《运动快慢的描述──速度》的教学设计

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1、运动快慢的描述速度的教学设计 一、设计思想本节课的内容是高中物理必修1第一章第三节，为了充分体现新课程的“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念，在本节课的教学中，通过引用“雅典奥运会上刘翔110m跨栏比赛”等案例，紧密联系生活实际，适时渗透物理思想，注意与信息技术整合，培养学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题，以及将物理知识应用于社会实践的意识与能力。二、教材分析“运动快慢的描述-速度”是高中物理必修1第一章第三节的内容，它与上面两节内容一样，属于运动描述的基础知识。教材在速度平均速度的概念表述中，用位移代替了初中的路程，因而使速度概念变成矢量，并且首次用比值法来进行定义。同时平均速度是从

2、整体角度反映物体运动快慢的物理量，有助于学生形成整体综合的解决问题的策略。瞬时速度是反映物体在某一时刻（或某一位移）运动快慢和方向的物理量。在引出瞬时速度概念时，利用极限的思想进行思维，是学生学习极限思想方法的很好途径，为学生对瞬时速度的理解，做了很好的衔接。速度、平均速度以及上节位移的概念都是矢量，都是研究匀变速直线运动规律的基础知识，对这些矢量的准确理解是解决后续问题的基础。三、学情分析1、高一学生认识事物的特点是：已经开始习惯抽象逻辑思维，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的来支持，所以采用刘翔110跨栏这个案例，开始本堂课的探究，密切联系实际，得出运动快慢的规律。2、由于学

3、生在初中已学习过有关速度的知识，在生活中对于速度也有较多的感性知识，在高中重新学习应该困难不大。但学生在初中学习中，速度是一个标量，是用单位时间内通过的路程来表示速度，而高中确实将速度变为矢量，而且采用比值法给速度下了一个规范的定义，达到了由原有的通俗的比较物体运动快慢的方法，过渡到了一个统一的标准，改变学生了已有的认识，拓展饿概念的内涵，是本节教学的一个难点。3、在本堂课的教学设计中，以建构主义学习理论为基础，体现了新课程中“自主、探究、合作”的教学理念，教学设计的以“刘翔2004雅典夺冠”拉开学习的序幕，然后层层深入，以师生互动、生生互动为主要的课堂形式，在实现知识构建的同时，提升学生的探

4、究能力与合作学习能力。四、教学目标 1、知识与技能：(1)、知道速度的定义，能写出速度的公式、符号和单位。(2)、知道速度的特点，能区分速度和速率。(3)、能用具体实例，区别平均速度和瞬时速度。(4)、理解速度、平均速度的物理意义，解决相关的实际问题。2、过程与方法：（1）、通过对物体运动快慢的探究，采用比值法定义速度这一物理量。（2）、通过理解平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，渗透等效的方法。（3）、由平均速度的极限思想，引出瞬时速度，培养学生的迁移推理能力。3、情感、态度与价值观：（1）、引导学生勇于探究与日常生活有关的物理学问题。（2）、在教学中，使学生体验民族自豪感

5、。（3）、培养学生主动与他人合作的精神，同时提升学生与他人沟通的能力。五、重点难点分析1、教学重点:平均速度与瞬时速度的物理意义及其区别。2、教学难点:利用极限的思想，由平均速度引出瞬时速度。六、教学策略与手段1、根据本节课特点，采用“启发探究欲望、展开探究活动、总结探究成果为基本的课堂教学结构。在观察现象初步分析、猜测、推导规律阶段都交给学生自主完成，因此在充分落实“双基”教学和体现教师的主导作用和学生主体作用，使教学过程真正成为学生学习过程，使学生既学到知识，又培养探索能力的思想指导下，使学生能主动获取知识、培养能力、学会学习和科研的方法，调动学生学习积极性，使学生获得成就感。2、本节课的

6、教学方法采用：讨论法、假设法。让学生通过观察，同学之间相互讨论，来体会平均速度与瞬时速度的概念及其区别，探究怎样由平均速度得出瞬时速度。培养学生的分析、推理、综合能力，有效地突出重点。这样做能很好地体现“三动”教学模式的特征，即“让学生最大限度地参与到学习的全过程”，符合教师的主导作用和学生的主动性相结合的原则。七、课前准备1、学生的学习准备；复习描述运动的几个概念；提前预习本课内容；搜集有关速度的资料。2、教师的教学准备；教师自制PowerPoint课件进行辅助教学。3、教学用具的设计和准备。“雅典奥运会上刘翔110m跨栏比赛夺冠”等精彩教学录像等。八、教学过程 （一）启发探究欲望1、复习引

7、入问题1：为了描述物体的运动，我们已经进行了两节课的探究，学习了描述运动的几个基本概念，大家一起来回答一下是哪几个基本概念? 学生：质点、参考系和坐标系；时间、时刻以及位移和路程。 问题2：当物体做直线运动时，我们是用什么方法来描述物体的位移呢? 学生：可以用坐标系。因为在坐标系中，用某一时刻t1对应的点x 1表示该时刻物体的位置，另一时刻t2所对应的点x2，表示t2时刻物体的位置，用xx2一xl，就能表示这段时间内的位移变化量。问题3：同学们已经知道位移是描述物体位置变化的物理量，那么物体的位移越大，是否物体就运动得就越快呢?学生讨论答案：不一定。因为物体的运动快慢还与运动的时间有关。设疑引

8、入：那么，如何来描述物体运动的快慢呢?这节课我们就来探讨这个问题。2、探究知识准备指导学生阅读“坐标与坐标的变化量”。问题4：以初中的50米赛跑为例，如果跑道是直线，你是否能说明“坐标”与“坐标的变化量”的区别和联系?学生讨论答案：坐标代表位置，坐标的变化量代表位移。例如，在起跑点的位置、在50米终点的位置或在中点的位置(25 m处)等，都可以用坐标轴上的点来表示，而从起跑点至终点的线段，就是位移可以用起跑点和终点的坐标变化量来表示。多媒体展示课件展示右图，让学生观察，体会应用数轴来表示坐标与坐标的变化量， 思考与讨论（1）、图中汽车运动方向向哪边?（2）、如果汽车沿x轴向另一个方向运动，则位

9、移x是正值还是负值?在教师的指导下，学生四人一组自主探究，展开讨论，然后选出代表，发表见解，提出疑惑学生讨论答案：(1)、汽车在沿x轴正方向运动；（2）、汽车从坐标x110 m，运动到坐标x230 m处，则x x2 x120m，因位移x0，所以表示位移的方向沿x轴正方向，但是汽车沿x轴另一个方向运动，则位移x=20m0，表示位移的方向沿x轴负方向，教师总结：这种表示方法实际上是与所给的物理情景相符合的，例如，当汽车沿直线向东行驶时，我们可以先规定向东作为x轴的正方向，然后再来讨论汽车的位置和位移变化。同理，我们还可以用数轴上的tt2t1来表示时间的变化量，解决实际问题。多媒体展示（二）展开探究

10、活动 1、建立模型-速度北京时间2004年8月28日凌晨2点40分，在雅典奥林匹克体育场，这是所有国人都铭记的日子，21岁的上海小伙子刘翔犹如闪电一样，挟带着狂风与雷鸣般的怒吼率先冲过了终点，以巨大的优势斩获奥运会男子110米跨栏金牌，12秒91的成绩平了由英国名将科林约翰逊所创造的世界纪录。问题5：110跨栏决赛中，根据什么判定刘翔获得冠军?有哪些判定方法呢?学生讨论答案：学生：相同的位移，通过比较时间的长短，时间谁的短，谁就运动得快。相同的110米跨栏比赛中，刘翔所用的时间最短，所以他跑得最快，所以他夺得了冠军。 学生：相同的时间，通过比较通过的位移的大小，位移谁的大，谁就运动得快。相同的

11、12秒91时间里，刘翔跑得更远，所以说明他跑得是更快的。多媒体展示教师总结：由上分析可知，运动的快慢跟运动的时间及通过的位移都有关系。物理学中用速度来描述物体运动的快慢程度。思考与讨论：以下有2个物体，又如何比较它们运动的快慢程度。项目初始位置(m)时间(s) 末了位置(m)A、公共汽车在平直道路行驶 0 10 100B、火车在平直轨道行驶 500 30 1 250学生讨论答案：因为公共汽车和火车的位移不同，所用的时间也不相同，要判断它们的运动快慢，只有通过计算它们平均每秒钟运动位移变化的大小量。即可得：单位时间内运动位移大的物体运动得快，由上表可得每秒钟位移大小公共汽车为10m、火车为25

12、m，这说明火车行驶得快。 教师总结：运动的快慢跟运动的时间及通过的位移都有关系，可以用位移跟发生这个位移所用时间的比值，表示物体运动的快慢，这就是速度。（1）、定义：速度是表示运动快慢的物理量，它等于位移x跟发生这段位移所用时间的比值。（2）、定义式：=x/t（3）、单位：的单位由位移和时间决定，国际单位制中为米每秒，符号是/，常用单位是/、/等。（4）、矢量：速度是既有大小，又有方向的物理量，即矢量。速度的方向就是物体运动的方向。 （5）、进一步理解：在初中同学们也学过速度，那时是路程与时间的比值，初中时那样处理是限于当时同学们的接受能力，其实在高中里面只有在单向的直线运动中，路程恰好等于位

13、移的大小，这时速度与初中的速度大小是一样的，其他的都是不一定相同的。2、深入探究平均速度与瞬时速度（1）、平均速度 问题5：大自然里，物体的运动各异。如果仔细观察各个物体的运动，我们可以发现，在许多情况下，物体运动的快慢都会发生显著的改变：例如飞机的起飞过程，汽车的行驶期间，运动员在比赛中的奔跑等。在自然与人类生产生活中，各个物体的运动状态各异且不断变更。在长时间的对运动的思索、探究过程中，为了能比较准确地描述运动的快慢，科学家逐步建立了平均速度的概念，并科学地用平均速度来描述物体运动的快慢。那么平均速度又是如何定义的呢? 师生共同总结：（1）、定义：平均速度是指运动物体在某段时间内的位移与发

14、生这段位移所用时间的比值。（2）、矢量：平均速度是矢量，它的方向由位移的方向决定，它的大小表示这段时间内运动的快慢。（3、）、物理意义：平均速度是在描述变速直线运动的情况下，能粗略描述物体运动快慢的物理量。 实践应用：一辆汽车在平直的公路行驶，假设第1s内通过了5m的距离，第2s内与第3s内分别通过了20 m的距离，在第4s内又通过了15 m的距离。试求汽车在最初2s内的平均速度与这4s内的总的平均速度各是多少? 解：根据平均速度定义式v=x/t可得， 最初2s内：v1=(x1+ x2)/ (t1+ t 2) ms=12。5ms 4s内：v2=(x1+ x2+ x3+ x4)/ (t1+t 2

15、+t 3+t 4) ms=15ms 注意点：变速运动在不同时间内的平均速度一般来说是不同的，所以在计算平均速度时，必须要指出是哪段时间内的平均速度。（2）、瞬时速度 问题6：在前面刘翔的110米跨栏比赛中，整个过程中、前半程或者后半程的平均速度，我们都可以计算出来，但是怎样才能较为准确地描述他在各个时刻运动的快慢呢?学生：可以取与各个时刻最接近的时间间隔，测得所发生的位移，就能准确描述他每个时刻的运动快慢了。师生共同总结：(1)物理意义：描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢和方向的物理量，常称为速度。(2)方向性：速度与速率不同，速率仅反映质点运动的快慢，而速度即反映质点运动的快慢又能表述方向。（方向就是物体运动轨迹的切线方向。）(3)瞬时性：速度具有瞬时性，一般提到的速度均为瞬时速度，它反映的是物体在某时刻（或某位置）运动的快慢与方向。(4)相对性：参考系不同时，同一物体的速度相对不同的参考系而言