高中物理:《运动快慢的描述──速度》教学设计
【知识目标】
1.理解速度的概念,知道速度是表示物体运动快慢的物理量,知道速度的定义。 2.知道速度是矢量,知道速度的单位、符号和读法。了解生活实际中的某些直线运动的速度大小数据。
3.理解平均速度的概念,知道平均速度的定义式,会用平均速度的公式解答有关的问题。 4.知道瞬时速度的概念及意义,知道瞬时速度与平均速度的区别和联系。 5.知道速度和速率以及它们的区别。 【能力目标】
1.运用平均速度的定义,把变速直线运动等效成匀速直线运动处理,从而渗透物理学的重要研究方法等效的方法。 2.培养迁移类推能力 【情感目标】
1.通过解决一些问题,而向复杂问题过渡,使学生养成一种良好的学习方法。 2.通过师生平等的情感交流,培养学生的审美情感。 【教学方法】
1.通过例题和实例引导学生分析如何辨别快慢。 2.通过讨论来加深对概念的理解。
【教学重点】速度,平均速度,瞬时速度的概念及区别。 【教学难点】
1.怎样由速度引出平均速度及怎样由平均速度引出瞬时速度。
2.瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的。 采用物理学中的重要研究方法──等效方法(即用已知运动来研究未知运动,用简单运动来研究复杂运动的一种研究方法)来理解平均速度和瞬时速度。 【师生互动活动设计】
1.教师通过举例,让学生自己归纳比较快慢的两种形式。
2.通过实例的计算,得出规律性的结论,即单位时间内的位移大小。 3.教师讲解平均速度和瞬时速度的意义。 【教学过程】
结论:比较物体运动的快慢,可以有两种方法:
1)一种是在位移相同的情况下,比较所用时间的长短,时间短的物体运动快,时间长的物体运动慢;
2)另一种是在时间相同的情况下,比较位移的大小,位移大的物体运动得快,位移小的物体运动得慢。
问题:位移和时间都不同,如何比较运动快慢? 一、速度
1.定义:位移跟发生这段位移所用时间的比值,用v表示。 2.物理意义:速度是表示运动快慢的物理量。 ?xv? 3.定义式: ?t 4.单位:国际单位:m/s(或m·s-1)。
常用单位:km/h(或km·h-1)、cm/s(或cm·s-1)。 5.方向:与物体运动方向相同。 说明:速度有大小和方向,是矢量。
小组讨论
?xv?问题一: ? t △x越大,v越大吗?
问题二:两辆汽车从某地沿着一条平直的公路出发,速度的大小都是20m/s,他们的运动情况完全相同吗?
二、平均速度和瞬时速度
如果物体做变速直线运动,在相等的时间里位移是否都相等?那速度还是否是恒定的?那又如何描述物体运动的快慢呢?
问题:百米运动员,10s时间里跑完100m,那么他1s平均跑多少呢? 回答:每秒平均跑10m。
百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢? 答:否。
说明:对于百米运动员,谁也说不来他在哪1秒破了10米,有的1秒钟跑10米多,有的1秒钟跑不到10米,但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢,而不关心其在各
时刻运动快慢时,就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。此时的速度就称为平均速度。所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。 1.平均速度
1)定义:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,叫做这段时间(或这段位移)的平均速度,用表示。
2)定义式:v =△x/△t
3)物理意义:粗略地描述物体在时间间隔△t内的平均快慢程度。 4)必须指明物体是在哪段时间内或哪段位移上的平均速5)平均速度的方向就是位移的方向
6)平均速率:路程与发生这段路程所用时间的比值。 注意:平均速度的大小不能叫做平均速率。
例题:一个物体沿着一个圆周运动,圆的半径为5m,物体
经过5s第一次到达B点,那么在这段时间内物体的平均速度多大?方向如何? 答案:平均速度为
从A点出发度!
2m/s 方向:物体的位移方向A→B。 小组讨论:
问题3:某运动员百米赛跑的成绩是10s,那么他的速度v=10m/s。 (1)这个速度是否是平均速度? (2)他在全程的速度始终是10m/s吗? (3)何如表达每一位置的速度?
分析小结:若所取的位移(或时间)越小,则测量的平均速度越能精确反映出物
体在P点附近的实际运动情况。当位移(或时间)很小很小,小到趋向于0时,平均速度的数值就可以认为完全精确地描述出了物体在P点的运动情况。 2.瞬时速度
(1)定义:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,叫做此时刻(或此位置)的瞬时速度。
(2)意义:反映物体在某一时刻(或经某一位置)时运动的快慢,它能精确地描述变速运动的快慢。平均速度只能粗略地描述变速运动。
(3)对瞬时速度的理解:瞬时速度是在运动时间时的平均速度,即平均速度在时的极限
就是某一时刻(或某一位置)的瞬时速度。
(4)瞬时速度的方向:瞬时速度是矢量,在直线运动中,瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同,(若是曲线运动,瞬时速度的方向是轨迹上物体所在点的切线方向(与轨迹在该点的延伸方向一致))
(5)在匀速直线运动中,平均速度等于瞬时速度。 三、速率 1.瞬时速率
1)定义:瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率。
2)瞬时速率的测量:技术上通常用速度计来测量瞬时速率。
2.平均速率:
瞬时速度的大小是瞬时速率,那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢?(NO)其实我们初中所学的速度也不是没有意义的,我们给了他一个新的名字平均速率。 1)定义:路程与发生这段路程所用时间的比值。 2)速率是标量。
3)注意:平均速率不是平均速度的大小。
【例1】1:下列关于平均速度和即时速度的说法中正确的是( D ) A、作变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的 B、瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度 C、平均速度就是初末时刻瞬时速度的平均值 D、瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度
【例2】一辆汽车向东行驶,在经过路标甲时速度计指示为50km/h,行驶一段路程后,汽车转向北行驶,经过路标乙时速度计指示仍为50km/h ,下列说法中正确的是C A、汽车经过甲、乙两路标时的速度相同 B、汽车经过甲、乙两路标时的速率不同
C、汽车经过甲、乙两路标时的速率相同,但速度不同 D、汽车向东行驶和向北行驶两过程平均速度相同
【例3】下图所示, 一质点沿直线AB运动, 先以速度v从A匀速运动到B, 接着以速度2v沿原路返回到A. 已知AB间距为s. 求该质点在整个运动过程中的平均速度和平均速率.
答案:平均速度为0 平均速率为4V/3