教學準備
教學目標
壹、知識目標
1、理解速度的概念。知道速度是表示運動快慢的物理量,知道它的定義、公式、符號和單位,知道它是矢量。
2、理解平均速度,知道瞬時速度的概念。
3、知道速度和速率以及它們的區別。
二、能力目標
1、比值定義法是物理學中經常采用的方法,學生在學生過程中掌握用數學工具描述物理量之間的關系的方法。
2、培養學生的遷移類推能力,抽象思維能力。
三、德育目標
由簡單的問題逐步把思維遷移到復雜方向,培養學生認識事物的規律,由簡單到復雜。
教學重難點
教學重點
平均速度與瞬時速度的概念及其區別。
教學難點
怎樣由平均速度引出瞬時速度。
教學工具
教學課件
教學過程
壹、比較運動快慢的方式
方式1:距離壹定,時間越少,運動越快
例如:在雅典奧運會上的110米跨欄中,誰先跑到終點,即誰用時最少,誰最快.我國運動員劉翔用時最少,得到了金牌。
方式2:時間壹定,位移越大,運動越快。
例如:兩個同學在吹牛,甲說我只用2分鐘可以騎到紅太陽廣場,乙說妳真慢,我2分鐘早騎到老街了。
以上兩種不同的方式都可以用來比較運動的快慢,總結如下:
相同位移--比較時間
相同時間--比較位移
二、探討問題:
1、以上是我們比較物體運動快慢的兩種不同的方式,我們能不能找到壹種***同的標準來同時衡量這兩種方式?
2、我們在初中學過電功率,若做功為w,時間為t,則表示用電器做工的快慢的電功率p為 p=w/t
單位時間內做工越多,說明做功越快。
3、我們現在也采用同樣的方法求單位時間內物體的位移,若單位時間內的位移越大,說明運動的越快.
例:甲乙運動員沿直線向前跑,甲4秒跑了32米,乙3秒跑了30米,問誰跑的快?
解:甲每秒跑32?4=8米
乙每秒跑30?3=10米
∵8米<10米,所以乙運動員跑的快.
4、為了描述物體運動的快慢,物理中引入了壹個物理量--------速度
定義:速度v等於位移s跟發生這段位移所用時間t的比值.
符號:vv=s/t
單位:m/skm/hcm/s
速度的矢量性:
方向:與物體運動的方向相同
大小:等於單位時間內的位移大小
三、鞏固練習:
1、某物體做勻速直線運動,在8秒的時間內從東往西移動了24米,其速度為多少?
解:運動的速度v=s/t=24/8=3m/s
方向為從東向西.
2、妳了解以下物體的速度嗎?您會形容物體運動快慢嗎?(課件出示)
3、在勻速直線運動中,任壹段位移S跟發生這段位移所用的時間t的比值是恒定的,可以由S/t求出勻速直線運動的速度,用這個速度可以描述整個勻速直線運動.
壹輛汽車在壹條直線上行駛,第1s內通過的位移是8m,第2s內通過的位移是20m,第3s內通過的位移是30m,第4s內通過的位移是10m。
(1)汽車做什麽運動?
(2)分別求出第1s內、第2s內、第3s內、第4s內的速度
四、平均速度
導語:為描述變速直線運動的快慢,我們引入平均速度的概念:
1、定義:變速直線運動中,運動物體在壹段時間內通過的位移s和所用時間t的比叫做這段位移(或這段時間)內的平均速度。
壹輛汽車在壹條直線上行駛,第1s內通過的位移是8m,第2s內通過的位移是20m,第3s內通過的位移是30m,第4s內通過的位移是10m。
試計算:
(1)最初2s的平均速度
(2)中間2s的平均速度
(3)後3s的平均速度
(4)全過程中的平均速度
答案:14m/s25m/s20m/s17m/s
說明:
對於變速直線運動,每段時間(或位移)的平均速度不壹樣,所以必須指明是哪段時間(或位移)的平均速度.
平均速度只能大概描述物體的運動情況,要知道物體在各個位置或時刻的運動快慢,才能準確的描述變速直線運動,這就要我們必須知道什麽叫瞬時速度.
2、瞬時速度(即時速度)
定義:瞬時速度指的是物體在某壹時刻或某壹位置的速度。
瞬時速度是矢量,其方向與物體經過某壹位置時的運動方向相同。
瞬時速度的大小叫瞬時速率,簡稱速率。
速率的測定--速度計
轎車中常見的速度計能直接讀出車輛在某壹時刻或某壹位置時的瞬時速率。
根據圖中指針指示的讀數可讀出瞬時速度大小,圖中下部的數碼顯示的是本次行車的路程,上部數碼顯示的是該車行車總的裏程數。
五、小結
1、速度的概念及物理意義;
2、平均速度的概念及物理意義;
3、瞬時速度的概念及物理意義;
4、速度的大小稱為速率。
課後習題
作業:P26練習三3、4、5題。
高壹物理上冊必修1《運動快慢的描述──速度》教案二教學準備
教學目標
1.理解速度的物理意義,知道速度是矢量.
2.理解平均速度和瞬時速度的區別,知道速率的概念.
3.會用平均速度公式進行相關的計算.
教學重難點
1.速度的物理意義,速度是矢量.
2.平均速度和瞬時速度的區別.
3.用平均速度公式進行相關的計算.
教學過程
[知識探究]
壹、速度
[問題設計]
自行車和汽車都在平直公路上沿同壹方向單向行駛,自行車在30min內行駛了8km;汽車在30min內行駛了50km;百米比賽中,運動員甲用時10s,運動員乙用時13.5s.
(1)自行車和汽車哪個運動得快?妳是如何進行比較的?
(2)運動員甲和運動員乙哪個跑得快?妳是如何進行比較的?
(3)汽車和運動員甲哪個運動得快?妳又是 如何進行比較的呢?
答案 (1)汽車運動得快,相同時間內位移大的跑得快.
(2)運動員甲跑得快,通過相同位移所需時 間短的跑得快.
(3)比較兩物體單位時間內的位移,可比較兩物體運動的快慢
汽車:?x/?t=50km/30min=50?103m/30?60s=27.8m/s
運動員甲:?x/?t=100m/10s=10m/s,
所以汽車運動得快.
[要點提煉]
1.定義:位移與發生這個位移所用時間的比值.速度是表示物體運動快慢的物理量.
2.公式:v=?x/?t.其中?x是位移,不是路程.
說明 速度的定義方法是比值定義法.比值定義法是高中常見的壹種定義物理量的方法,被定義的物理量不是由其它兩個量決定,即不能說v與?x成正比,與?t成反比.初中曾學習過?=m/V、R=U/I也是用比值定義法定義的.
3.方向:速度是矢量,速度的方向就是物體運動的方向 .
註意 (1)當比較兩個速度是否相同時,既要比較大小是否相等又要比較其方向是否相同.
(2)分析物體的運動速度時不可只關註速度的大小,也要註意確定速度的方向.
二、平均速度和瞬時速度
[問題設計]
某同學百米比賽用時12s,前2s內的位移為12m,第2個2s內位移為14m,第3個2s內位移為16m,第4個2s內位移為19m,第5個2s內位移為20m,第6個2s內位移為19m.
(1)計算上述6個時間間隔內的平均速度,並說明哪段時間運動得最快?8s末的速度壹定等於12s末的速度嗎?
(2)通過以上數據,妳能知道這個同學的?起跑速度?、?沖刺速度?以及?最大速度?嗎?
答案 (1)第1個2s內v1=12m2s=6m/s,
第2個2s內v2= 14m2s=7m/s,
第3個2s內v3=16m2s=8m/s,
第4個 2s內v4=19m2s=9.5m/s,
第5個2s內v5=20m2s=10m/s,
第6個2s內v6=19m2s=9.5m/s.
第5個2s內運動得最快. 不壹定.
(2)不能.
[要點提煉]
1.平均速度
(1)定義:在某段時間內物體的位移?x與發生這段位移所用時間?t的比值,公式v=?x/?t.
(2)意義:表示物體在某段時間或某段位移內運動的平均快慢程度.
(3)矢量性:平均速度的方向與?t時間內發生的位移?x的方向相同.
(4)平均速度只能粗略地反映物體運動的快慢.
2.瞬時速度
(1)定義:當?t非常小時,物體在從t到t+?t的時間間隔內,運動快慢的差異也就非常小,就可以用v=?x?t表示物體在t時刻的瞬時速度.
(2)意義:表示運動物體在某壹時刻(或經過某壹位置時)的速度.
(3)瞬時速度的方向就是該時刻物體運動的方向.瞬時速度的大小叫速率.
(4)瞬時速度可以精確描述物體在某壹時刻(或某壹位置)的運動快慢.
3.勻速直線運動:平均速度與瞬時速度相等.
三、平均速度、平均速率和速率
[問題設計]
物體在某段時間內壹直運動,它的平均速度可能等於零嗎?平均速率呢?請舉例說明.
答案 比如某人繞操場跑壹圈的過程,位移等於零則平均速度等於零,但是路程不等於零,則平均速率就不等於零.
[要點提煉]
1.平均速度:在某段時間內的位移與發生這段位移所用時間的比值,其表達式為平均速度=位移時間.
2.平均速率:路程與時間的比值,即平均速率=路程時間.
3.速率:瞬時速度的大小.
[延伸思考]
運動物體平均速度的大小等於平均速率嗎?
答案 不壹定等於.因為位移小於等於路程,所以平均速度小於等於平均速率.只有在單向直線運動中,平均速度的大小才等於平均速率.
[典例精析]
壹、對速度的理解
例1關於速度的定義式v=?x/?t,以下敘述正確的是( )
A.物體做勻速直線運動時,速度v與運動的位移?x成正比,與運動時間?t成反比
B.速度v的大小與運動的位移?x和時間?t都無關
C.此速度定義式適用於任何運動
D.速度是表示物體運動快慢及方向的物理量
解析 v=?x/?t是計算速度的公式,適用於任何運動,C對;此式只說明速度可用位移?x除以時間?t來獲得,並不是說v與?x成正比,與?t成反比,A錯,B對;速度的大小表示物體運動的快慢,方向表示物體的運動方向,D對.
答案 BCD
二、平均速度與瞬時速度的理解
例2小蒙騎自行車由靜止沿直線運動,他在第1s內、第2s內、第3s內、第4s內通過的位移分別為1m、2m、3m、4m,則( )
A.他4s末的瞬時速度為4m/s
B.他第2s內的平均速度為1.5m/s
C.他4s內的平均速度為2.5m/s
D.他1s末的速度為1m/s
解析 自行車速度是逐漸增大的,無法確定它的瞬時速度,只能求出平均速度,第2s內平均速度為21m/s=2 m /s;4s內的平均速度v=1+2+3+44m/s=2.5 m/s.
答案 C
針對訓練 2013年11月8日超強臺風?海燕?重創菲律賓.氣象部門說,登陸時,?海燕?持續風速235km/h,中心最大風速達到314 km/h.其中的兩個速度數值分別是指( )
A.平均速度,瞬時速度 B.瞬時速度,平均速度
C.平均速度,平均速度 D.瞬時速度,瞬時速度
答案 A
解析 平均速度對應的是壹段時間或壹段位移,而瞬時速度對應的是某時刻或某位置,由?持續?知,235km/h指的是壹段時間的平均速度,314 km/h是指瞬時速度,故A正確.
三、平均速度與平均速率的計算
例3壹物體以v1=4m/s的速度向東運動了5 s後到達A點,在A點停了5 s後又以v2=6 m/s的速度沿原路返回,運動了5s後到達B點,求物體在全程的平均速度和平均速率.
解析 物體全程的位移大小x=v2t2-v1t1=6?5m-4?5m=10m,全程用時t=5s+5s+5s=15s,故平均速度大小v=x/t=10/15m/s=2/3m/s,方向向西.物體全程的路程s=v2t2+v1t1=6?5m+4?5m=50m,故平均速率v?=s/t=50/15m/s=10/3m/s.
答案 平均速度的大小為2/3m/s,方向向西 平均速率為10/3m/s
[課堂要點小結]
三組物理量的對比辨析
速度和速率 速度:物體的位移與發生這個位移所用時間的比值,是矢量 速率:瞬時速度的大小叫速率,是標量
平均速度和瞬時速度 平均速度:v=?x/?t,與壹段時間或壹段位移相對應,平均速度的方向與這段時間內的位移方向相同;平均速度只能粗略地描述運動的快慢 瞬時速度:質點在某壹時刻或某壹位置的速度,與時刻或位置相對應;瞬時速度的方向即那壹時刻質點運動的方向;它能精確地描述運動的快慢
平均速度的大小和平均速率 平均速度=位移/時間
平均速率=路程/時間
註意:因為位移大小與路程壹般不相等,故平均速度的大小壹般不等於平均速率
[自我檢測]
1.(速度)關於速度的說法,下列各項中正確的是( )
A.速度是描述物體運動快慢的物理量,速度大表示物體運動得快
B.速度描述物體的位置變化快慢,速度大表示物體位置變化大
C.速度越大,位置變化越快,位移也就越大
D.瞬時速度的大小通常叫做速率,速度是矢量,速率是標量
答案 AD
2.(平均速度與瞬時速度)為了使公路交通有序、安全,路旁立了許多交通標誌.如圖1所示,甲圖是限速標誌,表示允許行駛的最大速度是80km/h;乙圖是路線指示標誌,表示到杭州還有100km.上述兩個數據的物理意義是( )
圖1
A.80km/h是平均速度,100km是位移
B.80km/h是平均速度,100km是路程
C.80km/h是瞬時速度,100km是位移
D.80km/h是瞬時速度,100km是路程
答案 D
解析 在某路段或路口限定最高時速,是指任壹時刻都不能超過該速度,是瞬時速度,較長的公路是有 彎曲的,100km是指路程,D對.
3.(平均速度與瞬時速度)如圖2所示是三個質點A、B、C的運動軌跡,三個質點同時從N點出發,同時到達M點.下列說法正確的是( )
圖2
A.三個質點從N到M的平均速度相同
B.三個質點到達M點的瞬時速度相同
C.三個質點從N到M的平均速率相同
D.B質點從N到M的平均速度方向與任意時刻的瞬時速度方向相同
答案 A
解析 平均速度等於位移與時間的比值,由於位移與時間都相同,故平均速度相同,故A正確;平均速率等於路程與時間的比值,由於時間相等,路程不等,故平均速率不相等,故C錯誤;三個質點到達M點的瞬時速度方向肯定不同,所以瞬時速度肯定不同,B錯誤;B質點不壹定做單向直線運動,所以B質點從N到M的平均速度方向與任意時刻的瞬時速度方向不壹定相同,D錯誤.
4.(平均速度與平均速率的計算)在1000m體能測試中,小明沿某圓形400m跑道(如圖3所示)從A點出發,其成績為3分40秒,下列說法正確的是( )
圖3
A.小明的平均速率為4.55m/s
B.小明的平均速率為0.91m/s
C.小明的平均速度為0.91m/s
D.小明的平均速度為0.58m/s
答案 AD
解析 平均速率為路程與時間的比值,所以平均速率為v1=st=1000m3?60s+40s?4.55m/s,平均速度為位移與時間的比值,所以平均速度為v=xt=63.7?2m3?60s+40s?0.58m/s.所以選A、D.