高中物理3 位置变化快慢的描述——速度学案及答案

第一章　运动的描述

1.3   位置变化快慢的描述——速度

本节是物理必修一第一章第三节的内容。这是一节概念课，用单位时间的位移或单位位移的时间进行对比，建立速度的概念。讲解了平均速度和瞬时速度的区别与联系，用打点计时器测量平均速度和瞬时速度，最后讲解了速度时间图像。速度的矢量性问题，是本节的重点，特别是对瞬时速度的理解，体现了一种极限的思想，对此要求引导学生逐步理解，不要急于求成．速度的定义是高中物理中第一次向学生介绍比值定义物理量的方法，要求教师正确地加以引导，力求学生能理解．教学过程中，要多举实例，通过具体的例子从大小和方向两方面来强化对速度概念的认识。

【物理观念】理解速度的概念．知道速度是表示物体运动快慢的物理量；理解平均速度，知道瞬时速度的概念。

【科学思维】体会速度的比值定义法，培养学生的迁移类推能力，抽 象思维能力。

【科学探究】平均速度与瞬时速度的区别与联系。

【科学态度与责任】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；培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念。

【教学重点】

速度，速率，平均速度，瞬时速度的概念及区别。

【教学难点】

1、怎样由平均速度引出瞬时速度；

2、瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的。

PPT

【新课导入】

生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向，你还记得初中是怎样描述物体运动快慢的吗？运动员在比赛中的不同时段，运动的快慢一样吗？

【新课讲授】

一、速度

思考：在一田径比赛中：

1、观众怎么比较哪个运动员跑得快？

2、裁判又是怎么判断的？

实例分析：比较物体运动的快慢

(1)比较A和B,可以得到怎样的结论?     快

(2)比较B和C,可以得到怎样的结论?      快

(3)比较A和C,你有何感想?    快

【参考答案】B、C、C

归纳总结：如何判断谁运动的快?

方法一：位移 x 相同，比较时间 t 的大小。

方法二：时间 t 相同，比较位移 x 的大小。

★速度

1.定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。

2.符号：v

3.定义式：

4.单位：国际单位制为m/s(或m•s-1 )

5.速度是矢量，方向：与物体的运动方向相同。

6.物理意义：速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小；速度的方向是物体运动的方向。

巩固练习

1、下列关于速度的说法不正确的是（           ）

A、速度描述物体运动的快慢，只有大小。

B、物体运动时间越短，速度越大。

C、物体运动位移越大，速度越大。

D、物体位置变化越快，速度越大。

【参考答案】ABC

二、平均速度和瞬时速度

★平均速度

1 .平均速度：物体运动的位移与发生这个位移所用的时间的比值，叫做平均速度v

2. 物理意义：粗略地描述了物体运动快慢程度；平均速度大，物体运动快，反之慢

3.定义式：

4.单位： m/s

5. 计算物体的平均速度时要注意哪些问题?

平均速度只是对运动物体在某一段时间内

（或某一段位移内）而言的，对同一运动物体，在不同的过程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的．

4.单位： m/s

5. 平均速度的方向：物体的位移方向。

巩固练习

一个运动员在百米赛跑中，50 m处的速度是6 m/s，16 s末到达终点时的速度为7.5 m/s，则整个赛跑过程中他的平均速度的大小是(           )

      A.6 m/s                         B.6.25 m/s         

      C.6.75 m/s                       D.7.5 m/s

【参考答案】B

★瞬时速度

1、物体在某一时刻（位置）时的速度

2、当△t非常非常小， △x/ △t 可看作某时刻（某位置）的瞬时速度      

3、物理意义：精确描述某个时刻（或对应位置）的实际运动快慢程度。

4、矢量，方向即物体在这一时刻的运动方向

关于瞬时速度的几点理解

1. 瞬时速度是精确地描述物体运动快慢的物理量

2. 瞬时速度是矢量，其方向即为物体运动方向

3. 可以用一个较短时间内的平均速度来替代瞬时速度

4. 瞬时速度的大小称之为速率

★速率

1.速率：

    （1）定义：瞬时速度的大小

    （2）是标量

    （3）汽车的速度计显示的是速率

2.常说的“速度”，可能指: “平均速度”、“瞬时速度”或“速率”

三、测量纸带的平均速度和瞬时速度

复习：打点计时器

1.通过研究纸带，间接的反映物体运动情况：

（1）打出的点越密，则运动越慢；

（2）若打出的点间距相等，则物体做匀速直线运动。

2. 测平均速度（一段时间或者一段位移的平均速度）

（1）要测的量：某段时间Δt，以及对应的位移Δx

（2）关系式：

3. 计算变速直线运动中某点的瞬时速度

根据下面这条纸带，如何求 E点的瞬时速度？

原则：准确性、可行性

可以大致表示 E 点的瞬时速度，D、F  两点离 E 点越近，算出的平均速度越接近  E 点的瞬时速度。然而 D、E  两点间距离过小，则测量误差增大。所以，应该根据实际情况选取这两个点。

四、速度-时间图像

1、图像特点：直观

2、常用作图法

    （1）描点作图

    （2）据函数关系式作图

3、作图步骤

    （1）建系             （2）描点     （3）作图

4、速度－时间图像

用图象法表示变化规律：

（1）以速度V为纵轴，时间t为横轴，在方格纸上建立直角坐标系。

（2）根据表中的这些数据描出各点。

（注意标度选取得宜，使图像尽可能充满整个坐标纸）

（3）用平滑的曲线连接各点。

理解图象

若图象位于时间轴的上方,表示物体运动方向与正方向相同；位于时间轴下方,表示物体运动方向与正方向相反。

应用图线

a.确定某时刻的速度

b.求位移

c.判断运动性质(静止、匀速、变速)

d.判断运动的方向(正方向、负方向)

本节课的教学设计让学生体会物理与生活的密切联系。从学生的实际出发，利用构建主义理论、启发式来诱导学生，以达到学生能够较容易理解速度的概念，初步体会利用比值定义物理量的方法。