高中物理13速度教学设计1粤教版必修第一册.docx

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高中物理13速度教学设计1粤教版必修第一册

1.3速度

“运动快慢的描述一速度”是高中物理必修1第一章第三节的内容，它与上面两节内容一样，属于运动描述的基础知识。

这些内容不要求所有学生都学，更多的目的在于激发学生的兴趣、激发学生的思考。

对于概念性知识的学习，应加强由感性到抽象过程的教学，先内隐学习,然后强化练习,加深外显理解和巩固,为形成新的内隐知识打好基础.概念的形成主要依赖于感性经验，概念的同化主要依赖于知识经验.要使用有效的内隐指导语，使学生获得大量的正迁移,同时要避免负迁移的产生，有效地利用内隐知识与正迁移提高数学概念教学质量，使学生形成良好的内隐思维品质,可以提高后面对知识自动化的速度和运用的效率.

【物理观念】能记住平均速度和瞬时速度的概念,能记住它们的意义、公式、符号及单位，会应用物理量来描述运动.

【科学思维】掌握比值定义法,学习并感悟用数学工具描述物理量之间的关系。

【科学探究】通过描述方法的探索,体会如何描述一个有特点的物理量，体会科学的方法。

【科学态度与责任】通过极限方法培养学生科学思维方式.

【教学重点】

1、知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道其矢量性。

2、瞬时速度、平均速度两个概念及两个概念之间的区别与联系。

【教学难点】

1、对瞬时速度的理解。

2、图像。

PPT

【新课导入】

曾有这样一则笑话：

一名司机由于驾车超速被交警拦住,交警对他说：

“您好，您刚才的车速是100km/h!

”这名司机反驳说:

“不可能的!

我才开了7分钟,还不到一个小时，怎么可能走了100km呢？

"“我的意思是：

如果您继续像刚才那样开车，在下一个小时里您将驶过100km。

”“这也是不可能的,我只要再行驶10km就到家了，根本不需要再开100km的路程。

”

在上面的笑话中，交警所说的“100km/h”指的是什么?

这名司机狡辩的根据是什么？

学习了本节内容，我们就能更准确地回答上述问题。

【新课讲授】

一、速度（velocity）

在直线运动中,比较物体运动快慢的方法有两种，一种是比较在相等时间内物体运动位移的大小。

在相等时间内，物体运动位移大的就运动得快.例如，在平直的公路上，甲车2h行驶了80km，乙车2h行驶了100km,则乙车比甲车快，另一种是比较相同的位移所用时间的长短。

运动相同的位移所用时间短的就运动得快。

例如，在百米赛跑中,甲运动员的成绩为10s，乙运动员的成绩为12s，则甲运动员比较快.如果两个不同的运动物体，各自在不同的时间内运动不同的位移，又该如何比较这两个物体的运动快慢呢？

解决的办法就是找一个统一的比较标准。

为此，我们引入速度的概念.

速度是反映物体运动快慢和方向的物理量，用位移跟发生这段位移所用时间之比来表示。

若用字母，表示速度,s表示时间t内的位移，则有

在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或。

常用单位还有千米每时（km/h或）、厘米每秒（cm/s或）等。

速度是矢量，既有大小,又有方向。

一般而言，物体在不同时间内（或不同位移上）的运动快慢是不同的。

由式

求得的速度，只是表示物体在时间t内的平均快慢程度,称为平均速度（averagevelocity）,通常用表示。

平均速度也是矢量，它的方向由位移的方向决定,它的大小表示物体在这段时间内运动的快慢。

平均速度是位移与相应时间之比,而非路程与相应时间之比。

实际上，初中物理定义的路程与相应时间之比,可称为平均速率。

平均速度描述的是某一段时间内或某一段位移上物体运动的平均快慢程度.因此在提到平均速度时，需要明确是哪段时间内（或哪段位移上）的平均速度.

★概念辨析：

（1）速度采用比值定义法,不能说v与s成正比．s大，仅指物体的位置变化大，位移大，速度不一定大;当物体位置变化快时，速度才大．

（2）说明：

①式中s是位移不是路程，s与t具有对应性．②平均速度的大小一般不等于初、末速度大小的平均值，不能用＝直接计算,要根据定义式＝来计算．③平均速度表示物体在t时间段内运动的总体快慢程度，并不能表示物体在某个具体时刻运动的快慢．

【典型例题】

1.平均速率是平均速度的大小，这种说法对吗?

为什么？

2.甲、乙、丙三个可视为质点的物体同时从点A出发，沿不同的路径运动同时到达点B,如图1—3-1所示.试比较三个物体在这个过程中的平均速度。

★我们该如何精确描述物体的运动呢？

平均速度只是粗略地反映了物体在某段位移上或某段时间内的运动快慢和方向.比如，城市A和城市B之间的距离是300km，一汽车从城市A行驶到城市B所用的时间是4h10min。

那么，该汽车的平均速度的大小是20m/s.但这个平均速度并不能反映汽车行驶过程中任意时刻的快慢，例如途中加速和减速，甚至中途加油停车等。

如何才能精确描述物体在任意时刻运动的快慢和方向呢?

二、瞬时速度

平均速度只能粗略地描述物体运动的快慢。

时间间隔取得越小，平均速度就越能准确地描述在这一小段时间内的运动快慢。

Δt取得越小，物体在t到t+Δt时间内的平均速度就越接近物体在时刻t的速度，我们把在时刻t的这个速度叫作瞬时速度（instantaneousvelocity）。

瞬时速度是运动物体在某一时刻或经过某一位置时的速度.某一时刻的瞬时速度，我们可以通过求运动物体在该时刻前后无穷短时间内的平均速度得出。

某位置的瞬时速度我们可以通过求无限逼近该位置附近位移内的平均速度得出。

瞬时速度是矢量，其大小反映了物体在该时刻的运动快慢,方向就是物体在该时刻的运动方向，即在物体运动轨迹中该点的切线方向.我们通常把瞬时速度简称为速度。

　　在直线运动中，速度的方向可用正、负号来表示。

一般选取某一物体初始运动的方向为正方向.其他速度的方向与之相同,则速度为正;与之相反,则为负。

瞬时速度的大小叫作瞬时速率.汽车上的车速表能显示汽车行驶过程中每一个瞬间的速度的大小,但不能显示汽车运动的方向.因此它的示数实际上是汽车的瞬时速率.日常生活中所说的“速度”，通常是指速率。

我们在初中学过的匀速直线运动，就是瞬时速度保持不变的运动，在这种运动中,瞬时速度与平均速度相等.

★概念辨析：

平均速度

瞬时速度

物理意义

描述物体在一段时间内运动的快慢和方向，与一段时间或位移对应

只能粗略描述运动快慢

描述物体在某时刻运动的快慢和方向，与时刻或位置对应

可以精确描述物体运动快慢及方向

大小

由＝求出

当Δt→0时，用＝计算出的即是那一时刻的瞬时速度

方向

与位移的方向相同,不一定与物体瞬时运动方向相同

就是那一时刻物体运动的方向

联系

（1）在匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度相等

（2）当位移足够小或时间足够短时,可以认为平均速度就等于瞬时速度

★方法技巧：

平均速度和瞬时速度的确定方法

1.求平均速度的方法

（1）确定物体运动的过程；

（2）确定该运动过程对应的位移和时间;

（3）根据平均速度的定义，求平均速度的大小；

（4）根据位移方向确定平均速度的方向。

2。

求瞬时速度的方法

（1）如图所示，从t到t+Δt时间内的平均速度

（2）当Δt足够小时，t时刻的瞬时速度就可以认为等于Δt时间内的平均速度。

（3）我们可以用这种等效替代的方法，求瞬时速度.

★拓展延伸：

平均速度和平均速率及速度和速率的比较

1．平均速度

（1）定义式：

平均速度＝，即＝（s为物体的位移）．

（2）意义：

粗略描述物体位置变化的快慢，与物体运动的路径无关．

2．平均速率

（1）定义式：

平均速率＝，即＝。

（s′为物体的路程）

（2）意义：

粗略地描述物体运动的快慢．

3．速率

（1）概念:

速率是瞬时速度的大小，是瞬时速率的简称．

（2）意义：

精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢．

说明：

①平均速度是矢量,方向与位移的方向相同．

②平均速率和速率是标量,无方向．

③平均速度的大小一般不等于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率．

【典型例题】

（多选）如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是：

1s、2s、3s、4s，已知方格的边长为1m．下列说法正确的是（　　）

A．物体在AB段的平均速度为1m/s

B．物体在ABC段的平均速度为m/s

C．AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度

D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度

【答案】ABC

【解析】物体在AB段的平均速度为AB＝＝m/s＝1m/s,选项A正确；物体在ABC段的平均速度为AC＝＝m/s＝m/s，选项B正确；因B点比C点更接近A点，故AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度，选项C正确；因从A到B到C物体不是做匀速直线运动，故物体在B点的速度不一定等于AC段的平均速度,选项D错误．

三、速度—时间图像

物体的速度也可以用图像法来描述。

那么，如何用图像来表示物体运动的速度呢？

用纵坐标表示物体运动的速度v,用横坐标表示时间t,在坐标纸上建立直角坐标系，根据物体在各个时刻的速度,将（v，t）作为一组坐标在坐标系中描点,将点连线后得出的图像称为速度一时间图像或v—t图像.

★图像的建立：

一辆小汽车甲向右做直线运动，速度逐渐增大，其速度与时间的关系如图1-3—5（a）所示.将速度与时间的关系绘制成坐标图，得到一条向右上方倾斜的直线,如图1-3—5（b）所示，表明汽车的速度越来越快。

另一辆小汽车乙向右做直线运动,速度逐渐减小，其速度与时间的关系如图1—3-6（a）所示.将速度与时间的关系绘制成坐标图，得到一条向右下方倾斜的直线，如图1—3—6（b）所示,表明汽车的速度越来越慢。

★图像的意义:

v—t图象描述的是速度v随时间变化的规律。

【典型例题】如图所示是甲、乙两个物体运动的v-t图像,试说明它们的速度是怎样变化的.

1、本节课在高考中有三个考点，①理解速度的概念和物理意义；②能在具体的问题中正确的使用平均速度和瞬时速度，并能进行相应的计算；③能从速度—时间图像分析出物体速度的定性变化;重点是对平均速度和瞬时速度的理解，要注意高中时期平均速度的定义与初中时期平均速度定义的区别。

2、本节的相关考点会和力学或电学综合计算试题中，需要对平均速度熟练掌握，学会用平均速度来解题，提升解题速度和准确率。