第4節運動快慢與方向的描述速度 發展

2022-09-11 22:30:04 字數 4898 閱讀 5108

北京市第十一中學劉克豔

【教學設計思想】

本節教學內容基本特點:教材進一步說明如何用座標和座標系來表示質點的位置和位移,為速度概念的引入打下了伏筆。教材重點是速度,從平均速度通過極限的思維方法過渡到瞬時速度。

在思維方法上還滲透了比值定義法。

本節教學內容在章或單元中地位和作用:速度從知識點上來說是本章的重點知識之一,其中瞬時速度是本章的難點。從本章各部分的聯絡上它又起著承上啟下的作用,將位移和時間以及加速度和時間等有機地聯絡在一起。

在日常生活中速度與生活聯絡緊密,對它的理解從小範圍講,將會對位移和加速度的理解大有好處;從大的範圍講,將影響到對運動學乃至動力學的學習。

本節主要採用的教學方法及教學用具:講授式、**式、模擬推理法、啟發式教學和合作式教學方法。採用**、秒錶、光電門、速度感測器和ppt.

對關鍵環節處理方法:

1.鑑於速度的概念是高中物理中第一次向學生介紹用比值定義物理量的方法,通過兩種通俗的比較運動快慢的方法,過渡到乙個統一標準,自然地給出比值法定義速度.

2.將初高中所學的速度由學生自主加以區分,為學生以後易混淆的概念掃清障礙。

3.通過例項對平均速度和瞬時速度的講述以及極限法的滲透也就非常便於學生的接受,且適時給出了速率的概念.

4.最後引導學生利用光電門和速度感測器對幾種物體的速度進行測試。讓學生主動參與並得出速度與高科技密不可分,這對學生的接受和提起興趣都有極大

【教學目標】

(一)知識與技能

1.理解平均速度的概念:知道平均速度是粗略描述變速運動的快慢的物理量.理解平均速度的定義,知道在不同的時間內或不同的位移上的平均速度一般是不同的.會用平均速度的公式解答有關的問題.

2.理解瞬時速度的概念:知道瞬時速度是精確描述變速運動快慢和方向的物理量.知道瞬時速度是物體在某一時刻的速度或在某一位置時的速度.理解用比值法定義物理量的方法,初步了解極限的方法。

(二)過程與方法

通過與實際相聯絡引入平均速度, 從平均速度建立到瞬時速度的概念.

(三)情感態度與價值觀

1.通過平均速度建立瞬時速度的過程對極限法思想進行滲透

2.理解比值法和等效法都是科學的方法.

3.初步了解變化率在描述各種變化過程中起著非常重要的作用. 培養學生的遷移類推能力和抽象思維能力。

【教學重點】

速度的定義,平均速度,瞬時速度的理解.

【教學難點】

1.極限法引入瞬時速度概念。

2.如何引導學生利用光電門和速度感測器準確地進行速度的測量。

【教學內容與變化】

1. 現行教材的平均速度是v=s/t而課標教材中為v=x/t.

2. 課標教材中突出了變化率的概念,為a=v/t也是變化率的理解做出幫助.明確滲透變化率在描述各種變化過程中起著非常重要的作用.

3. 突出了聯絡實際的方法引入概念,是知識有一種親切感和可觸及感.在學生有慾望主動學習的基礎上,給出本節課中內容與生活中速度的區別.

新授:1.物體的運動有快有慢,然而單獨用位移或時間都無法進行比較其快慢。那麼該如何比較物體的運動快慢呢?

今天這節課我們就來研究一下物體的運動快慢問題。所以要引進乙個我們既熟悉又陌生的物理量----速度。

(教師)同學們可能會認為這在初中已經學過了,不就是路程除以時間嘛!這可就不對了,我們不僅要知道物體運動的快慢,還要知道它的方向呢!因此我們引進平均速度的概念。

[cai課件模擬]

運動會上運動員正在進行短跑比賽?

[出示思考題]

怎樣比較哪位運動員跑得快呢?有幾種方法呢?試舉例說明.

[學生活動]思考並回答:

有兩種方法可行:

第一種方法:同樣的位移,比較所用的時間的長短,時間短的,運動的快.例如運動會上的100 m短跑,就是通過到達終點時所用時間的長短來比較運動員的成績的.

第二種方法:同樣的時間,比較通過的位移,位移大的,運動的快.例如:甲、乙同時出發,經過一段時間後,甲的位移比乙的位移大,說明甲運動的快.

[教師]由上分析知,運動的快慢跟運動的時間及通過的位移都有關係.

[出示思考題]

1.如果兩物體的運動的時間,所通過的位移都不一樣,又如何比較其快慢呢?

2.運動會上進行百公尺賽跑,甲運動員4 s內跑出32 m,乙運動員3 s內跑出30 m,比較哪個運動員跑得快?

[學生活動]思考分析並討論.

[教師提示]尋找乙個統一的標準,可模擬初中學過的功率的知識來思考.

[學生活動]

1.回憶「功率」的有關知識:

功率是表示物體做功快慢的物理量,它等於功w和完成這些功所用時間t的比值,用p=w/t來表示.單位時間內物體做的功越多,說明物體做功越快,即功率越大.

2.由此類似地:

可以用單位時間內的位移來比較運動的快慢.例如:甲運動員在1 s內的位移:8 m,乙運動員在1 s內的位移:10 m,在1 s內,乙運動員的位移大,故乙運動員跑得快.

[教師]類似地,為了便於描述運動的快慢,引進了乙個物理量——速度.

[學生活動]閱讀課本相關內容

[出示思考題]

1.平均速度是怎樣定義的?符號是什麼?

2.平均速度的物理意義是什麼?

3.平均速度的單位有哪些?

4.平均速度是向量還是標量?

5.平均速度的方向如何?

[學生活動]在閱讀基礎上,回答上述思考題.

[教師在學生回答基礎上總結並板書]

一、平均速度和瞬時速度:

(一)平均速度:

定義:運動物體在某段時間內的位移與發生這段位移所用的時間的比值,叫做平均速度。

公式:性質:平均速度既有大小又有方向,是向量。其方向與一段時間t內發生的位移方向相同。

單位:m/s,km/h或cm/s.

[教師強調]1.平均速度是高中階段第乙個用比值法定義的物理量,以後會常常用到比值法定義物理量.為位置的變化量即位移。x/t即為位置變化的快慢,我們把它叫做位置變化率。

在以後的學習中我們還會學習到類似的概念,在此只做了解。

在勻速直線運動中,在任何相等的時間裡位移都是相等的,那v=x/t是恆定的。那麼如果是變速直線運動,在相等的時間裡位移不相等,那又如何描述物體運動的快慢呢?就用在某段位移的平均快慢即平均速度來表示。

例:百公尺運動員,10s時間裡跑完100m,那麼他1s平均跑多少呢?

學生:每秒平均跑10m。

老師:對,這就是運動員完成這100m的平均快慢速度。

若這位運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完100m,所用時間也為10s,總效果相同.

這是物理學中的重要研究方法——等效方法,即用已知運動研究未知運動,用簡單運動研究複雜運動的一種研究方法.

對於百公尺運動員,誰也說不定他在哪1秒跑了10公尺,有的1秒鐘跑10公尺多,有的1秒鐘跑不到10公尺,但它等效於運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。所以就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。但這個=10m/s只代表這100公尺內(或10秒內)的平均速度,而不代表他前50公尺的平均速度,也不表示後50公尺或其他某段的平均速度。

也就是說,平均速度只是對運動物體在某一段時間內(或某一段位移內)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.平均速度只能粗略地描述一段時間(或一段位移)內的總體快慢,這就是「平均速度」與勻速直線運動「速度」的根本區別.

(教師)那麼初中學的那個速度究竟叫什麼呢?它啊,叫做平均速率。

平均速率:路程跟發生這段路程所用時間的比值。

性質:標量。

與平均速度的聯絡:在單向直線運動中,平均速率等於平均速度的大小。

(同學整理)平均速度與平均速率的區別。

練習:在百公尺跑的過程中,某運動員10s鐘到達終點,觀察記錄得知,他跑到50m處時,用時5.5s.經過5s時跑到45m處,分別求全程的平均速度、前半程和後半程的平均速度、前一半時間和後一半時間的平均速度.

如圖2-3所示,若要知道百公尺運動員通過60m的速度怎麼確定?方法有:

圖2-3

可測他通過此處前10m到後10m這20m的平均速度.

可測他通過此處前1m到後1m這2m的平均速度.

可測他通過此處前0.1m到後0.1m這0.2m的平均速度.

選取的位移間隔(或時間間隔)越短,所求出的平均速度就越能準確地知道運動員通過此位置時的速度.當所取時間足夠短,以至於測量儀器已分辨不出速度的變化,運動便可視為勻速,所以物體在某一時刻的瞬時速度等於這一時刻起足夠短時間內的平均速度.

(二)瞬時速度:

1.(初步利用極限法提出瞬時速度和速率的概念)為了使運動的描述精確些,可以把t取得小一些,運動快慢的差異也就小一些;t越小,描述越精確;想象t非常小,可以認為x/t表示物體的瞬時速度。

(利用光電門測滑塊的瞬時速度)將滑塊沿傾斜的氣墊導軌做加速運動。將滑塊放上不同寬度的遮光片,即x為1cm,3cm,5cm,10cm ,如沒有成品擋光片,可用硬紙片自製成需要的寬度。測出每個遮光片通過光電門所用的一段時間間隔t.

遮光片越窄,t越小時,x/t描述通過該位置的運動快慢越精確,t極小時,可認為x/t是瞬時速度。

2、引導啟發:某人靜止在a位置,與慢走經過a位置,或快跑經過a位置,情況是不同的(運動狀態不同),這種不同需要用瞬時速度來描述,第一種情況瞬時速度為零,第二種情況的瞬時速度小於第三種情況的瞬時速度.

3、引導啟發:百公尺賽跑運動員,若全程用10s,則10s內的平均速度為10m/s,若測出每一秒內的位移,如第1秒內的位移為8m,則 m/s,第二秒內的位移為9m,則 m/s,第3秒內的位移為11m,則 11m/s,這樣對運動員的情況就了解得比較細緻了,若能知道每個0.1s內的位移,則對運動情況的了解就更細緻了,若能知道每個0.

01s內的位移,則對運動情況的了解就更細緻了.要更精確的掌握物體的運動情況,則需要知道物體各個時刻的速度.

定義:運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度,叫瞬時速度,常簡稱為速度;瞬時速度的大小叫瞬時速率,有時簡稱速率。

二、速度:

1、給出例項求解不同情況下的平均速度.

2、引導:在介紹某一事物時要抓住其本質,本質應是相對不變的.位移是變化的、時間是變化的,觀察位移與時間的比值,此比值是不變的,分析比值的含義,得到速度的定義.並說明速度是位移的變化率.

72運動快慢與方向的描述速度

戴氏教育蜀漢路校區周康妮教師 陳老師 時間 2012 7 2 1.3運動快慢與方向的描述 速度 學案 一 課前預習 1.為了表示物體運動的快慢,物理學中引入了這個物理量。2.速度是與的比值,公式是 單位是速度是標量或向量 3.平均速度是與的比值,公式是單位是 是向量,方向 4.瞬時速度是標量或向量 ...

運動快慢與方向的描述 速度 1 學案

第3節 運動快慢與方向的描述 速度 1 專案研究 專案1 如何比較質點 運動的快慢和方向 情境1 如右圖所示,質點a和b都在x軸上作直線運動。質點a在t1 1s時所處的初位置x1 1m,在t2 4s時所處的末位置x2 4m 質點b在t1 2s時所處的初位置x1 5m,在t2 3s時所處的末位置x2 ...

13運動快慢的描述速度

整體設計 高中學習的速度概念較之初中所學的速度有了很大的提公升,對學生來說是比較困難的,所以教學設計先通過說明如何用座標和座標的變化量來表示質點的位置和位移,為速度概念的敘述作好準備.速度的向量性問題,是本節的重點,特別是對瞬時速度的理解,體現了一種極限的思想,對此要求引導學生逐步理解,不要急於求成...