教學過程
一、速度
師：在上面的問題中，要比較B和C運動的快慢，要找出統一的標準。物理學中用位移與發生這段位移所用的時間的比值（比值定義法）表示物體運動的快慢，這就是速度（velocity），通常用字母v表示。如果在△t時間內物體的位移是△x，它的速度就是
?8m/s
1．物理意義：速度是表示運動快慢的物理量。
2．單位：國際單位：m／s（或m·s）。常用單位還有：km／h（或km·h）、cm／s（或cm·s）。
3．方向：與物體運動方向相同。
4．速度有大小和方向，是矢量。
師：如果物體運動的快慢不是時刻都相等，在相等的時間裏位移是否都相等？那速度還是否是恆定的？這時又如何描述物體運動的快慢呢？這就需要引入平均速度和瞬時速度。 二、平均速度和瞬時速度
例如：百米運動員，10s時間裏跑完100m，但是他的速度並不是一直相等的，開始時跑得慢些，快到終點時要快些。那麼他在1s內平均跑多少呢？生：每秒平均跑10m。
師：百米運動員是否在每秒內都跑10m呢？
生：不是。
師：對於百米運動員，誰也説不清他在哪1秒跑了10米，有的1秒鐘跑10米多，有的1秒鐘跑不到10米。但當我們只需要粗略瞭解運動員在100m內的總體快慢，而不關心其在各時刻運動快慢時，就可以把它等效於運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時的速度就稱為平均速度。所以在變速運動中就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。
1
t內運動的平均快慢程度，通常用符號表示。關於平均速度的幾點説明：（1）．平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時間內的平均快慢程度。這實際上是把變速直線運動粗略地看成是勻速運動來處理。（2）．這是物理學中的重要研究方法──等效方法，即用已知運動研究未知運動，用簡單運動研究複雜運動的一種研究方法。
師：百米賽跑運動員的這個=10m/s代表這100米內（或10秒內）的平均速度，是不是説明他在前50米的平均速度或後50米內或其他某段的平均速度也一定是10m/s？
生：不是？（3）．平均速度只是對運動物體在某一段時間內（或某一段位移內）而言的，對同一運動物體，在不同的過程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”的。（4）．平均速度只能粗略地描述一段時間（或一段位移）內的總體快慢，這就是“平均．．速度”與勻速直線運動“速度”的根本區別。
（5）．平均速度不是各段運動速度的平均值，必須根據平均速度的定義來求解。
2．瞬時速度：運動物體經過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度。理解：（1）反映物體在某一時刻（或經某一位置）時運動的快慢，它能精確地描述變速運動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運動。
（2）瞬時速度是在運動時間
時的平均速度，即平均速度在時
（極限）就是某一時刻（或某一位置）的瞬時速度。
（3）瞬時速度是矢量，在直線運動中，某一位置瞬時速度的方向與物體經過該位置時的運動方向相同。
師：以前我們學過，勻速直線運動是瞬時速度保持不變的運動。在勻速直線運動中，平均速度與瞬時速度相等。瞬時速度既然是矢量，就有大小和方向。瞬時速度的大小通常叫做速率。 三、速率
師：瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率。
師：瞬時速度的大小是瞬時速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？ 生：?
師：不是。例如，沿閉合圓周運動一圈，位移是零，平均速度是零，但平均速率並不等於零。其實我們國中所學的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個新的名字平均速率。表示路程與發生這段路程所用時間的比值。 ．．
師：速率是矢量還是標量呢？為什麼？ 生：標量，因為它表示的是瞬時速度的大小。 師：還要注意平均速率並不是平均速度的大小。
【學生閲讀】
讓學生閲讀16頁“常見物體的速度”，增強感性認識。教師強調要注意括號中的單位。
【説一説】
讓學生閲讀17頁“説一説”，進一步認識、理解比值定義法。
【速度與現代社會】
讓學生自己閲讀17頁——18頁“速度與現代社會”，瞭解科學對人類社會發展、進步的貢獻與聯繫。
【本節小結】本節我們主要學習了速度、平均速度、瞬時速度以及速率，要注意理解它們之間的區別。速度是表示物體運動快慢的物理量，平均速度表示物體在一段時間間隔△t內運動的平均快慢程度，而瞬時速度精確描述了物體處於某一位置或某一時刻的運動快慢。特別要注意它們的定義式以及與時間的聯繫。
課堂鞏固練習：
【例1】一個做直線運動的物體，某時刻速度是10m/s，那麼這個物體（ C D） A．在這一時刻之前0．1s內位移一定是1m B．在這一時刻之後1s內位移一定是10m C．在這一時刻起10s內位移可能是50m
D．如果從這一時刻起開始勻速運動，那麼它繼續通過1000m路程所需時間一定是100s 【解析】某時刻速度是10m/s指的是該時刻的瞬時速度，不能説物體從此時起以後運動的快慢情況，以後做直線運動或勻變速直線運動，或非勻變速直線運動均可能。所以選項A、B
均錯。如果從某時刻（速度為10m/s）起質點做非勻變速直線運動，從這一時刻起以後的10s內位移可能為50m，所以選項C正確，如果從這一時刻起物體做勻速直線運動，那麼經過1000m路程所需時間t=100s。正確選項是C、D。
【例2】下列説法中正確的是？ ( B )
A.平均速度就是速度的平均值 B. 瞬時速率是指瞬時速度的大小
C. 火車以速度v經過某一段路， v是指瞬時速度 D. 子彈以速度v從槍口中射出，v是平均速度
【例3】下列對各種速率和速度的説法中，正確的是？ ( D )
A.平均速率就是平均速度
B. 瞬時速率是指瞬時速度的大小
C. 勻速運動中任意一段時間內的平均速度都等於其任一時刻的瞬時速度
D. 勻速直線運動中任何一段時間內的平均速度都相等
【例4】 一物體做直線運動，從A經B到C，又返回到B，其中AB=BC，若A到B的平均速度為2m/s，從B到C的平均速度為4m/s，從C返回到B的平均速度為4m/s,則：(1) AC這段的平均速度？ (2) 全程A到C再返回B的平均速度？
【例5】物體由A點沿直線運動到B點，前一半時間做速度為v1的勻速運動，後一半時間做速度為v2的勻速運動，求整個過程的平均速度？若物體前一半位移做速度為v1的勻速運動，後一半位移做速度為v2的勻速運動，整個過程的平均速度又是多少？
【例6】一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續向前運動60m，物體在整個運動過程中平均速度是多少？
【解析】根據平均速度的定義公式段位移所用時間之和。全過程的位移s=120m
，s為總位移，t為總時間，等於前一段位移與後一
物體在前一段位移用的時間為
後段位移用的時間為
整個過程的用的總時間為t=t1+t2=50s
一、知識與技能：
知道加速度是描述物體速度變化快慢的物理量，瞭解加速度的定義式和單位。
理解加速度概念，區別速度、速度變化量和速度變化率。
瞭解加速度的矢量性，會根據速度和加速度的關係判斷運動性質。
二、過程與方法
通過加速度概念的建立過程和加速度定義式的得出過程，瞭解體會比值定義法在科學研究中的應用。
通過生活實例的分析説明，體現研究物體運動時加速度的意義。
三、情感態度和價值觀
利用示例圖片激發學生的求知慾，激勵其探索的精神。
領會人類探索自然規律中嚴謹的科學態度，理解加速度概念的建立對人類認識世界的意義，培養學生區分事物的能力及學生的抽象思維能力。
培養合作交流的思想，能主動與他人合作，勇於發展自己的主張，勇於放棄自己的錯誤觀點。
一、教材分析
教材的內容方面來看，本章節主要講解了加速度的物理意義、定義式、加速度方向與速度方向的關係及從v-t圖像中看加速度。前面幾節已經學習瞭如何選參考系、建立座標系，用速度來描述物體運動的快慢，這節講的是描述速度變化的快慢，是對物體運動認識上的昇華，為接下來勻速直線運動及牛頓定律的學習奠定了基礎。所以在整個教材體系中起了承上啟下的作用，並且這樣的安排由簡單到複雜，符合學生的認知規律。 從教材的地位和作用方面來看，本章節是運動學中的重要概念，也是高一年級物理課程中比較重要的概念之一，是對物體運動認識上的昇華，它把運動學和動力學聯繫在了一起，具有承上啟下的橋樑作用，也是學生知識系統中不可或缺的重要組成部分。
知識要素：加速度的物理意義、定義式、加速度方向與速度方向的關係、從v-t圖像看加速度；
技能要素：初步理解加速度定義式中各量間的關係，能應用解決一些簡單的運動學問題；科學過程方法要素：複習舊知識，鞏固新知識，加深理解，易於掌握；討論歸納法，提高學習的興趣和分析歸納的能力。本節課的教學任務流程圖：
二、學情分析
【知識基礎方面】在學習本節課前學生已經學習瞭如何選參考系、建立座標系、用速度來描述物體運動的快慢，具備了探究加速度的基本知識和基本技能，這為本節課的探究性學習起到了鋪墊作用。
【思維基礎方面】高一的學生通過國中科學的學習，具有了一定的物理思維方法和較強的計算能力，但接受能力尚欠缺，需要教師正確的引導和啟發。
【情感態度方面】在學生的生活經驗中，與加速度有關的現象不多，這就給學生理解加速度的概念帶來困難。
三、教學目標分析
【知識技能目標】
1、理解加速度的物理意義。
2、能説出加速度的定義、寫出加速度的定義式和單位。
3、給出運動情景，能計算出加速度，並理解其含義。
4、在加速和減速情景下，能判定加速度的方向。
5、區別加速度、速度、速度變化量。
6、給出v-t圖像，能判定加速度的大小。
【過程方法目標】
通過對加速度物理意義、定義、矢量性及與速度變化量的區別的學習，體驗對物理概念的學習方法
【情感態度與價值觀目標】
1、通過探索用比值定義法得出加速度的概念，感悟到探索問題解決問題的興趣和學無止境的觀點。
2、通過加速度的教學引導學生從現實的生活經歷與體驗出發，激發學生的學習興趣。
四、教學重難點
【教學重點】 加速度的定義，並能在給定運動情景下，能計算出加速度，並理解其含義。
【教學難點】 理解加速度物理意義及加速度的方向，樹立變化率的思想。
五、教學方法
【教法】
啟發式教學：有助於培養學生的思維想象能力。
探究式教學：有助於調動學生的積極主動性； 類比法：有利於學生理解掌握。
多媒體輔助教學法：應用於在教學過程中呈現視頻、圖片，增強學生的感性認識。
【學法】類比法：複習舊知識，鞏固新知識，加深理解，易於掌握；討論、歸納法：使學生主動參與，引起興趣，提高分析歸納能力。
六、教學手段
多媒體輔助教學
1、速度
(1)定義：速度等於物體運動的 跟 所用的時間的。
(2)公式：
(3)物理意義：速度是表示 的物理量。
(4)單位：國際單位為 ，符號是 ，常用單位還有：千米每時(km/h)，釐米每秒(cm/s)等。
1m/s=3.6km/h
(5)速度是 ，它的方向就是 的方向。
2、平均速度
(1)定義：變速運動物體的位移跟發生這段位移所用時間的比值，叫做物體在這段時間(或位移)內的 。
(2)公式：
(3)平均速度表示做變速運動的物體在某一段時間(或位移)內的平均快慢程度，只能粗略地描述物體地運動快慢。
(4)平均速度既有大小，又有方向，是矢量，其方向與一段時間內發生的 方向相同。
3、瞬時速度與瞬時速率
(1)定義：運動物體經過 的速度，叫瞬時速度，常稱為速度；瞬時速度的大小叫 ，有時簡稱速率。
(2)物理意義：精確描述運動快慢。
(2)瞬時速度是矢量，其方向與物體經過某一位置時的運動方向相同，瞬時速率是標量。
答案：1、位移，發生這段位移，比值，物體運動快慢，米每秒，m/s，矢量，物體運動；2、平均速度，位移；3、某一位置(或某一時刻)，瞬時速率。
疑點突破
1、如何區分平均速度和瞬時速度
(1)平均速度與某一過程中的一段位移、一段時間對應，而瞬時速度與某一位置、某一時刻對應。
(2)平均速度只能粗略描述質點運動情況，而瞬時速度能精確的描述質點的運動情況。
(3)平均速度的方向與所對應的時間內位移的方向相同，瞬時速度的方向與質點所在位置的運動方向相同。
2、對瞬時速度的理解
在勻速運動中，由於速度不便，所以勻速直線運動的速度既是平均速度，也是各個時刻的瞬時速度。
在變速運動中，平均速度隨位移和時間的選取不同而不同。對做變速運動的物體，我們在它通過的某一位置附近選一段很小的位移，只要位移足夠小(即通過這段小位移所用的時間足夠短)，那麼這段小位移上的平均速度就是物體通過該位置的瞬時速度。
問題探究
(1)用什麼方法判斷同時啟程的步行人和騎車人的快慢？
(2)如何比較兩個百米運動員的快慢？
(3)如何比較一個百米短跑冠軍同一個奧運會萬米冠軍誰跑得快。
探究：(1)比較步行人和騎車人的快慢，可在時間相同的情況下比較位移的大小，位移大的較快。(2)比較兩位百米運動員的快慢可在位移相同的條件下比較時間，運動時間較長的較慢。(3)二者的位移不同，運動時間也不同，比較位移和時間的比值，也就是比較單位時間內的位移，比值大的較快。
典題精講
例1、下列説法正確的是
A、平均速度就是速度的平均值
B、瞬時速率是指瞬時速度的大小
C、火車以速度v通過某一段路，v是指瞬時速度
D、子彈以速度v從槍口射出，v是指平均速度
【思路解析】
根據平均速度和瞬時速度的定義進行判斷，平均速度不是速度的平均值，瞬時速率就是瞬時速度的大小；火車以速度v經過某一段路，v是指平均速度；子彈以速度v從槍口射出，是指從槍口射出時的瞬時速度。
【答案】B
例2、某質點由A出發做直線運動，前5s向東行了30m經過B點，又行了5s前進了60m到達C點，在C點停了4s後又向西行，經歷了6s運動120m到達A點西側的D點，如圖1.3-1所示，求
(1)每段時間內的平均速度
(2)求全過程的平均速度
【思路解析】
取A點為座標原點，向東為正方向建立座標軸。
(1) ，方向向東。
，方向向東。
，方向向西。
(2)全程的平均速度為
= ，負號表示方向向西。
例1、Ⅰ、Ⅱ是兩物體運動的位移圖象，如圖1.3-2所示，兩物體分別做什麼運動？那個物體運動較快？
【思路解析】
從位移圖象可以看出兩圖象均為直線，即位移隨時間是均勻變化的，所以Ⅰ、Ⅱ兩物體均做勻速直線運動，位移隨時間變化的快則直線的斜率大，所以Ⅱ運動得快。
【答案】都做勻速直線運動，Ⅱ運動較快。知識導學
1.位移與時間的比值反映了位移隨時間變化的快慢，也就是位移的變化率。
2.速度和位移一樣都是矢量，矢量的共同特點就是既有大小，又有方向。在今後的學習中要逐步加深對矢量的理解。
3.一般情況下平均速度不等於瞬時速度，只有物體做勻速直線運動時，即速度的大小和方向都不隨時間變化時平均速度才等於瞬時速度。
4.瞬時速率在數值上等於瞬時速度的大小。但平均速率不一定等於平均速度的大小。平均速率在定義上等於路程與通過這段路程所用時間的比值，即國中所講的速度的概念。但在高中階段，位移的大小和路程不一定相等，路程一般大於位移的大小，平均速率一般大於平均速度的大小，當位移的大小等於路程時，即物體做單方向直線運動時平均速率等於平均速度的大小。
5.通常所説的速度可能有不同的含義，注意根據上下文判斷速度的準確含義，是指平均速度還是指瞬時速度。
疑難導析
關於(1)：譬如，研究一輛汽車通過一座平直大橋的速度，對應的位移是橋長，對應的時間是過橋的時間，對應的速度是平均速度。若要研究汽車到達某一位置的速度，則表示瞬時速度。
關於(2)：譬如，火車從北京開往上海整個過程的速度，可以不考慮中間停站所用的時間，用平均速度可以粗略地表示火車運動的快慢。但要研究百米運動員衝過終點時的速度，則需要的是一個準確值，速度為瞬時速度。
關於(3)：譬如，物體沿圓周運動，某段時間的平均速度的方向與位移方向相同，即這段時間通過的圓弧所對應的弦的方向，但每一時刻速度方向，都沿物體所在位置圓的切線方向。
問題導思
提示：此題涉及比較物體運動方法的問題：(1)相等時間內比較位移的大小；(2)通過相等位移比較所用時間的長短；(3)比較位移和時間的比值，也就是速度的大小。
典題導考
【綠色通道】
對於平均速度、瞬時速度説法正誤的判斷要緊扣它們的定義。平均速度對應一段位移或一段時間，瞬時速度對應某一位置或某一時刻。
[典題變式]
以下所説的速度，哪些是指平均速度，哪些是指瞬時速度？
A、子彈射出槍口時的速度為700m/s
B、一百米賽跑的運動員用10s跑完全程，某人算出他的速度為10m/s
C、測速儀測出汽車經過某一路標的速度達到100km/h
D、返回艙以5m/s的速度着陸
答案：A、C、D中的速度是瞬時速度，B中的速度為平均速度。
【綠色通道】
此題主要是考察對平均速度的計算，平均速度等於某段時間內的位移與這段時間的比值。注意位移與發生該段位移所用時間的對應性。另外速度是矢量，有方向，首先要選取一個正方向，位移有正負，則速度也對應地有正負。
[典題變式]
1、一輛轎車在平直公路上行駛，其速度計顯示地讀數為72km/h，在一條與公路平行地鐵路上有一列長為200m的火車與轎車同向勻速行駛，經100s轎車由火車的車尾趕到了火車的車頭，求火車的速度。
答案：v=18m/s
【綠色通道】
對位移圖象得幾點説明：(1)位移圖象不是質點運動得軌跡。(2)勻速直線運動得位移圖象是一條直線。(3)在圖象上的某一點表示運動物體在某時刻所處的位置。(4)圖線的斜率大小反映物體運動的快慢，斜率越大表明物體運動越快。
[典題變式]
如圖1.3-3所示為某物體運動的位移圖象，根據圖象求出：
(1)0～2s內，2s～6s內，6s～8s內物體各做什麼運動？各段速度多大？
(2)整個8s內的平均速度多大？前6s內的平均速度多大？
【答案】(1)0～2s做勻速運動，v1=2.5m/s;2s～6s物體精緻；6s～8s內，物體做勻速運動，v3=5m/s(2)1.875m/s;0.83m/s
自主廣場
我夯基 我達標
1、關於速度的説法，下列各項中正確的是
A、速度是描述物體運動快慢的物理量，速度大表示物體運動得快
B、速度描述物體的位置變化快慢，速度大表示物體位置變化大
C、速度越大，位置變化越快，位移也就越大
D、速度的大小就是速率，速度是矢量，速率是標量
解析：速度是描述物體運動快慢的物理量，它表示物體位置變化的快慢。若物體位置變化得大，即位移大，但若時間長，則速度不一定大。速度是矢量，有大小，有方向。速度的大小叫速率，是標量。
答案：AD
2、以下為平均速度的是
A、子彈出槍口時的速度是800m/s
B、汽車從甲站到乙站的速度是40km/h
C、汽車通過站牌時的速度是72km/h
D、小球在第3s末的速度是6m/s
解析：平均速度是某段位移上的，或某段時間內的。它等於某段位移和通過這段位移所用時間的比值。
答案：B
3、關於瞬時速度、平均速度，以下説法中正確的是
A、瞬時速度可以看成時間趨於無窮小時的平均速度
B、做變速運動的物體在某段時間內的平均速度，一定和物體在這段時間內各個時刻的瞬時速度的平均值大小相等
C、物體做變速直線運動，平均速度的大小就是平均速率
D、物體做變速運動時，平均速度是指物體通過的路程與所用時間的比值
解析：當時間非常小時，物體的運動可以看成在這段很小時間內的勻速運動，平均速度等於瞬時速度，故A正確。
平均速度是位移跟發生這段位移所用時間的比值，而不是各時刻瞬時速度的平均值。
根據定義，平均速度的大小不是平均速率。平均速度是位移與時間的比值，而平均速率是路程跟時間的比值。
答案：A
4、一個質點做變速直線運動，其運動情況有如下記錄，則記錄中表示瞬時速度的有
A、質點在前5s內的速度是8m/s
B、質點在第7s末的速度是12m/s
C、指點通過某一路標時的速度是15m/s
D、質點通過某一路段的速度為10m/s
解析：瞬時速度是質點在某一時刻的速度，或通過某一位置的速度，它與時刻、位置相對應。
答案：BC
5、對於各種速度和速率，下列説法中正確的是
A、速率是速度的大小
B、平均速率是平均速度的大小
C、速度是矢量，平均速度是標量
D、平均速度的方向就是物體運動的方向
解析：教材中沒有出現平均速率的概念，而有些人根據速率的概念主觀地認為平均速率是平均速度的大小。實際上平均速率定義為路程跟時間的比值，故B錯。平均速度的方向和位移的方向一致，它不能表示物體運動的方向。物體運動的方向是瞬時速度的方向，故D錯。正確選項應為A。
答案：A
6、汽車以36km/h的速度從甲地勻速運動到乙地用了2h，如果汽車從乙地返回甲地仍做勻速直線運動且用了2.5h，那麼汽車返回時的速度為(設甲、乙兩地在同一直線上)
A、-8m/s B、8m/s
C、-28.8km/h D、28.8km/h
解析：速度和力、位移一樣都是矢量，即速度有正方向、負方向分別用+、-表示。當為正方向時，一般不帶+。速度的正方向可以根據具體問題自己規定，有時也隱含在題目之中。例如該題中汽車從甲地到乙地的速度為36km/h，為正值，隱含着從甲地到乙地的方向為正，所以返回速度為負值，故淘汰BD。
依據甲、乙兩地距離為：362km=72km，所以返回速度為-72km/2.5h=-28.8km/h=-8m/s。
答案：AC
我綜合 我發展
7、下列關於瞬時速度和平均速度的説法中正確的是
A、若物體在某段時間內每一個時刻的瞬時速度都等於零，則它在這段時間內的平均速度一定等於零
B、若物體在某段時間內的平均速度等於零，則它在這段時間內任一時刻的瞬時速度一定等於零
C、勻速直線運動中物體任意一段時間內的平均速度都等於它任一時刻的瞬時速度
D、變速運動中任一段時間內的平均速度一定不等於它某一時刻的瞬時速度
解析：物體的各個時刻瞬時速度都等於零，證明物體精緻，即位移為零，因此平均速度一定等於零。
物體在某段時間內平均速度為零，説明整個運動過程中的位移為零，但不能證明物體不運動，例如物體做往返運動回到出發點，位移為零，但瞬時速度不為零。
勻速運動中，由於瞬時速度都相等，因此平均速度等於瞬時速度。
變速運動中，速度時刻在變，但平均速度可能與某一時刻的瞬時速度相等。
答案：AC
8、甲、乙兩車從A地出發經歷不同的時間後都到達B地，甲運動的時間較長，則
A、甲的平均速度一定比乙大
B、甲的平均速度一定比乙小
C、甲的瞬時速度一定比乙小
D、甲、乙通過的位移一定相等
解析：位移只決定於初、末位置，故甲、乙通過的位移一定相等，D正確。
由平均速度公式知，位移s相同，而甲運動時間較長，所以B正確。因甲和乙不一定是做直線運動，所以瞬時速度大小和平均速率大小無法確定。
答案：BD
9、如圖1.3-4所示，物體沿曲線軌跡的箭頭方向運動，現要考慮物體處於圖中A點時瞬間的速度。假設物體沿ABCDE、ABCD、ABC、AB四段曲線軌跡運動所用的時間分別是1.5s，0.9s，0.4s，0.1s，通過測量和計算，可以得出物體在這四段曲線軌跡上的平均速度分別是
。
解析：分別測量出AE、AD、AC、AB的線段長度，然後換算成實際運動的位移，根據平均速度的公式進行計算。
答案：1.7m/s,3.9m/s,6.0m/s,15m/s
我創新 我超越
10人類為了探測距地球約30萬千米的月球，發射了一種類似於四輪小車的月球登陸探測器，它能夠在自動導航系統的控制下行走，且每隔10s向地球發射一次信號，探測器上還裝有兩個相同的減速器(其中一個是備用的)，這種減速器的最大加速度是5m/s2.
某次探測的自動導航系統出現故障，從而使探測器只能勻速前進而不再能自動避開障礙物，此時地球上的科學家必須對探測器進行人工遙控操作。
下表為控制中心的顯示屏的數據：
受到信號時間 與前方障礙物距離(單位：m)
9：10：20 52
9：10：30 32
發射信號時間 給減速器設定的加速度(單位：m/s2)
9：10：33 2
受到信號時間 與前方障礙物距離(單位：m)
9：10：40 12
已知控制中心的信號發射與接受設備工作的速度極快，科學家每次分析數據並輸入命令最少需3s。根據以上材料，考慮下面兩個問題：
1、經過數據分析，你認為減速器是否執行了減速命令。
2、假如你是控制中心的工作人員，應採取怎樣的措施。通過計算分析説明。
共同成長
見仁見智
著名物理學家、諾貝爾獎獲得者費恩曼曾講過這樣一則笑話。
一位女士由於駕車超速而被警察攔住。警察走過來對她説：太太，您剛才的車速是60英里每小時！(1英里=1。609千米)。
這位女士反駁説：不可能的！我才開了7分鐘，還不到一個小時，怎麼可能走了60英里呢？
警察説：太太，我的意思是：如果您繼續象剛才那樣開車，在下一個小時裏您將駛過60英里。
太太説：這也是不可能的。我只要再行駛10英里就到家了，根本不需要在開過60英里的路程。
請你根據物理學的觀點來分析，這位女士沒有認清哪個科學概念？你是怎麼認識的？
合作共贏
請你和你的同學一起進行下列探究活動。
用鐵錘十分準確地每隔1s敲打一下掛在樹上的一段鐵軌，假設你既能看到錘子的敲打動作，也能聽到敲打的聲音，你能否只用一把卷尺測出聲音在空氣中傳播的速度？簡述方法。
基於認知主義學習理論、建構主義學習理論、科學哲學發展而來的概念轉變理論，對於當前的高中物理概念教學具有重要的指導意義。相關研究表明，學生的概念學習是一個發展過程，學生頭腦中的前科學概念在這個過程中佔據重要的影響。著名教育心理學家奧蘇貝爾曾説，“假如讓我把全部教育心理學僅僅歸結為一條原理的話，那麼，我將一言以蔽之曰：影響學習的唯一重要因素就是學習者已經知道了什麼。要探明這一點，並據此進行教學。”物理概念教學在很大程度上應該依靠學生頭腦中原有的前科學概念，通過概念的轉變，形成科學概念，但目前運用概念轉變對高中物理教學進行教學設計還很少見到。
我在教學過程設計中，主要採取“問題情境引入、探測已有概念、產生認知衝突、解構迷思概念和建構科學概念、形成新的認知平衡”的概念轉變教學策略。整節教學內容是“速度（平均速度和瞬時速度）”（注：人教版教材本節的內容安排是“座標與座標的變化量”、“速度”、“平均速度與瞬時速度”）。對於“速度”這一內容，具體的設計思路是：通過問題情境引入“速度”的學習任務；通過學生完成的關於“速度”的概念圖和二段式測驗情況來探測學生已有概念；呈現問題情境和小組討論促進學生產生認知衝突；以學生的前概念為切入點，進一步強化學生的認知衝突，對已有的概念產生不滿，教師在此基礎上解構迷思概念，所謂“迷思概念”就是頭腦中存在的與科學概念不一致的認識。通過有效策略引導學生解決認知衝突，幫助學生建構科學概念；進而結合前面所學知識引導學生辨析平均速度和瞬時速度，最後通過課堂形成性練習促進學生形成新的認知平衡，完成概念轉變。
對於“運動快慢的描述———速度”這節課而言，概念轉變的教學策略與其他教學策略相比具有很強的優越性。整節課是在充分探測學生已有概念的前提下引導學生產生認知衝突，進而運用解決認知衝突的策略幫助學生解決認知衝突，解構迷思概念，完成由迷思概念向科學概念的轉變，整個教學過程中，學生的主體地位得到了充分的尊重。高中物理關於速度的科學定義並不是強制性地灌輸給學生，而是在概念轉變的教學過程中逐漸被學生欣然接受，因而整節課的重點得到了很好的落實。
教學目標
知識目標
1、知道什麼是向心力，什麼是向心加速度，理解勻速圓周運動的向心力和向心加速度大小不變，方向總是指向圓心．
2、知道勻速圓周運動的向心力和向心加速度的公式，會解答有關問題．
能力目標
培養學生探究物理問題的習慣，訓練學生觀察實驗的能力和分析綜合能力．
情感目標
培養學生對現象的觀察、分析能力，會將所學知識應用到實際中去．
教學建議
教材分析
教材先講向心力，後講向心加速度，迴避了用矢量推導向心加速度這個難點，通過實例給出向心力概念，再通過探究性實驗給出向心力公式，之後直接應用牛頓第二定律得出向心加速度的表達式，順理成章，便於學生接受．
教法建議
1、要通過對物體做圓周運動的實例進行分析入手，從中引導啟發學生認識到：做圓周運動的物體都必須受到指向圓心的力的作用，由此引入向心力的概念．
2、對於向心力概念的認識和理解，應注意以下三點：
第一點是向心力只是根據力的方向指向圓心這一特點而命名的，或者説是根據力的作用效果來命名的，並不是根據力的性質命名的，所以不能把向心力看做是一種特殊性質的力．
第二點是物體做勻速圓周運動時，所需的向心力就是物體受到的合外力．
第三點是向心力的作用效果只是改變線速度的方向．
3、讓學生充分討論向心力大小，可能與哪些因素有關？並設計實驗進行探究活動．
4、講述向心加速度公式時，不僅要使學生認識到勻速圓周運動是向心加速度大小不變，向心加速度方向始終與線速度垂直並指向圓心的變速運動，在這裏還應把“向心力改變速度方向”與在直線運動中“合外力改變速度大小”聯繫起來，使學生全面理解“力是改變物體運動狀態的原因”的含義，再結合無論速度大小或方向改變，物體都具有加速度，使學生對“力是物體產生加速度的原因”有更進一步的理解．
教學設計方案
向心力、向心加速度
教學重點：向心力、向心加速度的概念及公式．
教學難點：向心力概念的引入
主要設計：
一、向心力：
（一）讓學生討論汽車急轉彎時乘客的感覺．
（二）展示圖片1．鏈球做圓周運動需要向心力．〔全日制普通高級中學教科書（試驗修定本·必修）物理．第一冊98頁〕
（三）演示實驗：做圓周運動的小球受到繩的拉力作用．
（四）讓學生討論，猜測向心力大小可能與哪些因素有關？如何探究？引導學生用“控制變量法”進行探索性實驗．（用向心力演示器實驗）
演示1：半徑r和角速度一定時，向心力與質量m的關係．
演示2：質量m和角速度一定時，向心力與半徑r的關係．
演示3：質量m和半徑r一定時，向心力與角速度的關係．
給出進而得在．
（五）討論向心力與半徑的關係：
向心力究竟與半徑成正比還是反比？提醒學生注意數學中的正比例函數中的k應為常數．因此，若m、為常數 據知與r成正比；若m、v為常數，據可知與r成反比，若無特殊條件，不能説向心力與半徑r成正比還是成反比．
二、向心加速度：
（一）根據牛頓第二定律
得：
（二）討論勻速圓周運動中各個物理量是否為恆量：
vT f
探究活動
感受向心力
在一根結實的細繩的一端拴一個橡皮塞或其他小物體，掄動細繩，使小物體做圓周運動（如圖）．依次改變轉動的角速度、半徑和小物體的質量．
體驗一下手拉細繩的力（使小球運動的向心力），在下述幾種情況下，大小有什麼不同：使橡皮塞的角速度增大或減小，向心力是變大，還是變小；改變半徑r儘量使角速度保持不變，向心力怎樣變化；換個橡皮塞，即改變橡皮塞的質量m，而保持半徑r和角速度不變，向心力又怎樣變化．
做這個實驗的時候，要注意不要讓做圓周運動的橡皮塞甩出去，碰到人或其他物體．
（一）知識與技能
1、理解物體運動狀態的變化快慢，即加速度大小與力有關，也與質量有關。
2、通過實驗探究加速度與力和質量的定量關係。
3、培養學生動手操作能力。
（二）過程與方法
1、使學生掌握在研究三個物理量之間關係時，用控制變量法實現。
2、指導學生根據原理去設計實驗，處理實驗數據，得出結論．
3、幫助學生會分析數據表格，利用圖象尋求物理規律。
（三）情感、態度與價值觀
1、通過實驗探究激發學生的求知慾和創新精神。
2、使學生養成實事求是的科學態度，樂於探究自然界的奧祕，能體驗探索自然規律的艱辛與喜悦。
3、培養學生的合作意識，相互學習，交流，共同提高的學習態度．
★教學重點
1、怎樣測量物體的加速度
2、怎樣提供和測量物體所受的力
★教學難點
指導學生選器材，設計方案，進行實驗。作出圖象，得出結論
★教學方法
1、提出問題，導入探究原理――自主選器材，設定方案，進行操作，總結歸納――進行交流。
2、對學生操作過程細節進行指導，對學生實驗過程的疑難問題進行解答。
★教學用具：
多媒體、小車、一端帶滑輪長木板、鈎碼、打點計時器、學生電源、紙帶、刻度尺、氣墊導軌、微機輔助實驗系統一套。
★教學過程
（一）引入新課
教師活動：利用多媒體投影下圖：
定性討論：物體質量一定，力不同，物體加速度有什麼不同？力大小相同，作用在不同質量物體上，物體加速度有什麼不同？
物體運動狀態改變快慢取決哪些因素？定性關係如何？
學生活動：學生討論後回答：第一種情況，受力大的產生加速度大，第二種情況：質量大的產生加速度小。
學生再思考生活中類似實例加以體會。
點評：教師還可舉日常生活中一些實例，如賽車和普通小汽車質量相仿，但塞車安裝了強大的發動機，牽引力巨大，可產生很大加速度。再如並駕齊驅的大貨車和
小汽車在同樣大的制動力作用下，小汽車容易剎車．通過類似實例使學生獲得感性認識：加速度大小既與力有關，也與質量有關，為下一步定量研究做
好鋪墊．
（二）進行新課
1、物體加速度與它受力的定量關係探究
教師活動：現在我們探究物體加速度與力、質量的定量關係（用控制變量法）。保持物體的質量不變，測量物體在不同力的作用下的加速度，探究加速度與力的定量關係。請同學生據上述事例，猜測一下它們最簡單關係。
學生猜測回答：加速度與力可能成正比。
教師活動：如何測量加速度a？需什麼器材？請同學樣設計方案。
學生回答：第二章我們已探究過小車速度隨時間變化規律，可用該實驗器材測加速度。小車在鈎碼牽引下作勻加速運動，利用打出紙帶求加速度。
教師活動：現實中，除了在真空中拋體（僅受重力）外，僅受一個力的物體幾乎不存在，但一個單獨的力作用效果與跟它等大、方向相同的合力作用效果相同，因此實驗中力F的含義可以是物體所受的合力。如何為運動物體提供一個恆定合力？如何測？請同學們想辦法。
教師引導：可利用前邊測加速度的器材，在鈎碼質量遠小於小車質量條件下，鈎碼重力大小等於對小車拉力（至於為什麼以後再討論），但必須設法使木板光滑，或使用氣墊導軌以減少摩擦直至忽略不計。這樣小車受的合力就等於鈎碼重力。教師對學生設計方案的可行性進行評估，篩選出最佳方案進行實驗。
學生活動：學生思考，設計可行方案測量，也可借鑑教師提供案例進行設計。
教師活動：指導學生分組實驗，把小車在不同拉力下的加速度填在設計好的表格中。
學生活動：學生設計實驗步驟，進行分組實驗，取得數據。
教師活動：如何直觀判斷加速度a與F的數量關係？指導學生以a為縱座標，以F為橫座標建立座標系，利用圖象找規律。利用實物投影展示某同學做的圖象，讓大家評價。
學生活動：學生在事先發給的座標紙上描點，畫圖象，看圖象是否是過原點的直線，就能判斷a與F是否成正比。分析研究表格中數據，得出結論。
2、物體的加速度與其質量的定量關係探究
教師活動：保持物體所受力相同，測量不同質量的物體在該力作用下的加速度，探究加速度與質量關係，請同學們用最簡單關係猜測一下二者是什麼關係？教師解釋：若a與m成反比，其實是a與1／m成正比，a－l／m的圖象應是什麼？
學生猜測回答：加速度與質量可能成反比。應該是過原點直線。
教師活動：保持鈎碼質量一定，即拉力大小一定，如何改變小車質量？將不同質量的小車的加速度填入設計好的表格中，建立a一1／m座標系作圖象。
學生回答：在小車上加砝碼。
學生設計實驗步驟，進行分組實驗，測出不同質量時加速度。在座標紙上描點，作a－l／m圖象，據a－l／m圖象建否是過原點直線就能判斷加速度是否與質量成反比。
點評：由於學生剛開始從事探究實驗，缺乏經驗，需要教師指導，比如設計方案，利用圖象處理數據，學生一無經歷，二不習慣，所以宜採用定向探究，逐步使學生走向自由探究。
3、對實驗可靠性進行評估
教師活動：如果同學們猜想是正確的，那麼根據實驗數據，以a為縱座標，以F橫座標，或以a為縱座標，1／m為橫座標，作出圖象都應該是過原點的直線，但實際描的點並不嚴格在某直線上，也不一定過原點。若真是a∝F，a∝l／m得需多次實驗才能證實。
學生討論結果，看書討論相關問題。
★課餘作業
1、課後完成實驗報告。
2、預習第三節牛頓第二定律。
一、教材分析
（一）、教材的地位和作用
本節是人教社物理選修3-1第一章第4、5節的內容，本節處在電場強度之後，位於靜電現象前，起到承上啟下的作用。教材從電場對電荷做功的角度出發，推知在勻強電場中電場力做功與移動電荷的路徑無關。利用定義法給出電勢的定義，並通過電勢描述等勢面，對學生能力的提高和對知識的遷移、靈活運用給予了思維上的指導作用。
（二）、學情分析
學生已學習了電荷及庫侖定律、電場強度的知識，對本節的學習已具備基礎知識，但不夠深入，仍需要通過本節的學習進一步培養和提高。
（三）、教學內容
本節課為第一課時，主要內容為概念的引入和對其物理含義的理解。
二、教學目標分析
根據高中新課程總目標（進一步提高科學素養，滿足全體學生的終身發展需求）的要求和理念（探究性、主體性、發展性、和諧性）、本節教材的特點（思想性、探究性、邏輯性、方法性和哲理性融會一體）和所教學生的學習基礎（知識結構、思維結構和認知結構），本節課的教學目標為：
知識與技能目標：1、理解電勢的概念，知道電勢是描述電場的能的性質的物理量，理解電勢差與零點電勢面位置的選取無關，熟練應用其概念及定義式UAB?WAB進行相關計q
算。明確電勢差、電勢、靜電力的功、電勢能的關係。2、理解電勢是描述電場的物理量，知道電勢與電勢差的關係UAB?？A?？B，電勢與零勢面的選取有關，知道電場中沿着電場線的方向電勢的變化。
過程與方法目標：利用學生已經掌握的知識進行類比、概括，講述新知識，培養學生對新知識的自學能力，以及抽象思維能力。通過與前面知識的結合，理解電勢能與靜電力做的功的關係，從而更好地瞭解電勢差和電勢的概念。
情感與價值觀目標：嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產和生活相關的實際問題，增強科學探究的價值觀。
三、重難點分析
為更好地完成教學目標，本課教學重點為：理解和掌握電勢差、電勢、等勢面的概念及意義。在本節學習之前，學生已學習過其他力做功，如分子力做功使得分子勢能發生變化，彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化，因此本節教學的難點為把電勢、電勢面與前後知識區別、聯繫，並能用此解決相關問題。
四、教學與學法分析
（一）、學法指導
教學矛盾的主要方面是學生的學。學是中心，會學是目的，因此在教學中要不斷指導學
生學習。現代教育更重視在教學過程中對學生的學法指導，物理教學是以實驗為基礎的，重在啟發思維，教會方法。對於簡諧運動豐富的感性認識，在教學中，收集一些簡諧運動實例，巧用提問，評價激活學生的積極性，調動起課堂氣氛，讓學生在輕鬆，自主，討論的學習環境下完成學習任務。最後讓學生自由發言，舉出生活中一些簡諧運動，做到從實踐到理論，再從理論到實踐。
（二）、教法分析
本節課設計的指導思想是：現代認知心理學—建構主義學習理論。
建構主義學習理論認為：應把學習看成是學生主動的建構活動，學生應與一定的知識背景即情景相聯繫，在實際情況下學習，可以使學生利用已有知識與經驗同化和索引出當前要學習的新知識，這樣獲取的知識，不但便於保持，而且易於遷移到陌生的問題情境中。
本節課採用“誘思引探教學法”。使用投影儀，形象、直觀的展示教學內容，引導學生髮現簡諧運動的規律及描述方式，把分析問題的機會留給學生。
五、教學過程
本節課的教學設計充分體現以學生髮展為本，培養學生的觀察、概括和探究能力，遵循學生的認知規律，體現理論聯繫實際、循序漸進和因材施教的教學原則，通過問題情境的創設，激發興趣，是學生在問題解決的探索過程中，由學會走向會學，由被動答題走向主動探究。
1、知識回顧。首先展示圖片，電場對放入其中的電荷有力的作用，此導體內部電荷同樣有
力的作用，此力可以做功，所以電場也有能的性質。
電勢、電勢差的概念比較抽象，在講解時可以通過引入重力場的有關概念進行類比，以增強知識的可感知性，有助於學生理解。因此接下來，複習有關功的知識以及重力做功和重力勢能的關係。功的量度：W?FScos?；重力做功只與位置有關，與經過的路徑無關；重力做功與勢能的關係：WG?？Ep;重力勢能是相對的，有零勢能面。
進一步引導學生擴展思維，回顧所學知識，對新知識產生興趣。例如，我們還研究過其它力做功，如分子力做功使得分子勢能發生變化，彈簧的彈力做功引起彈性勢能的變化，那麼電場力做功的情形又是怎樣的呢。
2、引入新課。
指出上圖：在某一點電荷+Q形成的電場中，將同一電荷放入電場的不同位置A、B兩點，所受到的電場力是不同的，這是因為A、B兩點的電場強度不同，為了研究問題的方便，以勻強電場為例，勻強電場中，電荷從A點移動到B點，電場力的大小F?
Eq為恆力，則電
場力做功大小為：W?EqScos?。在這裏，W
類似如重力做功W
因此，將W?EScos?是一個與電荷本身無關的量，？hcos?，也是與物體本身無關的物理量，只與重力場本身性質有關。 這一比值叫A、B兩點間的電勢差，用UAB來表示。
繼續聯繫重力勢能提出問題：物體在重力作用下移動的高度差越大，重力勢能的變化也越大，高度差即高度的差值，電勢差也就是電勢的差值，那麼如何定義電場中各點的電勢？給一分鐘同學思考後，引導學生閲讀教材定義，UAB?WAB，若將B點的電勢定義為零電q
勢點，則A點的電勢等於單位正電荷由A點移動到B點——零電勢點時所做的功。因此，老師強調，電勢通常用？表示，電場中某一點的電勢，等於單位正電荷由該點移動到參考點（零電勢點）時電場力所做的功。
3、強化和延伸知識點。
引導學生思考，指出電勢差與零點電勢的選取無關，但電勢是相對零點電勢而言的，與零點電勢的選取有關。然後課堂給出幾分鐘時間，由學生獨立完成一道例題：設電場中AB
2兩點的電勢差U?2.0?10V，帶電粒子的電量q?1.2?10?8C，把q從A點移動到B點，
電場力做了多少功？是正功還是負功？設UA?UB。
4、知識小結。(1)、電場中兩點間的電勢差，類似重力場中兩點的高度差，電勢差UAB?WAB，q
U與W、q無關。(2)、電場中某一點的電勢？，等於單位正電荷由該點移動到參考點時電場力所做的功，並且注意電勢的大小與參考點的選取無關。(3)、UB?B?？，A?A
沿着電場線的方向，電勢越來越低。
5、佈置作業。佈置課後習題，要求學生課後獨立完成。
一、教學目標
1.理解加速度的概念，知道加速度是表示速度變化快慢的物理量，知道它的定義、公式、符號和單位。
2.知道加速度是矢量，知道加速度的方向始終跟速度的改變量的方向一致，知道加速度跟速度改變量的區別。
3.知道什麼是勻變速直線運動，能從勻變速直線運動的v—t圖像中理解加速度的意義。
4.通過對速度、速度的變化量、速度的變化率三者的分析比較，提高學生的比較、分析問題的能力。
二、教學重點與難點
重點： 1.加速度的概念及物理意義
2.加速度和勻變速直線運動的關係
3.區別速度、速度的變化量及速度的變化率
4.利用圖象來分析加速度的相關問題
難點：加速度的方向的理解
三、教學方法
比較、分析法
四、教學設計
（一）新課導入
起動的車輛初始時刻的速度(m/s)可以達到的速度(m/s)起動所用的時間(s)
小轎車03020
火車050600
摩托車02010
教師引導學生三種車輛速度隨時間的變化規律，分析比較發現：三種車輛的速度均是增大的，但它們速度增加得快慢不同。那麼，如何比較不同物體速度變化的快慢呢？從而引入加速度。
（二）新課內容
1．速度的變化量
提問： 速度的變化量指的是什麼？
(速度由 經一段時間 後變為 ，那 的差值即速度的變化量。用 表示。)
提問： 越大，表示的變化量越大，即速度改變的越快，對嗎？為什麼？
教師引導學生討論得出： 要比較速度改變的快慢，必須找到統一的標準。也就是要找單位時間內的速度的改變量。
2.加速度
學生閲讀課本，教師引導學生得出：
（1）定義：速度變化量與發生這一變化所用的時間的比值
（2）物理意義：指進速度變化的快慢和方向
（3）單位：米/秒2（m/s2）
（4）加速度是矢量，方向與速度變化的方向相同
（5）a不變的運動叫做勻變速運動。勻變速運動又分勻變速直線運動和勻變速曲線運動。
[例題1] 做勻加速運動的火車，在40s內速度從10m/s增加到20m/s，求火車加速度的大小。汽車緊急剎車時做勻減速運動，在2s內速度從10m/s減小到零，求汽車的加速度。
分析：由於速度、加速度都是矢量，所以我們計算的時候必須先選一個正方向。一般選初速度的方向為正方向。
分析討論：
(1)火車40s秒內速度的改變量是多少，方向與初速度方向什麼關係？
（2）汽車2s內速度的改變量是多少？方向與其初速度方
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