高一物理教案《牛頓運動定律的應(yīng)用》（一） 人教版必修1(1)

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111 平均速度 瞬時速度 一、教學(xué)目標(biāo) 1．理解平均速度概念；知道平均速度是粗略地描述變速運動快慢的物理量。 理解平均速度的定義式，并會用平均速度的公式解答有關(guān)問題。 2．知道瞬時速度是精確描述變速運動快慢和方向的物理量。 知道瞬時速度是物體在某一時刻或(通過某一位置)的速度；知道瞬時速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系。 3．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(xué)的重要研究方法——等效的方法。它體現(xiàn)了物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，體現(xiàn)了用已知運動研究未知運動，用簡單的運動研究復(fù)雜運動的重要研究方法。 二、重點、難點分析 平均速度和瞬時速度是運動學(xué)的重要概念，平均速度的提出，體現(xiàn)了用勻速直線運動描述變速直線運動的等效研究方法，即用變速直線的平均速度，就把變速直線運動等效為勻速直線運動處理。當(dāng)然它只能是粗略地反映了變速直線運動的快慢。 應(yīng)該強調(diào)，一個做變速直線運動的物體，在不同時間內(nèi)(或不同位移上)的平均速度是不同的。因此，提到平均速度時，要明確是指哪段時間(或哪段位移)的平均速度。 以上以百米運動員在10s內(nèi)跑完全程為例，均可作有力地說明。 講平均速度的目的之一在于引出瞬時速度的概念。例如提出百米運動員跑到60m位置時的速度能加速到多大？為此可測運動員前后10m內(nèi)這20m的平均速度；前后1m內(nèi)這2m的平均速度；……即時間間隔(或位移間隔)取得越短的平均速度，就越接近物體在某時刻(或某位置)的瞬時速度。 瞬時速度也可說成運動的物體從該時刻或該位置開始做勻速直線運動的速度?？山榻B“阿特伍德機”用此方法測變速直線運動的瞬時速度的方法。 教材上通過行駛中的汽車的速度計，既表明瞬時速度可測，又說明汽車的速度在不斷變化，而速度計則反映出這一變化的精確過程。 指明通常說的速度指的是瞬時速度，也可指出速度的大小稱為速率。 三、教具 汽車速度計。 四、主要教學(xué)過程 (一)引入課題 我們討論了勻速直線運動。真正能做到在任何相等的時間內(nèi)的位移都相等的勻速運動是很少見的。通常做直線運動的物體，一般要經(jīng)歷從靜止到運動，又由運動到靜止的過程，在這些過程中，物體運動的快慢是不斷變化的。例如，飛機起飛的時候，在跑道上越來越快；火車進站的時候，運動越來越慢。它們的共同特點是在相等的時間內(nèi)位移不相等，我們稱之為變速直線運動。 (二)新課教學(xué) 1．變速直線運動 物體在一條直線上運動，如果在相等的時間內(nèi)，位移不相等，這種運動就叫做變速直線運動。 也就是說，做變速直經(jīng)運動的物體，在相等的時間內(nèi)位移不相等，所以它沒有恒定的速度。怎樣來描述它運動的快慢呢？ 例如，百米運動員，10s內(nèi)跑完100m，可以說他平均1s內(nèi)跑10m。這里就給出平均快慢的概念。 2．平均速度 在變速直線運動中，運動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間(或這段位移)的平均速度。 說明：這實際上是把變速直線運動粗略地看成是勻速運動。 例如：百米運動員跑100m用10s，他的平均速度 若這位運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完100m，所用時間也為10s。 總效果相同。 這是物理學(xué)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(fù)雜運動的一種研究方法。 另外，平均速度只是粗略地表明了物體運動的快慢?；蛟S對于此百米運動員，我們很難找到他哪個1s跑了10m。 需要強調(diào)的是，10m/s只代表此運動員在這10s內(nèi)(或這100m內(nèi))的平均速度，而不代表他前50m的平均速度，也不代表他后50m的平均速度。 例如，汽車在第一個10min、第2個10min和第三個10min的位移分別是10 800m、11 400m、13 800m，可分別求出它在每個10min的平均速度，以及在這30min的平均速度，見下表： 第1個10min 第2個10min 第3個10min 這30min s／m 10800 11400 13800 36000 18 19 23 20 從表中可以看出，平均速度應(yīng)指明是哪段時間的。 還可以看出上述汽車是做變速直線運動，知道了車每10min的平均速度，就比只知道汽車在這半小時的平均速度，對汽車運動的快慢了解的更準(zhǔn)確。 又如，要知道百米運動員通過的60m位置時的速度，方法有：可測他通過前10m到后10m這20m的平均速度； 可測他通過前1m到后1m這2m的平均速度。 …… 選取的位移間隔(或時間間隔)越短，就越能準(zhǔn)確地知道運動員通過60m位置時的速度。 若設(shè)想運動員跑到60m位置時，改做勻速運動，測出他以后勻速運動的速度，就知道了他通過的60m位置的速度。 3．瞬時速度 運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度，叫做瞬時速度。 平均速度只能粗略地描述變速運動，瞬時速度才能精確地描述變速運動。 實例：火車提速。 汽車速度計——用實物或圖顯示。 展示“物體運動速度”表——課本p．53。若認為以某一速度開始做勻速運動，也就是它前一段到達此值的瞬時速度。 可用“阿特伍德機”說明測變速運動的瞬時速度的方法。 五、課堂小結(jié) 什么是平均速度？應(yīng)注意什么？ 什么是瞬時速度？ 平均速度與瞬時速度的區(qū)別和聯(lián)系。 通常說的速度應(yīng)指瞬時速度，速度的大小稱為速率。 111