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第页共页根据学生思考讨论的情况,我们还可考虑设置下列问题把讨论引向深入质点时刻在点,质点时刻在点的绝对值表示位移的大小,为负值表示位移的方向与轴正方向相反。
质点时刻在点,质点时刻在点的绝对值表示位移的大小,为正值表示位移的方向与轴正方向相同。
质点④时刻在点,质点④时刻在点的绝对值表示位移的大小,为负值表示位移的方向与轴正方向相反。
教材突出了变化率的概念任何事物的变化,包括物体位置的变化,总是伴随着个过程。
在这过程中,我们关心两件事情,件是变化的多少,另件是变化的快慢,后者就是变化率。
以物体的直线运动为例,位移是变化的多少,速度就是变化率。
两者相比,在研究物体的运动中,作为位置变化率的速度是更为核心的内容,也是学生学习中应该上的个台阶。
因为它不像位置变化的多少那么具体,那么看得见,摸得着。
速度有平均速度和瞬时速度之分。
两者相比,平均速度要容易理解,因为它是与个真实的变化过程相联系的真实的位移与真实的时间间隔的比值。
与此不同,瞬时速度就难以理解了。
在这本教科书中,该问题是在较小的时间间隔内,平均速度更能比较精确地描述物体运动的快慢程度。
从这事实出发,越小,描述越精确,进而给出个推断和认定,即当很小很小时,就说是物体在时刻的瞬时速度。
在这里渗透了极限思想,但并未要求学生准确地从极限的意义上去理解瞬时速度的概念。
平均速度和瞬时速度的教学在学生看书自学的基础上,启发学生,要让学生参与速度的定义过程,通过些讨论突破瞬时速度这个难点,配合些多媒体资料加深理解和巩固在引入速度概念时,也可采用,给出两个具体的匀速直线运动的实例,让同学体会,介绍种运动要抓住其本质,本质应是相对不变的,位移是变化的,时间是变化的,观察位移与时间的比值,此比值是不变的分析比值的含义,由此得到速度的定义讲述平均速度时,最好给出个具体的实例来说明第页共页学生认为平均速度好懂,有的学生误认为平均速度与初中学过的速度没有区别,我们可通过实例让学生注意到,初中学的速度定义是路程与时间的比,它没有方向。
现在说的平均速度是矢量,它的方向与位移的方向相同。
辆汽车内向东行驶,另辆汽车内向北行驶,这两辆汽车平均速度大小相等但方向不同,它们的平均速度不同。
教学实践表明,教材用极限思想介绍瞬时速度是可行的。
教材在定义了平均速度后进步指出为了使运动的描述精确些,可以把取得小些,运动快慢的差异也就小些越小,描述越精确想像非常小,可以认为表示物体的瞬时速度。
这样处理较清晰地体现了极限思想,目的是让学生进步加深对科学思维方法的感悟,但又回避了严格的极限概念和计算,也没有引入极限这个术语。
为加深学生对瞬时速度的理解,我们可做下面的演示实验。
图演示如图所示,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,即为若没有成品挡光片,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段时间间隔。
遮光片越窄,越小时,描述通过该位置的运动快慢越精确,极小时,可认为是瞬时速度。
速度教学中渗透的思想强调的是科学技术与社会的互动关系,而不仅仅是科学在技术中的应用。
本节教材在栏目中设置了速度与现代社会的文章。
介绍了车辆速度的提高与城市发展等方面的关系,并讨论了环境资源等问题。
在涉及科学技术与社会的问题时,重要的是启发学生进行这方面的思考,鼓励他们发表自己的见解。
如文章的最后提出这样的问题交通工具的速度是不是越快越好另外,对教材中所列的常见的速度表,可让学生补充些感兴趣的重要的速率,如空气中时的声速为,大陆板块移动速度约等。
速度教学中渗透的思想,我们可以多联系实际举例启发学生讨论,对于教材阅读材料,可以用指导阅读,组织学生自主学习的方式。
说说做做栏目的教学第页共页教科书选用了费恩曼杜撰的那个著名笑话,可组织同学阅读议论,鼓励学生提出自己的想法。
教师引导学生认识到警察所说的超速指的是瞬时速度,女士说的是段时间走的路程和将要走过的路程,这位女士不懂速度,就没有运动学动力学„„老师可以指导学生完成做做栏目中的内容,让学生在实践中加深对所学概念的理解。
需要说明的是测量自行车在不同情况下行驶长距离和短距离时的速度和蚊香的燃烧速度均指的是平均速率。
第页共页教学过程设计示例年南师大附中高层教学班课题运动快慢的描述速度引入上节课我们学习了质点的概念,引入了位移这物量,用以描述质点位置的变化。
必须知道任何时刻质点所在的位置,才能说是对质点的运动有了完整的描述。
实际的运动是复杂的,从简单问题入手。
什么样的运动是最简单的质点的运动轨迹如果是直线的话,质点的运动称为直线运动在直线运动里有种最简单最特殊的运动形式,那就是匀速直线运动。
匀速直线运动物体在条直线上运动,如果在任何相等的时间内的位移相等,这种运动就叫做匀速直线运动,简称匀速运动。
说明任何位移相等理想化的物理过程模型。
思考发令后,如何确定运动员跑的快慢百米跑中,如何比较不同组运动员跑的快慢如何比较米跑和米跑运动员的快慢匀速直线运动的速度物义表示物体运动的快慢程度。
定义在匀速直线运动中,位移和时间的比值,叫匀速度直线运动的速度。
公式单位米秒,千米时。
速度是矢量,其方向表示物体的运动方向。
在匀速直线运动中,速度和位移方向致。
说明比值法是定义物理量的种常用方法。
匀速直线运动是速度为恒量的运动。
速度的大小常叫速率。
匀速直线运动的位移和位置。
位移匀速运动中,位移跟时间成正比。
若已知物体的初位置,则任意时刻物体的位置。
例题见高中物理学匀速直线运动的位移时间图象,简称位移图象。
获得图象的两种方法。
由数学公式,绘制函数图象。
由实验数据,描绘物理图象。
例研究匀速直线运动的实验数据如下表坐标原点在运动的初位置第页共页时间位移建立直角坐标系横坐标表示时间,单位秒。
自变量纵坐标表示位移,单位米。
应变量匀速直线运动位移图象是根直线若坐标原点在初位置,则图象过原点正比例若坐标原点不在初位置,则图象有截距次坐标平面上的点的物理意义表示个确定的运动状态。
对位移图象的讨论。
可以求任何时间的位移,也可求位移的时间。
利用位移图象可求速度。
直线过原点。
斜率直线不过原点。
注与数学上的斜率不同,是有单位的斜率相同表示速度大小相同。
小结已涉及的物理学研究方法。
理想化模型的科学方法。
从简单问题入手的方法。
用数学公式表述物理规律。
运用图象研究解决物理问题。
思考题物体的位移图象是不是物体的运动轨迹根据下列图象说明物体的运动如何两条位移图象平行表示什么物理意义两条位移图象相交表示什么位移时间图象与位置时间图象参见高中物理学取初位置为坐标原点初位置不作为坐标原点第页共页二变速直线运动枚举生活中的实际直线运动变速直线运动物体在条直线上的运动,如果在相等的时间里的位移不相等,这种变速直线运动,简称变速运动。
变速直线运动位移图象是曲线。
请预测飞机起飞时的运动位移图象形状。
匀速直线运动的物体在任何相等的时间里的位移都是相等的,变速直线运动的物体在相等的时间里的位移不相等。
如何描述变速运动物体的快慢呢粗略精确例读本,列车半小时走了千米„„说明我们用个匀速运动代替实际变速运动,替代的条件是该匀速运动在相等的时间内与变速运动发生相同的位移。
平均速度物理意义粗略描述运动的快慢程度。
粗略但实用不能反映物体运动快慢的细节。
定义在变速运动中,运动物体的位移与所用时间的比值。
公式单位米秒矢量性平均速度矢量方向与物体的位移方向相同。
理解平均速度只能粗略地反映物体运动的快慢,而不能反映物体运动快慢的细节。
例百米运动员,跑完,那么他平均跑多少对于百米运动员,谁也说不来他在哪跑了,有的跑多,有的跑不到,但它等效于运动员自始至终用的速度自速跑完全程。
所以就用这平均速度快慢米粗略表示其快慢程度但这个只代表这内或内的平均速度,而不代表他前的平均速度,也不表示他后或其他段的平均速度。
平均速度必须指明是物体运动过程中的哪段的平均速度。
不同时间段或不同位移的平均速度般不同例辆自行车在第个内的位移为,第二个内的位移为,第三个内的位移为,请分别求出它在每个内的平均速度以及这内的平均速度。
计算得出平均速度≠速度的平均值例物体从甲地到乙地,总位移为,前内平均速度为,第二内平均速度为,求这个物体从甲地到乙地的平均速度点评第页共页有的同学答案为,这是的,平均速度不是速度的平均值,要严格按照平均速度的定义来求,用这段总位移与这段位移所用的时间的比值,也就只表示这段位移内的平均速度④的普适性曲线运动的平均速度位移弦长时间匀速运动可看成的特例。
如何精确描述物体的运动快慢瞬时速度瞬时速度的存在汽车仪表板上的速度指示计静立在路边感觉行人骑车汽车经过的快慢不同。
物理意义精确描述物体质点在时刻或位置的快慢程度如何描述如何定义矛盾的引入即时速度是物体在时刻位置的速度,而速度的定义又离不开运动的过程物体的位移,物体运动的时间,如何解决这对矛盾呢提问什么情况下,即时速度与平均速度相同答物体做匀速直线运动变速运动如何用匀速运动来替代研究质点在位置时刻瞬时速度的极限思维如下图先取段为小位移再取段„„„„这样下去,及越取越小,那么的精确程度就越来越高,的值也就越来越接近。
当很小也很小时,质点在这段时间内的速度量的变化也越来越小。
当足够小也足够小时,在这段时间内变速运动也就趋于匀速运动了,这里指测量仪器已无法分辨两种运动的差异了,这种情况下的平均速度也点的瞬时速度了。
这种思维方法无限分割,实现由变到不变就是极限的思想,在今后,我们还要多次用到。
第页共页注意这里足够小,用数学术语来讲是趋于零但不是零,在物理上只要有几百分之秒就够了。
实验研究气垫导轨端垫高,数
