速度与加速度

教学内容分析
1. 内容和地位
在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”的内容标准中涉及本节的内容有：“经历匀变速直线运动实验研究的过程，理解位移、速度、和加速度，体会在实验中发现自然规律中的作用”。
本节速度、加速度是第(一)章《运动的描述》中描述运动的重要物理量，理解和应用速度和加速度概念，目的为研究匀变速直线运动的规律。物体的运动是日常生活中最为常见的现象，学生对匀速物体的运动已有自己的认识，这可以成为教学的起点，通过探究实验和科学的辨析，真正理解描述变速运动规律的重要物理量：速度、加速度。本节研究平均速度的等效替代思想和研究加速度的比值定义方法、研究瞬时速度的极限法方法，是物理学常用的研究方法，在教学中教师引导学生主动尝试学会这几种方法，为以后能应用类似方法来解决物理问题，领悟形异质同的物理模型，教学过程还应让学生感受实验探究的方法，使学生从中理解和领会研究物理问题的途径打下良好的基础。

2、教学目标

 （1）、理解速度、加速度的概念，知道速度是表示运动快慢的物理量；知道加速度是表示速度变化快慢的物理量。
（2）、用实验探究的方法来研究变速直线运动的平均速度、瞬时速度；、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）使学生在学习本节的过程中体会描述物理问题的规律和方法；从中形成科学思维方法，通过同学之间的交流讨论，感受合作学习的快乐，激发学生的探究热情和求知欲，从而培养学生的科学探究精神。

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、怎样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。
   案例设计：
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：质点有各式各样的运动，不仅快慢程度不一样的，而且同一质点在不同段的快慢程度也是不同的，请同学们举日常生活中这种运动类型的实例。（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：a同一物体在不同段的运动快慢是否一样？b、那又如何比较它们的运动快慢呢？
    二、新课教学
   1、平均速度
   教师设问：（1）在运动会的100米短跑上，运动员在整个过程中跑的快慢一样吗？（2）你如何判断哪位运动员跑的快，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、学生回答运动员跑的快慢：同样长短的位移，看谁用的时间少。
2、 学生回答：如果运动的时间相等，那比较谁通过的位移大。
3、 …
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？
 预测：
有一小部分学生会回答：单位时间内的位移来比较，就找到了比较的统一标准。
目的：引导学生用比值法来研究 变速直线运动的快慢，人们在长期对运动的思索、探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。就是用在某段位移的平均快慢即平均速度来表示。
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：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记时器，通过打点记时器把小车在连续相等的的各个位置（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探究分析，指导学生采集OA、AB、BC、CD、DE、EF各段的S，而后进行研究各小段运动的快慢。从一个小组中推荐一个学生代表：取他达出的一条纸带、由本人通过计算、分析来研究，通过师生讨论方式进行探讨：
         O     A      B      C        D         E           F

预测：（各学生代表的分析回答）
1、 粗略的研究变速直线运动中哪一段运动快慢，可用相等时间的位移比较。
2、 粗略的研究变速直线运动中哪一段运动快慢，可以用这段的位移s跟发生这段位移所用
3、 … …
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：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。
继续师生的讨论：教师设问，学生得出以下观点：
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10米，既平均速度是10m/s。
3： 百米运动员平均速度虽是10m/s，并不是他每一秒都跑10 m，谁也说不来他在哪1秒跑了10米，有的1秒钟跑10米多，有的1秒钟跑不到10米。
4：…  …
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100米内（或10秒内）的平均速度，
平均速度的大小与哪段时间（或与哪段位移）密切相关，不同段计算出的平均速度一般是不一样的。

信息窗：某些物体运动的平均速度 (m/s)

瞬时速度
通过师生对话方式进行探讨：
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？
生：那就必须知道某一时刻（或经过某一位置）时运动的快慢程度
师：对，这就是瞬时速度。
 瞬时速度：运动的物体在（经过）某一时刻（或某一位置）的速度。