【知识点】物理问题研究中科学思维方法的应用

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1、1.3速度与加速度教学内容分析1.普通高中物理课程标准通用必修模块“物理1”的内容标准内容及现状涉及本节内容：“体验匀变直线运动的实验研究过程，了解位移、速度、加速度，体验发现自然规律在实验中的作用。” 在本节中，速度和加速度是描述运动的重要物理量，理解速度和加速度的概念是学习匀变直线运动规律的基础，物体的运动是日常生活中最常见的现象。学生对均匀物体的运动有自己的理解，这可以作为教学的起点。通过探索实验和科学分析，他们可以真正理解描述变运动规律的重要物理量：速度、加速度。在本节中，用于研究平均速度的等效替代思想、用于定义加速度的比率法和用于研究瞬时速度的极限法都是物理学中常用的方法。

2、法，在教学中，教师引导学生积极学习这些方法，为以后应用类似方法解决物理问题，理解不同形状和形状的物理模型奠定基础。在教学过程中，学生也应该感受实验探究的过程，让学生了解和理解物理问题的研究方法，打下良好的基础。2、教学目标（1），通过实验体验探索变速直线运动的平均速度和瞬时速度的过程，了解速度和加速度的概念，了解速度和速度及其区别.(2）.体验科学思维方法在物理问题研究中的应用，学会用比值法和等价代换法研究物理问题，认识到数学在物理问题研究中的重要性。(3）善于表达自己的意见，感受合作学习的乐趣。勇于克服困难，保持探究的热情。讲授重点和难点1、理解平均速度的概念，瞬时速度和加速度，并且知道速度和速度由下式决定

3、和他们的区别。2、加速度的概念和物理意义。3、使用极限法从平均速度推导出瞬时速度；如何从瞬时速度的变化中推导出加速度的概念。案例设计：一、导入一个新类1、复习匀速直线运动的特性以及运动速度的描述方法和速度的定义。2、老师例子：物体有各种运动。不仅不同的物体以不同的速度运动，而且同一个物体在不同的段中也可以以不同的速度运动。让学生在日常生活中列举这些情况。此类对象运动的一个实例。（如蜗牛的爬行，飞机的起飞，物体沿斜面的滑动，火车出站和进站的运动等）3、让学生思考：那么如何比较直线运动和变速运动的物体的运动速度呢？二、新课教学1、平均速度老师问：（1）全运会100米短跑比赛中，运动员全程以相同速度跑

4、? （2）你如何判断哪个运动员跑得快，用什么方法？请同学们分组讨论，派代表发言。预测：同学们可能对物体的速度有以下认识：< @1、同样的位移长度，看谁花的时间少；2、如果移动时间相等，可以比较谁通过的位移大；3、老师：提出的比较方法学生都正确 老师进一步问：如果运动时间不相等加速度教案模板，传球的位移不相等。如何比较速度？少数学生会回答：比较单位时间的位移，求一个统一的标准。目的：指导学生使用比值法来研究可变速直线运动物体的运动速度。在对运动的长期研究过程中，人们逐渐确立了平均速度的概念，以描述变速直线运动的速度。平均速度和慢度。探索性实验

5、：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速度。（实验4人一组，老师先介绍定时器的运行原理，两点之间的时间间隔是多少？然后学生做。）让学生观察一个实验：汽车滑行下坡做变速直线运动 例子：让一小块纸带固定在小车后面，当小车移动时，它会拖动小块纸带一起移动，小块纸带将通过一个滴答计时器，并且手推车将通过滴答计时器放置在连续相等的位置（小胶带上的点）并记录下来。老师：指导学生分析磁带击中不同时间的点，重点分析如何收集数据进行分析，指导学生收集OA、AB、BC、CD、DE、EF段的位移，然后研究各段的运动分割。速度。通过师生讨论探索：OABCDEF预测：（每个学生的代表

分析6、)1、粗略研究变速直线运动哪一段快慢，可以用等时位移来比较；2、粗略研究一下变速直线运动的哪一段快或慢，可以用这一段的位移s和产生这个位移所用的时间3、在老师讨论的基础上和同学们，总结一下平均速度：变速直线运动的平均速度可以通过研究匀速直线运动的速度-等得到。有效的替代方法：研究任意变速直线运动的速度，可以发现一个等效的匀速直线运动来粗略地描述它。平均速度是一个物理量，粗略地表示粒子以可变速度运动的速度。采用匀速直线运动速度的描述方法：等于位移s与该位移所用时间t的比值。用来表达。从速度的定义可以看出，v的单位是由位移和时间共同决定的。在国际单位制中，它是米每秒，符号是m/s或ms1。

7、还有km/h、cm/s等单位，平均速度是一个既有大小又有方向的物理量，也就是一个向量。继续讨论针对上面同学计算的纸带OA、AB、BC、CD、DE、EF每个小车运动的速度，对平均速度有什么新的认识？预测：1：通过分别计算OA、AB、BC的平均速度，三个段的值不同，说明不同段计算的平均速度不同。2：百米运动员10s跑100m，然后平均1s跑10m，平均速度10m/s。3：虽然100m运动员的平均速度是10m/s，但并不是他每秒跑10m。没有人能说出他每秒跑了 10m 的地方。在几秒钟内不到 10 米。4：

8、虽然一个运动员的平均速度是10m/s，但相当于一个运动员从头到尾以10m/s的恒定速度跑完整个距离。因此，用平均速度来粗略地表示它的速度。但是这个10m/s只代表100米以内（或10秒以内）的平均速度，而平均速度的大小与它是哪个时间（或哪个位移）密切相关，不同路段计算的平均速度为一般不一样。. 2.瞬时速度通过师生对话讨论： 老师：平均速度只能粗略地代表运动的速度。那么，如果要准确描述变速直线运动的速度，应该如何描述呢？学生：然后你必须知道一个物体在某个时刻（或经过某个位置）的移动速度。师：对，就是瞬时速度。瞬时速度：运动物体在（经过）某一时刻（或某一位置）的速度。电动遮阳光电门师生合作探索性实验：使用光电门器件

9、研究小位移内平均速度的变化，用极限法来理解瞬时速度的物理意义。（1）老师会介绍光闸装置的功能，以及汽车（车内插有不同宽度的遮光罩）滑下斜坡的情况。（2）每组选择三名学生在老师的指导下到讲台上做研究实验： a：保持光电门与小车之间的距离和斜面的倾角不变，改变插入车内的遮阳板的宽度。原因是小车经过光电门位置后求遮阳板的宽度，这短时间内的平均速度，探究当汽车经过同一位置时，遮阳板的宽度逐渐变小，平均速度值的变化规律是什么？（各组利用收集到的数据计算讨论） B：保持光电闸与汽车的距离和汽车上的遮阳板宽度不变，增加斜面的倾角，探索小宽度当汽车通过同一位置时，汽车通过遮阳板。

10、一段时间内的平均速度变化规律是什么？（每组使用收集到的数据进行计算和讨论），让学生根据收集到的数据分析发表自己的意见。如有必要，可通过教师提问和学生讨论进行研究。教师可以提出：1、当汽车以相同的倾角滑下斜坡并通过一定距离时，排量越短，平均速度变化越大还是越小？2、小车沿斜坡滑下一定距离的时间越短，平均速度的变化是大是小？预测学生的答案： 1：当汽车滑下斜坡时，在研究某段运动时，如果位移很小，平均速度的变化非常微不足道 2：当汽车滑下斜坡时，在研究某个运动的一段运动期间，如果时间很短，平均速度的变化是非常微不足道的。3：以上两种情况下平均速度的变化不再明显。老师提议

11、问题：既然已经看不到平均速度的变化，那这个运动可以看成匀速直线运动吗？能否用这个小动作的平均速度来表示这个小动作中任意位置的瞬时速度？通过推理和讨论加速度教案模板，同学们得出结论，由于再也看不到平均速度的变化，所以这个运动可以看作是匀速直线运动，可以用这一小段运动的平均速度来表示瞬时在这一小段运动中任何位置的速度。老师总结：这就是瞬时速度的物理意义：当位移足够小（或者时间足够短）时，可以认为物体的运动已经是匀速直线运动，并且所需的平均速度可以代表这个小运动中的任何时刻。瞬时速度。在直线运动中，瞬时速度的方向就是物体在这个位置的运动方向，所以瞬时速度是一个向量。通常我们只强调它的大小，而将瞬时速度的大小称为瞬时速度，简称为瞬时速度。

12、 是速率，它是一个标量。想一想：为什么用这种方法可以得到汽车通过某个位置的瞬时速度？小实验者：让学生在摩托车或汽车行驶时观察驾驶位置前方的车速表，显示的速度为此时摩托车或汽车的瞬时速度。车速表的原理是在电流表上接一个小型发电机，摩托车或汽车的瞬时速度与发电机转动的速度成正比，电流表得到的电流大小与转速成正比发电机的旋转。检流计获得的电流被转换成速度指示。准备一个小型发电机，每组学生的电流计和细线（用于缠绕发电机的转子）。用手拉细线，观察：当手拉的瞬时速度较大时；发电机的速度如何变化？? 检流计的读数如何变化？4、 百米跑引入加速度后，运动员的速度变化是否一样快？开始

13、阶段，中间阶段，接近尾声？速度变化一样快吗？我们在评价一个跑者的素质时，通常会说某个运动员爆发力好，起步快。那么现在同学们想一想，应该怎么用肢体语言来描述呢？爆发力好是指运动员的“速度快”、“速度变化大”还是“速度变化快”？显然，指的是速度的快速变化。师：下表给出了物体运动的几种情况。学生根据表格中的信息分组讨论移动速度的变化（培养学生获取有用信息的能力），或者让学生思考以下问题？运动物体的初速度，m/s，经过时间/S，最终速度，m/s，大型运输机和火车启动时在枪膛内移动的子弹。03000010501000.0150400308001、

14、每​​个物体运动时的速度如何变化？2、 、能不能用比值法分析物体运动的速度来分析速度变化的速度？（第二个思考题必须在第一个思考题之后回答）（模拟传递法） 预测：学生可以从以下情况思考：1）每个运动物体的速度变化是多少？2）比较每个运动物体的速度变化值与所用时间的关系。3）比较每个运动物体的速度变化与所用时间的比值。老师总结： 同学们都分析的很好，但有几个同学从不同的角度分析。有同学分析谁的速度变化最大；有同学分析谁的单位时间速度变化更大，即谁的速度变化更快？如何表达这种差异？如果要比较速度变化多少，只需要知道最终速度和初始速度之间的差异即可。

15、只需要知道速度变化多少（终速和初速之差），以及完成这个速度变化所需要的时间。比较时，看单位时间内速度变化的平均速度。老师们对学生的各种思考和计算给予充分肯定。设运动物体的初速度为 ，终速度为 ，物体速度随时间的变化为 。引导学生用类比传递法来表达速度变化的速度。为了比较物体运动速度的变化速度，我们用加速度来表示：物体速度的变化与这种变化发生所用时间的比值，即称为物体运动的加速度。设运动物体的初速度为 内部物体的速度变化为：那么加速度表示为a：我们分析加速度的方向，a，取初速度v00时，物体加速v= v2-v10，t是一个标量，所以a0；物体减速v=v2 -v10，t为标准

16、，所以a0；湾。取初速度v00时，物体加速v=v2-v10，t为标量，故a0，t为标量，故a0；所以我们可以得到如下结论：(1）速度增加时，加速度方向与速度方向相同(2）速度减小时，加速度方向与速度方向相反。这个结论也是正确的 学生练习 P27“作业”第四题 教师引导学生使用同样矢量。在直线运动中，加速度的方向与速度方向相同或相反；当加速度和速度的方向相同时，物体的方向越来越大，物体的速度越来越大；做加速时，当加速方向与速度相反时，物体的速度越来越小；减速时，加速度的单位由速度单位和时间单位决定。速度单位是米

17、/秒（m/s），时间单位为秒（s），加速度单位为m/s2（m/s2），读作“米每平方秒< @一、 对平均加速度和瞬时加速度这两个概念的理解与分析平均速度和瞬时速度类似，公式a=v/t 当t趋于无穷小时，a为瞬时加速度。速度、速度变化、加速度这三个物理量比较容易混淆，请告诉一位同学它们之间的区别。思考：1、速度高，加速度小，有可能吗？2、速度变化小，但是加速度大，可以吗？3、加速度大，但是速度小，可以吗？二、速度、速度变化、加速度的区别分析速度是用来表示物体速度的物理量，它等于位移时间和所用时间的比值，而加速度是一个物理量用来表示物体速度的量，等于速度的变化与时间的比值（速度

18、 变化率）。加速度的大小只反映物体速度变化的速度，而不反映物体运动的速度。加速度大意味着物体的速度变化快，但不代表物体运动快；小加速度是指物体的速度变化慢，不代表物体运动慢；加速度为零，表示物体的速度不变，但不代表物体的速度为零，物体可能以较大的速度匀速直线运动。不仅速度的大小和加速度的大小没有必然的关系，而且速度的方向和加速度的方向也没有必然的关系，加速度的方向和速度的方向可以相同也可以不同。速度变化与加速度的区别可以根据加速度的定义来理解。加速度是速度的变化率，而不是速度的变化量。变化量不仅与加速度有关，还与时间有关，所以根

19、不能根据加速度来判断速度变化的大小，反之，不能根据速度变化的大小来判断加速度的大小。如果板书速度大，加速度不一定大；如果加速度很大，则速度不一定很大。变化量大，加速度不一定大。如果加速度为零，则速度可能不为零；如果速度为零，则加速度可能不为零。课堂练习： 例 1 猎豹从静止状态开始奔跑。2秒后，速度达到70km/h。猎豹的加速度是多​​少？是积极的还是消极的，是加速还是减速？示例 2 火车以 30m/s 的速度行驶。司机在发现前方道路发出低速信号后，会在10s内采取自动措施将列车速度降至10m/s，并找出列车的加速度。火车是加速还是减速？课程内容总结1、平均速度的概念和物理意义；2、瞬时速度的概念和物理意义；

20、小（率）的物理意义。3、加速度的物理意义和加速度的简单应用。案例分析本课程的教学设计侧重于学生知识的形成过程。教师注重创设问题情境，留给学生独立观察、思考和实验的空间，激发学生探究的热情。在现有的认知条件下，即在学生掌握的匀速直线运动速度知识的基础上，让学生分组体验实验和理论探索的过程。激发学生的问题意识和创新意识，更好地理解平均速度、瞬时速度和加速度的物理意义。在学习过程中，注重体验推理、演绎、归纳等科学思维方法，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。黑板书写设计：一、坐标和坐标变化量物体的位移可以用坐标变化量来表示，x的大小表示位移的大小

21、很小，x的正负表示位移的方向。二、速度1、定义：位移与该位移发生所需时间的比率表示物体移动的速度。2、公式：v=x/t3、单位：米每秒（m/s）常用的有：公里每小时（km/h）、厘米每秒（cm/s）<@ 1、向量：速度是一个向量，其大小在数值上等于物体每单位时间位移的大小，它的方向就是物体运动的方向。三、平均速度和瞬时速度平均速度：粗略的描述，对应于某段时间或某段位移。瞬时速度：精确的描述，对应于某个时刻或某个位置。四、速度与速度 瞬时速度的大小称为（瞬时）速度。平均速度：行驶距离与所用时间的比率。第二类黑板写一、加速度1、定义：加速度是速度变化与这种变化发生所用时间的比值，用来表示速度变化的速度。2、公式：a=v/t3、单位：米每秒平方（m/s2）4、向量：加速度向量（1）速度增加，与速度同向的加速度（2） 速度减小，与速度相反的加速度二、平均和瞬时加速度 匀速运动：加速度保持恒定的运动。三、@ > 速度、速度变化和加速度之间的差异可能不为零。8