1、南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 1 页 共 10 页运动快慢的描述-速度(说课教案)教材综述本章是高中物理的第一章，在很多方面对高中物理来说都起到奠定基础的作用，在速度概念的学习中，学生学习高中物理需要具备的基本素养有几项是第一次出现。例如：第一次在坐标轴上表示矢量；第一次在物理问题中渗透极限思想；第一次抽象地领会物理学中的“变化率”的含义；第一次用打点计时器来进行定量的实验；第一次用图象来定量描述某个物理量等等。因此，教学中如何对待这些重要的“第一次” ，既要使学生扎扎实实从这些第一次中获得基本素养的提高，同时又要兼顾学生的可接受性，
2、做到循序渐进而不一步到位，让学生在学习中获得成功的愉悦，这是在本节学习中特别需要关注的问题。教材在上一节的基础上进一步说明如何用坐标和坐标的变化量来表示质点的位置和位移，为速度概念的叙述作好准备。教材的重点是速度，从平均速度引入，通过极限的思维方法过渡到瞬时速度，说明瞬时速度表示物体在时刻 t 的速度。速度的定义是高中物理中第一次向学生介绍用比值定义物理量的方法，教材的讲述比较详细，通过两种通俗的比较运动快慢的方法，过渡到一个统一标准，自然地给出比值法定义速度对平均速度和瞬时速度的讲述也非常便于学生的接受，且适时给出了速率的概念；教材非常注意物理知识与生活、技术、社会的联系，无论是概念的引入、
3、阐述、应用、练习都注意联系实际，特别是联系学生身边的生活、现代科技。如：讲速度联系学生感兴趣的一些物体和交通工具的速度；教科书注意物理知识的人文特色以及与社会发展的联系，注意激发学生的兴趣和学习积极性，特别撰写了一篇 STS 的短文：速度与现代社会，表述通俗易懂，介绍交通工具的速度与城市发展规模等各方面的关系，也介绍了交通网络促进经济发展和交通堵塞、污染等带来的社会问题，从一个侧面使学生对科学与社会发展的互动关系有所认识，适合学生自主学习。 教材最后说明速度的应用，课后给出的“说一说”和“ 做一做 ”对加深概念的理解和扩展思维有很大的好处课后练习的设置着眼于培养学生在实际生活中准确使用速度和速
4、率的能力。教学目标(物理学不仅以其概念、规律揭示了自然界基本运动的诸多真理，它还在建立这种知体系的过程中发展了科学思想方法和研究方法，推动了科学的进步。不仅如此，它的知识和思想对人类活动的广阔领域都产生了影响，成为人类文化的重要组成部分，它的每一次重在成就，都改变了人们的自然观、世界观，成为人类思想和观念进步的伟大阶梯。)(明确规定了课程的三维目标，把过程与方法、情感态度与价值观与知识与技能并列，这是 对教育本质认识的一种飞跃 。)(运动快慢的描述-速度的教学能很充分的体现新课程的三维课程目标)知识与技能1、理解平均速度的概念：（1）知道平均速度是粗略描述变速运动的快慢的物理量（2）理解平均速
5、度的定义，知道在不同的时间内或不同的位移上的平均速度一般是不同的（3）理解用比值法定义物理量的方法，会用平均速度的公式解答有关的问题2、理解瞬时速度的概念（1）知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量（2）知道瞬时速度是物体在某一时刻的速度或在某一位置时的速度南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 2 页 共 10 页（3）了解平均速度和瞬时速度的区别与联系，能在具体问题的描述正确使用平均速度和瞬时速度的概念，并能进行相应的计算。 3、知道速度与速率的区别与联系，领会速度与平均速度的矢量性，知道速度的方向即物体运动的方向，能在生活中正确
6、使用速度和速率。过程与方法 1运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，从而渗透物理学的等效思想的方法。2在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中，初步体会取极限的思想方法。3体会速度概念参初中基础上的深化，培养迁移类推能力，培养学生自主学习的能力情感态度与价值观 1通过解决一些基础问题，而向复杂问题过渡，培养学生认真思考问题的习惯，使学生养成一种良好的学习方法。2通过师生平等的情感交流，培养学生的审美情感。教学重点：速度的定义，平均速度，瞬时速度的理解教学难点：瞬时速度的的引入及理解主要教法：讲述、启发讨论、实验探究、指导阅读课时建议：运动快慢的描述-速度（2 学时）教材分析与教
7、法建议1明确区分位置和位移，用坐标的变化量表示位移质点位置随时间的变化规律是运动学的核心问题。教科书明确提出位置坐标以区分位置和位移，研究质点的位置坐标随时间变化的关系，体现教科书内容的基础性。教科书指出应在参考系上建立坐标系，并且定量地描述质点的位置。质点沿直线运动中，用 x 表示位置（又如在抛体运动中用 x、y 表示位置），用 x 表示位移。时刻和时间间隔的区分也因此更加明确。平均速度和瞬时速度都用位移与时间的比来定义，直线运动中质点的位移用坐标的变化量 x 来表示的方法是重要的。教材以一辆汽车沿平直公路行驶为例，让学生通过思考与讨论理解用 x 表示位移大小和方向的方法。教师在组织学生讨论
8、和总结时要注意引导学生理清思考问题的思路，如先选定质点运动的直线为一维直线坐标系，确定坐标轴的原点和坐标轴的正方向，并确定坐标轴的标度。图 1质点在 t1时刻位于 A 点，坐标 x1=10 m质点在 t2时刻位于 B 点，坐标 x2=30 m南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 3 页 共 10 页质点的位移是有向线段 AB，线段的长度 20 m 表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向。x=x 2-x1=20 m，x 的绝对值表示位移 AB 的大小，x 为正值表示位移 AB 的方向与x 轴正方向相同。根据学生思考、讨论的情况，我们还可考
9、虑设置下列问题把讨论引向深入：质点t 1时刻在 C 点，x 3=80 m质点t 2时刻在 D 点，x 4=60 mx=x 4-x3=-20 m，x 的绝对值表示位移 CD 的大小，x 为负值表示位移 CD 的方向与 x 轴正方向相反。质点t 1时刻在 E 点，x 2=-30 m质点t 2时刻在 F 点，x 6=-10 mx=x 6-x5=20 m，x 的绝对值表示位移 EF 的大小，x 为正值表示位移 EF 的方向与x 轴正方向相同。质点t 1时刻在 G 点，x 7=-40 m质点t 2时刻在 H 点，x 8=-70 mx=x 8-x7=-30 m，x 的绝对值表示位移 GH 的大小，x 为负
10、值表示位移 GH 的方向与 x 轴正方向相反。2教材突出了变化率的概念任何事物的变化，包括物体位置的变化，总是伴随着一个过程。在这一过程中，我们关心两件事情，一件是变化的多少，另一件是变化的快慢，后者就是变化率。以物体的直线运动为例，位移 x 是变化的多少，速度 就是变化率。两者相比，在研究物体的txv运动中，作为位置变化率的速度是更为核心的内容，也是学生学习中应该上的一个台阶。因为它不像位置变化的多少那么具体，那么“看得见，摸得着”。速度有平均速度和瞬时速度之分。两者相比，平均速度要容易理解，因为它是与一个真实的变化过程相联系的：真实的位移 x 与真实的时间间隔 t 的比值。与此不同，瞬时速
11、度就难以理解了。在这本教科书中，该问题是在较小的时间间隔 t 内，平均速度 更能比较精确地描述物体运动的快慢程度。从这一事实出发，t 越小，描述越精确，进而给出一个推断和认定，即当 t 很小很小时，就说 是物体在时刻 t 的瞬时速度。在这tx里渗透了极限思想，但并未要求学生准确地从极限的意义上去理解瞬时速度的概念。3、平均速度和瞬时速度的教学在学生看书自学的基础上，启发学生，要让学生参与速度的定义过程，通过一些讨论突破瞬时速度这个难点，配合一些多媒体资料加深理解和巩固在引入速度概念时，也可南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 4 页 共 10
12、 页采用，给出两个具体的匀速直线运动的实例，让同学体会，介绍一种运动要抓住其本质，本质应是相对不变的，位移是变化的，时间是变化的，观察位移与时间的比值，此比值是不变的分析比值的含义，由此得到速度的定义讲述平均速度时，最好给出一个具体的实例来说明 学生认为平均速度好懂，有的学生误认为平均速度与初中学过的速度没有区别，我们可通过实例让学生注意到，初中学的速度定义是路程与时间的比，它没有方向。现在说的平均速度是矢量，它的方向与位移 x 的方向相同。一辆汽车 10 s 内向东行驶 120 m，另一辆汽车 10 s 内向北行驶 120 m，这两辆汽车平均速度大小相等但方向不同，它们的平均速度不同。 教学
13、实践表明，教材用极限思想介绍瞬时速度是可行的。教材在定义了平均速度后进一步指出“为了使运动的描述精确些，可以把 t 取得小一些，运动快慢的差异txv也就小一些；t 越小，描述越精确；想像 t 非常小，可以认为 表示物体的瞬时速度。”这tx样处理较清晰地体现了极限思想，目的是让学生进一步加深对科学思维方法的感悟，但又回避了严格的极限概念和计算，也没有引入“极限”这个术语。为加深学生对瞬时速度的理解，我们可做下面的演示实验。图 2演示 如图 2 所示，让滑块沿倾斜的气垫导轨做加速运动。将滑块放上不同宽度的遮光片，即 x为 1 cm，3 cm，5 cm，10 cm，若没有成品 挡光片，可用硬纸片自制
14、成需要的宽度。测出每个遮光片通过光电门所用的一段时间间隔 t。遮光片越窄，t 越小时， 描述通过该位置的运动快慢越精确，t 极小时，可 认为tx是瞬时速度。tx4、速度教学中渗透 STS 的思想STS 强调的是科学、技术与社会的互动关系，而不仅仅是科学在技术中的应用。本节教材在“STS ”栏目中设置了“速度与现代社会”的文章。介绍了车辆速度的提高与城市发展等方面的关系，并讨论了环境、资源等问题。在涉及科学技术与社会的问题时，重要的是启发学生进行这方面的思考，鼓励他们发表自己的见解。如文章的最后提出这样的问题：“交通工具的速度是不是越快越好？”另外，对教材中所列的常见的速度表，可让学生补充一些感
15、兴趣的、重要的速率，如：南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 5 页 共 10 页空气中 0时的声速为 33102 m/s，大陆板块移动速度约 10-9 m/s 等。速度教学中渗透 STS 的思想，我们可以多联系实际举例启发学生讨论，对于教材阅读材料，可以用指导阅读，组织学生自主学习的方式。5、“说一说”“做一做”栏目的教学教科书选用了费恩曼杜撰的那个著名笑话，可组织同学阅读、议论，鼓励学生提出自己的想法。教师引导学生认识到警察所说的超速指的是瞬时速度，女士说的是一段时间走的路程和将要走过的路程，这位女士不懂瞬时速度。另外，不仅告诉学生只知道
16、快慢的概念而不懂科学的速度概念，会闹出怎样的笑话，而且还想让学生认识到，没有瞬时速度，就没有运动学、动力学老师可以指导学生完成“做一做”栏目中的内容，让学生在实践中加深对所学概念的理解。需要说明的是测量自行车在不同情况下行驶（长距离和短距离）时的速度和蚊香的燃烧速度均指的是平均速率。南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 6 页 共 10 页教学过程设计示例（2007 年南师大附中高一 A 层教学班）课 题： 1.3 运动快慢的描述速度引入：上一节课我们学习了质点的概念，引入了位移这一物量，用以描述质点位置的变化。必须知道任何时刻质点所在的位置
17、，才能说是对质点的运动有了完整的描述。实际的运动是复杂的，从简单问题入手。什么样的运动是最简单的？质点的运动轨迹如果是直线的话，质点的运动称为直线运动在直线运动里有一种最简单、最特殊的运动形式，那就是匀速直线运动。（一）匀速直线运动1、物体在一条直线上运动，如果在任何相等的时间内的位移相等，这种运动就叫做匀速直线运动，简称匀速运动。说明：（1） “任何” “位移相等”（2）理想化的物理过程模型。思考：发令后，如何确定运动员跑的快慢？百米跑中，如何比较不同组运动员跑的快慢？如何比较 50 米跑和 100 米跑运动员的快慢2、匀速直线运动的速度（1）物义：表示物体运动的快慢程度。（2）定义：在匀速
18、直线运动中，位移和时间的比值，叫匀速度直线运动的速度。（3）公式： tsv（4）单位：米/秒（m/s） ，千米/时（km/h） 。（5）速度是矢量，其方向表示物体的运动方向。在匀速直线运动中，速度和位移方向一致。说明：比值法是定义物理量的一种常用方法。匀速直线运动是速度为恒量的运动。速度的大小常叫速率。3、匀速直线运动的位移和位置。（1）位移：匀速运动中，位移跟时间成正比。 s=vt （ ）tvs（2）若已知物体的初位置 ，则任意时刻物体的位置。x=x +vt （ ）oxotvxo例题：见高中物理学 1P84、匀速直线运动的位移一时间图象，简称位移图象。（1）获得图象的两种方法。由数学公式，绘
19、制函数图象。由实验数据，描绘物理图象。例：研究某匀速直线运动的实验数据如下表：（坐标原点在运动的初位置）南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 7 页 共 10 页时间（s） 0.00 0.06 0.12 0.18 0.24 0.30 0.36位移（cm） 0.00 5.48 11.03 16.53 22.04 27.54 33.09建立直角坐标系横坐标表示时间，单位：秒。 （自变量）纵坐标表示位移，单位：米。 （应变量）（2）匀速直线运动位移图象是一根直线若坐标原点在初位置，则图象过原点（正比例）若坐标原点不在初位置，则图象有截距（一次）（3
20、）坐标平面上的“点”的物理意义：表示一个确定的运动状态。（4）对位移图象的讨论。可以求任何一时间的位移，也可求某一位移的时间。利用位移图象可求速度。a、直线过原点：v= =tgx=r。 （斜率）tsb、直线不过原点：v= 。注：与数学上的斜率不同，是有单位的斜率相同表示速度大小相同。小结：已涉及的物理学研究方法。1、 理想化模型的科学方法。2、 从简单问题入手的方法。3、 用数学公式表述物理规律。4、 运用图象研究解决物理问题。思考题：1、物体的位移图象是不是物体的运动轨迹？根据下列图象说明物体的运动如何？2、两条位移图象平行表示什么物理意义？两条位移图象相交表示什么？*5、位移-时间图象与位
21、置-时间图象参见高中物理学 1P9（1）取初位置为坐标原点（2）初位置不作为坐标原点t/ss/m0st0ts0st0南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 8 页 共 10 页（二）变速直线运动枚举生活中的实际直线运动：1、变速直线运动物体在一条直线上的运动，如果在相等的时间里的位移不相等，这种变速直线运动，简称变速运动。变速直线运动位移图象是曲线。请预测飞机起飞时的运动位移图象形状。匀速直线运动的物体在任何相等的时间里的位移都是相等的，变速直线运动的物体在相等的时间里的位移不相等。 如何描述变速运动物体的快慢呢？（粗略、精确）例：读本 P62
22、，列车半小时走了 28 千米说明：我们用一个匀速运动代替实际变速运动，替代的条件是该匀速运动在相等的时间内与变速运动发生相同的位移。2、平均速度 v（1）物理意义：粗略描述运动的快慢程度。粗略但实用、不能反映物体运动快慢的细节。（2）定义：在变速运动中，运动物体的位移与所用时间的比值。（3）公式： tsv（4）单位：米/秒（m/s）（5）矢量性：平均速度矢量方向与物体的位移方向相同。理解：平均速度只能粗略地反映物体运动的快慢，而不能反映物体运动快慢的细节。例：百米运动员，l0s 跑完 100m，那么他 ls 平均跑多少 m？对于百米运动员，谁也说不来他在哪 ls 跑了 10m，有的 ls 跑
23、10m 多，有的 1s 跑不到10m，但它等效于运动员自始至终用 10ms 的速度自速跑完全程。所以就用这平均速度（快慢）米粗略表示其快慢程度但这个 10m/s 只代表这 100m 内（或 10s 内）的平均v速度，而不代表他前 50m 的平均速度，也不表示他后 50m 或其他某段的平均速度。平均速度必须指明是物体运动过程中的哪一段的平均速度。 （不同时间段或不同位移的平均速度一般不同）例：一辆自行车在第一个 5s 内的位移为 10m，第二个 5s 内的位移为 15m，第三个 5s内的位移为 12m，请分别求出它在每个 5s 内的平均速度以及这 15s 内的平均速度。计算得出：2m/s、3m/
24、s 、 2.4m/s、2.5m/s.平均速度速度的平均值例：一物体从甲地到乙地，总位移为 2S，前一 S 内平均速度为 v1；，第二 S 内平均速度为 v2，求这个物体从甲地到乙地的平均速度 v点评：南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 9 页 共 10 页有的同学答案为 ，这是错误的，平均速度不是速度的平均值，要严格按照21v平均速度的定义来求，用这段总位移与这段位移所用的时间的比值，也就只表示这段位移内的平均速度 的普适性tsv曲线运动的平均速度=位移（弦长）/时间匀速运动 可看成 的特例。ttsv如何精确描述物体的运动快慢？3、瞬时速度
25、 v瞬时速度的存在：汽车仪表板上的速度指示计静立在路边感觉行人、骑车、汽车经过的快慢不同。（1）物理意义：精确描述物体（质点）在某一时刻（或某一位置）的快慢程度如何描述？如何定义？a、矛盾的引入：即时速度是物体在某一时刻、某一位置的速度，而速度的定义又离不开运动的过程（物体的位移，物体运动的时间） ，如何解决这一对矛盾呢？b、提问：1、什么情况下，即时速度与平均速度相同？答：物体做匀速直线运动2、变速运动如何用匀速运动来替代？c、研究质点在某一位置（某一时刻）瞬时速度的极限思维如下图：V A=？先取 AA1 段： （AA 1 为小位移）1tsv再取 AA2 段： 2tA 这样下去，s 及 t
26、越取越小，那么 的精确程度就越来越高， 的值也就越来越接近vvvA。当 t 很小（s 也很小）时，质点在这段时间内的速度量的变化也越来越小。当 t 足够小（S 也足够小）时，在这段时间内变速运动也就趋于匀速运动了， （这里指测量仪器已无法分辨两种运动的差异了） ，这种情况下的平均速度也 A 点的瞬时速度了。这种思维方法（无限分割，实现由变到不变）就是极限的思想，在今后，我们还要多南师大附中 潘志民 运动快慢的描述-速度( 说课教案) August 25, 2008第 10 页 共 10 页次用到。注意：这里 t 足够小，用数学术语来讲是 t 趋于零（但不是零） ，t 在物理上只要有几百分之一秒
27、就够了。d、实验研究：气垫导轨（一端垫高 3cm） ，数字计时计（s 2 档） ；AA i 分别取190mm、140mm、10mm、70mm、50mm、30mms/mm t1 t2 t3 t/ms v/m/s190 2245 2244 2247 2245 0.846140 167.6 167.6 167.8 167.7 0.835100 121.3 121.3 121.3 121.3 0.82470 85.75 85.82 85.50 85.69 0.81750 61.82 61.57 61.57 61.65 0.81130 36.68 37.05 37.37 37.03 0.810（2）瞬时速度的定义： tsvtA0lim（3）瞬时速度是矢量，方向在物体运动的方向上（4）瞬时速度的大小称为瞬时速率比较：瞬时速度与平均速度粗略，精确各有其实际应用的意义飞机起飞速度不由 v 决定，枪炮射程由出口速度决定。瞬时速度是时间趋近于零的平均速度。讨论：“说一说“作业：（一）问题与练习 1、2、3（二） “做一做” ，阅读速度与现代社会
