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2019-2020年人教版高中物理必修1 第1章1-3運(yùn)動快慢的描述—速度 教案 物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面構(gòu)成。 教學(xué)分析 本節(jié)教科書的重點(diǎn)是速度。初中和高中所學(xué)的速度是不同的，提醒學(xué)生注意這點(diǎn)不同，有利于學(xué)生對矢量的學(xué)習(xí)。通過極限的思維方法，從平均速度過渡到瞬時速度，但第一次教學(xué)時不要主動啟發(fā)學(xué)生思考這種問題，多次接觸極限思維方法后，潛移默化會使他們明白。 教學(xué)目標(biāo)： （一）物理觀念 1.理解速度的概念，領(lǐng)會其矢量性，知道速度的方向就是運(yùn)動的方向 2.理解平均速度。瞬時速度的概念，并且進(jìn)行相應(yīng)的計算 3.區(qū)別平均速度和瞬時速度 4.區(qū)別速度和速率，區(qū)別平均速度和平均速率 （二）科學(xué)思維、科學(xué)探究 1.通過平均速度的學(xué)習(xí)，體會等效思想 2.通過瞬時速度的學(xué)習(xí)，初步體會取極限的思想方法 （三）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 1.通過相關(guān)概念的講解，是學(xué)生體會到物理作為一門科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，實事求是的生活態(tài)度 2.通過對瞬時速度的學(xué)習(xí)，使學(xué)生體會到物理作為一門科學(xué)的極限思想。同時使學(xué)生認(rèn)識到，通過取極限，人類是可以了解到變化莫測的自然的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1．教學(xué)重點(diǎn)及其教學(xué)策略：重點(diǎn)：速度、平均速度與瞬時速度的概念及其區(qū)別 教學(xué)策略：通過實例分析來加深理解 2．教學(xué)難點(diǎn)及其教學(xué)策略：難點(diǎn)：怎樣由平均速度引出瞬時速度；平均速度、速度的“初中” 教學(xué)策略：通過數(shù)學(xué)上微元法的思想來推導(dǎo)和加深學(xué)生的理解，同時可以為后面的類似的問題埋下伏筆 教學(xué)過程： 一、引入新課 【思考】為了描述物體的運(yùn)動，我們已經(jīng)進(jìn)行了兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)了描述運(yùn)動的幾個概念，大家還記得是那幾個概念？ 【學(xué)生回答】質(zhì)點(diǎn)、參考系和坐標(biāo)系；時間、時刻；位移和路程。 【教師活動】指導(dǎo)學(xué)生快速閱讀教材中的黑字標(biāo)題，提出問題：要描述物體運(yùn)動的快慢，本節(jié)課將會學(xué)到那些概念？ 【學(xué)生活動】通過閱讀、思考，對本節(jié)課的概念有個總體的印象。 二、新課教學(xué) （一）坐標(biāo)和坐標(biāo)的變化量 給出書中的例題： 一輛汽車在沿平直公路行駛，設(shè)想我們以公路為x軸建立直線坐標(biāo)系，時刻t1 汽車處于x1點(diǎn)，坐標(biāo)x1=10m，一段時間后，時刻t2到達(dá)x2，坐標(biāo)x2=30m。它的位移是？ 1.分析： A點(diǎn)坐標(biāo)x1 ：表示汽車在t1時刻的位置， B點(diǎn)坐標(biāo)x2 ：表示汽車在t2時刻的位置。 2．坐標(biāo)的變化量△ x ＝x2 – x1 （表示汽車的位移） ⑴ △ x 的大小表示位移的大小， ⑵△ x 的正、負(fù)表示位移的方向 3.時間的變化量△ t ＝ t2 – t1 解： x 1=10m， x 2=30m △ x ＝ x2 – x1 =30-10=20m ⑴ 位移的大小為20m， ⑵ 位移的方向為x軸正方向。 【思考與討論】 1.上圖中汽車（質(zhì)點(diǎn)）在向哪個方向運(yùn)動？ 2.如果上述汽車沿x軸向另外一個方向運(yùn)動，位移Δ x是正值還是負(fù)值？ （二）速度 【思考】我們已經(jīng)知道位移是描述物體位置變化的物理量，能不能說，物體的位移越大，物體運(yùn)動的就越快？ 【討論回答】不能，因為物體的運(yùn)動快慢與運(yùn)動的時間有關(guān)。 那么，如何來描述物體運(yùn)動的快慢呢？ 【影片展示】 1.播放比賽片段或者先設(shè)置問題“雅典奧林匹克運(yùn)動會男子110m欄冠軍劉翔”。 2.展示質(zhì)點(diǎn)各式各樣的運(yùn)動，快慢程度不一樣。 【思考】怎樣比較物體運(yùn)動的快慢呢？ 3.“蝸牛的爬行很慢”，“飛機(jī)的飛行很快”，那么，怎樣比較它們運(yùn)動的快慢程度呢？有哪些方法？ 【問題】我們怎樣比較哪位運(yùn)動員跑得快呢？有幾種方法？試舉例說明。 方法一：同樣的時間，比較通過的位移，位移大的，運(yùn)動的快。 動畫演示：AB兩小車的運(yùn)動，經(jīng)過2h后，A車位移為80km，B車為160km，說明B車運(yùn)動的快。 方法二：同樣的位移，比較所用的時間，時間短的，運(yùn)動的快。 動畫演示：甲乙兩運(yùn)動員進(jìn)行百米賽跑，跑完100m后，甲所用時間為10秒，乙所用時間為11秒，說明甲運(yùn)動員運(yùn)動的快。 【思考】在上述①、②兩個例子中，汽車A和運(yùn)動員甲，哪一個運(yùn)動更快呢？它們的 △x 、△ t 均不相同，怎樣比較呢？ 【分析】汽車A：2h內(nèi)的位移為80km； 運(yùn)動員甲：10s內(nèi)的位移為100m。 方法三：以單位時間作為標(biāo)準(zhǔn)，比較在單位時間內(nèi)的位移。 汽車A的運(yùn)動： 運(yùn)動員甲的運(yùn)動： 像這樣，我們可以用位移與時間的比值來表示物體的運(yùn)動快慢，伽俐略將這個比值定義為速度。 1、定義：位移x與發(fā)生這段位移的所用的時間t的比值，叫速度。 2、物理意義：表示物體運(yùn)動快慢的物理量。 3、單位：國際單位制（IS）中，m/s、km/h 、cm/s 4、矢量性：速度不但有大?。ū硎具\(yùn)動快慢）而且有方向（表示運(yùn)動的方向），是矢量。 提問：有人說按照定義式,V與成正比，越大V越大，對不對？ V與成反比，越小，V越大，對不對？為什么？ 結(jié)論：是一個比值定義式，反映的是速度與時間和位移的共同關(guān)系，不能說明他們之間成正比或者反比關(guān)系。 （三）．平均速度和瞬時速度 如果物體做變速直線運(yùn)動，在相等的時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)動的快慢呢？ 問題：百米運(yùn)動員，10s時間里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？ 回答：每秒平均跑10m。 百米運(yùn)動員是否是在每秒內(nèi)都跑10m呢？答：否。 說明：對于百米運(yùn)動員，誰也說不來他在哪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)動員在100m內(nèi)的總體快慢，而不關(guān)心其在各時刻運(yùn)動快慢時，就可以把它等效于運(yùn)動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時的速度就稱為平均速度。所以在變速運(yùn)動中就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。 1．平均速度 1）定義：在變速直線運(yùn)動中，運(yùn)動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間（或這段位移）的平均速度，用表示． 2）說明： a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時間內(nèi)的平均快慢程度。這實際上是把變速直線運(yùn)動粗略地看成是勻速運(yùn)動來處理． 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)動研究未知運(yùn)動，用簡單運(yùn)動研究復(fù)雜運(yùn)動的一種研究方法． 問題8：百米賽跑運(yùn)動員的這個=10m/s代表這100米內(nèi)（或10秒內(nèi)）的平均速度，是否是說明他在前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．平均速度只是對運(yùn)動物體在某一段時間內(nèi)（或某一段位移內(nèi)）而言的，對同一運(yùn)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． d.平均速度只能粗略地描述一段時間（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“速度”的根本區(qū)別． e.平均速度不是各段運(yùn)動速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來求解。 2．瞬時速度 （1）定義：運(yùn)動物體經(jīng)過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度． （2）意義：反映物體在某一時刻（或經(jīng)某一位置）時運(yùn)動的快慢，它能精確地描述變速運(yùn)動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運(yùn)動． （3）對瞬時速度的理解：瞬時速度是在運(yùn)動時間時的平均速度，即平均速度在時的極限就是某一時刻（或某一位置）的瞬時速度。 （4）瞬時速度的方向：瞬時速度是矢量，在直線運(yùn)動中，瞬時速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時的運(yùn)動方向相同，（若是曲線運(yùn)動，瞬時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）） （四）．速率： 1． 瞬時速率 1）定義：瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率。 2） 瞬時速率的測量：技術(shù)上通常用速度計來測量瞬時速率。 2．平均速率： 瞬時速度的大小是瞬時速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其實我們初中所學(xué)的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個新的名字平均速率。 1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。 2）速率是標(biāo)量。 3）注意：平均速率不是平均速度的大小。 三、課堂小結(jié) 本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了坐標(biāo)和坐標(biāo)的變化量以及速度的概念及其物理意義，大家要知道坐標(biāo)和坐標(biāo)的變化量與位置與位移的關(guān)系。速度是矢量，方向就是物體運(yùn)動的方向，要知道速度的定義、物理意義、定義式和單位。 四、板書設(shè)計 運(yùn)動快慢的描述——速度 一、 坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量 1.坐標(biāo)：某時刻物體的位置。 2.坐標(biāo)的變化量：物體在某段時間內(nèi)的位移。 二、速度 1. 定義：位移與發(fā)生這個位移所用的時間的比值叫做速度。 2.定義式： 3.物理意義：速度是表示物體運(yùn)動快慢的物理量。 4.單位：國際單位制m/s(ms-1). 5.矢量性：速度是一個矢量 大?。簡挝粫r間內(nèi)位移的大小。 方向：與物體的運(yùn)動方向相同。 五、布置作業(yè)