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速度与加速度

消耗积分:2 | 格式:rar | 大小:333 | 2009-01-07

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教学内容分析
1. 内容和地位
在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”的内容标准中涉及本节的内容有:“经历匀变速直线运动实验研究的过程,理解位移、速度、和加速度,体会在实验中发现自然规律中的作用”。
本节速度、加速度是第(一)章《运动的描述》中描述运动的重要物理量,理解和应用速度和加速度概念,目的为研究匀变速直线运动的规律。物体的运动是日常生活中最为常见的现象,学生对匀速物体的运动已有自己的认识,这可以成为教学的起点,通过探究实验和科学的辨析,真正理解描述变速运动规律的重要物理量:速度、加速度。本节研究平均速度的等效替代思想和研究加速度的比值定义方法、研究瞬时速度的极限法方法,是物理学常用的研究方法,在教学中教师引导学生主动尝试学会这几种方法,为以后能应用类似方法来解决物理问题,领悟形异质同的物理模型,教学过程还应让学生感受实验探究的方法,使学生从中理解和领会研究物理问题的途径打下良好的基础。

2、教学目标

 (1)、理解速度、加速度的概念,知道速度是表示运动快慢的物理量;知道加速度是表示速度变化快慢的物理量。
(2)、用实验探究的方法来研究变速直线运动的平均速度、瞬时速度;、学会用比值法、等效替代来研究物理问题,体会数学在研究物理问题中的重要性。
(3)使学生在学习本节的过程中体会描述物理问题的规律和方法;从中形成科学思维方法,通过同学之间的交流讨论,感受合作学习的快乐,激发学生的探究热情和求知欲,从而培养学生的科学探究精神。

教学重点、难点
1、 理解平均速度、瞬时速度、加速度的概念,知道速度和速率以及它们的区别。
2、加速度的概念及物理意义。
     3、怎样利用极限法由平均速度推导瞬时速度;怎样由瞬时速度的变化导出加速度的概念。
   案例设计:
一、 导入新课
1、复习匀速直线运动的特点和运动快慢的描述方法—速度的定义。
2、教师举例:质点有各式各样的运动,不仅快慢程度不一样的,而且同一质点在不同段的快慢程度也是不同的,请同学们举日常生活中这种运动类型的实例。(蜗牛的爬行运动、飞机的起飞、物体沿斜面下滑,火车出站和进站的运动等。)
 3、引导学生思考:a同一物体在不同段的运动快慢是否一样?b、那又如何比较它们的运动快慢呢?
    二、新课教学
   1、平均速度
   教师设问:(1)在运动会的100米短跑上,运动员在整个过程中跑的快慢一样吗?(2)你如何判断哪位运动员跑的快,用什么方法?请同学们以小组为单位讨论并选派代表发言。
预测:学生对物体运动快慢认识可能有下面几种
1、学生回答运动员跑的快慢:同样长短的位移,看谁用的时间少。
2、 学生回答:如果运动的时间相等,那比较谁通过的位移大。
3、 …
教师:同学们提出的这些比较方法都是正确的。
教师进一步提问:
如果运动的时间不相等,通过的位移也不相等。又如何比较快慢呢?
 预测:
有一小部分学生会回答:单位时间内的位移来比较,就找到了比较的统一标准。
目的:引导学生用比值法来研究 变速直线运动的快慢,人们在长期对运动的思索、探究的过程中为了能描述变速直线运动的快慢,逐步建立了平均速度的概念。就是用在某段位移的平均快慢即平均速度来表示。
探究性实验:利用打点计时器、斜面、小车、纸带等仪器来研究变速直线运动的快慢。
(以4人为一小组做实验,教师先介绍打点计时器的原理,两点之间的时间间隔是多少?而后由学生动手做)
请同学们观察一个实验:小车沿斜面滑下做变速直线运动的例子:让小车后固定一小纸带,小车运动时会拖着小纸带一起运动,小纸带穿过一个打点记时器,通过打点记时器把小车在连续相等的的各个位置(小纸带的点)记录下来。
教师:指导同学们对纸带打的不同时刻的点进行分析、重点指导如何采集数据进行探究分析,指导学生采集OA、AB、BC、CD、DE、EF各段的S,而后进行研究各小段运动的快慢。从一个小组中推荐一个学生代表:取他达出的一条纸带、由本人通过计算、分析来研究,通过师生讨论方式进行探讨:
         O     A      B      C        D         E           F

预测:(各学生代表的分析回答)
1、 粗略的研究变速直线运动中哪一段运动快慢,可用相等时间的位移比较。
2、 粗略的研究变速直线运动中哪一段运动快慢,可以用这段的位移s跟发生这段位移所用
3、 … …
在师生讨论的基础上,总结得出平均速度:可用研究匀速直线运动的速度的方法来求变速直线运动的平均速度---等效替代方法:研究任何一个变速直线运动的快慢,都可以找到一个与它等效的匀速直线运动来粗略地描述它。
平均速度就是粗略地表示做变速运动的质点运动快慢的物理量,采用描述匀速直线运动速度的方法:等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。用 表示。
由速度的定义式中可看出,v的单位由位移和时间共同决定,国际单位制中是米每秒,符号为m/s或m•s—1,常用单位还有km/h、cm/s等,而且平均速度是既具有大小,又有方向的物理量,即矢量。
继续师生的讨论:教师设问,学生得出以下观点:
预测:
   1:通过分别计算出OA、AB、BC的平均速度,  三段的值都不相同,说明不同段计算出的平均速度是不一样的。
2: 百米运动员,10s时间里跑完100m,那么他1s平均跑10米,既平均速度是10m/s。
3: 百米运动员平均速度虽是10m/s,并不是他每一秒都跑10 m,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。
4:…  …
教师在学生充分讨论的基础上总结归纳:百米运动员平均速度虽是10m/s,它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。所以就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。但这个10m/s只代表这100米内(或10秒内)的平均速度,
平均速度的大小与哪段时间(或与哪段位移)密切相关,不同段计算出的平均速度一般是不一样的。

信息窗:某些物体运动的平均速度 (m/s)

瞬时速度
通过师生对话方式进行探讨:
师:平均速度只能粗略表示运动的快慢程度,那么, 如果要精确地描述变速直线运动的快慢,应怎样描述呢?
生:那就必须知道某一时刻(或经过某一位置)时运动的快慢程度
师:对,这就是瞬时速度。
 瞬时速度:运动的物体在(经过)某一时刻(或某一位置)的速度。

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