1.3 位置变化快慢的描述──速度 教学设计-2024-2025学年核心素养下高一物理同步课堂（人教版2019必修1）

《位置变化快慢的描述—速度》教案设计 《位置变化快慢的描述—速度》 1. 教材分析： 本节课选自人教版必修一第一章第三节，主要讲述了速度的概念及其在日常生活中的应用。速度是描述物体位置变化快慢的物理量，是物理学中非常基础且重要的概念之一。在本节课中，我们将通过实验和理论相结合的方式，帮助学生深入理解速度的定义、计算方法以及速度与时间、位移之间的关系。 2.教学任务 任务 1：理解速度概念； 任务 2：理解平均速度和瞬时速度； 任务 3：用打点计时器测平均速度和瞬时速度； 任务 4：画出纸带运动的速度—时间图象； 3.教学目标 【物理概念】： 掌握速度的定义，区分平均速度和瞬时速度的概念，并理解它们在实际问题中的应用。 【科学探究】： 通过实验操作，培养学生的科学探究能力和动手实践能力，使学生能够独立完成速度的测量和分析。 【科学思维】： 培养学生的逻辑推理能力和分析问题的能力，使学生能够运用速度的概念解决实际问题，并能够理解速度变化对物体运动状态的影响。 【科学态度与责任】： 培养学生的科学态度和责任感，使学生认识到物理学在日常生活中的重要性，激发学生对物理学的兴趣和探索精神。 4.教学重难点 【教学重点】： 理解速度的定义及其在实际问题中的应用。 【教学难点】： 区分并理解平均速度和瞬时速度的概念，以及它们在不同情境下的计算和应用。 二.学情分析 在进行本节课前，需评估学生的先验知识。多数学生已了解速度基本概念，但对平均速度和瞬时速度理解不深。本课将从学生已知出发，深入讲解速度的物理意义和计算方法。学生已具备处理线性关系和函数图像的能力，有助于理解速度与时间、位移的关系，并绘制速度—时间图象。但部分学生可能难以将物理概念与数学工具结合，教师需设计直观实验和实例帮助理解。学生实验操作和科学探究能力有差异，教师应鼓励参与实验，通过小组合作提高能力。同时，培养科学态度和责任感，讨论物理学在日常生活中的应用，激发兴趣，形成良好学习态度。 三. 教法设想与学法指导 1.教学方法的选择 在本节课中，我们将采用多种教学方法相结合的方式，以适应不同学生的学习需求和风格。首先，我们将使用讲授法来介绍速度的基本概念和定义，确保所有学生都能掌握核心知识点。接着，通过演示实验法，直观展示速度的测量过程，帮助学生形成直观的认识。此外，我们还将采用小组合作学习法，鼓励学生在小组内讨论和解决实际问题，提高他们的合作能力和科学探究能力。 2. 学法指导 对于学生的学习方法，我们将指导他们如何通过阅读教材和观看演示视频来自主学习速度的基本概念。同时，我们将引导学生通过实际操作打点计时器等实验工具，来加深对平均速度和瞬时速度的理解。此外，我们还将教授学生如何绘制和解读速度—时间图象，以及如何运用速度的概念解决实际问题。通过这些方法，学生将能够更好地掌握速度的计算和应用，培养他们的科学思维和解决问题的能力。 3.教学课时安排和教具的选择 【教学时间】： 本节课预计安排为两课时，每课时40分钟，共计80分钟。 【教具选择】： 1. 实验器材：打点计时器、纸带、小车、轨道、电源、导线等。 2. 教学辅助工具：多媒体投影仪、电子白板、速度—时间图象示例图、动画演示软件等。 3. 学生用具：笔记本、计算器、尺子、铅笔等。 4． 教学活动 任务 1 : 理解速度的概念 问题情景：以下关于运动速度的描述是 A.子弹离开枪口的速度是500m/s B.列车从衢州开往杭州的速度是200km/h C.小李骑车可快了，最快可达10m/s D.地球绕太阳运动的速度约为30km/s E.在上班高峰期，6km的车程大约花了1小时，车速只有6km/h F.雷达显示，战斗机正以 300m/s 的速度向东偏南30°方向飞行 问题 问题指向的素养目标 1.以上是我们日常生活中经常听到的关于速度的说法。你们认为这些说法之间存在差异吗？ 理解初中速度概念的局限性。（物理观念） 2.对于上述六个情景，若你打算对它们进行分类，你将如何划分？分类的标准又是什么？ 3.一些同学将ACDE视为一类，而将BF视为另一类，分类的标准是基于是否有方向性。你认为，为了更精确地描述运动，是否应该将速度定义为具有方向性的量？ 理解速度与速率的区别。（物理概念） 4.速度具有方向性，是一个矢量量。在初中阶段，速度的概念是否应该被明确为矢量？我们是否需要对这两个概念进行区分？ 理解高中与初中速度概念的差异。（物理概念） 5.速率和速度是高中阶段经常涉及的概念。那么，初中所讲的速度概念在高中阶段又是如何定义的呢？ 6.描述运动的方向同样至关重要。在你看来，高中阶段的速度定义式应该是什么样的？ 7. 速度矢量v =与速度矢量 v = 之间有何区别？速度矢量 v 的方向由什么决定？ 理解速度概念及 矢 量性．( 物理观念) 8. 在先前的分类过程中，有同学对B的分类持有异议。现在我们能否达成一致意见？ 教学建议 : (1) 思维引导建议：速度的概念对学生来说并不陌生，但学生需要从初中阶段的“粗略”、“标量”的速度概念，向高中阶段的“精确”、“矢量”的速度概念转变。通过列举各种速度情景，先让学生根据自己的既有理解进行分类，揭示学生的先入之见与实际问题之间的矛盾，促使学生对先入之见产生质疑。教学过程中，需要搜集各种学生的认识分类，并根据知识的深化，对不同类型的解决方案进行讨论。 (2) 教学活动建议：对于问题1，可以采用独立思考并回答的方式。问题2具有开放性，让学生在思考后按照自己的理解进行分类，教师则对学生的各种分类进行板书（用符号表示）。问题3、4、5在学生独立思考的基础上回答，教师进行补充总结。问题6、7、8，可以让学生提出自己的观点，教师评价其合理性即可。 任务 2: 理解平均速度和瞬时速度 问题情景：校运会上某同学参加 100 米比赛，如图1所示。 测量某运动员在各个位置的时刻如表 2 所示 位移/m 0 10 30 50 70 90 100 时刻/s 0.00 1.95 4.45 6.50 8.63 10.85 12.00 问题 问题指向的素养目标 1.在进行分类时，一些学生将ACF和BDE归为一类，而另一些学生则将AC和BDEF分为两类。请问，这种分类的依据是什么？为何在分类过程中会出现差异？ 理解平均速度的含义，并能够运用等效思想来计算物体的平均速度。（物理概念） 2.您如何看待平均速度与瞬时速度之间的差异？这两种速度中是否有一种可以被省略？ 3.如图1所示，某位同学的比赛成绩精确地为12秒，请问他的速度是多少？ 4. v = 8.33 m/s 表示他每秒钟都跑了 8.33 米吗？如果不是，那么这个表达究竟意味着什么呢？ 5.若欲了解运动员冲线时的速度，应如何进行计算？ 理解瞬时速度的含义，明确平均速度与瞬时速度之间的差异及其联系；（物理概念） 6.使用最后10米的平均速度来代表冲线时的瞬时速度是否准确？若追求更高的精确度，我们应采取何种措施？ 运用极限思维和近似方法来理解和计算瞬时速度。（科学思维） 7.在引入瞬时速度的概念之后，我们能否更精确地表达速率作为速度的大小？ 理解瞬时速度与速率的区别和联系。（物理概念） 教学建议： (1) 思维引导建议：首先，问题1要求学生根据个人感受进行分类，目的是揭示学生现有概念与实际问题之间的矛盾，激发他们对速度概念进行更精细、准确的探索需求。问题2旨在帮助学生理解不同概念存在的必要性。问题3、4、5、6则聚焦于平均速度与瞬时速度的理解和计算方法，通过应用等效和极限思想来解决问题。最后，问题7旨在引导学生更深刻地理解速率的含义。 (2) 教学活动建议：问题1、2、3、4、6相对简单，适合采用学生独立思考并回答的方式。问题5和6具有开放性且难度较大，建议在小组讨论的基础上进行回答，学生之间相互补充，教师则负责总结观点。 任务 3: 用打点计时器测量平均速度和瞬时速度 问题情景： 选择上节课所打纸带，如图2所示的一条纸带进行研究。 问题 问题指向的素养目标 1.纸带上记录了哪些信息？ 能够准确解读纸带上记录的位移和时间信息；（科学探究） 2.要测量0.1秒内的平均速度，需要测量并记录哪些量？ 培养对原始数据的尊重，这是实事求是的科学态度。 （科学态度与责任） 3.你能计算出2、3和4、5之间的平均速度吗？时间间隔应如何确定？计算结果是多少？ 能够利用纸带测量物体的平均速度。 （科学探究） 4.若欲求解3点的瞬时速度，应选取多长的时间间隔？原因何在？ 在进行科学探究时，我们会选择恰当的时间间隔来测量物体的瞬时速度。 5.如何计算三点钟的瞬时速度？其结果为多少？ 教学建议： (1) 思维引导建议：重点引导学生理解计算平均速度的时间间隔应由问题本身决定（即计算哪一段时间的平均速度），而计算瞬时速度的时间间隔则由瞬时速度的物理意义决定（时间间隔应尽可能小）。 (2) 实验测量建议：在实验操作过程中，应提醒学生注意打点计时器的正确使用方法，确保手拉纸带的方向与纸带所在直线一致，并调整拉纸带的速度至适宜水平。在处理纸带时，为了降低测量误差，教师应指导学生如何恰当地选择计数点，并如何更精确地测量两个相邻计数点之间的位移。若学生拉纸带速度较快，计时点间距较大，建议每隔一个点选取计数点，或直接使用计时点；若拉纸带速度较慢，计时点间距较小，则建议每隔四个点选取一个计数点。 (3) 问题1、2、5可由学生独立完成。问题3和4应在学生分组讨论的基础上，通过师生合作共同完成。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$