本章复习与测试优秀教学设计

湘潭县一中教学设计

高一物理必修1

课题

1.3运动快慢的描述—速度

上课时间

年 月 日

教学目标知识与技能

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，会用公式计算物体运动的平均速度，认识各种仪表中的速度. 3.理解瞬时速度的意义. 4.能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念. 5.知道速度和速率以及它们的区别. 过程与方法

1.通过描述方法的探索，体会如何描述一个有特点的物理量，体会科学的方法，体验用比值定义物理量的方法. 2.同时通过实际体验感知速度的意义和应用. 3.让学生在活动中加深对平均速度的理解.通过生活中的实例说明平均速度的局限性. 4.让学生在相互交流中逐渐领会瞬时速度与平均速度的关系，同时初步领略极限的思想并初步领会数学与物理相结合的方法，进而直接给出瞬时速度的定义. 5.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.通过介绍或学习各种工具的速度，去感知科学的价值和应用. 2.了解从平均速度求瞬时速度的思想方法，体会数学与物理间的关系. 3.培养学生认识事物的规律：由简单到复杂.培养学生抽象思维能力. 4.培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念.

教学重点教学难点速度、瞬时速度、平均速度三个概念，及三个概念之间的联系.

对瞬时速度的理解.

三维目标落实及教学反思

教学过程

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高一物理必修1 ［新课导入］

师：为了描述物体的运动，我们已经进行了两节课的学习，学习了描述运动的几个概念，大家还记得是哪几个概念？

生：质点、参考系、坐标系；时间、时刻、位移和路程. ［新课教学］

一、坐标与坐标的变化量

教师指导学生仔细阅读“坐标与坐标的变化量”一部分. 【讨论与交流】

以百米赛跑为例，你参加赛跑的跑道是笔直的，你能说明“坐标”与“坐标的变化量”有何不同，又有何联系？

学生讨论后回答

如图，让学生观察，用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表示时间的变化量？

【思考与讨论】

1.图中汽车（质点）在向哪个方向运动？

2.如果汽车沿x轴向另外一个方向运动，位移Δx是正值还是负值？

学生在教师的指导下，自主探究，积极思考，然后每四人一组展开讨论，每组选出代表，发表见解，提出问题. 教师帮助总结并回答学生的提问. 生：汽车在沿x轴正方向运动，图示汽车从坐标x1=10 m，在经过一段时间之后，到达坐标x2=30 m处，则Δx=x2－x1=30 m－10 m=20 m，位移Δx＞0，表示位移的方向沿x轴正方向. 师：我们的这种数学表述是与实际的物理情景相一致的，比如，汽车沿笔直的公路向东行驶，我们可以规定向东作为x轴的正方向，来讨论汽车的位置和位移. 【课堂训练】

出示题目，并组织学生独立思考后解答：

绿妹在遥控一玩具小汽车，她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动，开始时在某一标记点东2 m处，第1 s末到达该标记点西3 m处，第2 s末又处在该标记点西1 m处.分别求出第1 s内和第2 s内小车位移的大小和方向. 二、速度

展示问题（播放比赛片段）：北京时间8月28日凌晨2点40分，雅典奥林匹克体育场，这是一个值得所有中国人铭记的日子，21岁的上海小伙刘翔像闪电一样，挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点，以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军，12秒91的成绩平了由英国名将科林·约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录，改写了奥运会纪录. 师：那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?有几种方法呢?试举例说明. 学生讨论、思考并回答. 师：由上分析可知，运动的快慢跟运动的时间及通过的位移都有关系.物理学中用速度来描述物体运动的快慢程度.

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高一物理必修1 【讨论与交流】

师：以下有四个物体，请同学们来比较一下它们运动的快慢程度.

A.自行车沿平直道路行驶

B.公共汽车沿平直道路行驶

C.火车沿平直轨道行驶

D.飞机在天空直线飞行

初始位置（m）

0 0 500 500 经过时间（s）

20 10 30 10 末了位置（m）

100 100 1 250 2 500

师：如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢？

师：我们为了比较物体的运动快慢，可以用位移跟发生这个位移所用时间的比值，表示物体运动的快慢，这就是速度. x

t生：我们在初中也学过速度，不过那时是路程跟时间的比值.它们一样吗？

师：那时那样讲是限于当时同学们的接受能力，大家想一下，什么条件下路程等于位移的大小呢？

生：在单方向的直线运动中. 师：初中我们学的速度是路程跟时间的比值.在单向直线运动中，它与位移跟时间的比值是相等的.现在我们学习的速度概念更严谨.路程与所用时间的比值是另一个物理量，它与这里的速度是不同的. 师：位移是矢量，既有大小又有方向.那速度呢？

学生看书后回答. 生：也是矢量，速度的方向就是物体运动的方向. 三、平均速度和瞬时速度

师：大自然中，物体的运动有快有慢.天空，日出日落；草原，骏马奔驰；树丛，蜗牛爬行.仔细观察物体的运动，我们发现，在许多情况下，物体运动的快慢会发生改变：飞机的起飞，汽车的行驶，运动员的奔跑等.在自然界和人类生活中，物体的运动状态各不相同且不断变化.在长期对运动的思索、探究过程中，为了比较准确地描述运动，人们逐步建立了平均速度的概念，并用平均速度来描述物体运动的快慢.如何定义平均速度呢? 请大家讨论并总结一下. 生：平均速度：用位移和发生这段位移的时间来描述物体的运动，平均速度是指运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值. 师：平均速度是矢量，它的方向由位移的方向决定，它的大小表示这段时间内运动的快慢. 师：平均速度是在描述变速直线运动的情况下，能粗略描述物体运动快慢的物理量. 【讨论与交流】

美国田径运动员刘易斯，在1991年的世界田径锦标赛上创下了9.86 s的百米跑世界纪录.下表中给出了当时的实测记录.请算出每个10 m内的平均速度，并填入表中. 师：速度公式：v=位移s/m 时间t/s 0 0 10 1.88 20 2.96 30 3.88 40 4.71 50 5.61 60 6.46 70 7.30 80 8.31 90 9.00 100 9.86

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高一物理必修1 通过每10 m的时间Δt/s

1.88 1.08 0.92 0.83 0.90 0.85 0.84 0.83 0.87 0.86 v/（m·s－1）

教师引导学生总结. 师：在每个10 m内的平均速度不同，那么我们在求平均速度的时候应该注意什么，大家讨论一下. 生：变速运动在不同时间内的平均速度一般不同，所以我认为提及平均速度，必须要指明是哪段时间内的平均速度. 【课堂训练】

一辆汽车沿平直的公路行驶，第1 s内通过5 m的距离，第2 s内和第3 s内各通过20 m的距离，第4 s内又通过了15 m的距离.求汽车在最初2 s内的平均速度和这4 s内的平均速度各是多少？

【讨论与交流】

问题：在上面我们讨论的美国田径运动员刘易斯的百米赛跑记录中，我们要想知道他在前10 m内的平均速度已经可以求出来了，我们还可以求出他在前9 m内的平均速度，前8 m内的平均速度……前2 m内的平均速度，最初1 m内的平均速度，等等.在这些求出的速度中，哪一个能更准确地描述刘易斯在起跑时的速度？

生：取得的位移越接近最初起跑，越能准确描述他的运动快慢. 师：美国田径运动员刘易斯，平均速度只能粗略地描述运动的快慢.而当我们把时间间隔或位移间隔取得越短时，越能更准确地描述在这一小段时间内的运动快慢，这就是瞬时速度. 师：在质点从t到t+Δt时间内的平均速度x中，Δt取值非常非常小时，t这个值就可以认为是质点在时刻t的瞬时速度. 师：瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度.准确地讲，瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度.是矢量，大小反映了物体此时刻的运动快慢，它的方向就是物体此时刻的运动方向，即物体运动轨迹在该点的切线方向.瞬时速度的大小叫做瞬时速率. 【课堂训练】

下列关于瞬时速度的说法中正确的是

A.瞬时速度可以精确地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一段非常非常短的时间内的平均速度

C.瞬时速度的方向与位移的方向相同

D.某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止

【阅读】

教材第18页中《常见物体的速度》. 【讨论与交流】

阅读下面一段文字并回答后面的问题. 大到星系、天体，小到微观世界的分子、原子，无时无刻不在运动着.以下列举的是几种常见的运动物体的速度：

①人的步行速度为1 m/s左右，人的奔跑速度最大可达10 m/s，骑自行

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高一物理必修1 车的速度约为5 m/s，汽车的速度一般为20 m/s，现代飞机的速度高达1 000 m/s，2003年上海开通的磁悬浮列车的设计时速为430 km/h，约120 m/s. ②普通雨滴的直径一般约为1 mm，毛毛细雨的雨滴直径在0.5 mm以下，滂沱大雨的雨滴直径为5～7 mm，雨滴下降的最大速度一般不会超过8 m/s. ③沿海地区经常遭受台风的侵害，2004年4月的台风就给惠州市造成了较大的经济损失.台风是很可怕的大风暴，风速最高可达60 m/s，刮风的范围一般是几百千米到1 000千米.台风会带来恶劣的天气和大量的降雨，会给当地农作物、交通及各种建筑物造成很大的破坏. ④地球绕太阳转动，转动一周所用时间为1年，转动速度大小为2.98×104

m/s；月球绕地球公转的周期约为27天，转动速度约为1.02×103 m/s，即约为1 km/s；同步地球卫星绕地球公转周期为1天，运行速度约为3 km/s. ⑤在常温下，金属中的自由电子热运动的平均速率约为105 m/s，美国科学家利用“回旋加速器”使带电粒子速度很容易达到了106 m/s；天然放射性元素放出的射线，速度高达107 m/s.

根据爱因斯坦相对论，任何物体不论是宏观物体还是微观物体，也不论它相对于什么参考系，其运动速度都不会超过光速（3×108 m/s）. （1）上述材料中“人的步行速度为1 m/s左右”“人的奔跑速度最大可达10 m/s”“汽车的速度一般为20 m/s”“台风的风速最高可达60 m/s”，指的是平均速度还是瞬时速度? （2）观察雨滴下落情况，思考下列问题，并将自己的想法与其他同学讨论交流. ①大雨滴降落速度大，还是小雨滴降落速度大? ②根据生活经验，物体下落时总是越落越快.雨滴在六楼的下落速度一定比在一楼下落的速度小吗?即雨滴的下落过程是越落越快的吗?（学了自由落体运动后，再体会）

四、速度和速率

学生阅读教材第18页相应部分的知识点，让学生总结. 生：速度既有大小，又有方向，是矢量，速度的大小叫速率. 教师引导学生看教材第18页图1.3－2.观察汽车的速度计，讨论后说出你从表盘上获取的有用信息. 生：汽车的速率.指针指在相应数字的瞬间，就表示汽车在那一瞬时的速率是那个值. 生：还可以从表盘上直接读出公里里程. 师：日常生活中的“速度”有时指速度，也有时指速率，要看实际的物理情景. 【讨论与交流】

甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他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. x，甲、乙的位移都为零，所以他们的平均速度也都等t于零.在这里平均速度无法显示他们运动快慢的不同，要用到另一物理量：平均速率.平均速率等于物体运动通过的路程跟所用时间的比值.他们两人通过的路程相同且都不为零，但所用时间不同.显然用时短的运动得快，也就是平均速率师：平均速度v=

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高一物理必修1 大. ［小结］

本节主要学习了速度的概念及其物理意义，平均速度和瞬时速度的概念及物理意义.知道了平均速度只能粗糙描述质点运动的快慢，而瞬时速度能更准确地描述质点运动的快慢.速度是矢量，方向就是物体运动的方向.平均速度中，速度方向也与位移方向相同.瞬时速度的方向就是质点在那一时刻的运动方向.速率是标量，是指速度的大小.平均速度与平均速率是不同的，前者跟位移相关，后者跟路程相关. ［布置作业］

教材问题与练习.

3

运动快慢的描述——速度

定

义

平均速度

运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用的时间的比值. 公

式

物理意义

矢量性

瞬时速度

运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度.准确地讲，瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度. v=板书设计v=x

tx（Δt→0）

t

表示物体运动的平均快慢程度

方向与位移Δx方向相同，就是物体的运动方向

描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢

与物体此时刻的运动方向相同，即物体运动轨迹在该点的切线方向

总体教学反思

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