2012-2013学年高一上期新课标物理教案之第一章第三节运动快慢的描述——速度

1、第三节运动快慢的描述速度知识与技能1.理解物体运动的速度，知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性2.理解平均速度的意义，会用公式计算平均速度3.理解瞬时速度的意义，会区分平均速度和瞬时速度4.知道速度和速率及它们的区别过程与方法1.通过描述方法的探索，体验用比值定义物理量的方法2.领会平均速度和瞬时速度的关系，初步领略极限的思想3.会通过仪表读数，判断不同速度或变速度情感、态度与价值观1.通过介绍各种工具的速度，来感知科学的价值和应用2.培养学生认识事物的规律：由简单到复杂，培养学生的抽象思维能力3.培养学生对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念教学重点 ：速度、平均速度和瞬时速度三个概念及三

2、个概念之间的联系教学难点 ：对瞬时速度的理解引入新课：在我们所生活的这个世界里，物体的运动是有快有慢。天空，日出日落，太阳在运动；草原，骏马在奔驰，马在运动；树丛中，蜗牛在爬行，蜗牛也在运动。仔细观察物体的运动我们就会发现，在许多情况下，物体运动的快慢并不相同，那么我们如何比较物体运动的快慢呢？这就是这一节我们所要学习的一个新的物理量 速度 。一、速度指导学生阅读教材P15 页“速度”部分，完成后提问下列问题：如何比较物体运动的快慢？速度的定义是什么？数学表达式是什么？单位是什么？速度是矢量还是标量？速度的大小在数值上等于什么？速度的方向是什么？答案：比较物体运动的快慢有两种方法：一是看相同时

3、间内物体位移的大小；二是看相同位移时物体所用的时间。 位移与发生这段位移所用时间的比值称为速度，其数学表达式为 vx，单位是米每秒（ m / s ），常用单位还有千米每小时（km / h ）等。t速度既有大小又有方向，是矢量，速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向。二、平均速度和瞬时速度- 1 -一般说来，物体在某一时间间隔内，运动快慢不一定是完全一样的，所以由速度的定义式求得的速度，表示的只是物体在时间间隔t 内的平均快慢程度，我们把其称为平均速度（ average velocity）。平均速度也是矢量，它的方向由位移的方向决定，它的大小表示这段时间内运

4、动的快慢。课堂练习：举例 1.一辆汽车沿平直的公路行驶，第 1s 内通过 5m 的距离， 第 2s 内和第 3s 内各通过 20m 的距离， 第 4s 内又通过了 15m 的距离。 求汽车在最初2s 内的平均速度和这4s内的平均速度。答案：汽车在最初2s 内的平均速度为12.5m / s ， 4s 内的平均速度为15m / s 。显然，平均速度只能粗略的描述物体运动的快慢。为了使描述更准确些，可以把t取的更小些，物体在从t 到 tt 这样一个比较小的时间间隔内，运动快慢的差异也就小一些。t 越小，描述就越精确。如果t 非常小，就可以认为x 与t 的比值表示的是物体在 t 时刻的速度，这个速度叫

5、做 瞬时速度（ instantaneous velocity）。瞬时速度指的是物体在某一个时刻或者在某一个位置时的速度。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，平均速度与瞬时速度是相等的。瞬时速度是矢量，其大小就是该时刻（位置）物体速度的大小，方向就是该时刻（位置）物体运动的方向。显然，在匀速直线运动中，由于物体的运动速度始终保持不变，所以其瞬时速度和平均速度相等。举例 2.下列关于瞬时速度的说法中正确的是A. 瞬时速度可以精确的描述物体做变速运动的快慢，但不能反映物体运动的方向B. 瞬时速度就是运动的物体在t 接近于零时t 时间内的平均速度C.瞬时速度的方向与

6、位移的方向相同D.某物体在某段时间里的瞬时速度均为零，则该物体在该段时间内静止答案： BD举例 3.下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的是A. 若物体在某段时间内每时每刻的瞬时速度都等于零，则该物体一定是静止的B. 若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零C.匀速直线运动中物体任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度D.变速直线运动中一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度答案： AC三、速度和速率- 2 -指导学生阅读教材P16 页最后两段，然后总结：1.在以后的叙述中， “速度”一词有时是指平均速度，有时是指瞬时速度。2.速度

7、是矢量，既有大小又有方向。瞬时速度的大小称为速率（speed）。3.汽车速度计不能显示车辆的运动方向，它的读数实际是汽车的速率。4.“速度”有时还指的是速率。要根据上下文来判断。举例 4.甲同学用2 分钟的时间围绕操场跑了一圈，而乙同学则用了2 分 15 秒的时间围绕操场跑了一圈，最后都回到了出发点，它们的平均速度相同吗？怎样比较他们运动的快慢？学生讨论，体验平均速度的缺陷，引入平均速率。甲乙的位移都等于零，所以不论他们所用的时间是否相等，他们的平均速度都等于零，那我们如何比较他们运动的快慢呢？我们引入一个新的物理量平均速率来描述它。平均速率（ average speed）：物体运动的路程与通

8、过该段路程所用时间的比值。他们两人通过的路程是相同的，但其所用的时间不同，显然用时短的甲同学运动的快，平均速率大。引导学生观察平均速率的定义，向学生指出这就是我们在初中的时候学过的“速度”。四、位移时间图象（xt 图象）位移时间图象是描述物体运动的位移随时间的变化关系的图象。通常是用纵轴表示位移（ x ），横轴表示时间（t ）。由速度的定义我们可以得到：xvt ，如果物体做的是匀速直线运动，那么v 就是一定值，x 与 t 成正比关系。用位移时间图象表示如图1.3-1所示。由图象可知任一时刻所对应的位移大小， 由图象可知匀速直线运动的 速度大小就等于该直线的斜率 。举例 5.试判断下列几个位移时

9、间图象的意义。举例 6.如图 1.3-2 所示为甲乙两物体相对于同一参考系的xt 图象， 下列说法正确的是A. 甲乙两物体的出发点相距x0B. 甲乙两物体都做匀速直线运动C.甲物体比乙物体早出发的时间为t1D. 甲乙两物体向同方向运动答案： ABC作业：1.某物体沿一条直线运动。若前一半时间内的平均速度为v1 ，后一半时间内的平均速度为 v2 ，求全程的平均速度；若前一半位移的平均速度为v1 ，后一半位移的平均速度为 v2 ，求全程的平均速度。答案： vv1v2 v2v1 v22v1 v22.天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d 3.0km 处进行一次爆炸

10、，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射回来的爆炸声时间上相差t6.0s 。试估算云层下表面的高度。已知空气中的声速v1 km/s 。3答案： 2.0103 m3. A 、 B 、 C 三物体同时同地出发做直线运动。它们的运动情况如图1.3-3 所示，则在20s 的时间内， 它们的运动情况是怎样的？它们的平均速度的大小相等吗？它们的平均速率相等吗？答案： A 物体开始做速度减小的变速运动，速度减小到零后反向做速度逐渐增大的变速运动；B 物体做匀速直线运动；C 物体做速度逐渐增大的加速运动。三者的位移均为x0 ，故其平均速度的大小相等。但由于三者中， A 物体的路程最大， B 、 C 两物体的路程相同，故其平均速率的大小关系为 vA vB vC 。- 4 -板书设计：描述物体运动的快慢速度一、速度1.定义：物体的位移与发生这段位移所用时间的比值。2.表达式： vxx（ v）tt3.单位： m / skm / s4.速度是矢量。其大小等于单位时间内物体位移的大小，方向就是物体运动的方向。5.是描述物体运动快慢的物理量。二、平均速度和瞬时速度