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1、新人教版（2024）必修一位置變化快慢的描述—速度 教案
2、新人教版必修一 位置變化快慢的描述—速度 第1課時 教案
3、物理第一章 第3節(jié) 位置變化快慢的描述—速度 教學設計（新教材人教版）
4、1.3位置變化快慢的描述—速度—【新教材】人教版（2024）高中物理必修第一冊教案
5、1.3《位置變化快慢的描述 速度》—【新教材】人教版（2024）高中物理必修第一冊教案
位置變化快慢的描述——速度教案
教學
目標 1.知識與技能
（1）．理解速度的概念，知道速度是表示物體運動快慢的物理量；
（2）．知道速度是矢量，知道速度的單位、符號，了解生活實際中的某些直線運動的速度大小數(shù)據(jù)；
（3）．理解平均速度的概念，知道平均速度的定義式，會用平均速度的公式解答有關的問題；
（4）．知道瞬時速度的概念及意義，知道瞬時速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系；
（5）．知道速度和速率以及它們的區(qū)別。
（6）.利用紙帶處理數(shù)據(jù)
（7）.應用v-t圖像描述物體的運動
2. 過程與方法
(1）．應用比值定義法來引入速度的定義；
(2）.運用平均速度的定義，把變速直線運動等效成勻速直線運動處理，從而滲透物理學的重要研究方法——等效法；
（3）．培養(yǎng)遷移類推能力。
3.情感態(tài)度與價值觀
(1)．通過解決一些問題，而向復雜問題過渡，使學生養(yǎng)成一種良好的學習方法；
(2)．通過師生平等的情感交流，培養(yǎng)學生的審美情感。
教學重、
難點 重點：理解速度、平均速度、瞬時速度的概念。
平均速度與瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系
難點：平均速度的計算
測量紙帶速度的方法
速度—時間圖像的理解
教學
準備
課型
課時
安排
教學
過程
新課導入
一般來說，不同的運動，經(jīng)歷相同的位移所用的時間是不同的，也就是說，有的物體運動快些，有的慢些。比如：
物體的運動 初始位置/m 經(jīng)過時間/s 末了位置/m
A．自行車沿平直道路行駛 0 20 100
B．公共汽車沿平直道路行駛 0 10 100
C．火車沿平直軌道行駛 500 30 1250
D．飛機在天空直線飛行 500 10 2500
師：比較A和B誰運動的快，為什么？
生：B運動快些，因為它們運動的位移相等，而B所用的時間短……
師：再比較B和D誰運動的快，為什么？
生：D運動快些，因為他們所用的時間相等，而D的位移大……
師：從以上討論，我們可以得出結論：
比較物體運動的快慢，可以有兩種方法：
1．一種是在位移相同的情況下，比較所用時間的長短，時間短的物體運動快，時間長的物體運動慢；
2．另一種是在時間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的物體運動得快，位移小的物體運動得慢。
師：有什么方法可以比較B和C誰運動得快呢？
生：……
師：這就是我們將要學習的速度……
新課教學
一、速度
師：在上面的問題中，要比較B和C運動的快慢，要找出統(tǒng)一的標準。物理學中用位移與發(fā)生這段位移所用的時間的比值（比值定義法）表示物體運動的快慢，這就是速度（velocity），通常用字母v表示。如果在△t時間內物體的位移是△x，它的速度就是
1．物理意義：速度是表示運動快慢的物理量。
2．單位：國際單位：m／s（或m·s-1）。常用單位還有：km／h（或km·h-1）、cm／s（或cm·s-1）。
3．方向：與物體運動方向相同。
4．速度有大小和方向，是矢量。
師：如果物體運動的快慢不是時刻都相等，在相等的時間里位移是否都相等？那速度還是否是恒定的？這時又如何描述物體運動的快慢呢？這就需要引入平均速度和瞬時速度。
二、平均速度和瞬時速度
例如：百米運動員，10s時間里跑完100m，但是他的速度并不是一直相等的，開始時跑得慢些，快到終點時要快些。那么他在1s內平均跑多少呢？
生：每秒平均跑10m。
師：百米運動員是否在每秒內都跑10m呢？
生：不是。
師：對于百米運動員，誰也說不清他在哪1秒跑了10米，有的1秒鐘跑10米多，有的1秒鐘跑不到10米。但當我們只需要粗略了解運動員在100m內的總體快慢，而不關心其在各時刻運動快慢時，就可以把它等效于運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時的速度就稱為平均速度。所以在變速運動中就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。
1．平均速度：表示物體在時間間隔△t內運動的平均快慢程度，通常用
符號 表示。
關于平均速度的幾點說明：
（1）．平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時間內的平均快慢程度。這實際上是把變速直線運動粗略地看成是勻速運動來處理。
（2）．這是物理學中的重要研究方法──等效方法，即用已知運動研究未知運動，用簡單運動研究復雜運動的一種研究方法。
師：百米賽跑運動員的這個=10m/s代表這100米內（或10秒內）的平均速度，是不是說明他在前50米的平均速度或后50米內或其他某段的平均速度也一定是10m/s？
生：不是……
（3）．平均速度只是對運動物體在某一段時間內（或某一段位移內）而言的，對同一運動物體，在不同的過程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”的。
（4）．平均速度只能粗略地描述一段時間（或一段位移）內的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線運動“速度”的根本區(qū)別。
（5）．平均速度不是各段運動速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來求解。
2．瞬時速度：運動物體經(jīng)過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度。
理解：（1）反映物體在某一時刻（或經(jīng)某一位置）時運動的快慢，它能精確地描述變速運動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運動。
（2）瞬時速度是在運動時間 時的平均速度，即平均速度 在 時（極限）就是某一時刻（或某一位置）的瞬時速度。
（3）瞬時速度是矢量，在直線運動中，某一位置瞬時速度的方向與物體經(jīng)過該位置時的運動方向相同。
師：以前我們學過，勻速直線運動是瞬時速度保持不變的運動。在勻速直線運動中，平均速度與瞬時速度相等。瞬時速度既然是矢量，就有大小和方向。瞬時速度的大小通常叫做速率。
三、速率
師：瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率。
師：瞬時速度的大小是瞬時速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？
生：……
師：不是。例如，沿閉合圓周運動一圈，位移是零，平均速度是零，但平均速率并不等于零。其實我們初中所學的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個新的名字平均速率。表示路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。
師：速率是矢量還是標量呢？為什么？
生：標量，因為它表示的是瞬時速度的大小。
師：還要注意平均速率并不是平均速度的大小。
四、測量紙帶的平均速度和瞬時速度
[思考與討論]
師：怎樣根據(jù)紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度?
生：測出兩個點間的距離，數(shù)一下這兩個點間共有多少個時間間隔，即有多少個0.02 s，用這個總距離去除以所需用的時間．
[課堂訓練]
出示題目：打在紙帶上的點，記錄了紙帶的運動時間．如果把紙帶和運動的物體連接在一起，紙帶上的點就相應地表示出運動物體在不同時刻的位置．研究紙帶上的點子之間的間隔，就可以了解運動物體在不同時間內發(fā)生的位移，從而了解物體的運動情況．請你用簡短的語言描述圖1·4—3所示每條紙帶記錄的物體的運動情況．
參考答案：(a)，(b)的各點分布較為均勻，是勻速運動，但從點子的疏密程度來看，(b)上的點子較稀疏，所反映的物體運動較快，速度較大．(c)表示物體運動得越來越快，速度在增大，(d)表示物體運動得越來越慢，速度在減小．
測量紙帶的瞬時速度
思想方法，用某段時間內的平均速度粗略代表這段時間內的某點的瞬時速度．所取的時間間隔越接近試點，這種描述方法越準確．
示例：如圖1—4—4，測量出包括E點在內的D，F(xiàn)兩點間的位移△x和時間△t，算出紙帶在這兩點間的平均速度v=△x/△t，用這個平均速度代表紙帶經(jīng)過E點時的瞬時速度．
△x/△t可以大致表示正點的瞬時速度，D、F兩點離E點越近，算出的平均速度越接近正點的瞬時速度．然而D，F(xiàn)兩點距離過小則測量誤差增大，應該根據(jù)實際情況選取這兩個點．
學生根據(jù)粗略表示某點瞬時速度的方法，選擇合適的計數(shù)點，測量包含這個點的一段時間內的位移△x，同時記錄對應的時間△t，填人教材第23頁中設計好的表1中．
根據(jù)v=△x/△t算出剛填完的表1中各點附近的平均速度，把它當作計時器打下這些點時的瞬時速度，抄人教材第24頁表2中．從該表中能粗略看出手拉紙帶運動的速度變化情況．
五、用圖象表示速度
師：剛才我們從表2中的數(shù)據(jù)可以粗略看出我們自己手拉紙帶運動的速度變化情況，圖象是表示變化規(guī)律的好方法，我們可以用圖象來描述物體的速度變化情況，那么怎樣用圖象來表示物體運動的速度呢?請同學們先看課文并回答．
生：在方格紙上建立直角坐標系，用縱坐標表示物體運動的速度，用橫坐標表示時間，根據(jù)表中各時刻的速度．將(v，t)作為一組坐標在圖象中描點，將點連線后得出的圖象稱為速度一時間圖象(v—t圖象)，簡稱速度圖象．
學生具體操作描點．
師：我們從根據(jù)實測數(shù)據(jù)所描的點，可以從這些點的走向大致看出紙帶速度的變化規(guī)律．
師：為了更清晰，你可以把這些點用折線連起來．
在老師的提示和幫助下連線．
師：速度的實際變化應該是比較平滑的，所以，如果用一條平滑的曲線來“擬合”這些點，曲線反映的規(guī)律應該與實際情況更接近．指導學生換用紅色筆用平滑的線將剛才描過的點再重新描畫一遍．
師：我們現(xiàn)在來觀察圖象，可以更形象直觀地顯示自己手拉紙帶的運動情況．
[說一說]
百米賽跑時運動員的速度從始至終是不變的嗎?如果有變化，你估計是怎樣變化的?某位運動員的百米賽跑的成績是10．57s，按照你的估計畫出他在這段時間的v—t圖象的草圖．
如果是沒有受過訓練的同學跑百米，他的v—t圖象的形狀可能有什么不同?
參考提示：運動員的百米賽跑中，速度變化較大．大致可以分為三個階段，啟動階段，速度從零迅速增大，中間階段，這一階段速度幾乎不變：沖刺階段，速度逐漸增到最大．如圖1—4—6所示．
如果是沒有受過訓練的同學跑百米，他的速度可能是先增加到最大，然后又逐漸減小．如圖1—4—7所示．
【本節(jié)小結】本節(jié)我們主要學習了速度、平均速度、瞬時速度以及速率，要注意理解它們之間的區(qū)別。速度是表示物體運動快慢的物理量，平均速度表示物體在一段時間間隔△t內運動的平均快慢程度，而瞬時速度精確描述了物體處于某一位置或某一時刻的運動快慢。特別要注意它們的定義式以及與時間的聯(lián)系。測量瞬時速度：用包含某點在內的一段時間內的平均建度粗略表示該點的瞬時速度。速度時間圖象：以時間為橫軸，速度為縱軸，描點連線作圖象．
課堂鞏固練習：
【例1】一個做直線運動的物體，某時刻速度是10m/s，那么這個物體（ C D ）
A．在這一時刻之前0．1s內位移一定是1m
B．在這一時刻之后1s內位移一定是10m
C．在這一時刻起10s內位移可能是50m
D．如果從這一時刻起開始勻速運動，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時間一定是100s
【解析】某時刻速度是10m/s指的是該時刻的瞬時速度，不能說物體從此時起以后運動的快慢情況，以后做直線運動或勻變速直線運動，或非勻變速直線運動均可能。所以選項A、B均錯。如果從某時刻（速度為10m/s）起質點做非勻變速直線運動，從這一時刻起以后的10s內位移可能為50m，所以選項C正確，如果從這一時刻起物體做勻速直線運動，那么經(jīng)過1000m路程所需時間t=100s。正確選項是C、D。
【例2】下列說法中正確的是……………… ( B )
A. 平均速度就是速度的平均值
B. 瞬時速率是指瞬時速度的大小
C. 火車以速度v經(jīng)過某一段路, v是指瞬時速度
D. 子彈以速度v從槍口射出，v是平均速度
【例3】下列對各種速率和速度的說法中，正確的是……………… ( D )
A. 平均速率就是平均速度
B. 瞬時速率是指瞬時速度的大小
C. 勻速運動中任意一段時間內的平均速度都等于其任一時刻的瞬時速度
D. 勻速直線運動中任何一段時間內的平均速度都相等
【例4】一物體做直線運動，從A經(jīng)B到C，又返回到B，其中AB=BC，若A到B的平均速度為2m/s，從B到C的平均速度為4m/s，從C返回到B的平均速度為4m/s,則：(1) AC這段的平均速度? (2) 全程A到C再返回B的平均速度?
【例5】物體由A點沿直線運動到B點，前一半時間做速度為v1的勻速運動，后一半時間做速度為v2的勻速運動，求整個過程的平均速度?若物體前一半位移做速度為v1的勻速運動，后一半位移做速度為v2的勻速運動，整個過程的平均速度又是多少？
【例6】一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運動60m，物體在整個運動過程中平均速度是多少？
【解析】根據(jù)平均速度的定義公式 ，s為總位移，t為總時間，等于前一段位移與后一段位移所用時間之和。
全過程的位移s=120m
物體在前一段位移用的時間為
后段位移用的時間為
整個過程的用的總時間為t=t1+t2=50s
整個過程的平均速度 m/s=2．4m/s
