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1.4 物体运动的速度 教案粤教版必修1教学重点怎样由平均速度引出瞬时速度.教学难点 怎样由平均速度引出瞬时速度.教学方法 启发式,探究式.教学用具 多媒体课件.课时安排 1课时三维目标知识与技能1.理解物体运动的速度.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.3.理解瞬时速度的意义.4.知道速度和速率以及它们的区别.过程与方法 通过位移方向说明平均速度也有方向，且两者间方向一致,间接说明速度是矢量.对于平均速度的意义，通过对一段轨迹图进行讨论与交流，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，先对一张轨迹图进行实验与探究，从中领略分析研究自然规律时的作用，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.情感态度与价值观1.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.2.培养学生认识事物的规律：由简单到复杂.3.培养学生的迁移类推能力、抽象思维能力.教学过程导入新课师 可以让学生看比赛录像或看图片北京时间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 m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.那么请问我们怎样比拟哪位运发动跑得快呢?有几种方法呢?试举例说明.学生活动：思考并答复：生1 同样的位移，比拟所用的时间的长短，时间短的，运动得快.例如刘翔在110 m栏比赛中所用的时间最短，故跑得最快,夺得金牌.生2 也可以用相同的时间，比拟通过的位移，位移大的，运动得快.假设用相同的时间，刘翔将跑得更远，说明刘翔跑得更快.师 由以上分析可知，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.推进新课一、平均速度师 以下有四个物体，请同学们来比拟一下它们运动的快慢程度.初始位置(m)经过时间(s)末了位置(m)A.自行车沿平直道路行驶020100B.公共汽车沿平直道路行驶010100C.火车沿平直轨道行驶500301 250D.飞机在天空直线飞行500102 500师 如何比拟和、B和D、B和C的运动快慢？生1 比拟A和B.它们经过的位移相同都是100 m，A用的时间长(20 s)，B用的时间短(10 s).在位移相等的情况下，时间短的运动得快，即汽车比自行车快.生2 比拟B和D.它们所用的时间相同(都是10 s)，B行驶了100 m，D飞行了2 000 m，B行驶的位移比D短，在时间相等的情况下，位移大的运动得快，即飞机比汽车快.生3 比拟B和C.它们的位移不同，所用的时间也不同，要比拟它们的运动快慢，只有计算它们平均每秒钟位移的大小量,单位时间内位移大的运动快.由上列表可算出以上四个物体，每秒钟位移大小分别为5 m、10 m、25 m、200 m.这说明飞机行驶得最快.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，运发动的奔跑等.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，为了比拟准确地描述运动，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.如何定义平均速度的概念?学生阅读课文并答复.生 平均速度：用位移和产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的时间的比值.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 假设物体做直线运动，可沿直线建立Os轴，如图1-4-1所示，在t1到t2的时间内质点由A运动到B，那么位移就是s=s2s1图1-4-1 位置、位移在坐标轴上的表示 上式中s2、s1分别为A、B两点在Os轴上的坐标值.在t1到t2的时间内质点运动的平均速度是 = 当s0时，0，表示平均速度的方向沿s轴正方向；当s0时，0，表示平均速度的方向沿s轴负方向.师 假设t=1 s请同学们通过图1-4-2ab分别计算质点从A到B过程中的平均速度.图1-4-2生1 在图a中，物体的平均速度=m/s=3 m/s平均速度大小是3 m/s，平均速度是正值，表示方向沿s轴正方向.生2 在图b中，物体的平均速度=m/s=3 m/s平均速度大小是3 m/s，平均速度是负值，表示方向沿s轴负方向.讨论与交流1.如图1-4-3所示是物体运动的一段轨迹,图中的黑点表示物体从起点每隔1 min后所在的位置.图1-4-3 物体运动的轨迹师 请计算出物体在相邻两点间的平均速度以及总的平均速度,并把相邻两点间平均速度的大小及其方向标在图上.说明:只要求学生知道如何求平均速度的大小的方法.可以用刻度尺量出位移的大小，再用平均速度的公式计算.也可以根据比例关系得到水平和垂直距离，再用求直角三角形的斜边的长的方法来求出位移的大小.师 平均速度在这里能不能描述物体任何时候运动的快慢呢?图中的哪一段描述得比拟好?生 不能，BC段.2.美国田径运发动刘易斯，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.位移s/m0102030405060708090100时间t/s01.882.963.884.715.616.467.308.139.009.86通过每10 m的时间t/s1.881.080.920.830.900.850.840.830.870.86每10 m内的平均速度/(ms-1)参考答案:每10 m内的平均速度/(ms-1)5.329.2610.8712.0511.1111.7611.9012.0511.4911.63课堂探究 某同学不小心掉了半块饼干在地上，5 min后发现饼干上聚集了许多蚂蚁，那么5 min前这些蚂蚁离饼干的最远距离为多少？确定这个最远距离的关键是测出蚂蚁的爬行速度.某班学生以小组为单位进行估测蚂蚁爬行速度的实验探究活动，下表是各小组的实验方案及结果.组别实验方案平均速度/cms-11用面包吸引蚂蚁，使它在两直尺间运动1.22让沾有墨水的蚂蚁在纸槽内运动0.33让直玻璃管内的蚂蚁向另一端运动1.044让蚂蚁在盛有粉笔灰的纸槽内运动0.455让蚂蚁在塑料吸管内爬行，同时点燃蚂蚁身后的塑料吸管2.401表中各小组最后测得的蚂蚁的爬行速度各不相同，产生此现象的可能原因是什么？25 min前蚂蚁离饼干的最远距离约为多少？参考答案:1由于各小组测蚂蚁爬行速度的路况不同，其客观条件也不相同.2当蚂蚁做直线运动时，且不受别的干扰的情况是符合题意的，故取=1.2 cm/s.由s=1.2560 cm=360 cm.阅读某些物体运动的平均速度(m/s)光在真空中传播3.0108巡航导弹约800太阳绕银河系中心运动2.0105军用喷气式飞机约600地球绕太阳运动3.0104大型客机约300人造卫星或飞船近轨道约7103高速公路上的汽车最快33洲际弹道导弹+约5103野兔约18远程炮弹约2103远洋轮船817普通炮弹约1103赛马约15步枪子弹约900大陆板块漂移约10-9二、瞬时速度实验与探究 如图1-4-4所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动.现要考虑物体处于图中A点瞬间的速度，假设物体沿ABCDE，ABCD，ABC，AB四段曲线轨迹运动所用的时间分别是1.5 s，0.9 s，0.4 s，0.1 s.图1-4-4 物体做曲线运动的瞬时速度师 通过测量和计算，可以得出物体在这四段曲线轨迹上的平均速度分别是多少?师 哪一段曲线轨迹上的平均速度能较精确地反映物体处于A点时瞬间的速度?能得出更准确的数值吗?生 AB段的平均速度更接近A点的瞬时速度.不断减小曲线轨迹的长度，即求出越来越短时间内的平均速度，从而不断逼近物体在A点时的瞬时速度.师 从图1-4-4中看出：时间间隔越短，平均速度越趋近于A点的瞬时速度.瞬时速度也是一个矢量，A点瞬时速度的方向沿该点的切线方向.能否说，一切做曲线运动的物体，其速度的方向都沿该点的切线方向?生可以.说明:(1)依靠“图象纸测量和计算分析处理数据的方法；(2)运用“极限法结合科学抽象得出物理概念或规律，是物理学的根本研究方法之一；(3)尝试对所得结论(瞬时速度)进行描述.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.讨论与交流 阅读下面一段文字并答复后面的问题. 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.以以下举的是几种常见的运动物体的速度：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.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57 mm，雨滴下降的最大速度一般不会超过8 m/s.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.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2.98104 m/s；月球绕地球公转的周期约为27天，转动速度约为1.02103 m/s，即约为1 000 m/s；同步地球卫星绕地球公转周期为1天，运行速度约为3 000 m/s.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“盘旋加速器使带电粒子速度很容易到达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，任何物体不管是宏观物体还是微观物体，也不管它相对于什么参考系，其运动速度都不会超过光速(3108 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，思考以下问题,并将自己的想法与其他同学讨论交流.大雨滴降落速度大，还是小雨滴降落速度大?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)参考答案:1“奔跑的最大速度“台风最高速度均为瞬时速度；“人的步行速度“汽车的速度一般是20 m/s指的是平均速度.2可以讨论.大雨滴降落速度大，小雨滴降落速度小；不一定，因雨滴下落过程受空气阻力作用，到地面附近时已经是匀速运动了，故在六楼和一楼观察雨滴下落根本上一样快.说一说 著名物理学家，诺贝尔奖获得者费恩曼曾讲过这样一那么笑话：一位女士由于驾车超速而被警察拦住.警察走过来对她说：“太太，您刚刚的车速是60英里每小时一英里=1.609千米.这位女士反驳说：“不可能的，我才开了7分钟，还不到一个小时，怎么可能走了60英里呢?“太太，我的意思是：如果您继续像刚刚那样开车，在下一个小时里您将驶过60英里.“这也是不可能的，我只要再行驶10英里就到家了，根本不需要再开过60英里的路程.从物理学的观点看，这位女士没有认清哪个科学概念?课堂小结本节主要学习了:1.平均速度的概念及其物理意义.2.瞬时速度的概念及物理意义.布置作业课后练习板书设计第四节 物体运动的速度平均速度瞬时速度定义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公式=v=t0物理意义表示物体运动的平均快慢程度描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢矢量性方向与位移s方向相同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
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