人教版 (2019)3 位置变化快慢的描述——速度精品ppt课件

1.3位置变化快慢的描述 速度

教学目标与核心素养

物理观念：理解速度、平均速度和瞬时速度的概念，知道物理意义。

科学思维：体会速度的定义法，培养学生的迁移类推能力，抽象思维能力。

科学探究：理解平均速度和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，去感知科学的价值与应用；培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念。

教学重难点

重点：1、速度、平均速度、瞬时速度、速率、平均速率概念的理解及区别。

2、由纸带计算平均速度和瞬时速度。

3、速度——时间图像的理解运用。

难点：1、由平均速度引出描述瞬时速度的极限思想。

2、由纸带计算物体的瞬时速度，以及平均速度和瞬时速度的区别。

教学过程

【新课引入】

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

通过多媒体课件动图展示：运动员百米冲刺。

由图可以看到他们的运动快慢是不一样的，比赛时一般都会经历，起跑、加速、匀速、冲刺、最后减速停下来。人的运动由静止出发，最后归于静止。

教学设计说明：通过体育运动，创设问题情境，激发探究动机，引导学生思考问题。

【新知探究】

（一）速度

通过多媒体课件动图展示：运动员百米冲刺。我们在旁边加油，看谁最快谁最慢

（1）在田径运动会跑步比赛中，看台上的观众是看谁跑在前面，谁就跑得最快，是利用相同的时间比较经过路程的长短来比较运动的快慢；

最快的那个不可能永远保持第一吧，可能在最后紧要关头摔了一跤，只能得最后一名了，这时候你找裁判，说一直来我都是第一的只是最后关头除了意外，即使不给我第一，第二也行。、、、、可以吗？

（2）终点裁判是利用运动相同的路程，比较时间的长短来比较物体运动的快慢；

观众利用相同的时间比较经过路程的长短来比较运动的快慢；裁判利用运动相同的路程，比较时间的长短来比较物体运动的快慢；（3）若在运动路程和时间都不同时，我们可以利用二求出速度的大小，通过物体运动的速度来比

较他们的快慢。

物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度。速度通常用字母v表示，如果在时间△t内物体的位移是△x，它的速度就可以表示为：

1、定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。

2、定义式为：即位移大小除以时间。

注意：这里的速度和初中所学速度的含义不完全相同。初中的速度是路程除以时间，路程和位移的区别我们上节课已经学习过了，主要是一个标量一个矢量。

讨论：速度的大小与位移成正比对吗？速度的大小与时间成反比对吗？ 不对的，定义式不成比例关系，一定要说有比例关系，类似于控制变量法，即相同的时间内，位移越大速度越大；相同的位移内，时间越长速度越小。

3、物理意义：描述物体运动的快慢。

4、在国际单位制中，速度单位是米每秒，符号是m/s(或m•s-1 )。常用的单位还有千米每时(km/h或km•h-1 )，厘米每秒(cm/s或cm•s-1 )等。

那么单位如何换算呢？比如60km/h等于多少m/s？我都知道1km等于1000m，1h等于60min，1min等于60s。所以

，即

1 m/s = 3.6 km/h

思考：两人同时从操场主席台位置出发，速度大小都是 5m/s，他们的运动情况完全相同吗？

不一定相同，有可能是背道而驰。所以速度除了说明大小之外，还要指明方向。

5、速度是一个矢量，有大小和方向。

大小：单位时间内位移的大小。方向：速度方向就是物体的运动（位移）方向。

教学设计说明：增加速度单位的转换，有利于学生做题目。另外方向也是为了和后面的对应。

（二）平均速度和瞬时速度

通过多媒体课件动图展示：110米跨栏运动。

110m栏的比赛中，某人用了10s，那么他的速度是多少？

思考：全程都是这个速度吗？用这个速度描述他每次跨栏的快慢精确吗？

前面我们说了，比赛时一般都会经历，起跑、加速、匀速、冲刺、最后减速停下来。人的运动由静止出发，最后归于静止。所以这样描述每次跨栏的快慢是不精准。为此我们引入平均速度的概念。

1、平均速度定义：物体在某一段时间内运动的平均快慢程度，叫做物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。

2、定义式：即位移大小除以时间。计算时必须指明是物体在哪段时间内或哪段位移上的平均速度。

3、物理意义：粗略地描述物体在时间△ t 内运动的平均快慢程度。

4、平均速率：路程与发生这个路程所用时间的比值，所以平均速度的大小不能叫做平均速率。

5、平均速度是矢量，方向：也是物体运动（位移）的方向。

思考讨论：平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向。那么，怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢？

通过多媒体课件动图展示：110米跨栏运动。

也就是怎么才能精确的描述他每次跨栏时的速度。为了精确描述物体的运动，我们引入瞬时速度。

教学设计说明：通过百米跨栏这个生动有趣的例子来剖析，例子中既有整体的运动体现平均速度，也有明显区别的跨栏的瞬间的运动，比较好分析。为学生提供具体生动的感性材料，增强感性认识的同时，使得学生发生认知冲突，萌发探索、发现新知的欲望。

1、瞬时速度的定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。

2、公式：即位置除以时刻或一瞬间。

3、物理意义：精确地描述物体运动的快慢。

4、瞬时速度是矢量，大小：叫速率。汽车的速度计显示的是速率。

方向：这一时刻物体运动（位移）的方向。

5、匀速直线运动是瞬时速度保持不变 的运动，在匀速直线运动中平均速度和瞬时速度相等。通过多媒体课件动图展示：匀速行驶的汽车。

6、怎么求瞬时速度的大小？有两种方法。通过多媒体课件动图展示：汽车运行中的速度表。

①由匀速直线运动中的平均速度等于瞬时速度。

②读速度表。

归纳总结：

1、匀速直线运动：①是速度大小和方向都不变的运动。②是瞬时速度不变的运动。③平均速度等于瞬时速度。

2、速度分为平均速度和瞬时速度，表达式都是一样，只是含义不同。前者是物体在某一段时间内运动的平均快慢程度，用位移除以时间；后者是运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，用位置除以时刻或一瞬间。

3、方向：无论什么速度，方向都是物体运动（位移）的方向。

课堂练习：例1、下面描述的几个速度中，属于平均速度的是(　)

A、子弹以790 m/s的速度击中目标

B、信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/s

C、汽车上速度计的示数为80 km/h

D、足球以20 m/s的速度飞入球门

解析：790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度；信号沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度；汽车速度计上显示的是瞬时速度；足球飞入球门的速度是瞬

时速度。

课堂练习：例2、汽车从制动到停止共用了5s。 这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m。

（1）求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些，还是略小些?

（2）汽车运动的最后2s的平均速度是多少？

解析：（1）根据平均速度的定义式求出汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。前1s内的平均速度最接近关闭油门时的瞬时速度。

（2）根据平均速度的定义式求出最后1s内的平均速度。汽车最终停止，末速度为零。

解：每秒前进的距离记为：x1=9m，x2=7m，x3=5m，x4=3m，x5=1m。

（1）汽车在前1s内的平均速度

汽车在前2s内的平均速度

汽车在前3s内的平均速度

汽车在前4s内的平均速度

汽车在全程的平均速度

这个五个平均速度中，前1s内的平均速度最接近关闭油门时的瞬时速度。它比这个瞬时速度略小。

（2）汽车在最后1s内的平均速度

，汽车末速度为零。

教学设计说明：增加课后习题，有助于学生做笔记。也能很好的理解平均速度和瞬时速度的区别与联系。

（三）测量纸带的平均速度和瞬时速度

测量平均速度   我们知道，用手拉通过打点计时器的纸带时，纸带运动确定时间内的位移就被记录下来，据此可以计算纸带运动的速度。   

打点计时器打出的一条纸带示意图。若想计算实验时运动纸带在D、G两点的平均速度，只需测出D、G间的位移△x和所用时间△t，就可以算出平均速度：

请根据上述方法，计算上节实验中运动的纸带某些点间的平均速度。

，位移用直尺量，打点计时器每0.02s打一个点，DG间有5个间隔。所以时间就是0.1s。

每隔0.1s(或更短)计算一次平均速度。

1.在图1.3-2中选取纸带上一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用数字1,2,3，...标出这些计数点；

2.测量各计数点到起始点0的距离x,记录在表1中；

3.计算两相邻计数点间的位移△x，同时记录对应的时间△t；

4.根据△x和△t计算纸带在相邻计数点间的平均速度v。

 测量瞬时速度    如何测量运动物体在某一时刻或某一位置（例如图1.3-2中E点）的瞬时速度。的瞬时速度？

  我们可以这样考虑： E点在D、G两点之间，D、G两点间的平均速度也可以求出。如果不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表E点的瞬时速度，也未尝不可，如果把包含E点在内的间隔取得小一些，例如取图1.3-3中的DF线段，那么经过D、F两点所用的时间    就会变短，用两点间位移△x和时间△t算出的平均速度代表纸带在E点瞬时速度，就会精确一些。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。

原理：用无限逼近的办法，很短的位移可以看成匀速直线运动，则有平均速度等于瞬时速度。

D、F两点间的距离过小，测量误差会增大。所以实际测量过程中要根据需

要及所用仪器的情况，在要测量的点附近选取合适的位移和时间。请考虑此实验中产生误差的原因。

请根据上述测量瞬时速度的方法，计算上节实验中纸带上各级计数点的瞬时速度。每隔0.06s计算一次速度。

1. 从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点；

  2. 测量各计数点到起始点0的距离x,记录在表2中；

  3. 计算两相邻计数点间的位移△x，同时记录对应的时间△t；

  4. 根据△x和△t算出的速度值就可以代表在△x这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表2中

归纳总结：求平均速度可以直接用两点间的距离除以时间，这里需要注意时间的算法，瞬时速度注意相邻左右两点的距离。

教学设计说明：这个内容我们要另外安排实验，这里只要他们了解基本的计算方法就可以了。

（四）速度—时间图像

物体运动的速度随时间变化的情况可以用图来直观表示。以时间t横轴，速度v为纵轴，坐标中的图像为速度—时间图像或v-t图像。

从这些点大致可以看出纸带运动速度的变化规律。最后用平滑的曲线连接。

通过多媒体课件动图展示：汽车运行中的速度——时间图像。

①直线表示物体静止。

②直线表示物体做匀加速直线运动。

③平行于t轴的直线表示物体做匀速直线运动。

④直线表示物体做匀减速直线运动。

⑤直线表示物体做匀减速直线运动，且在t=5s时，图线越过时间轴，运动方向发生改变。

两图象的交点代表两物体速度相同。

课堂练习：例4、甲、乙两物体沿某一直线运动的v-t图像，至少从以下三个方面分别说明它们的速度是怎样变化的。

(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度?

(2)速度的大小变化吗？是加速还是减速？

(3)运动的方向是否变化？

解析（1）物体在t=0s时的速度即为初速度，所以甲物体有一定的初速度，乙物体初速度为0。

（2）在速度图像中，纵坐标的大小表示速度的大小。所以：甲物体的速度大小不变（匀速），乙物体匀加速、匀速、最后匀减速运动。

（3）在速度图像中，纵坐标的正、负表示速度的方向。甲、乙物体运动方向都不改变，图线没有越过时间轴。

拓展学习

借助传感器用计算机测速度（阅读）

教学设计说明：用光电门计算瞬时速度是现在比较常见，常考的题目，抓住在很短的时间或位移内，平均速度等于瞬时速度的求法即可。

【课堂小结】

一、速度

1、定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。

2、定义式为：

3、物理意义：描述物体运动的快慢。

5、速度是矢量，方向：运动方向。

二、平均速度和瞬时速度

1.平均速度定义：物体在某一段时间内运动的平均快慢程度，。

2.定义式：

3.物理意义：粗略地描述物体在时间△ t 内运动的平均快慢程度。

4.平均速率：平均速度的大小不能叫做平均速率。

6.瞬时速度定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。

7.公式：

8.物理意义：精确地描述物体运动的快慢。

9.匀速直线运动：速度大小和方向都不变的运动。

三、速率

1.定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。

2.定义式为：

瞬时速率=瞬时速度大小

平均速率不一定=平均速度大小

四、测量纸带的平均速度和瞬时速度

五、速度—时间图像

由速度时间—图像可以看出速度的变化规律。

课后反思

①本节课主要学习了速度的概念及其物理意义，平均速度和瞬时速度的概念及物理意义。在用速度时间图像表达时还是比较困难的，我们只能给出几个简单的图线来加深学生对于速度变化的理解。学生在“变化”这块的思想确实不足的，以后得在这方面加强练习。

②本节课的部分内容是学生在初中时接触过的，学生容易产生轻视的心理。为此加强两者概念的理解和区分，不断的强调两者的不同。

③本节课的极限思想，会在学生脑海中产生思想的碰撞，我们这节课对于极限的思想点到为止，不需要扩展，我们只要它来帮助理解瞬时速度而已。