2019-2020年高一物理 第一章 C 運(yùn)動(dòng)快慢的描述 平均速度和瞬時(shí)速度高一高一物理教案 滬科版.doc

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2019-2020年高一物理 第一章 C 運(yùn)動(dòng)快慢的描述 平均速度和瞬時(shí)速度高一高一物理教案 滬科版 [教學(xué)目標(biāo)] 1、知識(shí)與技能 （1）理解速度的概念。理解速度的定義、公式、符號(hào)和單位，知道它是矢量。 （2）理解平均速度和瞬時(shí)速度。 （3）知道速率與速度的區(qū)別。 （4）能通過(guò)平均速度、瞬時(shí)速度的計(jì)算，初步解決有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。 2、過(guò)程與方法 （1）通過(guò)對(duì)典型事例的研究，感受探索物理規(guī)律的過(guò)程。 （2）了解用比值法定義物理量的基本方法。 （3）在學(xué)習(xí)瞬時(shí)速度的過(guò)程中認(rèn)識(shí)極限思想。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）通過(guò)對(duì)劉翔雅典奪冠的分析評(píng)價(jià)，激發(fā)學(xué)生為國(guó)拼搏爭(zhēng)光的愛(ài)國(guó)主義情感。 （2）通過(guò)小組討論，體驗(yàn)合作探究學(xué)習(xí)的快樂(lè)，調(diào)節(jié)人際交往能力。 （3）通過(guò)逐步深入的學(xué)習(xí)，感悟事物的規(guī)律是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。 三、教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：平均速度與瞬時(shí)速度的概念的建立及其兩者的區(qū)別 教學(xué)難點(diǎn)：用無(wú)限逼近方法得出瞬時(shí)速度的概念。 四、教學(xué)資源 教學(xué)器材：多媒體一套，置有電磁鐵的氣墊導(dǎo)軌、J0416型大屏幕數(shù)字顯示器、光電門(mén)、寬窄不一的遮光片一套（自制），橡皮泥；瞬時(shí)速度測(cè)定的研究表格（每人一張），計(jì)算器等。 教學(xué)課件：劉翔雅典奪冠過(guò)程的錄像、自制課件（頻閃照片）。 五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路： 本設(shè)計(jì)包括速度、平均速度和瞬時(shí)速度三部分內(nèi)容。 本設(shè)計(jì)的基本思路：以錄像觀察、DIS實(shí)驗(yàn)和學(xué)生的交流討論為基礎(chǔ)，從生活中的一些現(xiàn)象入手，在觀看劉翔雅典奪冠過(guò)程的錄像、介紹比值定義物理量方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)交流討論，建立速度的概念；通過(guò)投影頻閃照片，根據(jù)頻閃照片中，物體相鄰兩段位移所用的時(shí)間相等，但位移的大小不同，建立平均速度的概念；根據(jù)無(wú)限逼近的思想方法，用DIS實(shí)驗(yàn)分別測(cè)出裝有寬窄不等遮光片的小車(chē)的平均速度，然后通過(guò)分析、推理，建立瞬時(shí)速度的概念。通過(guò)平均速度、瞬時(shí)速度等概念在實(shí)例中的運(yùn)用，解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。 本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：平均速度、瞬時(shí)速度的概念及其兩者的區(qū)別。方法是：以劉翔雅典奪冠過(guò)程的錄像為背景，通過(guò)投影頻閃照片，根據(jù)頻閃照片中，物體相鄰兩段位移所用的時(shí)間相等，但位移的大小不同，建立平均速度的概念，照片了解平均速度的特點(diǎn)；用無(wú)限逼近方法得出瞬時(shí)速度的概念，了解瞬時(shí)速度的特點(diǎn)，通過(guò)比較、分析，歸納出兩者之間的區(qū)別。 本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：用無(wú)限逼近方法得出瞬時(shí)速度的概念。方法是：?jiǎn)l(fā)學(xué)生對(duì)平均速度的進(jìn)一步計(jì)算和分析，通過(guò)用DIS實(shí)驗(yàn)分別測(cè)出裝有寬窄不等遮光片的小車(chē)的平均速度，然后通過(guò)分析、推理，建立瞬時(shí)速度的概念，歸納起瞬時(shí)速度的特點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與，重視概念和公式的形成過(guò)程以及伴隨這一過(guò)程中滲透的物理方法，重視培養(yǎng)學(xué)生積極參與探索物理規(guī)律的能力和合作能力，通過(guò)對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，解決生活中相關(guān)的物理問(wèn)題，感悟知識(shí)與生活的聯(lián)系。 完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。 六、教學(xué)設(shè)計(jì)流程 問(wèn)題II 設(shè)問(wèn)3 活動(dòng)II 典型例題 反饋練習(xí) 瞬時(shí)速度 的概念 活動(dòng)I 測(cè)瞬時(shí) 速度 瞬時(shí)速度 的特點(diǎn) 速度的概念 情景 多媒體視頻 設(shè)問(wèn)1 速度定義及表達(dá)式 平均速度 及表達(dá)式 平均速度 的特點(diǎn) 問(wèn)題 I 設(shè)問(wèn)2 1、教學(xué)流程圖 2、教學(xué)流程說(shuō)明 情景 播放錄像和設(shè)問(wèn)1 多媒體視頻——雅典奧運(yùn)會(huì)上劉翔正在進(jìn)行110米跨欄比賽。 通過(guò)設(shè)問(wèn)I引入新課，對(duì)初中所學(xué)速提升為矢量，拓展概念的內(nèi)涵，并了解比值法。 問(wèn)題I 設(shè)問(wèn)2 通過(guò)設(shè)問(wèn)2，探究平均速度的概念和特點(diǎn)。 問(wèn)題Ⅱ 設(shè)問(wèn)3 活動(dòng)I 活動(dòng)I：模擬實(shí)驗(yàn)，用光電門(mén)測(cè)瞬時(shí)速度，。 通過(guò)設(shè)問(wèn)3和活動(dòng)I，滲透極限思想方法并加深對(duì)瞬時(shí)速度概念和特點(diǎn)的理解。 活動(dòng)II 典型例題 反饋練習(xí) 通過(guò)對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，解決生活中相關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，感悟知識(shí)與生活的聯(lián)系。 3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)： 第一環(huán)節(jié)，以生活中的一些現(xiàn)象和劉翔雅典奪冠的確錄像為情境，通過(guò)交流討論，在介紹比值定義物理量方法的基礎(chǔ)上，建立速度的概念. 第二環(huán)節(jié)，以劉翔在跨欄過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的快慢不同為背景，通過(guò)對(duì)頻閃照片的分析、討論，建立平均速度的概念，歸納得出平均速度的特點(diǎn)。 第三環(huán)節(jié)，根據(jù)無(wú)限逼近的思想方法，通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn)的探究與分析、討論，歸納得出瞬時(shí)速度的概念和特點(diǎn)。 第四環(huán)節(jié)，通過(guò)典型習(xí)題的練習(xí)，加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握，更好的運(yùn)用知識(shí)解決生活中的物理問(wèn)題。 七、教案示例（教學(xué)實(shí)錄節(jié)選） 【第一課時(shí)】 （一）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)探究情感，師生互動(dòng)學(xué)習(xí)速度的概念 【多媒體視頻】 雅典奧運(yùn)會(huì)上劉翔正在進(jìn)行110米跨欄比賽。 【提問(wèn)】 劉翔本屆奧運(yùn)會(huì)上奪冠的成績(jī)是多少？讓我們值得借鑒學(xué)習(xí)的地方有那些？ 生：劉翔的這種為國(guó)爭(zhēng)光的拼搏精神和信心值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。 （劉翔雅典奪冠的精彩回放，創(chuàng)設(shè)適宜的問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生探究的熱情，通過(guò)點(diǎn)評(píng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行為國(guó)拼搏的愛(ài)國(guó)主義教育，理想前途教育） 問(wèn)：在生活中怎樣比較哪位同學(xué)跑得快呢？有幾種方法呢？試舉例說(shuō)明。（小組討論） 【學(xué)生活動(dòng)】 思考并回答： 第一種方法：同樣的位移，比較所用時(shí)間的長(zhǎng)短，時(shí)間短的，運(yùn)動(dòng)得快，例如剛才播放的奧運(yùn)會(huì)上的110m短跑，就是通過(guò)到達(dá)終點(diǎn)所用時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)比較運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)的。 第二種方法：同樣的時(shí)間，比較通過(guò)的位移大的，運(yùn)動(dòng)得就快。例如，甲、乙同時(shí)出發(fā)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，甲的位移比乙的位移大，說(shuō)明甲運(yùn)動(dòng)得快。 師:由上分析知，運(yùn)動(dòng)的快慢跟運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及通過(guò)的位移都有關(guān)。 問(wèn)：如果兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，所通過(guò)的位移都不一樣，用什么物理量來(lái)描述物體快慢呢？ 生：速度 師：什么是速度？導(dǎo)入初中速度的概念。 生：速度在數(shù)值上等于運(yùn)動(dòng)物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程。即v＝ 。 師：我們來(lái)計(jì)算劉翔的速度。 生：速度v = 110m/12.91s ＝ 8.52m/s 問(wèn)：現(xiàn)有A、B兩個(gè)物體，速度大小都是10m/s，A物體向正東方向運(yùn)動(dòng)，B物體向正西方向運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同嗎？ 生：這兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不同的。 師：為了使速度在反映物體運(yùn)動(dòng)快慢的同時(shí)，把物體運(yùn)動(dòng)的方向也表示出來(lái)，所以用位移替換路程。則速度在數(shù)值上等于什么？ 生：速度在數(shù)值上等于運(yùn)動(dòng)物體在單位時(shí)間內(nèi)的位移。 師：在高中物理中，我們常用比值法定義物理量，我們現(xiàn)在對(duì)速度下一個(gè)確切的定義：速度是表示運(yùn)動(dòng)快慢地物理量，它等于位移S跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間t的比值。用v＝ 表示，方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，是個(gè)矢量。速度的大小叫速率。 （二）師生互動(dòng)學(xué)習(xí)平均速度概念 也是從對(duì)劉翔雅典奪冠過(guò)程的提問(wèn)導(dǎo)入 師：你認(rèn)為劉翔在雅典奪冠過(guò)程中，做什么運(yùn)動(dòng)？ 生：變速直線運(yùn)動(dòng)。 師：那么，我們剛才的計(jì)算的速度是什么速度呢？ 生：平均速度。 師：在初中，平均速度是如何定義的？ 生：做變速直線運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過(guò)的路程和經(jīng)過(guò)這段路程所用時(shí)間的比值，叫做運(yùn)動(dòng)物體在這段路程內(nèi)（這段時(shí)間內(nèi)）的平均速度。 師：我們現(xiàn)在來(lái)給平均速度下一個(gè)定義，應(yīng)該怎樣敘述呢？ 生：平均速度是指在變速直線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)物體的位移△S和所用時(shí)間△t的比值。即＝ ，方向與位移△S方向相同。 （三）探索平均速度的特點(diǎn) 教師投影“步步閃攝影”。 仔細(xì)觀察劉翔的每一段運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)的快慢并不同，跨欄前的速度比較大，落地后再加速運(yùn)動(dòng)一段后再跨欄，高速攝影機(jī)每秒鐘可拍攝很多張照片，把這些照片連起來(lái)播放，我們的眼睛就感覺(jué)人或物體在運(yùn)動(dòng)了。如果在同一張底片上多次曝光，就變成了“步步閃攝影”。這種方法叫做頻閃攝影。 學(xué)生觀察思考、頻閃照片相鄰兩個(gè)物體位置的時(shí)間相等。但位移不同，說(shuō)明物體運(yùn)動(dòng)快慢在不斷改變。 師：下面讓我們以學(xué)習(xí)小組為單位，大家一起來(lái)計(jì)算劉翔奪冠過(guò)程不同階段的平均速度。這些數(shù)值相同嗎？你認(rèn)為平均速度具有怎樣的特點(diǎn)？ 將劉翔奪冠過(guò)程分成11個(gè)階段來(lái)進(jìn)行計(jì)算，得到了11個(gè)平均速度值。 【學(xué)習(xí)小組合作學(xué)習(xí)】 學(xué)生參與小組合作學(xué)習(xí)，教師巡視指導(dǎo)。 請(qǐng)學(xué)習(xí)小組派代表回答，其他同學(xué)可以補(bǔ)充。 （通過(guò)分析比較，同學(xué)們就可發(fā)現(xiàn)平均速度的特點(diǎn)，老師進(jìn)一步歸納總結(jié)） 教師歸納 平均速度粗略地描述物體做變速直線運(yùn)動(dòng)快慢，平均速度也有方向。平均速度具有這樣的特點(diǎn)，選取的位移或時(shí)間不同，平均速度的值不同。它表示某段位移或某段的間內(nèi)的平均速度。 【第二課時(shí)】　 （四）師生互動(dòng)學(xué)習(xí)瞬時(shí)速度概念 師：復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容。 問(wèn)：上節(jié)課我們已經(jīng)將劉翔奪冠過(guò)程分成11個(gè)階段來(lái)進(jìn)行計(jì)算，得到了11個(gè)平均速度值，我們已經(jīng)將這些數(shù)據(jù)畫(huà)成了圖線，請(qǐng)看圖線。這個(gè)圖線能夠精確地描述劉翔奪冠過(guò)程的各時(shí)刻運(yùn)動(dòng)快慢嗎？ 生：不能 問(wèn)：為什么？ 生：因?yàn)闇y(cè)量的時(shí)間間隔還太長(zhǎng)。 師：對(duì)，那么我們能否通過(guò)其它的辦法來(lái)比較精確地描述劉翔奪冠過(guò)程的各時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的速度嗎？ 生：把兩個(gè)欄之間的距離再分成11段，測(cè)出11個(gè)位移和時(shí)間，求出11個(gè)平均速度。 師：夠精確了，能否更加精確一些呢？ 生：將其中一段距離再分成11段，測(cè)出11個(gè)位移和時(shí)間，求出11平均速度。 師：還可以繼續(xù)分，直到…… 師：對(duì)，直到位移接近于零，時(shí)間也接近于零，而兩者的比值就等于這一點(diǎn)的速度，我們把它叫做瞬時(shí)速度。 師：如何定義瞬時(shí)速度呢？ 生：瞬時(shí)速度：運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻的速度，或經(jīng)過(guò)某一位置的速度。 （五）用光電門(mén)測(cè)瞬時(shí)速度，并滲透極限思想方法。了解速度計(jì)可以測(cè)瞬時(shí)速度。 【模擬演示實(shí)驗(yàn)】 出示氣墊導(dǎo)軌，并使其保持一定傾斜度。 在導(dǎo)軌上作一標(biāo)記A，并在此處安置光電門(mén)，滑塊上分別插上寬窄不一的鋁片，每次從最高點(diǎn)釋放滑塊，則滑塊前沿的P點(diǎn)每次經(jīng)過(guò)標(biāo)記時(shí)的運(yùn)動(dòng)快慢是相同的，再用電子計(jì)時(shí)器測(cè)出P從A點(diǎn)起走了一段位移DS所需時(shí)間Dt。 5 4 3 2 1 6 P 1、導(dǎo)軌 2、滑塊 3、光電門(mén) 4、鋁片 5、電磁鐵 6、橡皮泥 瞬時(shí)速度測(cè)定的研究 Ds/m （鋁片的寬度） Dt/s v（m/s） 1 2 3 0.300 0.200 0.100 0.036 0.024 0.008 0.0004 結(jié)論：v = m/s 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：隨著DS的縮小，平均速度的大小向某一個(gè)值趨近。 s/m t/s A B1 B B2 T1 T2 T3 當(dāng)所取位移 DS足夠小時(shí)，即當(dāng) Dt 0時(shí)，在測(cè)量?jī)x器精確度內(nèi)的，所得的平均速度就等于瞬時(shí)速度。即： 物體在某時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于從這一時(shí)刻起足夠短時(shí)間內(nèi)的平均速度。瞬時(shí)速度在S——t圖像中的確定。 以左圖中可知，隨著所取的時(shí)間的縮短，過(guò)A點(diǎn)的割線越來(lái)越接近過(guò)A點(diǎn)的切線，物體經(jīng)過(guò)t = T2 s這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的大小在數(shù)值上等于過(guò)A點(diǎn)的切線的斜率。物體經(jīng)過(guò)t = T2 s這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度的方向：過(guò)該點(diǎn)的切線方向。 【用測(cè)速計(jì)來(lái)測(cè)量瞬時(shí)速度】 速度計(jì) 學(xué)生歸納 瞬時(shí)速度精確地描述物體做變速直線運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向。瞬時(shí)速度具有這樣的特點(diǎn)，選取的時(shí)刻或位置不同，瞬時(shí)速度的值不同。它表示的是物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度。 小結(jié) 速度v＝ ，是表示運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向的物理量。而平均速度 ＝ ，表示物體在某段時(shí)間內(nèi)（或某段位移內(nèi)）的平均快慢程度，是粗略描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況；瞬時(shí)速度v＝ （ Dt 0 ），反映的是物體在某一時(shí)刻（或經(jīng)過(guò)某一位置）的快慢程度，是精確描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。這兩個(gè)速度從不同的角度對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述，都是非常重要的物理量，都是矢量，在回答時(shí)都不要忘記它的方向。 【典型例題】 1、一個(gè)做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，通過(guò)一段位移，在前 段位移上的平均速度為1m/s，在接下來(lái)的 段位移上的平均速度為2m/s，在最后 段位移上的平均速度為3m/s，求該物體在整段位移上的平均速度為多少？ 2、對(duì)作變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，有如下幾種敘述： A．物體在第2s內(nèi)的速度是3m/s B．物體在第2s未的速度是3m/s C．物體在通過(guò)其路徑上某一點(diǎn)的速度為3m/s D．物體在通過(guò)一段位移S時(shí)的速度為3m/s 以上敘述中表示平均速度的是 ，表示瞬時(shí)速度的是 。 3、一個(gè)以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在各段時(shí)間內(nèi)的平均速度以及整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平均速度各是多大？每一時(shí)刻的瞬時(shí)速度各是多大？ 4、一物體的s—t 圖如圖所示，根據(jù)圖像判斷以下說(shuō)法正確的是 （ ） 5 4 s/m t/s 1 0 3 2 2 4 6 A、物體在前2 s內(nèi)的平均速度是3 m/s B、物體在前3s 內(nèi)的平均速度是2 m/s C、物體在4 s內(nèi)的瞬時(shí)速度是1.5 m/s D、物體在第5s內(nèi)的平均速度是—6 m/s 【反饋練習(xí)】 1、試判斷下面的幾個(gè)速度中哪個(gè)是平均速度（ ）；哪個(gè)是瞬時(shí)速度（ ）。 A．汽車(chē)從甲站行駛到乙站的速度是60km/h B．子彈出槍口的速度是620m/s C．小球第5s未的速度是6m/s D．汽車(chē)通過(guò)某一站牌時(shí)的速度是72km/h 2、一個(gè)作直線運(yùn)動(dòng)的物體，某時(shí)刻的速度是10m/s那么這個(gè)物體（ ） A．在這一時(shí)刻之前1s內(nèi)的位移一定是10m B．在這一時(shí)刻之后0.1s內(nèi)的位移一定是1m C．從這一時(shí)刻起10s內(nèi)的位移可能是80m D．如果從這一時(shí)刻起物體開(kāi)始作勻速運(yùn)動(dòng)，那么它連續(xù)通過(guò)900m位移，需要時(shí)間90s 3、做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，在前一半時(shí)間內(nèi)的平均速度是4m/s，后一半時(shí)間內(nèi)的平均速度是8m/s，則全程的平均速度是（ ） A．6m/s。 B．5m/s。 C．5.3m/s 。 D．4.5m/s。 【課外練習(xí)】 1、判斷下面所給的數(shù)值是指平均速度還是瞬時(shí)速度？ （1）炮彈以850m/s的速度從炮口射出，它在空中以835m/s的速度飛行，最后以830m/s的速度擊中目標(biāo)。 （2）某列車(chē)從北京開(kāi)到天津的速度是56km/h，經(jīng)過(guò)某公路交叉口時(shí)的速度是36km/h。 2、一輛汽車(chē)從甲地開(kāi)往乙地的過(guò)程中，前一半位移內(nèi)的平均速度是30km/h，后一半位移內(nèi)的平均速度是60km/h，則在全程內(nèi)這輛汽車(chē)的平均速度是（ ） A．35km/h B．40km/h C．45km/h D．50km/h 3、短跑運(yùn)動(dòng)員在100m競(jìng)賽中，測(cè)得7 秒未的速度是9m/s，10秒未到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的速度是10.2m/s，則運(yùn)動(dòng)員在全程內(nèi)的平均速度是（ ） A．9m/s B．9.6m/s C．10m/s D．10.2m/s 4、一支長(zhǎng)40 m的隊(duì)伍勻速前進(jìn)，通訊員從隊(duì)尾到隊(duì)前傳達(dá)命令后立即返回隊(duì)尾時(shí)，隊(duì)伍已前進(jìn)了200 m，在整個(gè)過(guò)程中，通訊員共用了40 s，則全過(guò)程中通訊員平均速度的大小為多少？