一、教学分析
1. 教材分析
本节是继《时间 位移》之后,引入描述物体运动快慢的核心物理量——速度。教材在初中速度概念的基础上进行深化和重构,从“位置变化快慢”的角度定义速度(v = Δx / Δt),强调其矢量性。进而,为描述变速运动的细节,区分了平均速度与瞬时速度,并介绍了速率的概念。本节还安排了实验“测量纸带的平均速度和瞬时速度”,以及速度-时间图像(v-t图像) 的绘制与分析。本节是运动学概念体系构建的关键一环,承上启下,为学*加速度打下坚实基础。

2. 学情分析
知识基础: 学生已有初中速度(路程/时间)的概念,并已掌握位移、时间、矢量等基本概念。思维障碍:难以摆脱初中速度(标量)的思维定势,理解速度的矢量性(方向与位移方向相同)。区分平均速度(粗略描述)与瞬时速度(精确描述)的物理意义及联系,理解极限思想。理解v-t图像的物理意义,并能与x-t图像进行区分。掌握用打点计时器测量速度的方法和原理。
3. 教学目标
物理观念:理解速度是描述物体运动快慢和方向的物理量,知道其定义式、单位和矢量性。能区分平均速度和瞬时速度,知道瞬时速度的大小即速率。了解匀速直线运动中平均速度与瞬时速度相等。科学思维:通过从平均速度到瞬时速度的过渡,初步体会极限思想方法。能用v-t图像描述物体的运动,理解图像斜率的物理意义。经历从实验数据中获取信息、处理数据并得出结论的科学探究过程。科学探究:会使用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度。能根据实验数据绘制v-t图像,并进行分析。科学态度与责任:在实验测量和数据处理中,培养实事求是的科学态度。通过“科学漫步”了解现代测速技术(如位移传感器),感受科技进步。
4. 教学重难点
教学重点: 速度的概念及其矢量性;平均速度与瞬时速度的区别与联系。教学难点: 瞬时速度的概念及极限思想的渗透;v-t图像的理解与应用。
二、教学准备
多媒体课件(PPT)、电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源、纸带、刻度尺、带滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、坐标纸。
三、教学过程
【环节一:创设情境,温故知新】(5分钟)
复*提问:上节课我们学*了位移,如何比较A、B两物体谁运动得更快?生可能的回答: 比较相同时间内的位移,或比较发生相同位移所用的时间。情境引入:播放视频:百米赛跑。问:如何判断哪位运动员跑得快?裁判依据什么判定冠军?师: 在物理学中,我们用一个物理量来精确描述物体位置变化的快慢和方向,这就是速度。
设计意图: 从学生熟悉的比赛场景出发,引发认知冲突,明确速度是描述运动快慢的物理量,自然引入新课。
【环节二:概念建构,学*“速度”】(10分钟)
速度的定义:类比引导: 比较位移(Δx)和时间(Δt)的比值,即 v = Δx / Δt。给出定义: 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。 v = Δx / Δt。单位: 国际单位制中,米每秒(m/s或m·s⁻¹)。常用单位:千米每小时(km/h)。速度的矢量性(与初中概念的辨析):问题1: 两辆车,一辆向东行驶,位移Δx₁=100m(取向东为正);一辆向西行驶,位移Δx₂=100m。若所用时间相同,它们的速度相同吗?生讨论: 快慢相同,但方向不同。强调: 速度是矢量,既有大小,也有方向。速度的方向就是物体运动的方向,与位移Δx的方向相同。问题2: 初中“速度”与高中“速度”有何不同?(初中速度=路程/时间,是标量;高中速度=位移/时间,是矢量)。结论: 高中速度概念更精确,能同时反映运动的快慢和方向。
设计意图: 通过对比和辨析,引导学生完成从初中标量速度到高中矢量速度概念的进阶,突出矢量性这一核心特征。
【环节三:深化探究,区分“平均速度”与“瞬时速度”】(12分钟)
平均速度的引入:问题: 百米运动员在全程中的运动快慢始终不变吗?由v = Δx / Δt 算出的速度描述的是什么?引出概念: 描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度,叫作平均速度。方向与这段时间内的位移方向相同。强调: 平均速度只能粗略描述物体的运动,Δt不同,计算出的平均速度可能不同。瞬时速度的建构(渗透极限思想):设想取包含冲线时刻的一小段时间Δt(如0.1s),计算平均速度。这个平均速度能近似代表冲线速度吗?如果Δt取得更小一些(如0.01s),运动快慢差异更小,近似程度会怎样?(更好)当Δt取得非常非常小时,这段微小时间内的平均速度就可以近似等于冲线时刻的瞬时速度。问题: 如何精确描述运动员在冲线瞬间的运动快慢?思路引导:给出定义: 当Δt非常非常小时,Δx / Δt 就可看作物体在某一时刻(或某一位置)的瞬时速度。极限思想说明: 这是一种重要的科学思维方法——极限法。匀速直线运动中,平均速度等于瞬时速度。瞬时速率(速率):介绍: 瞬时速度的大小叫作瞬时速率,简称速率。如汽车速度计的读数。辨析: 日常生活中“速度”有时指速率,需根据上下文判断。
设计意图: 通过层层递进的问题链,引导学生体会从粗略到精确的认知过程,初步接触极限思想,理解平均速度与瞬时速度的本质区别。
【环节四:实验探究,测量纸带的速度】(15分钟)
实验原理讲解:回顾打点计时器:每打相邻两点的时间间隔T=0.02s。测量平均速度: 欲求D、G两点间的平均速度,只需测出DG间的位移Δx和时间Δt=3T,则 v(平均) = Δx / (3T)。测量瞬时速度(近似法): 欲求E点的瞬时速度,可取包含E点的一小段位移(如DF)除以时间Δt。原则:Δt小到测量误差允许,且能反映该点附近运动的平均情况。通常取E点前后相邻两点间的位移除以2T来近似。学生分组实验:任务: 安装器材,拉动纸带,打出点迹清晰的纸带。数据处理:选择一点为起始点0,每隔4个点(或5个点)取一个计数点,则相邻计数点时间间隔Δt=0.1s。测量各计数点到起点的位移x,记录在表格中。计算相邻计数点间的位移Δx。计算各时间间隔内的平均速度v(平均),填入表格。(拓展) 用某点前后两点的位移和对应时间,计算该点的瞬时速度(近似值)。绘制v-t图像:以时间t为横轴,速度v为纵轴,在坐标纸上描出各时刻对应的速度点。用一条平滑的曲线拟合各点(反映速度变化的连续性)。
设计意图: 通过亲手实验,将抽象概念具体化,掌握测量速度的方法,培养实验技能和数据处理能力。v-t图像的绘制为下节课学*匀变速运动埋下伏笔。
【环节五:图像分析,学*“速度-时间图像(v-t图像)”】(8分钟)
图像意义讲解:展示学生绘制的或标准的v-t图像。点的意义: 图像上的每个点表示物体在某一时刻的瞬时速度。线(或曲线)的意义: 表示物体速度随时间变化的规律。图像分析示例:平行于t轴的直线: 速度不变 → 匀速直线运动。倾斜的直线: 速度随时间均匀变化 → 匀变速直线运动(下节重点)。曲线: 速度随时间非均匀变化。与x-t图像对比:x-t图像: 斜率表示速度。v-t图像: 斜率表示加速度(后续学*)。
设计意图: 引导学生学会用图像这一重要工具描述物理规律,明确v-t图像与x-t图像的区别,建立图像与物理量间的对应关系。
【环节六:学以致用,巩固练*】(5分钟)
概念辨析:下列说法指的是平均速度还是瞬时速度?①子弹以800m/s的速度击中靶心;②高速公路上限速100km/h;③物体在第3秒内的速度是5m/s。计算与判断:物体沿直线运动,前半程平均速度v1,后半程平均速度v2,则全程平均速度是多少?(注意不是(v1+v2)/2)根据v-t图像判断物体是加速、减速还是匀速运动。联系实际: 解释交警使用的雷达测速仪测量的是平均速度还是瞬时速度。
设计意图: 通过针对性练*,巩固核心概念,特别是平均速度的计算和瞬时速度的理解,并联系生活实际。
【环节七:课堂小结,布置作业】(2分钟)
课堂小结: 引导学生回顾本节核心:速度(矢量)、平均速度与瞬时速度、v-t图像、实验测量方法。布置作业:基础题: 教材“练*与应用”第1、2、3题。实践/思考题: 分析自己的实验数据,思考v-t图像为什么用平滑曲线连接?尝试用计算机软件(如WPS表格)绘制v-t图像。
设计意图: 梳理知识结构,强化记忆。布置实践性作业,鼓励学生利用现代信息技术处理数据。
四、板书设计
第一章 运动的描述 |
第3节 位置变化快慢的描述——速度 |
一、速度 (v) |
1. 定义:v = Δx / Δt (位移/时间) |
2. 矢量性:有大小,有方向(与Δx同向) |
3. 单位:m/s, km/h |
二、平均速度与瞬时速度 |
1. 平均速度:一段时间(Δt)内,粗略描述 |
2. 瞬时速度:某一时刻(Δt→0),精确描述 |
3. 速率:瞬时速度的大小 |
三、v-t 图像 |
点:(t, v) → 某时刻的瞬时速度 |
四、实验:测速度 |
打点计时器:v(平均) = Δx / Δt |
五、教学反思(预设)
本节概念抽象,特别是瞬时速度的极限思想是难点。教学中需通过大量生活实例和实验探究,化抽象为具体。实验环节要确保学生理解测量原理,而不仅仅是操作步骤。对于v-t图像,初期不必过于深入斜率意义,重点在于识图。要持续强调速度的矢量性,通过与初中概念的对比加深理解。整体节奏需把握好,确保学生有足够时间消化吸收核心概念。
版权声明:本文转载于今日头条,版权归作者所有,如果侵权,请联系本站编辑删除