1.3运动快慢与方向的描述——速度

运动快慢与方向的描述——速度
通州区永乐店中学关正兵
教学设计思路：
本节课先播放田径比赛录像，引出问题，通过学生讨论、分析，引出用速度描述物体运动的快慢．接着，通过比较匀速直线运动和变速直线运动，得出平均速度的概念及计算方法，通过计算运动员在不同路段或时间段的平均速度，让学生体会计算平均速度时，必须指出是哪一段位移或时间所对应的平均速度．然后问学生，要想精确描述运动员的运动快慢，该怎么办？引导学生分析，通过极限思想，引出瞬时速度的概念．之后用气垫导轨、光电门模拟利用极限思想寻找平均速度和瞬时速度的联系．最后通过播放录像——汽车速度计的指针所指示的数值随着运动速度的变化而变化，让学生体会瞬时速度．
学习者分析：
由于学生在初中已学习过有关速度的知识，在生活中对于速度也有较多的感性知识，在高中重新学习应该困难不大．但用比值来定义速度是第一次，通过通俗的比较运动快慢的方法，过渡到一个统一标准，自然地用比值法定义速度，并引导学生了解现在的定义与初中的定义有什么不同，用位移定义速度有什么好处等．这是本节内容的一个难点．
教学目标：
一、知识与技能
1．叙述速度的定义，写出速度的公式、符号和单位．
2．阐述速度的特点，区分速度和速率．
3．列举具体实例，识别平均速度和瞬时速度．
4．通过速度、平均速度的计算，解决有关实际问题．
二、过程与方法
1．通过对物体运动快慢的分析，采用比值法定义速度这一物理量．
2．运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，渗透等效的方法．
3．由平均速度引出瞬时速度，培养学生的迁移推理能力．
三、情感、态度和价值观
1．激发探究与日常生活有关的物理学问题的兴趣．
2．体验民族自豪感．
3．有主动与他人合作的精神，有将自己的解释与他人交流的愿望．
教学准备：
教学录像、图片、气垫导轨、光电门、滑块．
教学过程：
一、引入新课：
（播放刘翔110米栏夺冠录像）这是刘翔在瑞士洛桑世界田径超级大奖赛以12秒 88 的成绩夺冠、并打破世界纪录的录像．
问题1：110米栏决赛中，裁判是根据什么判定刘翔获得冠军的？
（相同位移比时间）
问题2：比赛现场的观众是如何知道刘翔获得了冠军？
（相同时间比位移）
问题3：有位同学100米跑的成绩为12秒，请你判断他和刘翔谁跑得快？
学生分析得出：用位移和时间的比值来反映运动的快慢，并计算出刘翔在110米栏全程位移与时间的比值是8.54m/s．
二、新课教学
1．平均速度
在匀速直线运动中，在任何相等的时间里位移都是相等的，也就是说
是恒定的．如果是变速直线运动，在相等的时间里位移不相等，那么
就表示某段位移 ( 或在时间t内 ) 的平均快慢即平均速度．大小：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
物理意义：粗略描述物体运动的快慢．
方向：与物体运动方向一致．
说明：我们前面算出的刘翔110米栏比赛的速度为8.54m/s，就是他运动110米这段位移的平均速度．
问题4：刘翔每秒都跑8.54 米吗？
问题5：如果想进一步了解刘翔跑步的快慢变化，该怎么办？
学生思考得出：应分成多段．
问题 6：结合录像以及下表信息，请你计算：
例题：刘翔在瑞士洛桑世界超级田径大奖赛以12秒 88 的成绩夺得110米栏
(1) 刘翔由起点到第三栏，运动的平均速度是多大？
(2) 刘翔由第三栏到第八栏，运动的平均速度是多大？
(3) 刘翔由第八栏到终点线，运动的平均速度是多大？
学生分组计算并得出结果，验证三段平均速度的平均值不等于整段的平均速度，由此说明平均速度应指明是哪段时间内的平均速度．
问题7：如果想再进一步了解刘翔跑步的快慢变化，该怎么办？
学生思考得出：将起跑阶段 ( 起点至第三栏 ) 分成更多段，分别求出各段的平均速度．如果想了解得更清楚，分成更多段就行了．
问题8：如果刘翔想知道在跨越第七栏瞬间的速度，你能帮助他吗？
当位移段取到第七栏附近尽可能小的一段时，此时的平均速度是否就非常非常接近他在跨越第七栏瞬间的真实速度？这时就可以认为这个速度就是他在跨越第
七栏瞬间的真实速度——也就是我们所说的刘翔在跨越第七栏瞬间的瞬时速度．2．瞬时速度
物体在极短时间内的平均速度等于该时刻的瞬时速度．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．瞬时速度是矢量．
演示实验：气垫导轨、光电门模拟利用极限思想寻找平均速度和瞬时速度的联系．
通常我们只强调瞬时速度的大小，把瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称为速率，是标量．
前面我们是利用极限的思想来测出小车经过某一位置的瞬时速率，高中阶段我们还无法计算瞬时速度．现实生活中是怎样知道物体运动的瞬时速度的大小的？
简单介绍：
① 汽车速度计（车速里程表实际上是通过测量汽车驱动轮的转速换算出汽车的速率的．）
展示：汽车速度计的图片．
放映：司机面前的速度计指针所指的数值随着行驶快慢而不断改变的录像．
② 雷达测速计（利用超声波或电磁波的多普勒效应来测汽车的速率．今后我们会学到．）
感兴趣的话可以自己查找一些相关资料．
三、小结
在初中我们所学的是匀速直线运动，速度是不变的．但是我们现在研究的是变速直线运动，用x/t求出来的是变速直线运动的平均速度，而要了解变速直线运动的速度如何变化，就要知道各个时刻的速度，即瞬时速度．
四、作业
课外探究：汽车测速仪
板书设计：
速率：只表示速度大小，是标量．
教学流程：
教学反思：
1．生活实例和实验作为概念探究的基础，突出学科特征．
对刘翔案例的研究，极大地激发了学生的学习热情，学生对日常生活中碰到的三个问题的解决过程也是对速度概念的建立过程．用气垫导轨演示的测量瞬时速度的实验，使学生感受到极限的思维方法．拍摄的汽车行进过程中速度计的录像，将原本不为人注意的生活镜头清晰地呈现在学生面前，真实、可靠，使学生从经验事实中认识到瞬时速度的存在．实验现象直观、生动，事实令人信服，使瞬时速度概念具体化，从而顺利突破瞬时速度这一教学难点．
2．注意渗透物理研究科学方法的教育，进行符合学生认知规律的过程式探究．探索速度概念的教学过程是在学生原有知识基础上，遵循着学生的认知规律，以刘翔110米栏运动为背景精心设计实际问题，使学生在问题的解决中完成速度概
念的建立过程，变面向“结论”的传授式教学为面向“过程”的探究教学．又如对平均速度粗略描述运动的快慢，而瞬时速度精确描述运动的快慢的教学，也采用了巧妙的问题设计，注重概念形成的过程教学．
3．爱国主义教育，洋溢着浓浓的科学、人文气息．
教学设计评价：
本节课既有对学生思维发展的要求，也有对规律的理解运用的要求，所以本节课建议从思维发展和规律运用两个方面对学生进行评价．。