速度與加速度

教學(xué)內(nèi)容分析
1.?內(nèi)容和地位
在《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》共同必修模塊“物理1”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中涉及本節(jié)的內(nèi)容有：“經(jīng)歷勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究的過程，理解位移、速度、和加速度，體會(huì)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用”。
本節(jié)速度、加速度是第(一)章《運(yùn)動(dòng)的描述》中描述運(yùn)動(dòng)的重要物理量，理解和應(yīng)用速度和加速度概念，目的為研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。物體的運(yùn)動(dòng)是日常生活中最為常見的現(xiàn)象，學(xué)生對勻速物體的運(yùn)動(dòng)已有自己的認(rèn)識(shí)，這可以成為教學(xué)的起點(diǎn)，通過探究實(shí)驗(yàn)和科學(xué)的辨析，真正理解描述變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的重要物理量：速度、加速度。本節(jié)研究平均速度的等效替代思想和研究加速度的比值定義方法、研究瞬時(shí)速度的極限法方法，是物理學(xué)常用的研究方法，在教學(xué)中教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)嘗試學(xué)會(huì)這幾種方法，為以后能應(yīng)用類似方法來解決物理問題，領(lǐng)悟形異質(zhì)同的物理模型，教學(xué)過程還應(yīng)讓學(xué)生感受實(shí)驗(yàn)探究的方法，使學(xué)生從中理解和領(lǐng)會(huì)研究物理問題的途徑打下良好的基礎(chǔ)。

2、教學(xué)目標(biāo)

?（1）、理解速度、加速度的概念，知道速度是表示運(yùn)動(dòng)快慢的物理量；知道加速度是表示速度變化快慢的物理量。
（2）、用實(shí)驗(yàn)探究的方法來研究變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度、瞬時(shí)速度；、學(xué)會(huì)用比值法、等效替代來研究物理問題,體會(huì)數(shù)學(xué)在研究物理問題中的重要性。
（3）使學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)的過程中體會(huì)描述物理問題的規(guī)律和方法；從中形成科學(xué)思維方法，通過同學(xué)之間的交流討論，感受合作學(xué)習(xí)的快樂，激發(fā)學(xué)生的探究熱情和求知欲，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1、?理解平均速度、瞬時(shí)速度、加速度的概念，知道速度和速率以及它們的區(qū)別。
2、加速度的概念及物理意義。
???? 3、怎樣利用極限法由平均速度推導(dǎo)瞬時(shí)速度；怎樣由瞬時(shí)速度的變化導(dǎo)出加速度的概念。
?? 案例設(shè)計(jì)：
一、?導(dǎo)入新課
1、復(fù)習(xí)勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)快慢的描述方法—速度的定義。
2、教師舉例：質(zhì)點(diǎn)有各式各樣的運(yùn)動(dòng)，不僅快慢程度不一樣的，而且同一質(zhì)點(diǎn)在不同段的快慢程度也是不同的，請同學(xué)們舉日常生活中這種運(yùn)動(dòng)類型的實(shí)例。（蝸牛的爬行運(yùn)動(dòng)、飛機(jī)的起飛、物體沿斜面下滑，火車出站和進(jìn)站的運(yùn)動(dòng)等。）
?3、引導(dǎo)學(xué)生思考：a同一物體在不同段的運(yùn)動(dòng)快慢是否一樣？b、那又如何比較它們的運(yùn)動(dòng)快慢呢？
??? 二、新課教學(xué)
?? 1、平均速度
?? 教師設(shè)問：（1）在運(yùn)動(dòng)會(huì)的100米短跑上，運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)過程中跑的快慢一樣嗎？（2）你如何判斷哪位運(yùn)動(dòng)員跑的快，用什么方法？請同學(xué)們以小組為單位討論并選派代表發(fā)言。
預(yù)測：學(xué)生對物體運(yùn)動(dòng)快慢認(rèn)識(shí)可能有下面幾種
1、學(xué)生回答運(yùn)動(dòng)員跑的快慢：同樣長短的位移，看誰用的時(shí)間少。
2、?學(xué)生回答：如果運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等，那比較誰通過的位移大。
3、?…
教師：同學(xué)們提出的這些比較方法都是正確的。
教師進(jìn)一步提問：
如果運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不相等，通過的位移也不相等。又如何比較快慢呢？
?預(yù)測：
有一小部分學(xué)生會(huì)回答：單位時(shí)間內(nèi)的位移來比較，就找到了比較的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
目的：引導(dǎo)學(xué)生用比值法來研究 變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢，人們在長期對運(yùn)動(dòng)的思索、探究的過程中為了能描述變速直線運(yùn)動(dòng)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來表示。
探究性實(shí)驗(yàn)：利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、斜面、小車、紙帶等儀器來研究變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢。
（以4人為一小組做實(shí)驗(yàn)，教師先介紹打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理，兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是多少？而后由學(xué)生動(dòng)手做）
請同學(xué)們觀察一個(gè)實(shí)驗(yàn)：小車沿斜面滑下做變速直線運(yùn)動(dòng)的例子：讓小車后固定一小紙帶，小車運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)拖著小紙帶一起運(yùn)動(dòng)，小紙帶穿過一個(gè)打點(diǎn)記時(shí)器，通過打點(diǎn)記時(shí)器把小車在連續(xù)相等的的各個(gè)位置（小紙帶的點(diǎn)）記錄下來。
教師：指導(dǎo)同學(xué)們對紙帶打的不同時(shí)刻的點(diǎn)進(jìn)行分析、重點(diǎn)指導(dǎo)如何采集數(shù)據(jù)進(jìn)行探究分析，指導(dǎo)學(xué)生采集OA、AB、BC、CD、DE、EF各段的S，而后進(jìn)行研究各小段運(yùn)動(dòng)的快慢。從一個(gè)小組中推薦一個(gè)學(xué)生代表：取他達(dá)出的一條紙帶、由本人通過計(jì)算、分析來研究，通過師生討論方式進(jìn)行探討：
???????? O???? A????? B????? C??????? D???????? E?????????? F

預(yù)測：（各學(xué)生代表的分析回答）
1、?粗略的研究變速直線運(yùn)動(dòng)中哪一段運(yùn)動(dòng)快慢，可用相等時(shí)間的位移比較。
2、?粗略的研究變速直線運(yùn)動(dòng)中哪一段運(yùn)動(dòng)快慢，可以用這段的位移s跟發(fā)生這段位移所用
3、?… …
在師生討論的基礎(chǔ)上，總結(jié)得出平均速度：可用研究勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度的方法來求變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度---等效替代方法：研究任何一個(gè)變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢，都可以找到一個(gè)與它等效的勻速直線運(yùn)動(dòng)來粗略地描述它。
平均速度就是粗略地表示做變速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，采用描述勻速直線運(yùn)動(dòng)速度的方法：等于位移s跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間t的比值。用 表示。
由速度的定義式中可看出，v的單位由位移和時(shí)間共同決定，國際單位制中是米每秒，符號為m/s或m?s—1，常用單位還有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。
繼續(xù)師生的討論：教師設(shè)問，學(xué)生得出以下觀點(diǎn)：
預(yù)測：
?? 1：通過分別計(jì)算出OA、AB、BC的平均速度，? 三段的值都不相同，說明不同段計(jì)算出的平均速度是不一樣的。
2： 百米運(yùn)動(dòng)員，10s時(shí)間里跑完100m，那么他1s平均跑10米，既平均速度是10m/s。
3： 百米運(yùn)動(dòng)員平均速度雖是10m/s，并不是他每一秒都跑10 m，誰也說不來他在哪1秒跑了10米，有的1秒鐘跑10米多，有的1秒鐘跑不到10米。
4：…? …
教師在學(xué)生充分討論的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納：百米運(yùn)動(dòng)員平均速度雖是10m/s，它等效于運(yùn)動(dòng)員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。所以就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。但這個(gè)10m/s只代表這100米內(nèi)（或10秒內(nèi)）的平均速度，
平均速度的大小與哪段時(shí)間（或與哪段位移）密切相關(guān)，不同段計(jì)算出的平均速度一般是不一樣的。

信息窗：某些物體運(yùn)動(dòng)的平均速度 (m/s)

瞬時(shí)速度
通過師生對話方式進(jìn)行探討：
師：平均速度只能粗略表示運(yùn)動(dòng)的快慢程度，那么， 如果要精確地描述變速直線運(yùn)動(dòng)的快慢，應(yīng)怎樣描述呢？
生：那就必須知道某一時(shí)刻（或經(jīng)過某一位置）時(shí)運(yùn)動(dòng)的快慢程度
師：對，這就是瞬時(shí)速度。
?瞬時(shí)速度：運(yùn)動(dòng)的物體在（經(jīng)過）某一時(shí)刻（或某一位置）的速度。