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文本内容:
第3节运动快慢的描述一一速度教学参考
1.教学目标
(1)理解速度的概念,领会其矢量性,体会其在初中基础上的深化,知道速度的方向即物体运动的方向
(2)能在具体问题的描述中正确使用平均速度和瞬时速度的概念,并能进行相应的计算
(3)知道瞬时速度是表示某一时刻的速度,了解平均速度与瞬时速度的区别与联系
(4)知道速度与速率的区别与联系,能在生活中正确使用速度和速率
(5)体会平均速度概念的等效思想方法在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中,初步体会取极限的思想方法
2.教材分析与教学建议本节教科书的重点是速度比较初、高中对速度的定义会发现,由于“位移”和“路程”不相同,高中与初中所学习的速度是不相同的提醒学生注意这个不同点,有利于学生对失量的学习用好教科书图
1.3-1和“思考与讨论”,也有利于学生更好地适应高中阶段对速度概念的学习通过极限的思维方法,从平均速度过渡到瞬时速度,可以让学生了解平均速度与瞬时速度的区别和联系学生在初学“瞬时速度”时会表现出不理解,他们认为“既然是在某一时刻,那么物体的位置就没有发生变化,怎么会有速度呢?”对此教师要有心理准备,但是在第一次教学时不要主动启发学生思考这种问题,当多次接触极限思维方法后,潜移默化会使他们明白其中的道理阅读“说一说”栏目的内容,让学生在趣味中体会“单位时间物体运动位移”的含义,能够更多地认识用比值定义物理量的意义教科书最后说明速度的应用,特别以“STS”栏目形式从一个侧面说明速度与社会发展的关系,可以启示学生思考技术上提高速度与社会发展的辨证关系
(1)坐标与坐标的变化新的一节开始,再次出现在一维坐标系中研究位置坐标和坐标的变化,其目的是为了让学生知道位移方向与速度方向的关系学生通过对“思考与讨论”中问题的讨论,可以很明确地知道,在直线运动中速度方向(也就是运动方向)与位移方向相同教学中可以组织学生讨论汽车沿平直公路行驶的问题,要明确研究问题的思路如,为什么要选定汽车运动的直线为一维坐标系,并确定坐标轴的原点和坐标轴的止方向?确定汽车在
九、亥时刻的位置坐标为=10m、%2=30m,坐标值大于零说明什么?计算汽车从A到B的位移Ax为什么是正值?正值说明什么?质点从B点到A点,位移Ax为什么是负值?负值说明什么?讨论的目的首先使学生知道速度的方向与位移方向相同,但不一定与坐标轴的正方向相同其次,在学生用初、末位置的坐标(正、负值的选定)确定位移方向(位移正、负值的意义)的过程中,初步涉及同一直线矢量的运算问题这不仅是为后面的学习做准备工作,而且使学生从开始处理矢量问题,就认识到正、负值与方向关系的重要性
(2)速度即使没有学过高中物理,绝大多数人也都有速度的概念也许他们关于速度的概念比较肤浅,也不一定符合科学的定义,但是在比较运动快慢的问题上一般不会是错误的如,坐在车上的人可以通过路旁的里程碑和手表计算行车的快慢通过观察里程碑而得到的行程,一般情况下都不是科学概念中的位移,但是用行程和所用时间的比值计算出来的速度,却能够表明车子运行的快慢,这是生活中计算运动快慢常常使用的方法然而,在高中物理课中所说的速度,被严格地定义为“单位时间内的位移”这对初学的学生来说,达到理解并不困难.但是会有一个适应和熟悉的阶段
(3)平均速度和瞬时速度学生对平均速度是容易理解的但是教学中还要提醒学生注意,此时的平均速度与初中学过的速度是有区别的区别在于位移和路程是两个不同的概念,所以,”单位时间内的位移”和“单位时间内的路程”是不一样的现在说的平均速度是矢量,它的方向与位移最方向相同,而初中说的平均速度是没有方向的速度有平均速度和瞬时速度之分,两者相比,平均速度比较容易理解因为它是一个与真实过程相联系的计算,即真实的位移Ax与真实的时间间隔加的比值相比较,瞬时速度就难以理解了在教科书中,采用这样的观点说服学生在时间间隔较小的情况下,平均速度能比较精确地描述物体运动的快慢程度越小,描述越精确,因此当加很小很小时,就可以认为坐是物体在时刻/的瞬时速度在这里渗透的是极限思想,但并未要求学生准确地从极限的意义上去理解瞬时速度概念平均速度和瞬时速度都反映的是单位时间内的位移对此,会有学生产生这样的疑惑:既然瞬时速度是指某时刻的速度,而某时刻物体的位置是一个确定的值,它不是位移,怎么会有速度呢?学生的疑问来自于没有注意到瞬时速度不是看某一时刻的位置,而是看此一时刻后加物体位置的变化以物体运动经过某一位置,这个位置虽然是固定的,但是运动物体不是停留在这一点,只是经过这一点所以,在这一点的速度,应该理解为在这个位置附Ar近的很短时间内年的值针对学生的这种问题,更加提醒我们在教学中要关注“变化”和“变化率”思想的渗透为加深学生对瞬时速度的理解,我们还可安排下面的实验演示如图1-1所示,让滑块沿倾斜的气垫导轨做加速运动将滑块放上不同宽度的遮光片,若没有成品遮光片,可用硬纸片自制成需要的宽度测出每个遮光片通过光电门所用的一段时间间隔Ao以下是某位老师采集的实验数据当图1-1滑块从同一高度滑下,其前端P到达A点时的速度相等滑块上装有不同宽度的遮光片,它们的宽度Ax分别为AAi、AAi……用光电门测量滑块上不同宽度的遮光片通过A点所需时间,可以知道它们经过A点时的平均速度由表格中数据可知,在遮光片宽度小于
3.8cm之后,三组数据的平均速度都是
0.41m/s说明在时间小到一定程度后,滑块通过A点的瞬时速度就等于
0.41m/s Ax/m(遮光片的宽v/m.s-1度)123AAi=
0.
3000.
6320.
6350.636v\=
0.47AA2=
0.
2000.
4600.
4590.458V2=
0.44AA3=
0.
1100.
2640.
2630.263V3=
0.42AA4=
0.
0380.
0940.
0940.093V4=
0.41AA5=
0.
0240.
0590.
0580.058V5=
0.41AA6=
0.
00860.
0210.
0210.021V6=
0.41关于瞬时速度大小和速率,课本是这样说的“瞬时速度的大小通常叫做速率”如何让学生理解其意义?教师可以这样组织教学教师速度是矢量,有大小也有方向如果把速度的大小叫做速率,是否说明速率是标量呢?初中所学的速度可以称为速率吗?教师速度分为平均速度和瞬时速度,瞬时速度是平均速度非常非常小时的值在很小的情况下,位移的大小和路程有什么关系?此时,瞬时速度的大小和瞬时速率还有区别吗?教学目的学生认识在加很小的时候位移的大小和路程相等,则瞬时速度的大小就可以等于速率了学生认识瞬时速度的大小等于速率,就可以理解“汽车速度计不能显示车辆运行的方向,它的读数实际是汽车的速率”因此,日常生活和物理学中说到的“速度”有时就是指速率对于“说一说”栏目的内容,教学中可以组织同学阅读,并议论费恩曼所举的有趣实例讨论时引导学生认识到,警察所说的超速是指瞬时速度过大,而女士却强调她已走过的路程以及她将要走过的路程可见,这位女士不懂瞬时速度,更不懂单位时间路程的意义“STS”栏目是本书的重要组成部分,强调的是科学技术与社会的关系本节“速度与现代社会”讲的是,由于交通工具速度的提高,城市规模扩大了,战争观念改变了,不同文化的交融加快了……STS的意义在于揭示科技与社会的互动关系,而非单纯的科学知识在技术上的应用如果只讲科学的发展使得汽车、飞机、轮船等技术发展了,人们可以“日行千里”,却不涉及城市建设、战争观念、文化交流等社会层面的内容,那就不是本来意义的STS,这点应该引起注意
3.问题与练习内容分析本节三个课后练习从三个方面巩固速度概念第1题通过在宇宙天体中使用速度公式,使学生在巩固速度公式的同时感受宇观世界的时间和空间第2题,学生通过计算不同1s时间的平均速度,有利于理解平均速度大小与所取哪段时间有关思考回答初、末瞬时速度与哪段时间有关思考回答初、末瞬时速度与哪段平均速度更接近,有利于巩固对“非常Ay小,就可以认为学表示物体在/时刻的速度”的认识第3题将所学知识应用于实际生活,虽然会遇到科学概念与实际应用中出现的“矛盾”,比如,根据里程和时间计算的“速度”应该是物理概念中的速率,但是因为日常生活中没有“速率”的说法,所以我们根据里程计算的就是生活中人们所说的“速度”教师只耍说清楚它们的区别,学生是容易理解的解答与说明
1.答11光年=365X24X3600X
3.0108m=
9.5KPm4OX IO1642需要时间为.8s=1X108s=
4.2y年
2.解答1前Is平均速度也=9m/s前2s平均速度V2=8m/s前3s平均速度V3=7m/s前4s平均速度V4=6m/s全程平均速度V5=5m/s也最接近汽车关闭油门时的速度,但是会小于关闭油门时的瞬时速度22lm/s,
03.答
1224.9m/s
236.6m/s30说明列车时刻表中站与站间的里程表示的是路程,所以求解的是平均速率但是在这里可以把它作为平均速度因为,在日常生活中使用物理概念时并不严谨,大家彼此了解所表达的意思。