3. 运动快慢与方向的描述——速度新颖的课程导入教案

1.3运动快慢与方向的描述—速度

教学目标

一、知识与技能

1. 理解速度的概念。知道速度是描述物体运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。

2. 理解平均速度、瞬时速度的概念。

3. 知道速度和速率关系。

二、

过程与方法

1. 通过vx了解比值定义法是物理学中经常采用的方法，学生在学习过程中掌握用数学t工具描述物理量之间的关系的方法。

2. 培养学生的迁移类推能力、抽象概括能力。

三、情感、态度与价值观

培养学生认识事物的规律思考方式是由简单到复杂。

教学重点

平均速度与瞬时速度的概念及其区别。

教学难点

怎样由平均速度引出瞬时速度。

教学过程

一、导入新课

教师活动：展示自行车、汽车、赛车、飞机等运动的视频，并提出问题：质点的各式各样的运动，快慢程度不一样，那如何比较运动的快慢呢？

引入新课、板书课题。

二、进行新课

（一）坐标与坐标的变化量

教师提问：在上一节的学习中，我们学习了位移这一较为重要的矢量。大家回忆一下，位移的定义是什么？位移是描述什么的物理量？

学生回答：从物体的初位置指向物体的末位置的有向线段叫做物体的位移。位移是描述物体位置变化的物理量。

教师引导：既然位移是描述物体位置变化的物理量，所以物体的位移可以通过位置坐标的变化量来表示。

问题展示：在训练场上，一辆实习车沿规定好的场地行驶，教练员想在车旁记录汽车在各个时刻的位置情况，他该如何做？假设在每一秒汽车都在做单向直线运动。

问题启发：对于物体位置的描述，我们往往需要建立坐标系。教练员应该如何建

立坐标系，才能方便地确定该车的位置？

教师指导学生分组合作讨论并总结。

教师点评：直线运动是最简单的运动，其表示方式也最简单。如以出发点为起点，车行驶20 m，我们就很容易地确定车的位置。所以，应该建立直线坐标系来描述汽车的位置。

位置变化量xx2x1，时间变化量tt2t1。

（二）速度

多媒体展示表格，指导学生阅读内容。

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 1250 2500 教师提问1：比较A和B谁运动得快，为什么？

学生回答：B运动得快，因为同样长短的位移，B所用时间少。

教师提问2：比较B和D谁运动得快，为什么？

学生回答：D运动得快；因为运动的时间相等，D位移大。

教师总结：比较物体运动的快慢，可以有两种方法：

一种是在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间短的物体运动快，时间长的物体运动慢；

另一种是在时间相同的情况下，比较位移的大小，位移大的物体运动得快，位移小的物体运动得慢。

教师提问3：比较B和C谁运动得快，为什么？

学生回答：C运动得快，因为单位时间内的位移大。

教师总结：如果用单位时间内的位移来比较物体运动的快慢，就找到了比较的统一标准。这

就是用来表示快慢的物理量——速度，在初中时同学就接触过这个概念，那同学回忆一下，比较一下有哪些地方有了侧重，有所加深。

速度是表示运动的快慢的物理量，它等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。用v表示。

由速度的定义式可看出，v的单位由位移和时间共同决定，国际单位制中是米每秒，符号为m/s或m•s-1，常用单位还有km/h、cm/s等，而且速度是既具有大小，又有方向的物理量，即矢量。

速度的方向就是物体运动的方向。

（三）平均速度和瞬时速度

1. 平均速度

教师导入

问题：在匀速直线运动中，在任何相等的时间里位移都是相等的，v＝s/t是恒定的。

那么如果是变速直线运动，在相等的时间里位移不相等，那又如何描述物体运动的快慢呢？

师生共同讨论：用在某段位移的平均快慢即平均速度来表示。

教师提问：百米运动员，10s时间里跑完100m，那么他在这10s内的平均速度的大小是多少？

学生回答：10m/s。

教师评价后总结：对，这就是运动员完成这100m的平均速度。

（1）平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，叫这段时间（或这段位移）的平均速度，用vx表示。

txt（2）平均速度的物理意义：粗略描述物体运动的快慢。

（3）平均速度的方向：平均速度也是矢量，它的方向与物体位移的方向一致。

教师点拨：对于百米运动员，谁也说不来他在哪1s破了10m，有的1s跑10m多，有的1s跑不到10m，但它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。所以就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。但这个10m/s只代表这100m内（或10s内）的平均速度，而不代表他前50m的平均速度，也不表示后50m或其他某段的平均速度。

教师活动：指导学生完成随堂练习并提问。

随堂练习1：一辆自行车在第一个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。

学生回答：2m/s，3m/s，

2.4m/s，

2.47m/s。

教师总结：平均速度应指明是哪段时间内或哪段位移内的平均速度。

2. 瞬时速度

教师导入：如果要精确地描述变速直线运动的快慢，应怎样描述呢？那就必须知道某一时刻（或经过某一位置）时运动的快慢程度，这就是瞬时速度。

（1）瞬时速度：运动的物体在（经过）某一时刻（或某一位置）的速度。

教师讲解：比如：骑摩托车时或驾驶汽车时的速度表显示，若认为以某一速度开始做匀速运动，也就是它前一段到达此时的瞬时速度。

在直线运动中，瞬时速度的方向即物体在这一位置的运动方向，所以瞬时速度是矢量。

（2）方向：与在该位置或该时刻的运动方向一致。

（3）瞬时速度通常我们只强调其大小，把瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称为速率，是标量。

教师活动：指导学生完成随堂练习，并用多媒体展示学生答案。

随堂练习2.一物体从甲地到乙地，总位移为2s，前半程内平均速度为v1，后半程内平均速度为v2，求这个物体从甲地到乙地的平均速度。

学生回答：v师生共评：vv1v2。

2v1v2是错误的。平均速度不是速度的平均值，要严格按照平均速度的定义2来求，用这段总位移与这段位移所用的时间的比值，也就表示这段位移（或时间）内的平均速度。设全程的位移为2s，则v2sssv1v22v1v2。

v1v2（四）速度—时间(v－t)图像

1．v－t图像

以速度为纵轴，以时间为横轴，建立一个平面直角坐标系，在该坐标系中画出物体的速度随时间的变化关系，该图像就是速度—时间图像(v－t图像)，简称速度图像．

2．匀速直线运动的v－t图像是与横轴平行的直线．运动物体在时间t内的位移x＝vt，在v－t图像中就对应着边长分别为v和t的一块矩形面积. 三、课堂小结

这节课我们学习了速度的概念及物理意义、平均速度的概念及物理意义、瞬时速度的概念及物理意义。我们要注意这三个物理量的适用条件、区别与联系。

四、布置作业