系與時間軸所包圍的面積即為這段物體的位移。（如圖3）圖3例題5：根據(jù)圖像，計算物體運動的位移。求3s內(nèi)物體運動的位移求3s7s內(nèi)物體運動的位移（2）（3） 求2s5s內(nèi)物體運動的位移（1）答案：(1)(2)(3)5.實驗：用打點計時器測量平均速度和瞬時速度實驗原理打點計時器是利用交流電的周期變化來打點的。我國的交流電的頻率是50Hz，因此打點計時器的打點時間間隔為0.02s。在高中階段，我們主要使用電火花打點計時器和電磁打點計時器這兩種，下面分別介紹。儀器介紹

8、電火花打點計時器電火花打點計時器形狀和結(jié)構(gòu)見圖4和圖5。圖4 圖5電火花使用220v的交流作為電源，它產(chǎn)生的高壓電火花和墨粉在紙帶上產(chǎn)生痕跡（即為打點）電磁打點計時器電磁打點計時器的形狀和結(jié)構(gòu)圖如圖6和圖7所示。圖6 圖7電磁打點計時器使用學生交流電源（一般為6v）作為電源，利用電流的磁效應產(chǎn)生的力使振針在復寫紙上震動在紙帶上產(chǎn)生痕跡。兩種打點計時器的比較電火花打點計時器沒有復寫紙，因此可以減小摩擦，實驗數(shù)據(jù)準確；但是其使用220v的電壓，使用時存在不安全隱患。電磁打點計時器使用6v交流電，相對電火花打點計時器來說相對安全，但是由于具有復寫紙與紙帶間的摩擦，實驗精度不如電火花打點計時器?，F(xiàn)在有

9、一種叫做電火花描跡儀，客服了上述兩種打點計時器的弊端，但由于其價格昂貴，現(xiàn)在還沒大量使用，僅在部分重點中學有。基于這個原因，我們在此不再介紹。實驗儀器木板、鐵架臺、小車、電磁打點計時器、紙帶、交流電源實驗步驟按照圖8所示安裝好實驗裝置打點計時器紙帶圖8接通電磁打點計時器的電源開關(guān)，待打點穩(wěn)定后釋放紙帶按照的方法連續(xù)打5條紙帶實驗數(shù)據(jù)的處理圖9ABCDEFsABsACsADsAEsAF把打好的紙帶，每隔5個點取一個計數(shù)點（如圖9所示）。用刻度尺量出A點到B點、C點、D點、E點、F點的距離分別記為、并填入表1中利用平均速度的公式分別計算出紙帶A到F點的平均速度，填入表1利用計算出B點的速度用的公式

10、計算出C點、D點、E點的速度并填入表1用上面的方法計算出每條紙帶的平均速度和B點、C點、D點、E點的瞬時速度。表1 小車的平均速度和各點的瞬時速度位移= = = = = 瞬時速度= = = = 平均速度= 實驗注意事項打點計時器在使用時需要先開電源（既先讓打點計時器開始打點）然后再釋放紙帶。想一想：這是為什么？ 小結(jié)通過本小節(jié)的學習，我們在初中物理知識的基礎上明確了速度、平均速度、瞬時速度、速率等概念；學會了打點計時器的打點原理以及其使用方法；初步了解了速度時間圖像的物理意義，會用速度時間圖像做簡單的計算。 課后作業(yè)完成課后練習的全部作業(yè)以及預習第四節(jié)速度變化快慢的描述加速度。 板書設計運動快慢與方向的描述一、速度1.定義：單位時間內(nèi)通過的位移2.計算公式：（s為位移）3.單位：m/s或者換算關(guān)系：4.物理意義：速度是描述物體運動快慢的物理量。二、平均速度1.定義：物體在一段時間內(nèi)總的位移除以總時間，就叫做這段時間內(nèi)的平均速度。2.計算公式：3.物理意義：平均速度是描述物體平均運動快慢的物理量。三、瞬時速度、速率1.定義：物體通過某一位置或某一時刻的速度，瞬時速度的大小叫做速率。2.方向：物體運動的方向四、速度時間（）圖像1.定義：以速度為縱軸、時間為橫軸，建立一個平面直角坐標系，在該坐標系