31导数的概念(二)瞬时速度

31导数的概念(二)瞬时速度 高中数学教案 第三册(选修?)第3章导数(第2课时) 课 题: 3,1导数的概念,二,—瞬时速度 教学目的: 1.掌握用极限给瞬时速度下的精确的定义. 2.会运用瞬时速度的定义，求物体在某一时刻的瞬时速度( 新疆王新敞奎屯3.理解足够小、足够短的含义 教学重点:知道了物体的运动规律，用极限来定义物体的瞬时速度，学会求物体的瞬时速度. 新疆王新敞奎屯教学难点:理解物体的瞬时速度的意义 新疆王新敞奎屯授课类型:新授课 新疆王新敞奎屯课时安排:1课时 新疆王新敞奎屯教 具:多媒体、实物投影仪 分析: 我们物理中学习直线运动的速度时，已经学习了物体的瞬时速度的有关知 新疆王新敞奎屯识，现在我们从数学的角度重新来认识一下瞬时速度 教学过程: 一、复习引入: ,(曲线的切线 新疆王新敞奎屯的图象，点是曲线 c 上一点作如图，设曲线c是函数Pxy(,)yfx,()00 割线PQ当点Q 沿着曲线c无限地趋近于点P，割线PQ无限地趋近于某一极限 新疆新疆王新敞王新敞奎屯奎屯位置PT我们就把极限位置上的直线PT，叫做曲线c在点P 处的切线 y y=f(x) Q y, , x,MP Ox Pxy(,) 2.确定曲线c在点处的切线斜率的方法: 00 因为曲线c是给定的，根据解析几何中直线的点斜是方程的知识，只要求 新疆王新敞奎屯出切线的斜率就够了设割线PQ的倾斜角为，切线PT的倾斜角为，既然割,, 线PQ 的极限位置上的直线PT 是切线，所以割线PQ 斜率的极限就是切线PQ的斜率tan,即 , 第 1页(共4页) 高中数学教案 第三册(选修?)第3章导数(第2课时) fxxfx()()，,,,y0新疆王新敞奎屯tan=, ,limlim,x,0,x,0,x,x 二、讲解新课: 1.瞬时速度定义:运动物体经过某一时刻(某一位置)的速度，叫做瞬时速度. 2. 确定物体在某一点A处的瞬时速度的方法: 要确定物体在某一点A处的瞬时速度，从A点起取一小段位移AA，求出1物体在这段位移上的平均速度，这个平均速度可以近似地表示物体经过A点的瞬时速度. 当位移足够小时，物体在这段时间内运动可认为是匀速的，所得的平均速度就等于物体经过A点的瞬时速度了. 我们现在已经了解了一些关于瞬时速度的知识，现在已经知道物体做直线运动时，它的运动规律用函数表示为s=s(t)，也叫做物体的运动方程或位移公式，现在有两个时刻t，t+Δt，现在问从t到t+Δt这段时间内，物体的位移、平0000 均速度各是: 位移为Δs=s(t+Δt),s(t)(Δt称时间增量) 00 s(t，,t),s(t),s00v,,平均速度 ,t,t 根据对瞬时速度的直观描述，当位移足够小，现在位移由时间t来表示，也就是说时间足够短时，平均速度就等于瞬时速度. 现在是从t到t+Δt，这段时间是Δt. 时间Δt足够短，就是Δt无限趋近于00 0. 当Δt?0时，平均速度就越接近于瞬时速度，用极限表示瞬时速度 st，,t,st()()00v,v, 瞬时速度limlim,t,,t,00,t 新疆王新敞奎屯所以当Δt?0时，平均速度的极限就是瞬时速度 三、讲解范例: 12例1物体自由落体的运动方程s=s(t)=gt，其中位移单位m，时间单位s，2 2g=9.8 m/s. 求t=3这一时段的速度. 11g22解:取一小段时间,3，3+Δt,，位置改变量Δs=g(3+Δt),g?3=(6+222 ,s1新疆王新敞奎屯v,,Δt)Δt，平均速度g(6+Δt) ,t2 第 2页(共4页) 高中数学教案 第三册(选修?)第3章导数(第2课时) 1瞬时速度 v,limv,limg(t，,t),3g,29.4 m/s,t,0,t,02 由匀变速直线运动的速度公式得v=v+at=gt=g?3=3g=29.4 m/s 02例2已知质点M按规律s=2t+3做直线运动(位移单位:cm，时间单位:s)， ,s(1)当t=2，Δt=0.01时，求. ,t ,s(2)当t=2，Δt=0.001时，求. ,t (3)求质点M在t=2时的瞬时速度. ,s分析:Δs即位移的改变量，Δt即时间的改变量，即平均速度，当Δt ,t ,s越小，求出的越接近某时刻的速度. ,t 22,ss(t，,t),s(t)2(t，,t)，3,(2t，3),,解:?=4t+2Δt ,t,t,t ,s?(1)当t=2，Δt=0.01时，=4×2+2×0.01=8.02 cm/s ,t ,s(2)当t=2，Δt=0.001时，=4×2+2×0.001=8.002 cm/s ,t s,新疆王新敞奎屯(3)v=(4t+2Δt)=4t=4×2=8 cm/s lim,lim,t,0,t,0t, 四、课堂练习: ,stt，,,s1.一直线运动的物体，从时间到时，物体的位移为，那么tlim,,t0,t 为( ) tt，,,(从时间到时，物体的平均速度; ,(在时刻时该物体的瞬时速度; tt tt，,,t,(当时间为时物体的速度; ,(从时间到时物体的平t 新疆王新敞奎屯均速度 22(一球沿一斜面自由滚下，其运动方程是s=s(t)=t(位移单位:m，时间单 第 3页(共4页) 高中数学教案 第三册(选修?)第3章导数(第2课时) 新疆王新敞奎屯位:s)，求小球在t=5时的瞬时速度 22stst(5)(5)(5)5，,,，,,解:瞬时速度v= limlim,,,,,tt00,,tt (10+Δt)=10 m/s. ,lim,,t0 ?瞬时速度v=2t=2×5=10 m/s. 23.质点M按规律s=2t+3做直线运动(位移单位:cm，时间单位:s)，求质点M在t=2时的瞬时速度. 22s，,t,s，,t，,,，(2)(2)2(2)3(223)解:瞬时速度v= ,limlim,t,,t,00,t,t =(8+2Δt)=8 cm/s. lim,t,0 点评:求瞬时速度，也就转化为求极限，瞬时速度我们是通过在一段时间内的平均速度的极限来定义的，只要知道了物体的运动方程，代入公式就可以求出瞬时速度了.运用数学工具来解决物理方面的问题，是不是方便多了.所以数学是用来解决其他一些学科，比如物理、化学等方面问题的一种工具，我们这 新疆王新敞奎屯一节课学的内容以及上一节课学的是我们学习导数的一些实际背景 五、小结 :这节课主要学习了物体运动的瞬时速度的概念，它是用平均速度的 st，,t,st()()新疆王新敞奎屯极限来定义的，主要记住公式瞬时速度v= lim,t,0,t 六、课后作业: 新疆王新敞奎屯1. 新疆王新敞奎屯七、板书设计(略) 新疆王新敞奎屯八、课后记: 新疆王新敞奎屯 第 4页(共4页)