高中人教版 (2019)3 位置变化快慢的描述——速度教学设计

章 节

必修1第1章第3节

课 题

位置变化快慢的描述—速度

备课时间

学校

设计者

学习目标确立依据

课标要求

理解速度

教材分析

问题：教材通过“问题”引导学生回忆初中如何描述运动的快慢，并引导学生分析运动员在比赛中不同时间段的运动快慢是否相同，为瞬时速度做做好铺垫。引发学生的主动思考，暴露前概念。

速度：在分析的基础上，引导学生认识到引入位置变化快慢的物理量的必要性，建立起速度的概念。速度是初中已有的概念，由于位移和路程的不同，因此高中速度的概念与初中不同，以比较的方法加深对新概念的理解，重建并深化对速度概念的理解，通过再次学习和应用矢量的概念，再次加强对矢量的认识。

平均速度和瞬时速度：为进一步精确地描述物体运动的快慢，引入平均速度和瞬时速度的概念。平均速度过渡到瞬时速度的极限思想是学生首次接触，学生对于△t非常非常小的含义不一定理解的很清楚，通过匀速直线运动作为过渡的例子引导学生思考。

实验：结合瞬时速度的概念，研究测量速度的方法以及描绘速度—时间图像的方法。速度的测量通过实验对位移、时间、速度概念的综合应用，对学生的实验探究和科学思维能力要求较高，其中瞬时速度的测量再次用到了极限的思想，学生要体会理想条件（△t非常非常小）如何在实际测量（△t小到一定精度）中合理地实现。在描绘v—t图像时，在坐标系中正确地描点和合理地绘制曲线是重点和难点。要为后边应用v-t图像研究物理问题打好基础。

拓展学习：使学生了解先进的计时系统和测速方式，求出v的表达式。学有余力的同学通过查阅资料，了解奥运会上先进的计时系统和高速公路上判断汽车是否超速的方法。

练习与应用：共3道题，练习在不同情境中理解平均速度与瞬时速度的关系。分别从实验、图像和联系实际三个维度设置练习，帮助学生准确理解速度的相关概念。

学习重点

速度、平均速度、瞬时速度概念的建立，通过实验测量速度、描述v-t图像的方法

学习难点

速度、平均速度、瞬时速度概念的建立，通过实验测量速度、描述v-t图像的方法

学情分析

初中已有的速度概念；前一节的位置、位移、时刻、时间、矢量的概念；测量位移、时间的方法与打点计时器的使用方法；描绘x-t图像的方法。

学

习

目

标

第一课时：概念学习

1.      通过抽象概括，说出引入速度的必要性，给速度下定义，写出速度的定义式、单位和方向。通过举例说明初中所学速度与高中速度的区别与联系，理解速度的矢量性。通过调查常见物体的运动速度，体会速度概念在生活中的应用。
2.      通过观察实际运动视频，分析并体会运动中速度的变化，建立起平均速度的概念。通过分析极短时间内的运动快慢，建立瞬时速度的概念，初步体会极限方法在研究物理问题中的应用和意义。通过列举实例理解平均速度和瞬时速度的区别与联系并解释匀速直线运动的特点及速率的含义。

第二课时：实验探究

3.      通过正确使用打点计时器测量平均速度和瞬时速度。通过如实记录数据，体会科学的严谨性、真实性。
4.      通过已有的实验数据物体的描绘v-t图像，理解v-t图像的含义，并利用v-t图像分析物体运动的速度随时间的变化。
5.    通过查阅资料，联系与速度有关的实例，体会物理学在生产生活中的用途，增强学习物理的兴趣。

教具及

课前准备

苏炳添2020年东京奥运会100米决赛视频、打点计时器、坐标纸等实验仪器、

学

习

过

程

活动过程

学生活动

设计意图

引入

播放苏炳添2020年东京奥运会100米决赛视频

问题：初中用什么物理量描述物体运动的快慢？

V=s/t

将体育运动情境转化、提炼为物理问题，建立起相应的物理情境，加强学生物理联系生活的意识

任务一

建立速度概念

1. 两辆车从同一地点同时出发，净多长短不同的两条路径，同时到达同一终点，这段时间内两辆车位置变化的快慢相同吗？
2. 两辆车从同一地点出发，一辆向东开，一辆向南开，路程与时间的比都是20m/s，你认为他们的运动相同吗？位置变化快慢相同吗？
3. 为了描述物体的位置随时间变化的快慢，怎么定义速度？
4. 写出速度的表达式、单位、方向

1. 两辆车在相等时间发生了相同的位移，所以位置变化的快慢相同。
2. 两辆车的运动方向不同，他们的运动和位置变化的快慢应该是不同的。
3. 位移与时间之比
4. V=△x/△t，m/s，与位移方向相同

基于生活实例分析、判断、解释，建立起速度概念，理解定义速度的方法以及速度的矢量性

任务二

建立平均速度的概念

问题：百米世界纪录为何是时间，不是速度？

1.2020年苏炳添在东京奥运会上百米决赛跑出9.83s，你能算出他跑的多快吗？

2. 整个100米跑的过程中，他都跑的这么快吗？
3. 你们算出的他跑百米的速度有什么意义？
4. 分段推送苏炳添百米跑数据

1.学生利用速度公式计算

2.不是，进行讨论

3.反映平均快慢水平

4.利用物理知识对苏炳添进行训练指导

利用已有的知识对观看到的视频进行分析、判断和解释，建立平均速度的概念

任务三

建立瞬时速度的概念

问题：怎样描述苏炳添的冲线速度？

1. 观看苏炳添东京奥运会百米赛跑起跑阶段慢放视频。
2. 在整个百米赛中，你认为苏炳添哪个阶段跑的最快？
3. 观看苏炳添东京奥运会百米赛跑冲线视阶段慢放视频。
4. 怎么才能描述苏炳添冲线位置（或者时刻）的速度？让学生体会无限逼近的科学思维方法，建立瞬时速度的概念
5. 苏炳添在百米跑中的最大速度是多大？

学生观看视频并进行分组讨论

把具体的实际情境转化为物理情境，并用物理知识解决具体问题；

具有批判性思维意识，在基于证据的基础上进行质疑和论证，建立瞬时速度的物理概念。初步体会极限思想在物理中的应用。

任务四

【课堂实验活动】测量网球撞击桌面瞬时速度的大小

【实验器材】网球、计时器（精度0.01s或者更高），水平标示盘，录像设备（具有高速度录像、慢动作播放功能的录像机或者手机），刻度尺

【研究型作业】查阅资料，撰写小论文：奥运会先进的计时系统给运动更精准、更公平的评判。

教师与学生合作完成实验

实验探究活动类型的新尝试与新思路，学习方式的转变。从“别人的问题、别人的结论”到“自己获取证据、自己解决问题”，充满挑战，也充满乐趣。

任务五

【实验：利用打点计时器测量纸带运动速度】

1. 如图是打点计时器打出的一条纸带示意图。如何测出DG两点间的平均速度。
2. 如何测出E点的瞬时速度？
3. 求出各点的瞬时速度并画出速度—时间图像

学生进行实验获取纸带，并对纸带进行数据处理

学生经历纸带运动过程与位移时间的记录过程，并应用已学知识进行数据处理，完善学生对平均速度与瞬时速度概念的理解，再次在实验中体会极限思想，提升学生的实验探究能力

任务六

问题：高速行驶的汽车超速了吗？

1. 展示高速公路上的限速标志，说明限速标志的含义是什么？如果你是交警，如何判断高速行驶的汽车是否违章超速？
2. 怎么测定高速行驶汽车的速度？

【附录】阅读材料

学生阅读材料，总结常见的测速方式

从物理回归生活，培养问题解决意识，认识到物理学是对自然现象的描述与解释。

通过问题解决，体会科学、技术、社会、环境存在的相互关系，培养科学态度与责任感。

任务七

【实验：利用光电门传感器测量小车的瞬时速度】

问题：光电门传感器是如何测速的？在实验室同光电门传感器测量从斜面下滑的小车在某个特定位置的瞬时速度。

所测速度是真正的瞬时速度吗？如何改进实验，使测量结果更接近小车前端通过光电门时的瞬时速度？

学生观看实验过程，进行分析与讨论

理解瞬时速度概念的形成过程，体会概念形成过程中的极限思想。

通过探究实验和文本材料的学习，经历物理概念的建构过程，促进科学思维的发展

作

业

课本23页拓展学习速度的表达式

24页1-3题

反

思