3. 运动快慢与方向的描述——速度公开课教案

《运动快慢的描述——速度》

教案设计

“运动快慢的描述—速度”是普通高中课程标准实验教科书·物理（必修1）（人民教育出版社，2006年版）第一章第三节内容。在上一节课中，学生已经学习了位移与矢量的概念，为这节课的学习打下了基础。在下一节课中，学生即将学习加速度，又必须以掌握速度概念为基础。因此，这节课在第一章内容中起到了承上启下的重要作用。

【学情分析】

在学习这节内容之前，学生已经对运动的快慢有了感观上的认识，通过小学、初中的学习也已经初步建立起了速度的概念，虽然高中内容里对速度的定义（单位时间内的位移）与初中的定义（单位时间内的路程）不同，但由于在这节课之前，学生已经学了位移的概念，对于矢量的概念也已经有所理解，因此学生掌握速度的定义并不困难。

速度是高中物理课程中运动学内容的基础，虽然学生对于速度的概念并不陌生，但是教师也不能忽略这节课。高中课程中学习的运动学的内容要比初中复杂的多，学生对于速度概念的理解程度会影响到后面加速度、自由落体运动等内容的学习效果。并且，这堂课可以挖掘出很多知识点，如果教法得当，不但能引导出学生学习物理的兴趣，还可以培养学生善于思考的习惯。

【教学目标】

 知识与技能

1、了解描述物体运动快慢的几种方法：文字、图、公式、图象；

理解物理学描述物体运动快慢的方法。

2、掌握速度的定义、定义式和单位。

 过程与方法

1、充分理解平均速度（全程与部分），为后面瞬时速度概念的教学打下基础（本教

学设计将瞬时速度概念移至下面一节讲解）。

2、掌握利用物理知识分析、解决实际问题的过程、方法。

 情感态度与价值观

1、通过分析现实实例，使学生获得解决问题的成就感，增加学习的积极性。

2、培养学生在简单现象中发现问题的能力，培养学生善于思考的习惯。

【教学重点】

 理解物理学描述运动快慢的思想方法；

 在应用速度概念解决问题的过程中达成对速度概念的深层次理解。

【教学难点】

 应用速度概念解决问题；

 瞬时速度的理解。

“瞬时速度”是高中物理课程中首次涉及到极限概念的一个物理量，因此学生接受有一定的难度。本教学设计拟采用两种方法降低难度：其一是采用具体案例（刘翔110米栏比赛的具体数据）代替抽象的概念；其二是分两个阶段的方式讨论，先研究刘翔在整个比赛过程中的平均速度，继而过渡到研究比赛中每一段位移对应的平均速度（本节课内容），同时也为下节课讲解瞬时速度作准备。

【教学模式】

对于学生来说，理解速度的定义和定义式并不困难，而运用速度概念分析问题对于学生来说则是个难点。因此在这节课的教学中，我将主要采用“探究—发现”模式进行教学，即在教学中不断指导学生通过观察发现问题、解决问题，让学生在解决问题的同时加深对所学知识的理解和进一步的思考。

【教学用具】

黑板、粉笔、电脑（多媒体演示工具PPT、电子表格工具Excel）。

【教学流程设计】（包括：引入、介绍物理学描述运动快慢的方法——速度、利用速度概念及定义式分析实例和内容小结四个部分。）

一、【引入】

教师活动

展示一段猎豹追捕野牛的视频，提问：“猎豹和野牛哪个跑得快?”“同学们对于‘快’学生活动

学生观看视频，思考讨论问题，回答：有部分同学说猎豹跑得快，部分同学说野牛跑得快，还有些同学说猎豹只擅长短距离跑，因此无法设计意义

提问引发学生的争议，生的争议中引出今天的题：怎样描述运动快慢

的定义又是怎么样的？”

判断谁快谁慢。

多数学生都无法对快作出准确定义。

二、【介绍物理学描述运动快慢的方法：速度】

教师活动

提问：同学们知道的表示快的词语都有哪些？

请学生观察以下两幅画，判断哪幅画描绘的人跑得更快，解释原因。

提问：上述方法能够准确表示出物体运动的快慢吗？从这些词语、这些图片中可以看出物体运动有多快吗？

提问：既然这些方式都无法准确描述物体运动的快慢，那么同学们知道怎么准确描述运动快慢吗?在同学们学过的物理量中，有哪个物理量是用来描述运动快慢的？它的定义又是什么？

学生活动

学生回答“一日千里”“白驹过隙”“一眨眼功夫”等等

学生回答：后一幅画中的人背后画了几条线，看起来跑的更快。

学生回答：不能准确描述运动的快慢。

设计意义

介绍文字以及绘画表示运动快慢的方法。但是这些方法都只能定性地表示运动的快慢，并不能准确描述物体运动的快慢，继而引出接下来探究的主题。用这样的方式引出主题，旨在关注学生对知识点掌握情况的同时，也注重学生物理思想习惯的培养。

学生回答：初中物理中让学生回忆起之前学学过速度的概念，可以习的知识，作为这节课用来比较物体运动的快的基础。

慢。速度是单位时间内经过的路程。

学生在初中物理课中学过：“速度是单位时间内的路程”。在上节课中，学生学习了新的物理量——位移。在高中课程中，我们对速度的定义做了进一步的完善：物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢，也就是速度。提问：根据速度的定义，我们可以得出速度的文字关系式是什么？字母表达式又是什么？根据表达式我们可以得出在国际单位制中，速度单位是什么？（板书）

学生回答：

学生回答：

在国际单位制中：位移的单位是米，时间的单位是秒，所以速度的单位是米/秒（m/s）。

由于学生的前概念与新知识并没有太大的冲突，而且学生在学习这节课之前已经学习了位移的概念，因此要接受速度的这个新定义并不困难。

三、【利用速度概念及定义式分析实例】

【实例1】

教师活动

下面我们用刚学过的知识来分析一个具体的问题：

在屏幕上展示2007年田径世锦赛男子110米栏决赛成绩表。请学生思考：我们如何根据这组数据来分析选手们运动的快慢。

学生活动

看完成绩表后，学生很容易就会联想到使用速度的概念来比较选手们运动的快慢。

回答：因为，把位移110m

和各个运动员的成绩代入公式即可算出速度。

因为速度大的运动员跑得快，所以在这场比赛中刘翔跑得最快。

设计意义

学过了速度的定义和定义式，引导学生利用速度的知识来研究问题，在考察学生对于这个概念的掌握程度的同时，也帮助学生巩固知识，学会利用知识。

教师提问：同学们都同意这样的观点吗？

（如果没有学生有异议，教师展示在这场比赛中选手的反应时间表）

教师提问：在田径比赛中，运动员是不是一看到发令就跑出去了呢？

运动员发生这段位移的时间到底是多少？

教师让学生计算每位运动员的跑步时间，之后展示自己算出的每位选手的跑步时间。提问：谁才是跑得最快的？

应该怎么计算每位选手的速度？

学生看到反应时间表后有争议，开始讨论。

鼓励学生积极参与、勤于思考、大胆猜测，搜集有用信息并提出有价值的问题。

学生讨论回答：运动员在发令后需要一段反应时间，没有立即跑出去。

运动员跑步的时间应该是总的时间减去反应时间。

学生开始讨论：比较谁跑得最快应该比较跑的时间，运动员跑步的时间应该是总的时间减去反应时间，根据计算可得：跑得最快的不是刘翔，而是美国选手特拉梅尔。

学生回答：在计算每位选手的速度时，应该先将总的跑步时间减去反应时间，也就是说：

让学生学会联系生活实践经验，发现问题、提出问题、经过思考后解决问题。

由于运动员跑步的真实时间应该是总的时间减去运动员的反应时间，因此学生需要将刚刚回答的速度计算表达式加以修正，促进学生对“发生这段位移的时间”作出深入的思考。

【实例2】

教师活动

学生活动

设计意义

引入实例，在教师的引导下，让学生发现问题、提出问题、自主分析。考察学生在观察现象的同时发现问题、搜集和分析信息、采集有用信息的能力以及运用知识的能力。

下面我们再来分析一个案学生回答：成绩是12秒例：

94。

播放刘翔在04年奥运会中获得110m跨栏冠军的视频。提问：刘翔的成绩是多少？假设刘翔的反应时间为0.160秒，刘翔的速度又是多少？

教师继续提问：刘翔的速度就是8.6m/s吗？有没有同学发现还有什么可以探讨的问题呢？

除了速度数据以外，我们还可以利用速度图示的方法来描述物体运动的情况。教师展示随着时间变化速度始终等于8.6m/s的v-t图象，介绍v-t图象。

提出平均速度的概念，指出8.6m/s是全程的平均速度，如果要了解刘翔在这110m的比赛中速度变化情况，必须要将这110m分成若干份，获得每份距离中的平均速度后再加以分析。

引导学生开始探究在这个比赛中刘翔的速度变化情况。

首先指导学生将研究的这个总位移110m分成11份，每两个栏间看成一段。要获得这每段距离间的速度，需要测哪些物理量？

教师给出110栏赛场的跨栏分布情况：

从起跑线到第一个栏的距离：13.72m；

从第一个栏到第十个栏，每相邻两个栏之间的距离：9.14m；

从第十个栏到终点的距离：14.02m。

给出表格，请学生记录每段位移值。

提问学生：每段的位移我们现在知道了，那么该怎么测学生议论：在他跑动的过程中速度不可能一直不变，肯定会发生一些变化，可是到底是怎么变化的？有没有规律呢？是不是最后冲刺时速度最快呢？

鼓励学生大胆猜想：刘翔的v-t图象是否为一条直线。

提出疑问：可以用什么方法来探究。鼓励学生思考探究方案。

学生回答：

因为，要求速度，必

须测量出位移和时间，也就是每两个栏之间的距离以及刘翔通过相邻两栏所用的时间。

及时让学生运用所学的知识，在巩固的同时，鼓励学生将物理知识运用于真实的生活情境当中去。

学生记录每段位移值：

0-1：13.72m 1-2：9.14m 2-3：9.14m 3-4：9.14m 4-5：9.14m 5-6：9.14m 6-7：9.14m 7-8：9.14m 8-9：9.14m 9-10：9.14m 10-11：14.02m

学生回答：每次刘翔跨到一个栏上时都使视频暂停，记下每次跨到栏上的

介绍110栏赛场的跨栏分布情况，在增长学生课外知识的同时，也鼓励学生在平时的生活实践中，用一种科学的眼光来看待现象、发现规律。

在分析问题、整理数据时，鼓励学生多开发运用平时学生所

算刘翔通过相邻两栏所用的时间？（如果学生无法回答，可以提示学生，屏幕角落有个计时器）

时刻：

忽略的简单的多媒0：0.16s 1：2.40s 体工具，利用这些工2：3.50s 3：4.50s 具来获取信息，以帮4：5.50s 5：6.50s 助我们分析解决问6：7.50s 7：8.50s 题。

8：9.50s 9：10.50s 10：11.50s 11：12.94s

学生回答：刘翔通过相邻

两栏所用的时间就是他跨

到后一个栏上的时刻与前

一个栏上的时刻之差。

记录数据：0-1：2.24s

1-2：1.10s 复习学生在上一节提问：刘翔通过相邻两栏所2-3：1.00s 课中所学的时间间用的时间要怎么计算呢？

3-4：1.00s 隔与时刻的内容，鼓4-5：1.00s 励学生多运用已经5-6：1.00s 学过的知识。

6-7：1.00s 7-8：1.00s 8-9：1.00s 9-10：1.00s 10-11：1.44s

学生回答：

因为，把测得的每两个栏

提问：现在我们测得了每两之间的距离除以刘翔通过

个栏之间的距离以及刘翔相邻两栏所用的时间就可

通过相邻两栏所用的时间。以了。

利用今天学的速度那么怎样求得刘翔通过相学生计算每段的速度：

关系式：

邻两栏之间的速度呢？

0-1：6.13m/s 请学生计算。

1-2：8.31m/s 在探究解决问题的2-3：9.14m/s 同时，巩固已学知3-4：9.14m/s 识。

4-5：9.14m/s 5-6：9.14m/s 6-7：9.14m/s 7-8：9.14m/s 8-9：9.14m/s 9-10：9.14m/s 10-11：9.73m/s

利用图示的方法来描述刘翔在110米栏比赛中速度变化的情况。学生在信息技术课程中已经学过如何使用电子表格工具来处理数据，生成图象。

教师将v、t数据导入电子表格，电子表格自动生成速度-时间图象，教师展示图象，让学生结合图象分析整个比赛过程中刘翔速度变化的情况。

四、【知识小结】

教师活动

学生看图分析在这场比赛中刘翔的速度随着时间变化的情况。

学生讨论回答：刘翔从起跑到第一个栏之间的平均速度为6.13m/s，是全程中最慢的一段；从第一个栏到第十个栏间近似为匀速直线运动，速度值约为9.14m/s；从第十栏到终点，刘翔的速度约为9.73m/s，是全程中最快的一段。

利用信息技术快捷准确地处理数据，并生成形象直观的图象，将信息技术与物理课堂有效结合起来。

让学生尝试分析v-t图象，培养学生对于运动学中常常涉及的物理图象的理解和分析能力。

设计意义

总结这节课的所有知识鼓励学生要学有所用，将自己所学的知识运用活实践，尝试用科学的去看待问题、分析问题小结这节课所学内容：

这节课学习了速度的定义和表达式，知道了速度的单位，并学会了使用图示的方法分析物理问题。

在这节课中运用速度的概念分析了两个实例，在分析过程中我们可以发现更多的信息，这些信息是我们平时直接观察物体的运动所不能观察到的。鼓励学生在今后的日常生活中学会运用课堂上学到的知识来认识世界。

留下问题：对最后一个v-t图有什么问题？还有什么值得进一步研究的？提示：从起点到第一个栏的速度一直是6.13m/s吗？（引导学生走向即时速度概念）

五、【参考文献】

1、普通高中课程标准实验教科书·物理（必修1），人民教育出版社

2、初中物理（8年级），人民教育出版社

3、刘炳升

吴伟

于玉琴等，视频素材库和课堂资源整合案例，江苏科技出版社

4、玛丽.艾利斯.冈特

等，教学模式，江苏教育出版社

附：【板书设计】

幻灯投影

三、运动快慢的描述——速度

1、 定义：

2、 表达式：

3、 单位： m/s