高一物理《運(yùn)動(dòng)快慢的描述 速度》教案

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111 河北省唐山市遷西縣新集中學(xué)高一物理《運(yùn)動(dòng)快慢的描述 速度》教案 一、目的要求 1、理解速度的概念 （1）知道速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量； （2）明確速度的意義、公式、符號(hào)和單位； （3）知道速度是矢量. 2、理解平均速度和瞬時(shí)速度的概念，明確瞬時(shí)速率，知道速率和速度的區(qū)別. 3、初步運(yùn)用極限思維方法理解瞬時(shí)速度. 二、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：速度概念。 難點(diǎn)：對(duì)瞬時(shí)速度的理解。 三、教學(xué)過程： 1、多媒體演示不同物體的運(yùn)動(dòng)，引出速度概念 百米競(jìng)賽 汽車的運(yùn)動(dòng) 火箭的運(yùn)動(dòng) 2、速度：速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，它等于位移s與發(fā)生這段位移所用時(shí)間t的比值，用v表示速度，則有 v=s/t 單位：m/s 速度不但有大小，而且有方向，是矢量，速度的方向跟運(yùn)動(dòng)的方向相同. 3、平均速度 （1）在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度不變，位移s跟 發(fā)生這段位移所用的時(shí)間t成正比，即速度v恒定. （2）在變速直線運(yùn)動(dòng)中，物體在相等的時(shí)間里位移不相等，比值s/t不恒定. （3）平均速度：在變速直線運(yùn)動(dòng)中，位移s跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間t的比值叫做這段時(shí)間的平均速度，用 v- 表示，有 V v- =s/t 顯然，平均速度只能粗略描述做變速直線運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的快慢. 平均速度與時(shí)間間隔t（或位移s）的選取有關(guān)，不同時(shí)間t（或不同位移s）內(nèi)的平均速度一般是 不同的. 例題1：下邊是京九鐵路北京西至深圳某一車次運(yùn)行的時(shí)刻表，設(shè)火車在表中路段做直線運(yùn)動(dòng)，且在每一個(gè)車站都準(zhǔn)點(diǎn)開出，準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá). a.火車由北京西站開出直至到達(dá)霸州車站，運(yùn)動(dòng)的平均速度是多大？ b.火車由霸州車站開出直至到達(dá)衡水車站，運(yùn)動(dòng)的平均速度是多大？S c.在零時(shí)10分這一時(shí)刻，火車的瞬時(shí)速度是多大？ 北京西 ↓ 深圳 自 北京西 起公里 站名 北京西 ↑ 深圳 22:18 0 北京西 - 6:35 23:30 32 92 霸州 22 5:20 0:08 11 147 任丘 39 4:36 1:39 45 274 衡水 10 3:04 … … … … 解：a.北京西→霸州 位移s=92km 時(shí)間t=23:30-22:18=72min=1.2h ∴ v- =s/t=92/1.2=76.67km/h b. 霸州→衡水 位移s=274-92=182km 時(shí)間t=1:39-23:32=2:07min=2.12h ∴ v- =s/t=182/2.12=85.85km/h c. 在零時(shí)10分這一時(shí)刻，火車的瞬時(shí)速度為零。 例題2.物體沿直線AC作變速運(yùn)動(dòng),B是AC的中點(diǎn),在AB段的平均速度為60m/s,在BC段的平均速度為40m/s,那么在AC段的平均速度為多少? 解:設(shè)AC段位移為s,那么 通過AB段經(jīng)歷的時(shí)間t1=(1/2)s/ v- 1=s/120 s 通過BC段經(jīng)歷的時(shí)間t2=(1/2)s/ v- 2=s/80 s 總時(shí)間t=t1+t2=(s/120+s/80) s 在AC段的平均速度 v- =s/t=s/(s/120+s/80)=48m/s 本題的解答過程告訴我們,求平均速度應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)定義進(jìn)行,不能無根據(jù)任意發(fā)揮.(比方說用v- =(v- 1+v- 2)/2 ) 4．瞬時(shí)速度、瞬時(shí)速率 運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻（或某一位置）的速度，叫瞬時(shí)速度.瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率，簡(jiǎn)稱速率. 為什么要研究瞬時(shí)速度？（學(xué)生討論） 因?yàn)槠骄俣炔荒苊枋鑫矬w在運(yùn)動(dòng)過程中任一時(shí)刻（或任一位置）運(yùn)動(dòng)的快慢，而瞬時(shí)速度在日常生產(chǎn)，生活和現(xiàn)代科技中有廣泛的應(yīng)用，例如研究飛機(jī)起飛降落時(shí)的速度，子彈離開槍口時(shí)的速度，人造衛(wèi)星入軌時(shí)的速度等. 例題3.一物體從靜止出發(fā)從某一高度向下豎直下落，它的位移大小與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系為s=5t2(m) 求t1=2 s到t2=3 s這段時(shí)間的平均速度； 求t1=2 s到t2=2.1 s這段時(shí)間的平均速度； 求t1=2 s到t2=2.01 s這段時(shí)間的平均速度； 求t1=2 s到t2=2.001 s這段時(shí)間的平均速度. 解:由位移s與時(shí)間t的關(guān)系式s=5t2可以得到各段時(shí)間的平均速度 v- 1=s/t=5(32-22)/(3-2)=25 m/s v- 2=s/t=5(2.12-22)/(2.1-2)=20.5 m/s v- 3=s/t=5(2.012-22)/(2.01-2)=20.05 m/s v- 4=s/t=5(2.0012-22)/(2.001-2)=20.005 m/s 討論:從上面的計(jì)算,會(huì)發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?可以得到什么結(jié)論? 結(jié)論:當(dāng)時(shí)間間隔取得越來越短時(shí),物體平均速度的大小愈來愈趨近于數(shù)值20m/s，實(shí)際上, 20m/s就是物體在2s時(shí)刻的瞬時(shí)速度,它反映了物體在2s時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢程度.可見: 質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,等于時(shí)間間隔趨于零時(shí)的平均速度值,用數(shù)學(xué)語言講叫瞬時(shí)速度是平均速度的極限值. (4)瞬時(shí)速度是客觀存在的.設(shè)想物體在運(yùn)動(dòng)過程中任一時(shí)刻沒有瞬時(shí)速度,則也可以推出在其他的任意時(shí)刻都沒有瞬時(shí)速度,這樣,又怎樣解釋物體是運(yùn)動(dòng)的呢? (5)瞬時(shí)速度是矢量,既有大小,也有方向,在直線運(yùn)動(dòng)中瞬時(shí)速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同. (6)怎樣在s-t圖象中認(rèn)識(shí)瞬時(shí)速度. 討論:教材第27頁(yè)第(4)題 如圖是兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象.哪條直線所表示的運(yùn)動(dòng)的速度大?各是多大? 解析:根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式s=vt,由于v是不變的,s與t呈正比例關(guān)系,s-t圖象是一條傾斜直線,該直線的斜率k在大小上等于勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v.顯然直線的斜率大于直線的斜率,即v2>v1 不難求出 v1=0.75m/s v2=1.5m/s 在變速直線運(yùn)動(dòng)s-t圖象中,某段時(shí)間內(nèi)的平均速度,可用圖象在該段時(shí)間內(nèi)的割線的斜率k來表示，如圖所示 在變速直線運(yùn)動(dòng)s-t圖象中，某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，可用圖象上過該時(shí)刻（或該位置）對(duì)應(yīng)點(diǎn)的切線斜率k來表示.如圖所示 k=tanα=vt (7)用正負(fù)號(hào)表示速度 如果質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，可以先建立一維坐標(biāo)軸，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向與坐標(biāo)軸的正方向相同時(shí)，規(guī)定它為正值，而當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速度方向與坐標(biāo)軸的方向相反時(shí)，規(guī)定它為負(fù)值，這樣，就可以用帶有正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示速度的大小和方向. 討論：v1=5m/s和v2=-10m/s各表示什么意思？誰的速度大？ 四、課堂小結(jié)： 　　　　　勻速直線運(yùn)動(dòng)：v=s/t 速度 平均速度　v- ＝s/t Δt→0 變速直線運(yùn)動(dòng)　　瞬時(shí)速度　v = lim (Δs/Δt) 瞬時(shí)速率 111