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【連載】物理：人教版-高中-必修1-3 運動快慢的描述──速度教學(xué)設(shè)計教案

課文原文（無）

教學(xué)準備

教學(xué)目標(biāo)

【知識目標(biāo)】
1．理解速度的概念，知道速度是表示物體運動快慢的物理量，知道速度的定義．
2．知道速度是矢量，知道速度的單位、符號和讀法．了解生活實際中的某些直線運動的速度大小數(shù)據(jù)．
3．理解平均速度的概念，知道平均速度的定義式，會用平均速度的公式解答有關(guān)的問題．
4．知道瞬時速度的概念及意義，知道瞬時速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系．
5．知道速度和速率以及它們的區(qū)別．
【能力目標(biāo)】
1．運用平均速度的定義，把變速直線運動等效成勻速直線運動處理，從而滲透物理學(xué)的重要研究方法等效的方法．
2．培養(yǎng)遷移類推能力
【情感目標(biāo)】
1．通過解決一些問題，而向復(fù)雜問題過渡，使學(xué)生養(yǎng)成一種良好的學(xué)習(xí)方法．
2．通過師生平等的情感交流，培養(yǎng)學(xué)生的審美情感．

教學(xué)重難點

【教學(xué)重點】速度，平均速度，瞬時速度的概念及區(qū)別．
【教學(xué)難點】
1.怎樣由速度引出平均速度及怎樣由平均速度引出瞬時速度．
2.瞬時速度與平均速度之間有什么區(qū)別和聯(lián)系及在運動中瞬時速度是怎樣確定的．

教學(xué)過程

【師生互動活動設(shè)計】

1．教師通過舉例，讓學(xué)生自己歸納比較快慢的兩種形式．

2．通過實例的計算，得出規(guī)律性的結(jié)論，即單位時間內(nèi)的位移大?。?/p>

3．教師講解平均速度和瞬時速度的意義．

引入：

初始位置/m 經(jīng)過時間/s 末了位置/m

A．自行車沿平直道路行駛 0 20 100

B．公共汽車沿平直道路行駛 0 10 100

C．火車沿平直軌道行駛 500 30 1250

D．飛機在天空直線飛行 500 10 2500

問題1：比較A和B誰運動的快，為什么？

問題2：比較B和D誰運動的快，為什么？

結(jié)論：比較物體運動的快慢，可以有兩種方法：

1）一種是在位移相同的情況下，比較所用時間的長短，時間短的物體運動快，時間長的物體運動慢；

2）另一種是在時間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的物體運動得快，位移小的物體運動得慢；

問題3：比較B和C誰運動的快，為什么？

一．速度

1．定義：位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值，用v表示．

2．物理意義：速度是表示運動快慢的物理量，

2．定義式：．

3．單位：國際單位：m／s（或mos-1）

常用單位：km／h（或kmoh-1）、cm／s（或cmos-1）．

4．方向：與物體運動方向相同．

說明：速度有大小和方向，是矢量

二．平均速度和瞬時速度

如果物體做變速直線運動，在相等的時間里位移是否都相等？那速度還是否是恒定的？那又如何描述物體運動的快慢呢？

問題：百米運動員，10s時間里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？

回答：每秒平均跑10m。

百米運動員是否是在每秒內(nèi)都跑10m呢？

答：否。

說明：對于百米運動員，誰也說不來他在哪1秒破了10米，有的1秒鐘跑10米多，有的1秒鐘跑不到10米，但當(dāng)我們只需要粗略了解運動員在100m內(nèi)的總體快慢，而不關(guān)心其在各時刻運動快慢時，就可以把它等效于運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時的速度就稱為平均速度。所以在變速運動中就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。

1．平均速度

1）定義：在變速直線運動中，運動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間（或這段位移）的平均速度，用表示．

2）說明：

a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時間內(nèi)的平均快慢程度。這實際上是把變速直線運動粗略地看成是勻速運動來處理．

b．這是物理學(xué)中的重要研究方法——等效方法，即用已知運動研究未知運動，用簡單運動研究復(fù)雜運動的一種研究方法．

問題4：百米賽跑運動員的這個 =10m/s代表這100米內(nèi)（或10秒內(nèi)）的平均速度，是否是說明他在前50米的平均速度或后50米內(nèi)或其他某段的平均速度也一定是10m/s？

c．平均速度只是對運動物體在某一段時間內(nèi)（或某一段位移內(nèi)）而言的，對同一運動物體，在不同的過程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”的．

d.平均速度只能粗略地描述一段時間（或一段位移）內(nèi)的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線運動“速度”的根本區(qū)別．

e.平均速度不是各段運動速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來求解。

2．瞬時速度

（1）定義：運動物體經(jīng)過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度．

（2）意義：反映物體在某一時刻（或經(jīng)某一位置）時運動的快慢，它能精確地描述變速運動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運動．

（3）對瞬時速度的理解：瞬時速度是在運動時間時的平均速度，即平均速度在時的極限就是某一時刻（或某一位置）的瞬時速度。

（4）瞬時速度的方向：瞬時速度是矢量，在直線運動中，瞬時速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時的運動方向相同，（若是曲線運動，瞬時速度的方向是軌跡上物體所在點的切線方向（與軌跡在該點的延伸方向一致））

三．速率：

1．瞬時速率

1）定義：瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率。

2）瞬時速率的測量：技術(shù)上通常用速度計來測量瞬時速率。

2．平均速率：

瞬時速度的大小是瞬時速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其實我們初中所學(xué)的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個新的名字平均速率。

1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。

2）速率是標(biāo)量。

3）注意：平均速率不是平均速度的大小。

【例題1】一個做直線運動的物體，某時刻速度是10m/s，那么這個物體 ( )

A.在這一時刻之前0.1s內(nèi)位移一定是1m

B.在這一時刻之后1s內(nèi)位移一定是10m

C.在這一時刻起10s內(nèi)位移可能是50m

D.如果從這一時刻起開始勻速運動，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時間一定是100s

【解析】某時刻速度是10m/s指的是該時刻的瞬時速度，不能說物體從此時起以后運動的快慢情況，以后做直線運動或勻變速直線運動，或非勻變速直線運動均可能。所以選項A、B均錯。如果從某時刻（速度為10m/s）起質(zhì)點做非勻變速直線運動，從這一時刻起以后的10s內(nèi)位移可能為50m，所以選項C正確，如果從這一時刻起物體做勻速直線運動，那么經(jīng)過1000m路程所需時間t=100s。正確選項是C、D。

【例2】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，物體在整個運動過程中平均速度是多少？

【解析】根據(jù)平均速度的定義公式，s為總位移，t為總時間，等于前一段位移與后一段位移所用時間之和。