《高中物理 第1章 怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng) 第2節(jié) 怎樣描述運(yùn)動(dòng)的快慢教案 滬科版必修1》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第1章 怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng) 第2節(jié) 怎樣描述運(yùn)動(dòng)的快慢教案 滬科版必修1(7頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
1.2 怎樣描述運(yùn)動(dòng)的快慢(一)
★教學(xué)目標(biāo)
(一) 知識(shí)與技能
1. 知道速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量
2. 明確速度的計(jì)算公式、符號(hào)和單位,理解記憶速度是矢量。
3. 理解平均速度和瞬時(shí)速度的概念,知道速率和速度的區(qū)別。
(二) 過程與方法
1. 通過瞬時(shí)速度,初步了解極限思想。
2. 體會(huì)比值法定義物理量的方法。
(三) 情感態(tài)度與價(jià)值觀
1. 在學(xué)生自己探究學(xué)習(xí)物理的過程,逐步愛上物理學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)、奇妙。
2. 通過“速度”與“現(xiàn)代社會(huì)”的閱讀,培養(yǎng)自己熱愛生活和保護(hù)環(huán)境的情操
★教學(xué)重點(diǎn)
1. 速度的定義。
2. 平均速度和瞬時(shí)速度的理解。
★教
2、學(xué)難點(diǎn)
1. 瞬時(shí)速度的理解。
★教學(xué)方法
1. 多媒體展示。
2. 講練結(jié)合。
★教學(xué)過程
引入:
師:同學(xué)們,我們都知道事物的發(fā)展變化是需要時(shí)間的,我們平時(shí)所看到的變化就是由時(shí)間一點(diǎn)點(diǎn)累積起來的,比如:大家十幾年長(zhǎng)成現(xiàn)在這么高的個(gè)子,那一天長(zhǎng)多高呢?同樣,一拳打在臉上,臉是不是瞬間腫起來?
生:肯定不是的,那需要一定的時(shí)間。
師:對(duì)!那既然變化是與時(shí)間聯(lián)系起來的,那必然會(huì)出現(xiàn)下面一些情況:1、相同的時(shí)間產(chǎn)生的變化不一樣;2、相同的變化所需的時(shí)間不一樣。如下面兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子
1、 甲2天做了10件衣服,乙2 天做了12件衣服。
2、 甲做30件衣服用了6天,乙30件衣服
3、用了5天。
師:1、2甲乙的工作有什么不同?
生:1中甲做得慢,乙做得快;2中還是甲做得慢,乙做得快。
師:那如果甲2天做10件,乙3天做18件,甲乙哪個(gè)做得快呢?
生:還是乙快,因?yàn)榧?天10件,平均一天5件,乙3天18件,平均一天6件,所以還是乙快。
總結(jié):
師:很好,從上面我們可以看出,既然事物的變化是與時(shí)間相聯(lián)系的,那必然有變化快慢之分,那如何來比較事物變化的快慢呢?從上面的解題過程我們發(fā)現(xiàn),相同的時(shí)間比變化或相同的變化比時(shí)間是很簡(jiǎn)單的,那如果時(shí)間不同,變化也不同該如何比較呢?
師:其它剛才同學(xué)們的解題就已經(jīng)給了我們方法:那就是用它們的變化量比上它們變化所需要的時(shí)間,得到
4、單位1時(shí)間內(nèi)各自的變化量(如做衣服),這樣就可以在相同的時(shí)間內(nèi)(同樣是單位1的時(shí)間)比變化就簡(jiǎn)單了 即:
一、速度
師:前面學(xué)過,運(yùn)動(dòng)是指物體位置的變化,有變化必有變化快慢之分。那如何表示位置變化快慢(即運(yùn)動(dòng)快慢)?答案同學(xué)們都知道了吧?
生:根據(jù)
有
師:好不錯(cuò),為了研究物體運(yùn)動(dòng)的快慢,物理學(xué)中引入一個(gè)物理量:
速度(V)來描述物體運(yùn)動(dòng)快慢。
公式:
問題:我們初中時(shí)曾經(jīng)學(xué)過“速度”這個(gè)物理量,今天我們?cè)俅螌W(xué)習(xí)到這個(gè)物理量,那大家仔細(xì)比較分析一下,我們今天學(xué)習(xí)的“速度”跟初中學(xué)習(xí)的“
5、速度”一樣嗎?如果不一樣,有什么不同?
師:有不同的地方,我們初中學(xué)習(xí)的速度是用路程比上時(shí)間(),現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是位移比時(shí)間();路程是標(biāo)量,位移是矢量。
師:好,觀察非常仔細(xì),所以大家要牢記的是:今天我們學(xué)習(xí)的速度是位移與時(shí)間的比值,是矢量(有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)以后學(xué)習(xí))。有大小,有方向。
標(biāo)矢性:位移是矢量。
大?。何灰频拇笮∨c時(shí)間的比值。
方向:位移的方向。
所以:
速度的物理意義:描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量。
單位:m/s
例1:甲百米賽跑用時(shí)12.5秒,求整個(gè)過程中甲的速度是多少?
解:,方向與運(yùn)動(dòng)方向相同。
二、平均速度:
師:從上面的計(jì)算我們知道甲的速
6、度是8m/s,那么我們來想一想,這個(gè)8m/s是不是代表在整個(gè)12.5秒內(nèi)速度一直都是8m/s呢?
生:不是,因?yàn)槲艺J(rèn)為甲在12.5內(nèi)速度肯定有快有慢,不可能勻速,勻速是理想化的。而且整個(gè)過程一定是有速度大于8m/s的時(shí)候,有的速度小于8m/s的時(shí)候,這樣最后平均下來是8m/s。(若都小于8m/s,則平均下來肯定小于8m/s;若都大于8m/s,則平均下來一定大于8m/s。)
師:對(duì)!所以,公式求出的只能是平均的運(yùn)動(dòng)快慢,我們把這個(gè)速度叫做平均速度。
1、是矢量,方向與位移方向相同。
2、物理意義:平均地表示物體平均的運(yùn)動(dòng)快慢和方向。
例2、某段過程中甲的平均速度是10m/s,
7、方向向北,用時(shí)10秒,求甲在整個(gè)過程中的位移。
解: 方向向北。
例3、甲乙兩人從市中心出發(fā),甲2秒內(nèi)到達(dá)正東方向100米處,乙3秒內(nèi)到達(dá)正北方向150米處,試比較整個(gè)過程中甲乙的平均速度。
解: 方向向東
方向向北 所以兩人平均速度大小一樣,方向不同,所以千萬不能講它們的平均速度一樣。
三、瞬時(shí)速度
師:由于平均速度只能粗略地描述一段時(shí)間內(nèi)物體的平均運(yùn)動(dòng)快慢,而無法描述物體在運(yùn)動(dòng)過程中具體每個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況,所以為了詳細(xì)地描述物體在運(yùn)動(dòng)過程中各瞬間的運(yùn)動(dòng)情況,我們還需要“瞬時(shí)速度”這個(gè)物理概念。
瞬時(shí)速度:物體某一時(shí)刻或某一位置的速度(理解:時(shí)刻對(duì)應(yīng)
8、位置,某一時(shí)刻物體不可能處于兩個(gè)位置,某一時(shí)刻物體肯定處于某一確定的位置)。
標(biāo)矢性:矢量
方向:物體在某位置的運(yùn)動(dòng)方向。
問題:在日常生活中我們也常常用到“速度”這個(gè)詞,那我們平時(shí)所講的“速度”在物理學(xué)中的哪個(gè)速度呢?平均速度還是瞬時(shí)速度?
生1:瞬時(shí)速度。
生2:平均速度。
師:呵呵。對(duì)于這個(gè)問題,我敢說大家潛意識(shí)里都是知道答案的,只是當(dāng)我將它作為一個(gè)正式的問題問出來的時(shí)候,很多人迷糊了?不信?好,那大家想一想,我剛才是不是問過這樣一個(gè)問題:“這個(gè)8m/s是不是代表在整個(gè)12.5秒內(nèi)速度一直都是8m/s呢?”?大家異口同聲地說:“不是!”那大家在回答這個(gè)問題的時(shí)候是如
9、何理解我的問題的呢?當(dāng)然是理解成“整個(gè)12.5s過程中是不是每個(gè)時(shí)刻的速度都是8m/s呢?所以大家現(xiàn)在應(yīng)該知道:
注意:如無特殊說明,速度是指瞬時(shí)速度。
問題:前面的計(jì)算中我們只能知道百米賽跑中平均下來是每秒8米,只能粗略地知道物體運(yùn)動(dòng)的快慢,如果我想知道物體某個(gè)時(shí)刻的速度如10秒末這個(gè)時(shí)刻的速度,該如何計(jì)算呢?
例2:一物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),10S內(nèi)位移為100米,試求物體在5S末的瞬時(shí)速度。
解:因?yàn)閯蛩?,所以每個(gè)時(shí)刻速度均相同,平均下來還是這個(gè),比如每個(gè)人8元,平均下來每個(gè)人還是8元,所以5S末的速度與1S末2S末等其他時(shí)刻速度均相同,等于平均速度10m/s。有(順便問一下
10、:如果汽車每秒位移是5m,那汽車是勻速運(yùn)動(dòng)嗎?不是勻速運(yùn)動(dòng)的定義應(yīng)該是:任何相等的時(shí)間內(nèi)的位移都相等)
問題:那例1中百米賽跑10s末的速度是多少呢?等于整個(gè)過程的平均速度8m/s嗎?
生:不等于。
師:為什么呢?
生:因?yàn)檫@跟例2不一樣,不是勻速直線運(yùn)動(dòng)。
師:那該如何求呢?
陷入沉思,無解決之道
V
t
師:我們前面講過,事物的變化是需要時(shí)間的,時(shí)間越短,變化越不明顯,比如問你今天一天長(zhǎng)了多高,這個(gè)變化實(shí)在太微小,幾乎可以認(rèn)為今天沒有長(zhǎng)個(gè)。我們?cè)俳又聪聢D
△v
t2
t1
△t
上圖可以分析:時(shí)間間隔越小,速度變化量越小。當(dāng)
11、時(shí)間間隔△t足夠小時(shí),這段時(shí)間內(nèi),物體的速度變化很小,可以認(rèn)為它幾乎沒有發(fā)生變化,我們就可以將這個(gè)很小時(shí)間段△t內(nèi)的運(yùn)動(dòng)近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)。既然是勻速直線運(yùn)動(dòng)了,那
公式就成立了,即該時(shí)間段內(nèi)的任一時(shí)刻的速度均等于該△t內(nèi)的平均速度。即,因?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)是近似的,所以和是近似等于。
師:根據(jù)這個(gè)理論大家來看下面一個(gè)實(shí)例
A
B
C
D
F′
E′
F
E
D′
如上圖所示,一輛汽車從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)做單向變速直線運(yùn)動(dòng),用時(shí)10s,位移是200m,如何求汽車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度?
(1) B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于AC段的平均速度嗎?(不是,因?yàn)锳C段不是勻速)
12、
(2) 若從汽車經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)到經(jīng)過D′時(shí)停止計(jì)時(shí),則B點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于DD′段的平均速度嗎?
(3) EE′段呢?
(4) FF′段呢?
分析:雖然上面四段的平均速度都不等于B點(diǎn)的瞬時(shí)速度,但根據(jù)所學(xué),時(shí)間間隔取得越小,則該時(shí)間內(nèi)速度變化越小,近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)后誤差越小。如上例中,對(duì)于EE′段和FF′段,將FF′近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)的誤差要比把EE′段近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)的誤差小。如果我們把FF′段近似成勻速直線運(yùn)動(dòng),那么就可以用這段過程的平均速度來表示這段過程中任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,當(dāng)然也包括B點(diǎn)的速度。
師:有的同學(xué)可以會(huì)想,這樣的求出的B點(diǎn)的速度只是一種近似值啊,因?yàn)镕F′
13、是近似成勻速直線運(yùn)動(dòng)。
師:這個(gè)想法很好,大家現(xiàn)在都知道,如果要求物體在某個(gè)位置的瞬時(shí)速度,就可以在這個(gè)位置周圍取一時(shí)間間隔很小的過程,如FF′。當(dāng)這個(gè)時(shí)間間隔取得很小時(shí),就可以把這個(gè)過程近似成勻速,那就可以用該段的平均速度來近似該段內(nèi)任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度當(dāng)然也包括你要求的那一點(diǎn)的速度。大家也知道,這種求解方法只是一種近似的求解方法。難道不能準(zhǔn)確地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度嗎?
師:能!這需要一定的數(shù)學(xué)知識(shí),這里老師先稍微透露一下。
師:從理論上講,當(dāng)△t越接近于零,越接近于我們所要求的瞬時(shí)值。當(dāng)△t→0時(shí),就是我們要求的瞬時(shí)值。用數(shù)學(xué)語言講就是瞬時(shí)速度是平均速度的極限值。
提醒:雖然從理論上講
14、是時(shí)間間隔取得越小越好,但實(shí)際操作中,時(shí)間間隔越小越不好測(cè)量。那么,時(shí)間間隔取到什么樣的程度才可以近似看成勻速運(yùn)動(dòng)?這就要根據(jù)你計(jì)算所要求的精度和你所能測(cè)量時(shí)間的準(zhǔn)確度自己判斷了。
舉例:課本實(shí)驗(yàn)用光電門測(cè)小車速度。
例3、下列所說的速度中,哪些是平均速度,哪些是瞬時(shí)速度?
1. 百米賽跑的運(yùn)動(dòng)員以9.5m/s的速度沖過終點(diǎn)線。
2. 經(jīng)過提速后,列車的速度達(dá)到150km/h.
3. 由于堵車,在隧道中的車速僅為1.2m/s.
4. 返回地面的太空艙以8m/s的速度落入太平洋中。
5. 子彈以800m/s的速度撞擊在墻上。
四、速率
平均速率:
師:既然現(xiàn)在的速度定
15、義為位移與時(shí)間的比值,那初中階段我們學(xué)習(xí)過的路程與時(shí)間的比值又該叫做什么呢?
師:叫做平均速率。,因?yàn)閷?duì)應(yīng)的是一段時(shí)間,所以叫做平均速率。
平均速度的大小與平均速率的比較
, ,│平均速度│≤平均速率
瞬時(shí)速率:瞬時(shí)速度的大小
注意:無特殊說明的情況下,速度是指瞬時(shí)速度,速率是指瞬時(shí)速率。
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375