人教版高中物理必修1《运动快慢的描述——速度》 教学设计.doc

3、运动快慢的描述速度一、课标要求1.理解坐标变化量的物理意义，能用坐标变化量表示直线运动的位移和时间。2.通过极短时间内的平均速度认识瞬时速度。通过瞬时速度，初步了解极限的思想。3.通过对日常生活中有关速度的实例的分析，体会变化率的概念及表达方式。4.理解速度和速率的物理意义，知道速度是矢量。二、教材分析 本节的第一部分内容继续强调某个物理量与它的变化量的关系，意在对该部分知识温故与拓展，为后继内容的学习奠定基础。学生通过初中物理的学习和生活体验，已经有了速度的初步概念，但这种概念比较肤浅，也不准确。本书没有在一般性的速度概念和平均速度的概念上面下功夫，而是比较简洁地深入到瞬时速度的概念。本书定义瞬时速度使用到了极限的思想，但没有提出“极限”这个术语。只要不要求极限的数学定义、不要求极限的运算，中学生完全可以接收极限的思想，包括后面设计的定积分的思想研究位移等。用极限的思想定义瞬时速度是建于这样一种思想：把一个变化的事物分解成很小的部分，每个小部分都可以看成是不变的，可以用比较简单的方法去处理，在把各个小部分的结果再合起来，就得到整个问题的解，这是近代数学物理中常用的方法。在现代信息技术中，把模拟信号变成数字信号时，要分割、取样、量化，实际上就是取极限的过程。所以极限的思想已经不是个知识，它是一种方法、一种观念，对于以后的学习甚至科学思想方法的形成都是很重要的。 “说一说”和“做一做”两个栏目都是扩展性学习内容，前者偏重于思考，后者偏重于动手操作。它单是知识性的扩展，而在于激发学生的兴趣、激发学生的思考，或发展学生的动手操作能力。STS栏目强调的是科学技术与社会的关系。本节“速度与现代社会”讲的是，由于交通工具速度的提高，成熟规模的扩大，战争观念改变了，不同文化的交融加快了STS的意义在于揭示科技与社会的互动关系，而非单纯的科学知识在技术上的应用。如果只讲科学的发展使得汽车、飞机、轮船等技术发展了，人们可以“日行千里”，却不涉及城市建设、战争观念、文化交流等社会层面的内容，那就不是本来意义的STS。这点应引起注意。本节STS借协和客机停飞一事，引导学生讨论“交通工具的速度是不是越快越好”这样的问题，这是一个开放性的问题，意在让学生去思考，去讨论。 “问题与练习”中的第3题要计算速度，这本是十分容易的事，但要获得计算所需数据，学生需读懂列车时刻表，这可能成为难点。三、教法建议1.坐标与坐标的变化量 本小节重在强化某个物理量与它的变化量的关系，教学中注意突出如下几点： （1）位置“坐标的符号”、“坐标的数值”与“坐标的正负”的意义。 （2）某个物理量的变化量的一般计算方法是：用后来的量减去原来的量。 （3）用位置坐标差表示位移，强化“差的数值”与“差的正负”的意义。 2.速度 本小节的核心是用速度描述运动快慢的方法，主要突出了三个方面的思想：比较物体运动快慢的方法；速度的定义方法；速度的矢量性。该部分学生接受起来不会有太大的困难，所以不可在这里就差过多的时间，进行教学设计时要抓住如下几点： （1）让学生明确比较位置变化快慢的必要性和基本途径：比较相同时间内通过的位移大小或比较通过相同位移所需要的时间。要列举实例让学生领会。 （2）物理学中比较位置变化快慢的标准：比较相同时间内通过的位移大小。可列举运动场上描述运动员跑得快慢的方法：用最后的成绩描述时，比较的是相通路程（或位移）所用的时间，既看谁用的时间短；观察比赛过程中的比赛情景时，比较的是相同时间内通过的路程（或位移），既看谁在最前面（3）速度的定义方法和单位的意义：用位移与发生这个位移所用时间的比值描述运动的快慢。速度为6m/s时，读作6米每秒，表示如果匀速运动在一秒内通过6m的位移。要注意强调v=x/t表示的是比值定义法，v与x、t没有决定关系。 （4）速度的矢量性：其方向就是物体运动的方向。3.平均速度和瞬时速度 平均速度与瞬时速度是为不同的描述需要而引入的，而用极限的思想定义瞬时速度学生是第一次接触，所以教学中既要让学生领会极限的思想，又要控制教学的难度，可以考虑这样进行教学设计： （1）通过实例让学生感悟“物体的运动快慢是变化的，绝对准确地描述物体的运动快慢是困难的”。 （2）说明v=x/t描述的是物体在t时间内或x位移上的平均快慢程度，以此引入平均速度的概念。 （3）引导学生思考“从t到t+t时间内的平均速度，在t取不同值时跟t时刻速度的关系”，从而接受“在t非常小时，就可以认为v=x/t是物体在时刻t的速度”这一极限思想，以此引入瞬时速度的概念。要注意的是只需体现极限的思想，不要引入“极限”这个术语。（4）对瞬时速度，要列举实例让学生理解：某时刻瞬时速度的数值，等于从该时刻起，以该速度匀速运动时，单位时间内通过的距离。（5）匀速直线运动是平均速度与瞬时速度相等的运动，通常叙述中的速度到底是平均速度还是瞬时速度，要通过上下文结合判断，以培养学生具体问题具体分析的学习习惯。4.速度和速率 本小节的教学主要应解决三个问题：一是速率是指速度的大小；二是交通工具上速度计显示的是瞬时速率；三是明确日常生活中人们常说的速度大多是指速率。 本节需要注意的一个问题是：瞬时速率等于瞬时速度的大小，但平均速率不一定等于平均速度的大小。例如，沿闭合圆周运动一圈，位移是零，平均速度是零，但平均速率并不等于零。5.“做一做”和“说一说” “做一做”可安排在课外活动时间做，以兴趣小组的组织形式开展，重在突出描述的方法，对长距离和短距离上的速度，可以联系到平均速度和瞬时速度；“说一说”可以在课堂上展开讨论，重在澄清认识，领会瞬时速度的概念。6.关于STS本节STS借协和客机停飞一事，引导学生讨论“交通工具的速度是不是越快越好”这样的问题。教学中只要学生参与就可以了，不要企图得到什么结论性的意见。四、教学资源举一个极常见的例子。在节日的晚上，当探照灯射向高空的云层时，由于云层的反射，你会在云层上看到一个亮点。当地面上的探照灯慢慢转动时，亮点却以极快的速度在运动。如果能有足够高的云层，这个亮点的速度就可以超过光速。这时，沿着亮点运动的轨道并没有能量的传递，所以它的速度并不受光速极限的限制。探照灯的例子可以解释类星体的超光速现象：类星体的中心母体喷射出两股相反方向的粒子流(相当于探照灯的光)，它照射在星系际介质上(相当于高空中的云)，从而激起射电辐射(相当于亮点)。因此，只要中心母体有小的摆动。粒子流照射所激起的辐射区就会迅速地移动。光速不是这种辐射区移动速度的极限，因而超过光速是许可的。在宇宙大爆炸的初期，宇宙经历了一次极为短暂的暴涨阶段，在宇宙诞生后的10-35 -10-33秒，宇宙奇点的直径就由10的负26次方米扩张到了10的24次方米(约