1、3運動快慢的描述速度教材分析本節教材進一步說明如何用坐標和坐標的變化量來表示質點的位置和位移，為速度概念的敘述作好準備。教材的重點是速度，從平均速度引入，通過極限的思維方法過渡到瞬時速度，說明瞬時速度表示物體在時刻t的速度。教材最后說明速度的應用，特別以“STS”欄目形式從一個側面說明速度與社會發展的關系。學情分析學生在初中已經學習過速度的知識，在日常生活中物體運動的快慢也很熟悉。由于在初中學習的是物體做勻速運動時的速度，且用路程與時間的比值表示，沒有強調方向性。高中是在初中的基礎上進一步比較準確地來描述物體運動的快慢和方向。學生開始時對平均速度的理解可能有誤，不注意其方向性，也不清楚平均速度

2、與時間和位移的一一對應性。在平均速度的基礎上引入瞬時速度也要處理好，要讓學生體會極限的思想，學生接受這一概念的難度應該不是很大。設計思路平均速度和瞬時速度都用位移與時間的比來定義，直線運動中質點的位移用坐標的變化量x來表示的方法是重要的。以一輛汽車沿平直公路行駛為例，讓學生通過思考與討論理解用x表示位移大小和方向的方法，引導學生理清思考問題的思路，如先選定質點運動的直線為一維直線坐標系，確定坐標軸的原點和坐標軸的正方向，并確定坐標軸的標度。學生開始時可能誤認為平均速度與初中學過的速度沒有區別，可通過實例讓學生注意到，初中學的速度定義是路程與時間的比，它沒有方向。現在說的平均速度是矢量，它的方向

3、與位移x的方向相同。用極限思想介紹瞬時速度是可行的。定義了平均速度后進一步指出“為了使運動的描述精確些，可以把t取得小一些，運動快慢的差異也就小一些；t越小，描述越精確；想像t非常小，可以認為表示物體的瞬時速度。”這樣處理較清晰地體現了極限思想，目的是讓學生進一步加深對科學思維方法的感悟，但又回避了嚴格的極限概念和計算，也沒有引入“極限”這個術語。STS強調的是科學、技術與社會的互動關系，而不僅僅是科學在技術中的應用。本節教材在“STS”欄目中設置了“速度與現代社會”的文章。介紹了車輛速度的提高與城市發展等方面的關系，并討論了環境、資源等問題。在涉及科學技術與社會的問題時，重要的是啟發學生進行

4、這方面的思考，鼓勵他們發表自己的見解。如文章的最后提出這樣的問題：“交通工具的速度是不是越快越好？”在“說一說”欄目中，費恩曼所舉的有趣的例子可組織同學閱讀、議論，鼓勵學生提出自己的想法。教師引導學生認識到警察所說的超速指的是瞬時速度，女士說的是一段時間走的路程和將要走過的路程，這位女士不懂瞬時速度。三維目標 知識與技能1理解物體運動的速度，知道速度的意義、公式、符號、單位、矢量性；2理解平均速度的意義，會用公式計算物體運動的平均速度，認識各種儀表中的速度；3理解瞬時速度的意義；4能區別質點的平均速度和瞬時速度等概念；5知道速度和速率以及它們的區別。過程與方法1通過描述方法的探索，體會如何描述

5、一個有特點的物理量，體會科學的方法，體驗用比值定義物理量的方法；2同時通過實際體驗感知速度的意義和應用；3讓學生在活動中加深對平均速度的理解，通過生活中的實例說明平均速度的局限性；4讓學生在相互交流中逐漸領會瞬時速度與平均速度的關系，同時初步領略極限的思想并初步領會數學與物理相結合的方法，進而直接給出瞬時速度的定義；5會通過儀表讀數，判斷不同速度或速度的變化。情感態度與價值觀1通過介紹或學習各種工具的速度，去感知科學的價值和應用；2了解從平均速度求瞬時速度的思想方法，體會數學與物理間的關系；3培養學生認識事物的規律：由簡單到復雜，培養學生抽象思維的能力；4培養對科學的興趣，堅定學習思考探索的信

6、念。教學重點 速度、瞬時速度、平均速度三個概念，及三個概念之間的聯系。教學難點 對瞬時速度的理解。教具準備 多媒體課件。課時安排 2課時教學過程 新課導入為了描述物體的運動，我們已經進行了兩節課的學習，學習了描述運動的質點、參考系、坐標系；時刻、時間、位移和路程等幾個概念。當物體做直線運動時，用什么方法描述物體的位置和位移？在坐標系中，與某一時刻t1對應的點x1表示t1時刻物體的位置，與另一時刻t2對應的點x2表示t2時刻物體的位置，則xx2x1，就表示從t1到t2這段時間內的位移。我們已經知道位移是描述物體位置變化的物理量，能不能說，物體的位移越大，物體運動得就越快？不能。因為物體的運動快慢

7、與運動的時間有關。那么，如何來描述物體運動的快慢？本節課將會學習描述物體運動的快慢物理量。新課教學一、坐標與坐標的變化量【討論與交流】以百米賽跑為例，你參加賽跑的跑道是筆直的，你能說明“坐標”與“坐標的變化量”有何不同，又有何聯系？坐標用來表示位置，坐標的變化量表示位移，比如，我在起點的位置、我在終點的位置或我在全程中點的位置（50 m處）等，都可以在建立坐標系后用坐標上的點來表示，而在我從起點跑到終點的這段過程中，我的位移可以用起點和終點間的坐標變化量來表示。1、直線運動的坐標與坐標變化量（1）某時刻的坐標表示位置。（2）坐標的變化量表示位移，xx2x1。一輛汽車在沿平直公路運動，設想我們以

8、公路為x軸建立直線坐標系，時刻t1汽車處于A點，坐標是x110m，一段時間之后，時刻t2到達B點，坐標是x230m。x2x1就是這輛汽車位置坐標的變化量，可以用符號“x”表示。本章只討論物體沿著直線的運動，并以這條直線為x坐標軸，這樣，物體的位移就可以通過坐標的變化量來表示。x的大小表示位移的大小，x的正、負表示位移的方向。2、時間的變化量同樣可以用t表示時間的變化量。tt2t1其中的t1、t2也分別表示從起點運動到兩對應位置的時間。【思考與討論】1上圖中汽車（質點）在向哪個方向運動？2如果汽車沿x軸向另外一個方向運動，位移x是正值還是負值？讓學生自主探究，積極思考，開討論，發表見解，提出問題

9、。汽車在沿x軸正方向運動，圖示汽車從坐標x110m，在經過一段時間之后，到達坐標x230 m處，則xx2x130m10m20m，位移x0，表示位移的方向沿x軸正方向。如果汽車沿x軸向另外一個方向運動，則位移x是負值，表示汽車的運動方向與坐標軸的正方向相反。二、速度（播放比賽片段）：北京時間8月28日凌晨2點40分，雅典奧林匹克體育場，這是一個值得所有中國人銘記的日子，21歲的上海小伙劉翔像閃電一樣，挾著狂風與雷鳴般的怒吼沖過終點，以明顯的不可撼動的優勢獲得奧運會男子110米欄冠軍，12秒91的成績平了由英國名將科林·約翰遜1993年8月20日在德國斯圖加特創造的世界紀錄，改寫了奧運會

10、紀錄。請問我們怎樣比較哪位運動員跑得快呢?有幾種方法呢?試舉例說明。討論、思考并回答：同樣的位移，比較所用時間的長短，時間短的，運動得快。例如劉翔在110米欄比賽中所用的時間最短，跑得最快，所以他奪得了金牌。相同的時間，比較通過的位移，位移大的，運動得快。假如用相同的時間，劉翔將跑得更遠，說明劉翔跑得更快。請同學們再多想一些比較快慢的例子，哪些是用相同位移比時間，哪些是用相同時間比位移的？我們在校運動會上，百米賽跑就是相同位移比時間。我親身經歷了，在校運動會前，我們班主任在選拔百米跑運動員的時候，他沒有秒表，而是用目測的方法來估計哪位同學跑得最快。他讓我們同時起跑，看誰跑得最遠。這種方法就是相

11、同時間比位移。由上分析可知，運動的快慢跟運動的時間及通過的位移都有關系。物理學中用速度來描述物體運動的快慢程度。【討論與交流】以下有四個物體，請同學們來比較一下它們運動的快慢程度。初始位置（m）經過時間（s）末了位置（m）A自行車沿平直道路行駛 020100B公共汽車沿平直道路行駛010100C火車沿平直軌道行駛500301 250D飛機在天空直線飛行500102 500如何比較A和B、B和D、B和C的運動快慢？比較A和B：它們經過的位移相同（都是100 m），A用的時間長（20 s），B用的時間短（10 s），在位移相等的情況下，時間短的運動得快，即汽車比自行車快。比較B和D：它們所用的時間

12、相同（都是10s），B行駛了100m，D飛行了2000m，B行駛的位移比D短，在時間相等的情況下，位移大的運動得快，即飛機比汽車快。比較B和C：它們的位移不同，所用的時間也不同，要比較它們的運動快慢，只有計算它們平均每秒鐘位移的大小量。單位時間內位移大的運動得快，由上列表可算出以上四個物體每秒鐘位移大小分別為5 m、10 m、25 m、200 m，這說明飛機行駛得最快。1、速度物理學中用位移與發生這個位移所用時間的比值表示物體運動的快慢，這就是速度。速度是表示運動的快慢的物理量。2、公式v（量度式）在初中也學過速度，不過那時是路程跟時間的比值，它們一樣嗎？初中我們學的速度是路程跟時間的比值，只

13、有在單向直線運動中，它與位移跟時間的比值是相等的。現在我們學習的速度概念更嚴謹。路程與所用時間的比值是另一個物理量，它與這里的速度是不同的。物體的速度大小通常由運動物體本身確定，速度的大小與位移的大小及時間的長短無直接關系。不能說x越大，v就越大；也不能說t越大，v就越小。3、單位由速度的定義式中可看出，v的單位由位移和時間共同決定，在國際單位制中是米每秒，符號為m/s或m·s1，常用單位還有km/h、cm/s等。4、速度是矢量速度不但有大小，而且有方向，是個矢量，運算遵循平行四邊形法則。大小：單位時間內的位移大小，表示物體的運動快慢。方向：速度的方向跟物體的運動方向相同。在單方向直

14、線運動中，速度方向與位移方向也相同。三、平均速度和瞬時速度在大自然中，物體的運動有快有慢。天空，日出日落；草原，駿馬奔馳；樹叢，蝸牛爬行。仔細觀察物體的運動，我們發現，在許多情況下，物體運動的快慢會發生改變：飛機的起飛，汽車的行駛，運動員的奔跑等。在自然界和人類生活中，物體的運動狀態各不相同且不斷變化。在長期對運動的思索、探究過程中，為了比較準確地描述運動，人們逐步建立了平均速度的概念，并用平均速度來描述物體運動的快慢。如何定義平均速度呢?1、平均速度（1）概念在變速直線運動中，運動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間內的平均速度。平均速度是用來描述變速運動的平均快慢和方向的，平均速度是矢

15、量，是一種等效的處理變速直線運動的方法。是對物體運動快慢的粗略描述。（2）公式（定義式）該式是平均速度的定義式，對各種情況求平均速度均適用。（3）方向平均速度是矢量，它的方向由位移的方向決定，它的大小表示這段時間內運動的快慢。某段時間內的平均速度方向與該段時間內的位移方向一致。（4）平均速度的一一對應性平均速度的數值跟在哪一段位移或哪一段時間內計算平均速度有關。平均速度與所取的時間間隔或位移段是一一對應的，所取的時間間隔不同，或在不同段位移內計算平均速度，達到的結果一般都不相同。【討論與交流】美國田徑運動員劉易斯，在1991年的世界田徑錦標賽上創下了9.86s的百米跑世界紀錄。下表中給出了當時

16、的實測記錄。請算出每個10 m內的平均速度，并填入表中。位移s/m0102030405060708090100時間t/s01.882.963.884.715.616.467.308.319.009.86通過每10 m的時間t/s1.881.080.920.830.900.850.840.830.870.86平均速度/（m·s1）5.329.2610.8712.0511.1111.7611.9012.0511.4911.63在每個10 m內的平均速度不同，那么我們在求平均速度的時候應該注意什么？變速運動在不同時間內的平均速度一般不同，所以提及平均速度，必須要指明是哪段時間內的平均速度。

17、【課堂訓練】一輛自行車在第一個5s內的位移為10m，第二個5s內的位移為15m，第三個5s內的位移為12m，請分別求出它在每個5s內的平均速度以及前10s、后10s和全程的平均速度。計算得出：2m/s，3m/s，2.4m/s，2.5m/s，2.7m/s，2.4m/s。由此更應該知道平均速度應指明是哪段時間內的哪段位移內的平均速度。2、瞬時速度平均速度是對物體運動快慢的粗略描述，如果要精確地描述變速直線運動的快慢，應怎樣描述呢？【討論與交流】問題：在上面我們討論的美國田徑運動員劉易斯的百米賽跑記錄中，我們要想知道他在前10 m內的平均速度已經可以求出來了，我們還可以求出他在前9 m內的平均速度，

18、前8 m內的平均速度前2 m內的平均速度，最初1 m內的平均速度，等等。在這些求出的速度中，哪一個能更準確地描述劉易斯在起跑時的速度？結論：取得的位移越接近最初起跑，越能準確描述他的運動快慢。平均速度只能粗略地描述運動的快慢，而當我們把時間間隔或位移間隔取得越短時，越能更準確地描述在這一小段時間內的運動快慢，這就是瞬時速度。對變速運動的物體，如果我們能了解它在更短時間內的平均速度，我們對這段時間內的運動情況的了解精確些。如果能了解物體在某一時刻（或經過某一位置）時運動的快慢程度，就更精確了。（1）瞬時速度：運動的物體在某一時刻（或經過某一位置）的速度，叫做瞬時速度。騎摩托車或駕駛汽車時的速度表

19、顯示的速度就是瞬時速度。在質點從t到tt時間內的平均速度中，t取值非常非常小時，這個值就可以認為是質點在時刻t的瞬時速度。準確地講，瞬時速度是物體在某時刻前后無窮短時間內的平均速度，是矢量。（2）公式（t0）（3）大小：反映了物體此時刻的運動快慢。（4）方向：與物體經過該位置時的運動方向相同，即物體運動軌跡在該點的切線方向。（5）瞬時速度與平均速度的關系ABCD我們要測出物體過A點時的瞬時速度，用物體在AD段的平均速度代替誤差太大，用AC段的平均速度代替誤差就減小了，用AB段的平均速度代替誤差就更小了。由此可得，從A點開始所取的位移越小，用平均速度代替瞬時速度就越精確。當位移足夠小(或時間足夠

20、短)時，以至于分辨不出速度的變化，運動可視為勻速。這是一種極限思維。物體在某點附近，當t0時的平均速度就是該點的瞬時速度，也就是設想從該時刻開始做勻速運動的速度。【課堂訓練】下列關于瞬時速度的說法中正確的是A瞬時速度可以精確地描述物體做變速運動的快慢，但不能反映物體運動的方向B瞬時速度就是運動的物體在一段非常非常短的時間內的平均速度C瞬時速度的方向與位移的方向相同D某物體在某段時間里的瞬時速度都為零，則該物體在這段時間內靜止答案：BD解析：瞬時速度是為了精確描述物體運動的快慢和方向而引入的物理量，所以A選項錯。平均速度在描述物體運動的快慢時較粗略，但當平均速度中所對應的時間t越小，越能更精確地

21、描述物體在那一時刻附近的運動快慢，所以選項B對。平均速度的方向與物體的位移方向相同，而瞬時速度是與時刻相對應的物理量，不能說明它與一段時間內的位移方向相同，C錯。D正確。【閱讀】教材第16頁中常見物體的速度。【討論與交流】閱讀下面一段文字并回答后面的問題：大到星系、天體，小到微觀世界的分子、原子，無時無刻不在運動著。以下列舉的是幾種常見的運動物體的速度：人的步行速度為1 m/s左右，人的奔跑速度最大可達10 m/s，騎自行車的速度約為5 m/s，汽車的速度一般為20 m/s，現代飛機的速度高達1 000 m/s，2003年上海開通的磁懸浮列車的設計時速為430 km/h，約120 m/s。普通

22、雨滴的直徑一般約為1 mm，毛毛細雨的雨滴直徑在0.5 mm以下，滂沱大雨的雨滴直徑為57 mm，雨滴下降的最大速度一般不會超過8 m/s。沿海地區經常遭受臺風的侵害，2004年4月的臺風就給惠州市造成了較大的經濟損失。臺風是很可怕的大風暴，風速最高可達60m/s，刮風的范圍一般是幾百千米到1000km。臺風會帶來惡劣的天氣和大量的降雨，會給當地農作物、交通及各種建筑物造成很大的破壞。地球繞太陽轉動，轉動一周所用時間為1年，轉動速度大小為2.98×104 m/s；月球繞地球公轉的周期約為27天，轉動速度約為1.02×103 m/s，即約為1 km/s；同步地球衛星繞地球公轉

23、周期為1天，運行速度約為3 km/s。在常溫下，金屬中的自由電子熱運動的平均速率約為105 m/s，美國科學家利用“回旋加速器”使帶電粒子速度很容易達到了106 m/s；天然放射性元素放出的射線，速度高達107 m/s，根據愛因斯坦相對論，任何物體不論是宏觀物體還是微觀物體，也不論它相對于什么參考系，其運動速度都不會超過光速（3×108 m/s）。（1）上述材料中“人的步行速度為1 m/s左右”“人的奔跑速度最大可達10 m/s”“汽車的速度一般為20 m/s”“臺風的風速最高可達60 m/s”，指的是平均速度還是瞬時速度?（2）觀察雨滴下落情況，思考下列問題，并將自己的想法與其他同

24、學討論交流。大雨滴降落速度大，還是小雨滴降落速度大?根據生活經驗，物體下落時總是越落越快.雨滴在六樓的下落速度一定比在一樓下落的速度小嗎?即雨滴的下落過程是越落越快的嗎?（學了自由落體運動后，再體會）參考答案：（1）“奔跑的最大速度”、“臺風最高速度”均為瞬時速度；“人的步行速度”“汽車的速度一般是20 m/s”指的是平均速度；（2）可以討論：大雨滴降落速度大，小雨滴降落速度小；不一定，因雨滴下落過程受空氣阻力作用，到地面附近時已經是勻速運動了，故在六樓和一樓觀察雨滴下落基本上一樣快。四、速度和速率學生閱讀教材第16頁相應部分的知識點，讓學生總結。1、速度與速率（1）速度：位移與所用時間的比值

25、叫速度。既有大小，又有方向，是矢量。（2）速率：路程與所用時間的比值叫速率，只有大小，沒有方向，是標量。引導學生看教材第16頁圖1.32，觀察汽車的速度計，討論后說出你從表盤上獲取的有用信息。指針指在相應數字的瞬間，就表示汽車在那一瞬時的速率是那個值。還可以從表盤上直接讀出公里里程等。日常生活中的“速度”有時指速度，也有時指速率，要看實際的物理情景。【討論與交流】甲、乙兩位同學用不同的時間圍繞操場跑了一圈，都回到了出發點，他們的平均速度相同嗎？怎樣比較他們運動的快慢？位移都是零，平均速度等于位移跟發生這段位移所用時間的比值，所以他們的平均速度都是零。即使一位同學站在原地不跑，他的平均速度也是零

26、。體驗平均速度的缺陷，引入平均速率。平均速度v=，甲、乙的位移都為零，所以他們的平均速度也都等于零.在這里平均速度無法顯示他們運動快慢的不同，要用到另一物理量平均速率。2、速度與速率的關系（1）平均速度的大小一般不等于平均速率因路程與位移的大小一般不等，所以平均速度的大小一般不等于平均速率。（2）瞬時速度的大小就是瞬時速率當t取值非常非常小時，路程與位移的大小相等，所以有瞬時速度的大小就是瞬時速率。小結本節主要學習了速度的概念及其物理意義，平均速度和瞬時速度的概念及物理意義。知道了平均速度只能粗糙描述質點運動的快慢，而瞬時速度能更準確地描述質點運動的快慢。速度是矢量，方向就是物體運動的方向。平均速度中，速度方向也與位移方向相同。瞬時速度的方向就是質點在那一時刻的運動方向。速率是標量，是指速度的大小。平均速度與平均速率是不同的，前者跟位移相關，后者跟路程