物体的运动——速度与加速度.docx

1.4 物体运动的速度
一、教学目标
知识与技能
1.理解速度与速率的概念，知道速度与速率之间的区别与联系。
2.理解平均速度，知道平均速度的符号，单位，知道瞬时速度的概念，知道瞬时速度与平均速度的关系；知道速度和速率以及它们的区别；
3.会计算质点的平均速度，认识各种仪表中的速度；
4.理解速度的物理意义。
过程与方法
1．运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，从而渗透物理学的重要研究方法等效的方法．
2．培养迁移类推能力
情感态度与价值观
1．通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法．
2．通过师生平等的情感交流，培养学生的审美情感，增强学生的学习兴趣．
二、教学重点与难点
教学重点:瞬时速度、平均速度两个概念及两个概念之间的联系
教学难点:对瞬时速度的理解
三、教学方法
教师启发、引导，学生自主思考，讨论
四、教学设计
（一）新课导入
在初中的时候我们学过，把物体通过路程与所用时间的比值叫做速度，但在前面一节中，我们知道路程并不能确切地描述物体位置的变化和运动方向，因此，初中课本对速度的描述是不准确的，现在我们重新定义，把物体通过路程与所用时间的比值叫做速率，路程是只有大小没有方向的标量，因此，速率也是标量，只有大小，没有方向。那么，我们究竟用什么物理量来描述 物体的运动快慢呢？
(二)新课内容
1.平均速度
在前面一节中我们学习了，位移能准确地描述物体的位置变化和运动方向，因此，在这里我们定义一个新的物理量——平均速度：用物体位移和产生这段位移的时间的比值成为平均速度。公式
① 定义：表达式中所求得的速度，表示的只是物体在时间间隔内的平均快慢程度，称为平均速度。
②平均速度只能粗略地描述运动的快慢。
③平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间内发生的位移方向相同。
④平均速度必须明确是哪段时间或哪段位移上的平均速度，取不同的时间段或位移段平均速度一般是不同的。
问题：百米运动员，10s时间里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？
回答：每秒平均跑10m。
百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢？
答：否。
说明：对于百米运动员，谁也说不来他在哪1秒跑了10米，有的1秒钟跑10米多，有的1秒钟跑不到10米，但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。此时的速度就称为平均速度。所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。
例1：甲、乙两地位于同一条直线上且相距60km，一辆汽车从甲地开往乙地，它以60km/h平均速度通过前一半路程，接下来用时45min通过后一半路程。那么它在全程的平均速度大小是多少？
解：设全程的路程为2S，则
km/h
例2：一辆汽车沿直线运动，先以15m/s的速度行驶了全程的，余下的路程以20m/s的速度行驶，则汽车从开始到行驶完全程的平均速度大小为多少？
解：设全程的路程为2S，则

2、 瞬时速度
刚才已经知道，平均速度表示的只是物体在时间间隔内的平均快慢程度，并不能准确的描述物体在每一时刻的速度情况，为了表示任意时刻的运动快慢，我们引入一个新的物理量——瞬时速度。【实验探究】图1-3-2，顺时在时间轴上表示为一点，而时间表示为时间轴上的一段距离，根据平均速度的定义，我们再把时间压缩成某时刻的一个点，就可以得到顺时速度的定义。
①定义：物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度，叫做瞬时速度。
②瞬时速度和平均速度的关系：如果时间非常小时，就可以认为平均速度表示的是物体在时刻的瞬时速度。
③瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。
④初中学到的匀速直线运动，就是瞬时速度保持不变的运动。
测量仪器：速度计（速度计所指的数值就是某时刻汽车的瞬时速率，随着行驶的快慢而定）。
五、本节课小结：
1、速度的概念及物理意义；
2、平均速度的概念及物理意义；
3、瞬时速度的概念及物理意义；
4、速度的大小称为速率。
例题2：下边是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在表中路段做直线运动，且在每一个车站都准点开出，准点到达.
a.火车由北京西站开出直至到达霸州车站，运动的平均速度是多大？
b.火车由霸州车站开出直至到达衡水车站，运动的平均速度是多大？
c.在零时10分这一时刻，火车的瞬时速度是多大？
北京西
↓
深圳
自
北京西
起公里
站名
北京西
↑
深圳
22:18
0
北京西
-
6:35
23:30
32
92
霸州
22
5:20
0:08
11
147
任丘
39
4:36
1:39
45
274
衡水
10
3:04
…
…
…
…

六、课堂小测验：（1~3题）
1．下列说法中正确的是（ ）
a．做匀速直线运动的物体，相等时间内的位移相等
b．做匀速直线运动的物体，任一时刻的瞬时速度都相等
c．任意时间内的平均速度都相等的运动是匀速直线运动
d．如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一个恒量，则此运动是匀速直线运动
2．下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是（ ）
a．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零
b．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零
c．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度
d．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度
3．一辆汽车，开始以5m/s的速度匀速行驶了20m，后又以10m/s的速度行驶了20m，那么汽车在行驶40m的时间内的平均速度是否正确？
七、课外作业：（4～7题）
4．高速公路上的速度限制牌限制的速度为120 km/h，它指的是什么速度？
5．短跑运动员在100 ｍ竞赛中，测得7ｓ末的速度是9m/s，10s末到达终点时的速度是10.2 m/s，则运动员在全程内的平均速度为（ ）
a．9 m/s b．9.6 m/s c．10 m/s d．10.2 m/s
6．一辆汽车以速度v行驶了2/3的路程，接着以20 km/h的速度减速，后以36 km/h的速度返回原点，则全程中的平均速度是（ ）
a．24 km/h b．0 c．36 km/h d．48 km/h
7．物体沿一直线运动，下列说法中正确的是（　　　）
a．物体在某一时刻的初速度为3m/s，则在这1s内物体一走3m
b．物体在某一秒内平均速度为3m/s，则在这1s内物体一定走3m
c．物体在某段时间内平均速度为3m/s，则在这段时间内的任意1s内的位移都为3m
d．物体在t1时刻的速度为2m/s，在t2时刻的速度为4m/s，则在t1至t2的平均速度可能为零
[选做题]
物体沿直线运动，前半段位移的平均速度是20m/s，后半段位移的平均速度是30m/s，则物体全程的平均速度多大？

物体沿直线运动，前半段时间的平均速度是20m/s，后半段时间的平均速度是30m/s，则物体全程的平均速度多大？

1.5速度变化的快慢 加速度
一、教学目标
1.理解加速度的概念，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位。
2.知道加速度是矢量，知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致。
3.知道什么是匀变速直线运动
4.通过对速度、速度的变化量、速度的变化率三者的分析比较，提高学生的比较、分析问题的能力。
二、教学重点与难点
重点: 1.加速度的概念及物理意义
2.加速度的求解
难点:加速度的方向的理解
三、教学方法
比较、分析法
四、教学设计
（一）新课导入
起动的车辆
初始时刻的速度(m/s)
可以达到的速度(m/s)
起动所用的时间(s)
小轿车
0
30
20
火车
0
50
600
摩托车
0
20
10
教师引导学生三种车辆速度随时间的变化规律,分析比较发现:三种车辆的速度均是增大的,但它们速度增加得快慢不同。那么,如何比较不同物体速度变化的快慢呢?从而引入加速度。
（二）新课内容
1．速度的变化量
【讨论与交流】飞机、汽车、运动员的速度分别从什么变到什么？
提问: 速度的变化量指的是什么？
(速度由经一段时间后变为，那的差值即速度的变化量。用表示。)
提问: 越大，表示的变化量越大，即速度改变的越快,对吗？为什么？
教师引导学生讨论得出: 要比较速度改变的快慢，必须找到统一的标准。也就是要找单位时间内的速度的改变量。
2.加速度
为了描述物体运动速度变化的快慢，必须引入一个新的物理量——加速度
（1）定义：速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值

（2）物理意义：指速度变化的快慢和方向
（3）单位：米/秒2（m/s2）
（4）加速度是矢量，既有大小，又有方向，当末速度大于初速度时，加速度为正值，物体在加速，当末速度小于初速度时，加速度为负值，物体在减速。一般规定初速度的方向为正方向。
（5）a不变的运动叫做匀变速运动。匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。
（6）加速度越大，表明物体运动的速度改变得越快。
[例题1]  做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车加速度的大小。汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度。
分析：由于速度、加速度都是矢量，所以我们计算的时候必须先选一个正方向。一般选初速度的方向为正方向。
分析讨论：
(1)火车40s秒内速度的改变量是多少，方向与初速度方向什么关系？
（2）汽车2s内速度的改变量是多少？方向与其初速度方向有何关系？
（3）两物体的运动加速度分别为多少？方向如何呢？
分析(1)物体：(1)作匀变速直线运动，40秒内属于的改变量为，方向与速度方向相同， 方向方向相同，即与方向相同。
分析(2)物体：②作匀变速直线运动，5秒内速度的改变量为，说明与方向相反，说明方向与方向相同，与方向相反，作匀减速直线运动。
强调：加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。
[例题2] 一物体作匀变速直线运动，某一时刻速度大小为4m/s,1秒钟后，速度的大小变为10m/s，求一秒内物体运动的加速度的小小。
思考：加速度表示的是物体速度变化的快慢，而速度是矢量，既有大小，也有方向，在解题中要注意到初速度和末速度的方向问题。
解：设初速度方向向右，为正方向，末速度与初速度方向相同，
则a=(10-4)m/s÷1s=6m/s2 加速度方向向右
当末速度与初速度方向不同，末速度的方向向左时，为负值
则a=(-10-4) m/s÷1s=-14m/s2 加速度方向向左
注意，加速度的前面正负号表示方向，并不是说加速度可以是负数。
总结：匀加速运动：，为正值，，与方向一致。
匀减速运动：，为负值，，与方向相反。
五、练习：课本P13，
1、某物体以恒定速度运动，其加速度是多大？
为速度为零，恒定速度运动，速度改变量为零，加速度也为零。
2、加速度是否等于速度变化的大小，说明理由
不等于，加速度是物体运动速度变化快慢的物理量，是速度变化大小与时间的比值。
3、课堂作答
4、课堂作答
5、课堂作答
A．物体运动的加速度等于0，而速度却不等于0。
总结：加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；
B．加速度的方向如果与速度的方向相反，则速度将越来越小直至速度为零。所以要看加速度的方向是否与速度的方向一致。
C.两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，而加速度却比较小。
总结：加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”——表示变化的快慢，不表示变化的大小。
D．物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西。
总结：物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。
当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。
当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。
总结：速度、速度的变化和加速度的大小没有关系。
六、小结
1、加速度的物理概念及意义。
2、加速度与速度、速度变化量的区别。