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【連載】物理：人教版-高中-必修1-3 運(yùn)動(dòng)快慢的描述──速度教學(xué)設(shè)計(jì) 教案

課文原文（無(wú)）

教學(xué)準(zhǔn)備

教學(xué)目標(biāo)

【知識(shí)目標(biāo)】
1．理解速度的概念，知道速度是表示物體運(yùn)動(dòng)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(hào)和讀法．了解生活實(shí)際中的某些直線運(yùn)動(dòng)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(huì)用平均速度的公式解答有關(guān)的問(wèn)題．
4．知道瞬時(shí)速度的概念及意義，知道瞬時(shí)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(yùn)用平均速度的定義，把變速直線運(yùn)動(dòng)等效成勻速直線運(yùn)動(dòng)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(guò)解決一些問(wèn)題，而向復(fù)雜問(wèn)題過(guò)渡，使學(xué)生養(yǎng)成一種良好的學(xué)習(xí)方法．
2．通過(guò)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(diǎn)

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

教學(xué)過(guò)程

【師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)】

1．教師通過(guò)舉例，讓學(xué)生自己歸納比較快慢的兩種形式．

2．通過(guò)實(shí)例的計(jì)算，得出規(guī)律性的結(jié)論，即單位時(shí)間內(nèi)的位移大小．

3．教師講解平均速度和瞬時(shí)速度的意義．

引入：

初始位置/m 經(jīng)過(guò)時(shí)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(jī)在天空直線飛行 500 10 2500

問(wèn)題1：比較A和B誰(shuí)運(yùn)動(dòng)的快，為什么？

問(wèn)題2：比較B和D誰(shuí)運(yùn)動(dòng)的快，為什么？

結(jié)論：比較物體運(yùn)動(dòng)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(shí)間的長(zhǎng)短，時(shí)間短的物體運(yùn)動(dòng)快，時(shí)間長(zhǎng)的物體運(yùn)動(dòng)慢；

2）另一種是在時(shí)間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的物體運(yùn)動(dòng)得快，位移小的物體運(yùn)動(dòng)得慢；

問(wèn)題3：比較B和C誰(shuí)運(yùn)動(dòng)的快，為什么？

一．速度

1．定義：位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，用v表示．

2．物理意義：速度是表示運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，

2．定義式：．

3．單位：國(guó)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(yùn)動(dòng)方向相同．

說(shuō)明：速度有大小和方向，是矢量

二．平均速度和瞬時(shí)速度

如果物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)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(yùn)動(dòng)的快慢呢？

問(wèn)題：百米運(yùn)動(dòng)員，10s時(shí)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(yùn)動(dòng)員是否是在每秒內(nèi)都跑10m呢？

答：否。

說(shuō)明：對(duì)于百米運(yùn)動(dòng)員，誰(shuí)也說(shuō)不來(lái)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(yùn)動(dòng)員在100m內(nèi)的總體快慢，而不關(guān)心其在各時(shí)刻運(yùn)動(dòng)快慢時(shí)，就可以把它等效于運(yùn)動(dòng)員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時(shí)的速度就稱為平均速度。所以在變速運(yùn)動(dòng)中就用這平均速度來(lái)粗略表示其快慢程度。

1．平均速度

1）定義：在變速直線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值，叫做這段時(shí)間（或這段位移）的平均速度，用表示．

2）說(shuō)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(shí)間內(nèi)的平均快慢程度。這實(shí)際上是把變速直線運(yùn)動(dòng)粗略地看成是勻速運(yùn)動(dòng)來(lái)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(yùn)動(dòng)研究未知運(yùn)動(dòng)，用簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種研究方法．

問(wèn)題4：百米賽跑運(yùn)動(dòng)員的這個(gè) =10m/s代表這100米內(nèi)（或10秒內(nèi)）的平均速度，是否是說(shuō)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(duì)運(yùn)動(dòng)物體在某一段時(shí)間內(nèi)（或某一段位移內(nèi)）而言的，對(duì)同一運(yùn)動(dòng)物體，在不同的過(guò)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(shí)間”或“哪段位移”的．

d.平均速度只能粗略地描述一段時(shí)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(yùn)動(dòng)“速度”的根本區(qū)別．

e.平均速度不是各段運(yùn)動(dòng)速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來(lái)求解。

2．瞬時(shí)速度

（1）定義：運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過(guò)某一時(shí)刻（或某一位置）的速度，叫做此時(shí)刻（或此位置）的瞬時(shí)速度．

（2）意義：反映物體在某一時(shí)刻（或經(jīng)某一位置）時(shí)運(yùn)動(dòng)的快慢，它能精確地描述變速運(yùn)動(dòng)的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運(yùn)動(dòng)．

（3）對(duì)瞬時(shí)速度的理解：瞬時(shí)速度是在運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí)的平均速度，即平均速度在時(shí)的極限就是某一時(shí)刻（或某一位置）的瞬時(shí)速度。

（4）瞬時(shí)速度的方向：瞬時(shí)速度是矢量，在直線運(yùn)動(dòng)中，瞬時(shí)速度的方向與物體經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同，（若是曲線運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)速度的方向是軌跡上物體所在點(diǎn)的切線方向（與軌跡在該點(diǎn)的延伸方向一致））

三．速率：

1．瞬時(shí)速率

1）定義：瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率，簡(jiǎn)稱速率。

2）瞬時(shí)速率的測(cè)量：技術(shù)上通常用速度計(jì)來(lái)測(cè)量瞬時(shí)速率。

2．平均速率：

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

1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時(shí)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(gè)做直線運(yùn)動(dòng)的物體，某時(shí)刻速度是10m/s，那么這個(gè)物體 ( )

A.在這一時(shí)刻之前0.1s內(nèi)位移一定是1m

B.在這一時(shí)刻之后1s內(nèi)位移一定是10m

C.在這一時(shí)刻起10s內(nèi)位移可能是50m

D.如果從這一時(shí)刻起開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)，那么它繼續(xù)通過(guò)1000m路程所需時(shí)間一定是100s

【解析】某時(shí)刻速度是10m/s指的是該時(shí)刻的瞬時(shí)速度，不能說(shuō)物體從此時(shí)起以后運(yùn)動(dòng)的快慢情況，以后做直線運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)，或非勻變速直線運(yùn)動(dòng)均可能。所以選項(xiàng)A、B均錯(cuò)。如果從某時(shí)刻（速度為10m/s）起質(zhì)點(diǎn)做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，從這一時(shí)刻起以后的10s內(nèi)位移可能為50m，所以選項(xiàng)C正確，如果從這一時(shí)刻起物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么經(jīng)過(guò)1000m路程所需時(shí)間t=100s。正確選項(xiàng)是C、D。

【例2】一物體沿直線運(yùn)動(dòng)，先以3m/s的速度運(yùn)動(dòng)60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)60m，物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)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(shí)間，等于前一段位移與后一段位移所用時(shí)間之和。