2.4 平均速度（教学设计）物理新教材北师大版八年级上册

该初中物理教学设计聚焦“平均速度”核心知识点，通过刘翔110米栏比赛案例导入，引导学生分析速度变化，衔接前节速度概念，从匀速直线运动理想模型过渡到变速直线运动，构建平均速度的学习支架。 此设计亮点在于融合多维度核心素养，利用s-t图像、频闪照片将抽象运动直观化（物理观念），通过例题辨析平均速度与瞬时速度、非速度平均值（科学思维），实验设计培养测量与数据处理能力（科学探究）。助力学生理解运动描述本质，为教师提供清晰教学路径与实例支撑。

2.4 平均速度（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 2.4 平均速度 教学 目标 物理观念 知道匀速直线运动和变速直线运动，能根据s－t图像、频闪照片判断物体的运动情况；理解平均速度的物理意义，知道平均速度必须指明是哪一段路程或哪一段时间内的。 科学思维 通过对实际运动的分析，体会由匀速直线运动这一理想模型到变速直线运动的研究思路；理解平均速度不是各段速度的平均值，会用总路程除以总时间计算平均速度。 科学探究 能设计测量物体平均速度的实验方案，会用刻度尺和停表正确测量路程和时间；能规范记录实验数据并求出平均速度；知道多次测量取平均值可以减小误差。 科学态度 与责任 养成实事求是、严谨细致的实验态度，如实记录测量数据；了解平均速度在区间测速、交通运输等生活中的应用，体会物理与日常生活的紧密联系。 教材 分析 本节是北师大版八年级上册第二章《机械运动》的第四节。上一节建立了速度的概念，本节先把速度不变、路径为直线的运动抽象为匀速直线运动这一理想模型，再回到真实的变速运动，用平均速度来粗略描述整段运动的快慢。教科书借助s－t图像和频闪照片，把抽象的运动过程“看得见”，既训练了图像识读能力，也为后面用图像分析运动打下基础。平均速度是学生第一次接触“整体描述”的物理量，它与瞬时速度的区别、“不是速度的平均值”这两点，是历年考查的高频点。 本节内容由“匀速直线运动”和“平均速度”两部分构成。匀速直线运动的特征与s－t图像的识读、平均速度的定义与计算是这节课的重点；平均速度与瞬时速度的区分、理解平均速度必须用总路程除以总时间是这节课的难点。 学情分析 1. 知识储备分析：学生已经掌握速度的定义和公式v＝s/t，也会用刻度尺和停表测量路程与时间，但还没有接触过用图像描述运动，读s－t图像时容易把“图线水平”误当成“匀速运动”。 2. 思维能力分析：八年级学生能从频闪照片中直观地看出快慢变化，但对“平均速度只是粗略描述整段过程”理解不深，最常见的错误是把两段速度直接相加除以2，或用某一时刻的速度代替一段时间内的平均速度。 3. 学习兴趣与态度分析：学生对赛跑、龟兔赛跑等情境很感兴趣，参与讨论积极；但在计算时容易忽略“路程与时间必须对应同一段过程”，需要通过分段计算的示范逐步纠正。 教学重点 匀速直线运动的概念与特征，会用s－t图像、频闪照片判断物体做的是匀速直线运动还是变速直线运动；平均速度的定义、物理意义与计算，会用总路程除以总时间求平均速度。 教学难点 平均速度与瞬时速度的区分——平均速度对应“整段”过程，瞬时速度对应“某一时刻或位置”；平均速度不是速度的平均值；在分段运动或含停留时间的情境中正确选用对应的路程和时间。 教学 器材 刻度尺、机械停表、斜面与小车、频闪照片挂图或课件素材。 多媒体ppt，包含视频：《匀速直线运动》《瞬时速度与平均速度》等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【情景】在2004年雅典奥运会上，我国选手刘翔在男子110 m栏项目中以12.91 s的成绩夺冠。某位同学利用速度公式算得刘翔在比赛中的速度约为8.52 m/s。 【提出问题】你是否同意他的说法？刘翔在整个比赛过程中的速度是一成不变的吗？ 【思考与探究】 1. 如果刘翔全程做匀速直线运动，他还能顺利跨过栏架吗？结合跨栏的过程想一想，起跑、跨栏、冲刺各阶段的速度有什么不同？ 2. 既然速度在不断变化，我们又该如何描述刘翔跑完110 m栏“整体”的快慢？这里的8.52 m/s代表什么物理意义？ 【引入】这节课我们先认识一种最简单的运动——匀速直线运动，再来学习怎样描述变速运动的整体快慢。 观察比赛情景，判断全程速度是否不变。 结合跨栏过程分析各阶段速度的差别。 思考8.52 m/s的物理意义，进入新课。 学习新课 一、匀速直线运动 1. 定义 物体沿直线运动，并且速度保持不变，这种运动叫作匀速直线运动。 2. 用图像描述匀速直线运动 图中横轴表示时间t，单位是s；纵轴表示路程s，单位是m。这条过原点的倾斜直线表示物体正以5 m/s做匀速直线运动：1 s通过5 m，2 s通过10 m……路程与时间的比值始终是一个定值。在数学上，这条直线的倾斜程度就代表了速度的大小。 3. 匀速直线运动是一种理想模型 严格的匀速直线运动在实际中并不常见。如果物体在运动过程中速度变化不大，通过的路径又近似是直线，我们就可以把它的运动近似看作匀速直线运动。 【举例】匀速转动的自动扶梯上的乘客、阅兵式上匀速通过检阅台的车队，都可以近似看作匀速直线运动。 4. 变速直线运动 物体做直线运动时，速度大小常常是变化的，即在相等的时间内通过的路程不相等，这种运动叫作变速直线运动。 【辨析方法】看物体在相等的时间内通过的路程：路程相等的是匀速直线运动，路程不相等的是变速直线运动。 【提醒】做匀速直线运动的物体，速度大小是一个定值，与路程和时间都没有关系，不能说速度与路程成正比、与时间成反比。 【例题1】　在匀速直线运动中，下列关于公式v＝s/t的说法，正确的是（　　） A．速度与路程成正比，与时间成反比　　B．运动所用的时间越少，速度一定越大 C．运动路程越长，速度越大　　D．速度的大小与路程和时间没有关系 【答案】D 【详解】物体做匀速直线运动时速度保持不变，它由物体本身的运动情况决定。路程增大时，所用的时间也按同样的倍数增大，比值s/t始终不变，所以不能说速度与路程成正比、与时间成反比，A错误；只有在路程相同时，用时越少速度才越大，B没有这个前提，错误；同理，只有在时间相同时，路程越长速度才越大，C错误；v＝s/t只是速度的计算式（量度式），速度的大小与s、t的具体数值无关，D正确。故选D。 【例题2】　如图所示是甲、乙两个网球运动时的频闪照片，甲中相邻两位置的距离相等。由照片可知，甲球做匀速直线运动，乙球的速度越来越大（均选填“甲”或“乙”）。 【答案】甲；乙 【详解】频闪照片中相邻两个位置之间的时间间隔是相同的。甲球相邻两位置的距离相等，说明它在相等的时间内通过的路程相等，且沿直线运动，所以甲球做匀速直线运动。乙球相邻两位置的距离越来越大，说明它在相等的时间内通过的路程越来越长，速度越来越大。 理解匀速直线运动的两个条件：沿直线、速度不变。 读s－t图像，说出各时刻对应的路程。 举出可以近似看作匀速直线运动的实例。 做例题1、例题2，辨析匀速与变速直线运动。 学习新课 二、平均速度 【思考】运动员的100 m赛跑、50 m游泳，飞机着陆后在跑道上滑行，汽车在平直公路上行驶，都可以看作直线运动，但这些运动的速度是变化的。怎样描述这些运动的快慢呢？ 1. 定义 物体通过的总路程与通过这段路程所用总时间的比，叫作这段路程（或这段时间）内的平均速度。 2. 公式 v＝s/t，式中s是物体通过的总路程，t是通过这段路程所用的总时间。 3. 物理意义 平均速度粗略地描述物体在整段路程中运动的平均快慢程度。 【示例】刘翔跑完110 m栏用时12.91 s，他全程的平均速度v＝s/t＝110 m/12.91 s≈8.52 m/s。这并不是说他每一时刻都以8.52 m/s奔跑，起跑时慢、途中快，8.52 m/s只是整段过程的平均快慢。 【例题3】　某运动员在一次百米赛跑中，测得5 s末的速度为9.0 m/s，10 s末到达终点时的速度为10.2 m/s，则下列说法正确的是（　　） A．在前5 s内运动员的平均速度为4.5 m/s　　B．在后5 s内运动员的平均速度为10.2 m/s C．在本次百米赛跑中运动员的平均速度为10.0 m/s　　D．在本次百米赛跑中运动员的平均速度为9.6 m/s 【答案】C 【详解】9.0 m/s和10.2 m/s都是运动员在某一时刻的速度（瞬时速度），不能直接当作某一段时间内的平均速度，也不能把两个瞬时速度相加除以2。题目没有给出前5 s、后5 s内各自通过的路程，所以A、B都无法得出，是错误的。全程的平均速度要用总路程除以总时间：v＝s/t＝100 m/10 s＝10.0 m/s，C正确，D错误。故选C。 感受真实运动中速度都在变化。 理解平均速度的定义，记住计算公式。 解释导入情景中8.52 m/s的物理意义。 做例题3，会用总路程除以总时间求平均速度。 学习新课 三、使用平均速度的三点提醒 1. 平均速度只能粗略地反映物体在整个过程中的平均快慢程度，不能反映每一个时刻的速度。物体在某一时刻或某一位置的速度叫作瞬时速度，汽车速度计显示的就是瞬时速度。 2. 变速直线运动中物体的速度是变化的，每一段路程对应的平均速度一般并不相同。所以说平均速度时，必须指明是哪一段路程或哪一段时间内的平均速度。 3. 平均速度不是速度的平均值。全程的平均速度并不等于各段速度的平均值，必须用总路程除以总时间求出。 【举例】某人前一半路程以2 m/s行走、后一半路程以3 m/s行走，全程的平均速度并不是2.5 m/s。设总路程为2s₀，则t＝s₀/(2 m/s)＋s₀/(3 m/s)＝5s₀/6 s，v＝2s₀÷(5s₀/6)＝2.4 m/s。 【例题4】　在《龟兔赛跑》的故事中，乌龟和兔子同时同地从起点出发，沿同一直线向东赛跑。兔子远远超过乌龟后骄傲地睡起了大觉，当它醒来时，乌龟已悄悄地爬到了终点。从赛跑开始到兔子睡醒的s－t图像如图所示，图中折线OAC、直线OBD分别是它们的运动图像，下列说法正确的是（　　） A．图中折线OAC代表乌龟的运动情况 B．兔子的平均速度始终大于乌龟的速度 C．0～t₁这段时间，选兔子为参照物，乌龟向西运动 D．乌龟和兔子相遇时，乌龟通过的路程大于兔子通过的路程 【答案】C 【详解】折线OAC先陡后平：前一段路程随时间增大得很快，后一段路程不再变化，正是兔子先快跑、后睡觉的情况，所以OAC代表兔子，A错误。直线OBD表示乌龟一直匀速前进。兔子睡觉的这段时间路程不再增加，它的平均速度不断减小，到t₃时刻乌龟已经追上并超过它，不能说兔子的平均速度始终大于乌龟，B错误。0～t₁内两者都向东运动，兔子跑得快，以兔子为参照物，乌龟相对兔子不断后退，即向西运动，C正确。两者同时同地出发，相遇时它们所处的位置相同，通过的路程相等，D错误。故选C。 区分平均速度与瞬时速度。 知道说平均速度必须指明路程段或时间段。 通过算例体会平均速度不是速度的平均值。 做例题4，会从s－t图像中读出运动信息。 学习新课 四、用图像描述运动 1. s－t图像（路程—时间图像） 横轴是时间、纵轴是路程。过原点的斜直线表示匀速直线运动，直线越陡速度越大；平行于时间轴的水平线表示路程不再增加，物体处于静止状态。 2. v－t图像（速度—时间图像） 横轴是时间、纵轴是速度。平行于时间轴的水平线表示速度不变，物体做匀速直线运动；倾斜上升的图线表示速度不断增大，做的是变速运动。 3. 读图的三个步骤 （1）先看清纵轴表示的是路程还是速度——这是判断运动情况的前提； （2）再看图线的形状，水平线与斜线在两种图像中的含义完全不同； （3）最后取具体的点读出数据，用v＝s/t进行计算。 【易错提醒】s－t图像中的水平线表示静止，而v－t图像中的水平线表示匀速直线运动，两者不能混淆。 比较s－t图像与v－t图像的区别。 在两种图像中分别找出表示匀速直线运动的图线。 按步骤读图并计算平均速度。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．如图所示的图象中，能描述匀速直线运动的是（　　） A．甲和乙　　B．乙和丙　　C．甲和丁　　D．丙和丁 【答案】B 【详解】甲是s－t图象，图线平行于时间轴，表示路程始终不变，物体保持静止；乙是v－t图象，图线平行于时间轴，表示速度不变，物体做匀速直线运动；丙是s－t图象，图线是过原点的斜直线，表示路程与时间成正比，物体做匀速直线运动；丁是v－t图象，图线倾斜上升，表示速度不断增大，物体做变速运动。所以能描述匀速直线运动的是乙和丙。故选B。 2．小启步行的部分信息如下：距离3000 m，用时45 min，步数4718步，配速15 min/km。根据这些信息可推断此过程中小启（　　） A．步长约为2 m　　B．每分钟步行15 km C．平均速度为4 km/h　　D．步行3 km用时15 min 【答案】C 【详解】步长＝总路程÷步数＝3000 m÷4718步≈0.64 m，不可能是2 m，A错误；“配速15 min/km”的含义是每走1 km需要15 min，不是每分钟走15 km，B错误；平均速度v＝s/t＝3000 m/(45×60 s)≈1.1 m/s，换算成常用单位为3 km/0.75 h＝4 km/h，C正确；由配速可知步行1 km用时15 min，走3 km需要45 min，D错误。故选C。 3．a、b两辆小车从同一地点同时沿相同方向出发，图甲是a车运动的s－t图像，图乙是b车运动的v－t图像。下列说法正确的是（　　） A．2～4 s内，a小车做匀速直线运动 B．2～4 s内，a、b两小车都做匀速直线运动 C．0～6 s内，a小车的平均速度是10 m/s D．0～6 s内，a、b两小车都做变速直线运动 【答案】C 【详解】由甲图可知，2～4 s内a车的s－t图线平行于时间轴，路程不再增加，a车处于静止状态，不是匀速直线运动，A、B错误。0～6 s内a车通过的总路程为60 m，平均速度v＝s/t＝60 m/6 s＝10 m/s，C正确。由乙图可知b车的速度始终是5 m/s，做的是匀速直线运动，D错误。故选C。 4．甲、乙两物体同时从同一地点沿直线向同一方向运动，它们的s－t图象如图所示。下列说法正确的是（　　） ①2～4 s内乙做匀速直线运动　②第4 s时甲、乙两物体的速度相等 ③0～4 s内乙的平均速度为2 m/s　④第3 s时甲在乙的后方 A．只有③④　　B．只有①②　　C．只有①③　　D．只有②④ 【答案】A 【详解】由图象可知，乙在0～2 s内通过8 m，2 s后图线平行于时间轴，路程不再变化，处于静止状态，所以①错误；甲的图线是过原点的斜直线，速度v甲＝8 m/4 s＝2 m/s保持不变，第4 s时乙静止、速度为零，两者速度不相等，②错误；0～4 s内乙通过的路程为8 m，平均速度v＝8 m/4 s＝2 m/s，③正确；第3 s时甲通过的路程为2 m/s×3 s＝6 m，乙已停在8 m处，甲在乙的后方，④正确。故选A。 5．如图为两个小球甲、乙同时从a处竖直下落到b处的频闪照片，已知每两次拍摄的时间间隔为0.2 s。该照片显示做匀速直线运动的是乙球（选填“甲球”或“乙球”）；以甲为参照物，乙是运动的（选填“静止”或“运动”）；0.6 s内，甲球通过的路程大于乙球通过的路程（选填“大于”“小于”或“等于”）。 【答案】乙球；运动；大于 【详解】频闪照片中相邻两个小球位置之间的时间间隔都是0.2 s。乙球相邻位置间的距离相等，说明它在相等时间内通过的路程相等，做的是匀速直线运动；甲球相邻位置间的距离越来越大，做的是加速运动。两球下落的快慢不同，它们之间的距离不断变化，所以以甲为参照物，乙是运动的。0.6 s相当于3个拍摄间隔：甲球经过3个间隔就从a落到了b，乙球经过3个间隔只走完全程的五分之三，所以0.6 s内甲球通过的路程大于乙球通过的路程。 6．如图甲、乙所示分别是甲、乙两物体同时从同一地点出发在30 s内的运动情况。由图可知，甲物体后20 s内的平均速度为0.50 m/s，乙物体全程的平均速度为0.75 m/s，30 s时两物体相距2.50 m。（结果保留两位小数） 【答案】0.50；0.75；2.50 【详解】由甲图（s－t图象）可知，甲物体在前10 s内通过10 m，后20 s内由10 m增加到20 m，通过的路程为20 m－10 m＝10 m，后20 s内的平均速度v甲＝10 m/20 s＝0.50 m/s。由乙图（v－t图象）可知，乙物体前15 s的速度为0.5 m/s，通过的路程s₁＝0.5 m/s×15 s＝7.5 m；后15 s的速度为1.0 m/s，通过的路程s₂＝1.0 m/s×15 s＝15 m；全程的平均速度v乙＝(7.5 m＋15 m)/30 s＝0.75 m/s。30 s时甲通过20 m、乙通过22.5 m，两者从同一地点同时出发，若沿同一方向运动，则相距22.5 m－20 m＝2.50 m。（若两物体沿相反方向运动，则相距20 m＋22.5 m＝42.50 m。） 板 书 设 计 2.4 平均速度 一、匀速直线运动：沿直线 + 速度不变（理想模型） 　　s－t图像：过原点的斜直线　　变速直线运动：相等时间路程不等 二、平均速度：v＝s总/t总 　　物理意义：粗略描述整段过程的平均快慢 三、三点提醒 　　①粗略描述，不同于瞬时速度　②必须指明哪一段　③不是速度的平均值 四、读图：s－t水平线→静止；v－t水平线→匀速 课 堂 小 结 2.4 平均速度 1. 匀速直线运动——沿直线运动且速度不变，s－t图像是过原点的斜直线；它是一种理想模型。 2. 变速直线运动——相等时间内通过的路程不相等。 3. 平均速度——总路程与总时间的比，v＝s/t，粗略描述整段运动的平均快慢。 4. 三个易错点——平均速度不等于瞬时速度；必须指明是哪一段的平均速度；平均速度不是速度的平均值。 5. 读图——先看纵轴是s还是v，再看图线形状，s－t的水平线表示静止、v－t的水平线表示匀速。 作 业 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 $