1.3 位置变化快慢的描述-速度（教学设计）-【上好课】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第一册）

第3节位置变化快慢的描述—速度教学设计备课人学科物理课题1.3位置变化快慢的描述—速度教学内容分析速度是描述物体运动的重要物理量，本节内容围绕速度概念的建立开放。教科书的内容支配是有层次的。具体表现为首先通过问题引导同学回忆学校时如何描述物体运动的快慢，并且引导同学分析运动员在竞赛中不同时段的运动快慢是否相同，这为引入瞬时速度做好了铺垫。然后在分析的基础上，引导同学生疏到为了描述物体的运动，不仅应当描述物体位置的变化多少，还要描述其快慢，这就需要建立速度的概念。为进一步精确描述物体的运动快慢，又引入了平均速度和瞬时速度的概念。最终，结合瞬时速度的概念，争辩测量速度的方法以及描绘速度我—时间图像的方法。学情分析速度是同学学校已有的概念，难点表现在对概念的重建和进阶学习上，由于位移和路程的不同，高中所学的速度概念与学校不同，教科书提示同学留意这个差异。平均速度过度到瞬时速度的极限思想同学首次接触，因此是本节的另一个难点。同学对∆t格外格外小的含义，不肯定理解的很清楚，老师可以用匀速直线运动作为过渡例子引导同学思考，同学一时不理解也不必强求。随着物理和数学学问的进一步学习，同学会渐渐加深对极限思想的理解。教学目标1.通过抽象概括，理解速度的含义。2.理解平均速度和瞬时速度的区分与联系，初步体会极限法在争辩物理问题中的应用和意义。3.理解v­t图像的含义，并会依据v­t图像分析物体运动的速度随时间的变化。4.联系与速度有关实例，体会物理学在生产、生活中的用途，增加对物理学习的爱好。教学重难点1.理解平均速度与瞬时速度的区分和联系。（重点）2.理解平均速度和平均速率的区分。（重点）3.理解计时点与计数点的区分以及比值定义法。（难点）4.瞬时速度概念的形成与瞬时速度的计算方法。（难点）教学过程教学环节老师活动同学活动设计意图导入新课首先，观看百米竞赛视频。【老师提出问题】(1)运动员在100m竞赛过程中，运动员同时动身，他们是否同时到达终点？(2)他们不同时到达终点，说明白什么？我们应当用哪个物理量来描述这种不同？(3)依据我们学校学习，速度的定义是什么？同学观看视频，然后依据老师所提问题，分组争辩问题。第（1）（2）两个问题是为了引出同学学校已经学习过的速度概念；第（3）问题让同学回忆学校物理对速度的定义，未后面和高中速度定义做比较做好铺垫；讲授新课【老师提出问题】(1)运动员在100m竞赛过程中，运动员同时动身，经过长短相同的路径，不同时到达终点，这段时间内运动员们位置变化的快慢相同吗？运动的方向相同吗？(2)有两辆车从同一地点同时沿直线动身，一辆向东开，一辆向南开，路程与时间的比都是20m/s，你认为它们的运动相同吗？位置变化相同吗？(3)有两辆车从同一地点同时动身，经过长短不同的路径，同时到达一个终点，这段时间内两辆车位置变化的快慢相同吗？(4)通过以上三点的分析，我们争辩物体运动的快慢，很多时候要争辩物体的位置随时间变化的快慢，此时应如何定义速度呢？一、速度1.定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。2.公式：3.物义：描述物体运动的快慢（或描述物体位置变化的快慢）。4.单位：国际单位制为m/s或m•s-1；其它单位：km/h或km•h-15.矢量性：速度既有大小，又有方向，是矢量。速度v的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。【老师提出问题】(1)观看上面截图，我们说取得冠军的运动员跑的快，那么这位运动员在100m全程中的每个位置跑的都是最快的吗？(2)对运动员的速度，我们应当怎样理解才更为精确     ？二、平均速度和瞬时速度1.平均速度(1)定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。(2)公式：(3)物义：粗略地描述物体在某段时间内的平均快慢程度。(4)方向：与某段时间内位移的方向全都。(5)留意：计算物体的平均速度时必需指明物体是在哪段时间内或哪段位移上的平均速度。【老师提出问题】(1)平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向。那么，怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢？(2)我们是否可以用由t到t+∆t一小段时间内的平均速度来替代某时刻t的速度呢？假如可以，我们应当如何做呢？2.瞬时速度(1)定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。(2)当△t格外格外小，△x/△t就可以看做某时刻（或某位置）的瞬时速度。（极限思想）(3)物义：精确地描述物体运动的快慢。(4)方向：这一时刻物体的运动方向。(5)在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度。(6)瞬时速度的大小叫做速率，为一标量。(7)平均速度与瞬时速度的区分与联系(8)在x-t图像中生疏平均速度与瞬时速度①数学学问补充：在数学一次函数y＝kx+b所对应的图像中，用斜率表示图线倾斜程度大小，公式中的K值即为直线的斜率。图像中对斜率的定义：②x-t图像的斜率意义：若物体做变速直线运动，x-t图像如图所示，过A点的割线AB的斜率反映是AB段内的平均速度，明显与5s时的瞬时速度差异较大。缩短了与A点的时间间隔割线AC，其斜率反映的平均速度更接近5s时的瞬时速度，进一步缩短时间间隔，趋近于0，过A点的切线斜率就精确     反映了5s的瞬时速度。3.平均速率(1)定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。(2)公式：(3)平均速率为一标量。(4)平均速度和平均速率的区分与联系【老师出题】【例题1】在一次室内田径赛期间，有三位运动员A、B、C从所住地M动身到赛场N。他们选择了三个不同的路径同时动身，最终同时到达赛场，如图所示，则下列说法中正确的是（）A．三个运动员从M点到N点的平均速度相同B．三个运动员到达N点时瞬时速度相同C．三个运动员从M点到N点的平均速率相同D．B运动员从M到N的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度的方向相同【例题2】如图所示为甲、乙、丙三个物体相对同一位置的位移图像，则在时间内，下列说法正确的是（）A．它们的平均速度相等B．甲的平均速度最大C．它们的平均速率相等D．乙和丙的平均速率相等三、测纸带平均速度和瞬时速度【老师引导】依据上节课对打点计时器使用的学习和对纸带数据处理的学问，你能设计出一个测纸带平均速度的试验方案吗?1.测量平均速度【老师给出思路】(1)试验思路：①用手拉通过打点计时器的纸带时，纸带运动确定时间内的位移信息就被记录下来。②测出纸带计数点间的位移Δx和所用的时间Δt，就可以算出平均速度。数据收集处理2.测量瞬时速度【老师引导】依据这节课我们对瞬时速度的学习，你能设计出一个测纸带某个点瞬时速度的试验方案吗?【老师给出思路】(1)试验思路：①假如不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表某个计数点的瞬时速度，也未尝不行。②假如要求更为精确，可以把包含某个计数点在内的间隔取得小一些，那么时间Δt就会变短，用两点间的位移Δx和时间Δt算出的平均速度代表纸带在该计数点的瞬时速度，就会精确一些。数据收集处理四、速度—时间图像【老师引导】依据上节课的学习，我们知道可以通过x-t图像形象直观的描述物体运动过程中的不同时刻的位置关系，那么我们是否可以用图像的方法，把物体的每个时刻的速度也反映出来呢？1.图像绘制（视频呈现）(1)以时间t为横轴，速度v为纵轴建立平面直角坐标系；(2)依据自己算出的是手拉纸带的v、t，数据在坐标系中描点；(3)用一条平滑的曲线描出这些点，曲线所反映的状况就是速度v随时间t变化的状况。2.速度时间图像的物理意义：直观地反映了速度随时间变化的状况。3.留意：①速度时间图像并不表示物体运动的轨迹，且只能描述直线运动，由于在速度时间图像中速度只有正、负两个方向。②图线在t轴上方速度方向为正，图线在t轴下方速度方向为负。拓展学习：借助传感器与计算机测速度课堂练习依据老师所提问题，分组争辩问题。同学记忆并把握速度的定义、单位、物理意义、v的方向同学思考争辩同学记忆并理解平均速度及其物理意义同学思考争辩同学记忆并把握瞬时速度的有关学问。同学分组争辩汇总同学学习记录同学分组争辩x-t图像斜率如何表述？这个斜率有何物理意义？同学分组争辩同学记忆并把握平均速率的概念。同学分组争辩汇总同学限时完成同学分组争辩，写出方案设计思想同学分组呈现说明，是否有更好的方案。同学试验收集数据同学分组争辩，写出方案设计思想同学分组呈现说明，是否有更好的方案。同学试验收集数据同学尝试画图像同学动手再画图像同学记忆并把握速度时间图像的物理意义。同学观看视频同学练习第（1）个问题的设置，意在说明单向直线运动，速度方向相同，位置变化相同，但是时间不同，时间短速度大。第（2）个问题的设置，意在说明照旧是单向直线运动，位置变化大小相同，但运动方向不同，引导同学留意速度是有方向的。第（3）个问题的设置，意在路径不一样，但经受时间和位置变化相同，引导同学思考位置变化快慢与路径长度是否有关？第（4）个问题的设置，意在引导同学思考速度的精确     定义。坚固把握基础学问与概念深化了解速度，引入下一节点：平均速度和瞬时速度的学习坚固把握基础学问渗透极限思想分析物理问题坚固把握基础学问从本质上区分平均速度和瞬时速度为x-t图像的斜率意义做铺垫用数学的方法借助图像说明x-t图像斜率意义，为后续学习做好铺垫。一方面让同学进一步明确用极限思想处理物理问题，同时也要让同学明确x-t图像中的图线不管是直线还是曲线，某个时刻图线上切线的斜率表述这个时刻的瞬时速度。进一步让同学知道平均速度和平均速率概念上的不同。全方位对平均速度和平均速率做比较通过例题加深对概念的理解培育同学试验动手力量培育同学的独立思考问题的力量培育同学思辨的力量培育同学试验动手力量培育同学动手力量培育同学动手力量培育同学学问迁移力量拓展同学对速度测量的方法，明确现代技术在物理中的应用巩固学问课