第三节 位置变化的快慢 速度（表格式教学设计）物理沪科版必修第一册

该高中物理教学设计聚焦“位置变化的快慢——速度”这一核心概念，从比较运动快慢的真实情境切入，通过体育赛事实例引导学生发现仅凭路程或时间无法准确描述快慢，自然引出速度定义，构建起位移与时间比值的物理模型，形成从生活经验到科学概念的认知支架。 本设计亮点突出，融合物理观念、科学思维与科学探究三大素养。以“同时间比路程、同路程比时间”的比值思想建立速度概念，体现科学推理；借助x-t图像分析匀速直线运动特征，强化模型建构能力；实验环节采用纸带法测量瞬时速度，通过Δt趋近于0的极限思想突破难点，培养质疑创新意识。学生在真实问题解决中深化理解，教师可直接套用结构化流程开展高效教学，提升课堂实效。

第三节 位置变化的快慢 速度（教学设计） 年级 高一 学科 物理 课时数 课题 第一章 运动的描述 第三节 位置变化的快慢 速度（教学设计） 教学 目标 1. 物理观念 （1）理解速度是描述“位置变化快慢和方向”的物理量，是矢量； （2）明确平均速度、瞬时速度、速率之间的联系与区别； （3）知道匀速直线运动中平均速度与瞬时速度数值相等。 2. 科学思维 （1）能利用“同位移不同时间、同时间不同位移”进行快慢比较，体验“比值思想”； （2）能用x–t图像及函数表达式分析匀速直线运动特征，并用斜率理解速度； （3）通过“Δt→0”的极限思想理解瞬时速度； 3. 科学探究 （1）设计并完成“纸带法测平均速度与瞬时速度”实验，能描述实验原理、器材选择和数据处理方法； （2）能用实验数据绘制v–t或x–t图像，并根据图像求速度。 4. 科学态度与责任 （1）体验体育赛事与物理知识的关联，激发学习兴趣； （2）在实验操作中保持严谨、合作，遵守实验安全规范； （3）树立尊重事实、勇于质疑的科学精神。 教材 分析 前两节学生已初步掌握位移、路程、时间、参考系、质点及x–t图像的读图技能，为速度概念的建立奠定了认知基础。本节在章节结构中的任务是： （1）引导学生在比较物体运动快慢的真实情境中发现“仅看路程或时间都不足以刻画快慢”，从而提出“需要新的物理量——速度”； （2）通过矢量与标量的辨析，完成速度方向的学习，使学生感受矢量的必要性； （3）进一步区分平均速度、瞬时速度及速率，为后续“匀加速直线运动”“力学运动学方程”打下基础； （4）结合课堂实验“纸带法测速度”，培养科学探究与实验技能。 教学重点 1. 速度的定义及其矢量特征； 2. 平均速度、瞬时速度、速率的区别与联系。 教学难点 1. 极限思想下瞬时速度的理解； 2. 纸带实验中“用平均速度表示瞬时速度”的合理性与误差分析。 教学过程 教师活动 学生活动 学习新课 一、匀直线运动的图像 1. 匀速直线运动的x-t图像 物体做匀速直线运动时，路程与时间的关系除用公式表示外，还可以用图像来表示，这是一种更形象直观的方法。 横坐标表示时间，纵坐标表示位移 2. x-t图像反映的物理规律 （1）匀速直线运动的s-t图像是一条过原点的倾斜直线，表示做匀速直线运动的物体，通过的路程与所用的时间成正比。 （2）物体做匀速直线运动，通过的路程与所用时间的比值是一个定值。 3. x-t图像的应用 （1）读出任一时间内物体通过的路程； （2）读出物体通过一段路程所用的时间； （3）求出做匀速直线运动物体的速度，比较物体的快慢情况。 掌握x-t图像的绘制过程、反映的物理规律以及应用 学习新课 二、比较物体运动的快慢 【想想议议】学校运动会上，短跑比赛正在紧张的进行着。 1. 在比赛过程中，你是如何判断谁跑的快的？ 2. 运动员跑完全程后，裁判员是怎样计算成绩的？你与裁判员所用的方法一样吗？为什么？ 3. 小聪同学的100m跑成绩为17s，小明同学的50m跑成绩为8s，要知道他俩谁跑的快，应该怎么办？ 【教师总结】通过这节课的学习，你就会解决这些问题了。今天我们一起学习： 1. 如何比较物体运动的快慢呢？ 【例1】我国优秀运动员苏炳添在2021年东京奥运田径赛场上以9.83秒的成绩在男子100米半决赛中打破亚洲纪录。请同学们欣赏当时奥运会百米决赛的录像。 ①你是怎样判断谁跑得快吗？理由是？ ②裁判员是怎样判断谁跑得快的？理由是？ ③你和裁判员判断的方法一样吗？理由是？ 【例2】这是2021年东京奥运会男子100米半决赛中的一个镜头。 谁运动的快，你是依据什么判断的？ 【解析】苏炳添（穿红衣服的最左边）；时间相等，通过路程长的跑的快 比较运动快慢的方法 方法一：所用时间相同，通过的路程越大，物体运动的越快。 方法二：通过的路程相等，所用时间越少的物体，运动的越快。 掌握两种比较物体运动快慢的方法 学习新课 三、速度 1. 速度 （1）速度定义：位移与发生这个位移所用时间的比值 （2）定义式：v＝（比值定义法） （3）物理意义：表示物体运动快慢（位置变化快慢）和方向的物理量 （4）单位： 国际单位：米每秒(m/s)、常用单位：千米每时(km/h)、厘米每秒(cm/s)等 1m/s=3.6km/h （5）矢量性： ①大小：单位时间内的位移大小 ②方向：与物体运动的方向相同 2. 速度方向的理解 【思维训练】两辆汽车从某地出发，速度都是20m/s，他们的运动情况完全相同吗？ 速度仅指出大小是不够的，还必须具有方向。 【结论】求矢量时既要求出大小，同时还要指出方向！ 【例3】（多选）下列关于速度的说法不正确的是( ABC ) A. 速度描述物体运动的快慢，只有大小 B. 物体运动时间越短，速度越大 C. 物体运动位移越大，速度越大 D. 物体位置变化越快，速度越大 2. 平均速度与瞬时速度 （1）平均速度：描述物体(质点)在某段时间内或某段位移内运动的平均快慢。（位置改变的大致状况） ①意义：粗略地描述运动的平均快慢和方向。(时间越短，描述越精确) ②对应的是一段位移或一段时间。 ③定义： ④平均速度是从整体上来研究物体的运动情况的,平均速度不考虑运动过程的细节问题,只考虑初末位置及整个过程的运动时间问题。 （2）瞬时速度：物体在某一时刻或经过某一位置的速度。 ①意义：精确地描述了物体运动的快慢和方向。 ②对应的是某时刻或某位置； ③瞬时速度也有方向，其方向即为物体运动方向 ④瞬时速度的大小称之为速率。 日常生活中说到的“速度”，有时是指速率，要根据上下文判断。 【注意事项】 [1] 瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢和方向。 [2] 瞬时速度是矢量，其方向为物体经过某一位置时的运动方向，即物体在运动轨迹上过该点的切线方向。 [3] 瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。 （1）速率是标量，只有大小，没有方向 （2）速率的测定——速度计 [4] 匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。 4. 速度和速率 速率：速率是瞬时速度的大小，是标量。汽车的速度计显示的是速率。 注意：生活中讲的速度“，可能指的是” “平均速度”、“瞬时速度”或“速率”！ 5. 平均速度和平均速率的区别与联系 6. 平均速度和瞬时速度的区别与联系 【例4】（多选）甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为2m/s，乙质点的速度为-4m/s，则可知( ACD ) A.乙质点的速率大于甲质点的速率 B.因为2>-4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度 C.这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向 D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s后甲、乙两质点相距60 m 【例5】（多选）关于速度的定义式，以下叙述正确的是( BCD ) A.物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比 B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关 C.此速度定义式适用于任何运动 D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量 【例6】关于瞬时速度和平均速度的说法，正确的是( B ) A.平均速度一定等于初速度与末速度的平均值 B.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度 C.平均速度为0的物体，一定始终处于静止状态 D.任意时刻瞬时速度都相等的两个物体，它们的平均速度不一定相等 识记速度的定义、定义式和物理意义 切记速度矢量的方向性 了解常见物体的速度 掌握平均速度的定义、定义式 掌握瞬时速度的意义和方向性 理解速率的定义 掌握平均速度和平均速率的区别与联系 掌握平均速度和瞬时速度的区别与联系 学习新课 四、实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 1. 测量原理 测量某一位置的瞬时速度，可以取包含这一位置在内的一小段位移△x，测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。 应用到的公式： 2. 测位移 对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕（可先统一测量点到起始测量点O之间的距离），读数时应估读的毫米的下一位 3. 测时间 如何测出E点的瞬时速度，原则：准确性，可行性 4. 用图像表示速度 （1）图像特点：直观 （2）常用作图法 ①描点作图 ②据函数关系式作图 （3）作图步骤 ①建系 ②描点 ③作图 识记测量纸带的平均速度和瞬时速度的测量原理 掌握测量位移和测量时间的实验方法 课 堂 练 习 1. 一物体沿直线运动，先以3m/s的速度运动60m，又以2m/s的速度继续向前运动60m，物体在整个运动过程中平均速度是多少？ 2.4m/s 2. 物体沿一直线运动一段时间，前一半时间的平均速度是20m/s，后一半时间的平均速度是30m/s，物体全程的平均速度是多少？ =25m/s 3. 物体沿直线运动，前半段位移的平均速度是20m/s，后半段位移的平均速度是30m/s，则物体全程的平均速度多少？ =24m/s 4. 短跑运动员在100 m比赛中，以8 m/s的速度迅速从起点冲出，到50 m处的速度是9 m/s，10 s末到达终点的速度是10.2 m/s，则运动员在全程中的平均速度是 ( C ) A．9 m/s B．10.2 m/s C．10 m/s D．9.1 m/s 5. (多选)下列对各种速率和速度的说法中，正确的是( BCD ) A．平均速率就是平均速度的大小 B． 瞬时速率是指瞬时速度的大小 C．匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度都相等 D．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于其 任一时刻的瞬时速度 板 书 设 计 第一章 运动的描述 第三节 位置变化的快慢 速度 一、匀直线运动的图像 1. 匀速直线运动的x-t图像 （1）匀速直线运动的s-t图像是一条过原点的倾斜直线，通过的路程与所用的时间成正比。 （2）物体做匀速直线运动，通过的路程与所用时间的比值是一个定值。 2. 匀速直线运动的x-t图像的应用 二、比较物体运动的快慢 方法一：所用时间相同，通过的路程越大，物体运动的越快。 方法二：通过的路程相等，所用时间越少的物体，运动的越快。 三、速度 1. 速度 （1）速度定义：位移与发生这个位移所用时间的比值 （2）定义式：v＝（比值定义法） （3）物理意义：表示物体运动快慢（位置变化快慢）和方向的物理量 （4）单位：米每秒(m/s)，1m/s=3.6km/h （5）矢量性： ①大小：单位时间内的位移大小②方向：与物体运动的方向相同 2. 平均速度与瞬时速度 （1）平均速度：描述物体(质点)在某段时间内或某段位移内运动的平均快慢。（位置改变的大致状况） ①意义：粗略地描述运动的平均快慢和方向。(时间越短，描述越精确) ②定义： （2）瞬时速度：物体在某一时刻或经过某一位置的速度。 ①意义：精确地描述了物体运动的快慢和方向。 ②瞬时速度也有方向，其方向即为物体运动方向 ③瞬时速度的大小称之为速率。 3. 速度和速率 速率：速率是瞬时速度的大小，是标量。汽车的速度计显示的是速率。 四、实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 1. 测量原理 测量某一位置的瞬时速度，可以取包含这一位置在内的一小段位移△x，测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。 应用到的公式： 2. 测位移和测时间的方法 作业布置 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $