《速度与加速度》教学设计.doc

《速度与加速度》教学设计
一、教学目标
1、知识与技能：经历实验探究变速直线运动的平均速度、瞬时速度的过程，理解速度、加速度的概念，知道速度和速率以及它们的区别。
2、过程与方法：体会物理问题研究中科学思维方法的应用，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、情感态度与价值观：善于发表自己的见解，感受合作学习的快乐；勇于克服困难，保持探究的热情。
二、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)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。
三、教学过程
（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：物体有着各式各样的运动，不仅不同的物体运动的快慢程度不一样，而且同一物体在不同段的快慢程度也可以不同，请同学们举出日常生活中这种类型物体运动的实例。(如蜗牛的爬行运动、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：那么如何比较变速直线运动的物体的运动快慢呢?
(二)新课教学
1.平均速度
教师设问：（1）在运动会的100m短跑上，运动员在整个过程中跑得快慢一样吗?(2)你如何判断哪位运动员跑得快，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)同样长短的位移，看谁用的时间少；
(2)如果运动的时间相等，可比较谁通过的位移大。
……
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?
有一小部分学生会回答：用单位时间内的位移来比较，就找到了统一标准。
目的引导学生用比值法来探究变速直线运动物体的运动快慢，人们在长期对运动的研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。用平均速度来表示物体在某段位移的平均快慢程度。
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，即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计时器，通过打点计时器把小车在连续相等的各个位置(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分析，指导学生采集OA、AB、BC、CD、DE、EF各段的位移，而后研究如何比较各小段运动的快慢，通过师生讨论方式进行。

预测(各学生代表的分析)
(1)粗略地研究变速直线运动中某一段运动的快慢，可用相等时间的位移比较；
(2)粗略地研究变速直线运动中某一段运动的快慢，可以用这段的位移s跟发生这段位移所用时间t的比值来比较。
……
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，平均速度等于位移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。
针对学生上面计算纸带OA、AB、BC、CD、DE、EF的各小段小车运动的快慢，继续讨论对平均速度还有什么新的认识?
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10m，即平均速度是10m／s。
(3)百米运动员平均速度虽是10m／s，并不是他每1s都跑10m，谁也说不来他在哪1s跑了10m，有的1s跑10m多，有的1s跑不到10m。
……
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100m内(或10s内)的平均速度，平均速度的大小与计算的是哪一段时间(或位移)密切相关，不同段计算出的平均速度一般是不同的。
2.瞬时速度
通过师生对话方式进行探讨：
教师：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?
学生：那就必须知道某一时刻(或经过某一