泗县二中高一物理人教版必修1：1.3学案.doc

1.3运动快慢的描述--速度
学习目标
一、 知识与能力：
1.理解物体运动的速度.知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性.
2.理解平均速度的意义，会用公式计算物体运动的平均速度，认识各种仪表中的速度.
3.理解瞬时速度的意义.
4.能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念.
5.知道速度和速率以及它们的区别.
二、过程与方法：
1.通过描述方法的探索，体会如何描述一个有特点的物理量，体会科学的方法，体验用比值定义物理量的方法.
2.同时通过实际体验感知速度的意义和应用.
3.让学生在活动中加深对平均速度的理解.通过生活中的实例说明平均速度的局限性.
4.让学生在相互交流中逐渐领会瞬时速度与平均速度的关系，同时初步领略极限的思想并初步领会数学与物理相结合的方法，进而直接给出瞬时速度的定义.
5.会通过仪表读数，判断不同速度或变速度.
三、情感态度与价值观：
1.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.
2.了解从平均速度求瞬时速度的思想方法，体会数学与物理间的关系.
3.培养学生认识事物的规律：由简单到复杂.培养学生抽象思维能力.
重点 速度、平均速度和瞬时速度的概念
难点　速度和速率，平均速度和平均速率
学习探究
一、坐标与坐标的变化量
1. 阅读“坐标与坐标的变化量”一部分，回答问题。
（1）图1—3—l中汽车(质点)在向哪个方向运动?
（2）如果汽车沿坐标轴向另外一个方向运动，位移Δx是正值还是负值?
归纳总结：物体沿直线运动，并以这条直线为坐标轴，这样，物体的位置就可以用 来表示，物体的位移就可以通过坐标的 Δx= x2－x1来表示，Δx的大小表示位移的 ， Δx的正负表示位移的 。
2.课堂训练：绿妹在遥控一玩具小汽车，她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动，开始时在某一标记点东2 m处，第1s末到达该标记点西3m处，第2s末又处在该标记点西1m处．分别求出第1s内和第2s内小车位移的大小和方向．(对应的时刻怎样表示)
二、速度
1.阅读与思考：北京时间8月28日凌晨2点40分，雅典奥林匹克体育场，这是一个值得所有中国人铭记的日子，21岁的上海小伙刘翔像闪电一样，挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点，以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军，12秒91的成绩平了由英国名将科林·约翰逊。1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录，改写了奥运会纪录．请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?有几种方法呢?试举例说明
2.讨论与交流：以下有四个物体，请同学们来比较一下它们运动的快慢程度．

初位置(m)
经过时间(s)
末位置(m)
A．自行车沿平直道路行驶
0
20
100
B．公共汽车沿平直道路行驶
0
10
100
C．火车沿平直轨道行驶
500
30
1 250
D．飞机在天空直线飞行
500
10
2 500
我们为了比较物体的运动快慢，可以用物体运动的 与发生这个位移所用时间的 ，表示物体运动的快慢，这就是速度
3．速度：表示质点运动 和 的物理量。
（1）定义：质点运动的位移与发生这段位移所用时间的 。
（2）定义式：v = 。
（3）单位： 、 、 等。
（4）矢量性：速度的大小用公式计算，在数值上等于 内物体位移的大小，速度的方向就是物体的 。
三、平均速度和瞬时速度
1.讨论与交流：美国田径运动员刘易斯，在1991年的世界田径锦标赛上创下了9．86s的百米跑世界纪录，下表中给出了当时的实测记录．
位移s／m
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
时间t／s
0
1．88
2．96
3．88
4．71
5．61
6．46
7．30
8．31
9．00
9．86
通过每10 m的时间△t／s
0
1．88
1．08
0．92
0．83
0.90
0．85
0．84
0．83
0．87
0．86
每10 m内的平均速度v／(m·s-1)
0
5.32
9.26
10.87
12.05
11.11
11.76
11.9
12.05
11.49
11.63
从上表数据看出：刘易斯的运动有什么特点？
（1）在变速运动中，运动质点的位移和所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度，平均速度只能 地描述运动的快慢。
（2）平均速度是矢量，它的方向由 的方向决定，它的大小表示这段时间内运动快慢．
2.讨论：刘易斯在每个10m内的平均速度不同，那么我们在求平均速度时应该注意什么？
归纳总结：在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同 或不同 内的平均速度一般不同，必须指明求出的平均速度是哪段 或哪段 内的平均速度．
课堂训练] 一辆汽车沿平直的公路行驶，第1s内通过5m的距离，第2s内和第3s内各通过20 m的距离，第4s内又通过了15 m的距离．求汽车在最初2s内的平均速度和这4s内的平均速度各是多少?
课堂探究]某同学不小心掉了半块饼干在地上，5min后发现饼干上聚集了许多蚂蚁，那么5 min之前这些蚂蚁离饼干的最远距离为多少?确定这个最远距离的关键是测出蚂蚁的爬行速度．某班学生以小组为单位进行估测蚂蚁爬行速度的实验探究活动，下表是各小组的实验方案及结果．
组别
实验方案
平均速度v／(cm·s-1 )
1
用面包吸引蚂蚁，使它在两直尺间运动
1.2
2
让沾有墨水的蚂蚁在纸槽内运动
0.3
3
让直玻璃管内的蚂蚁向另一墙运动
1.04
4
让蚂蚁在盛有粉笔灰的纸槽内运动
0.45
5
让蚂蚁在塑料吸管内爬行，同时点燃蚂蚊身后的塑科吸管
2.40

(1)表中各小组最后测得的蚂蚁的爬行速度各不相同，产生此现象的可能原因是什么?
(2)5min前蚂蚁离饼干的最远距离约为多少?

讨论与交流] 问题：在上面我们讨论的美国田径运动员刘易斯的百米赛跑记录中，我们要想知道他在前10m内的平均速度已经可以求出来了，我们还可以求出他在前9 m内的平均速度．前8 m内的平均速度……前2m内的平均速度，最初1m内的平均速度，等等．在这些求出的速度中，哪一个能更准确地描述刘易斯在起跑时的速度?
2．瞬时速度
（1）定义：运动质点在某一 或某一 的速度叫做瞬时速度。
（2）理解：①直线运动中，瞬时速度的方向与质点经过某一位置时的 相同。②瞬时速度与时刻或位置对应，平均速度跟 或 对应。③当位移足够小或时间足够短时，认为平均速度就等于 。④在匀速直线运动中， 和瞬时速度相等。
阅读] 教材第16页中《常见物体的速度》．
四、速度和速率
1．速率：瞬时速度的 叫做速率，只表示物体运动的 ，不表示物体运动的 ，它是 量。
2.讨论与交流： 甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗?怎样比较他们运动的快慢?
归纳总结：平均速度存在缺陷。平均速度v=Δx/Δt，甲、乙的位移都为零，所以他们的平均速度也都等于零．在这里平均速度无法显示他们运动快慢的不同，这时我们要用到另一物理量：平均速率．平均速率等于运动物体通过的路程跟所用时间的比值．他们两人通过的路程相同且都不为零，但所用时间不同．显然用时短的运动得快，也就是平均速率大．
典型习题
1．下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是（ ）
A．平均速度，当充分小时，该式可表示t时刻的瞬时速度
B．匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动
D．只有瞬时速度可以精确描述变速运动
2．下面几个速度中表示平均速度的是 ，表示瞬时速度的是 。
A．子弹出枪口的速度是800 m/s B．汽车从甲站行驶到乙站的速度是20 m/s
C．火车通过广告牌的速度是72 km/h D．人散步的速度约为1 m/s
4