师:老师在黑板上展示的是汽车沿平直的公路行驶的情境,老师想问一下同学们,我们应该如何表示某一时刻汽车的位置?
师:通过我们之前学过的位移的相关知识,我们可以规定正方向并建立直线坐标系,由此确定汽车在
、
时刻的位置坐标为
、
,请同学们写出坐标变化量。
生:
。
师:从这个例子可以看出,计算坐标变化量时,应该用后来的坐标减去原来的坐标。
师:接下来,为了让同学们明确
正负值与运动方向之间的关系,请同学们根据这一情境,思考两个问题:第一个问题,结合情境描述,计算出的
为正值说明上述汽车在向哪个方向运动?第二个问题,如果上述汽车沿坐标轴向另一个方向运动,位移
是正值还是负值?
生:
的大小表示位移大小,
正负表示位移的方向。
师:让我们类比于位置变化量,请同学们说出时间的变化量是什么?
生:
。
师:很好,这同样也是用后来的时刻减去原来的时刻。
师:不同的运动,位置变化的快慢往往不同,也就是说运动的快慢不同,那我们该如何从坐标变化量(即位移)的角度来定义速度呢?
师:大家想象一下我们运动会百米赛跑的情境,同学们想一下,我们应该如何比较同学们跑步速度的大小呢?
生:根据生活中的经验,可以得出,相同的时间比距离,相同的距离比时间。
师:那么我们如何从位移角度定义速度?
师:同学们可以想一下,在相同的时间变化量内,比较物体通过的位移,位移大的,速度大;在相同的位移,比较所用时间的长短,时间短的,速度大。
师:由以上分析可知,运动的快慢跟通过的位移及运动的时间都有关系。
师:我们需要用比值来定义速度的概念:物理学中用位移与发生这个位移所用的时间的比值表示物体运动的快慢,从而得到速度表达式:
。
师:速度的物理意义:表示物体位置变化的快慢。
师:单位:国际单位(米每秒,符号
)和常用单位(千米每小时,符号:
与厘米每秒,符号:
)。
师:请同学们回忆一下初中时学过的速度的相关知识,思考一下,我们现在学习的速度的概念与公式与初中有何不同?
生:初中学习的速度是路程跟时间的比值,是标量。现在我们学习的速度概念更严谨,是用位移与时间的比值定义的物理量,它是矢量,既有大小,又有方向,且方向就是前面提到的运动的方向,即位移方向。