科教版必修1 1.3 運(yùn)動(dòng)快慢與方向的描述速度 學(xué)案.doc

1.4 運(yùn)動(dòng)快慢與方向的描述 學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解速度的概念，領(lǐng)會(huì)其矢量性.2.能區(qū)分平均速度和瞬時(shí)速度，會(huì)用平均速度公式進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算.3.掌握測(cè)瞬時(shí)速度的方法，會(huì)用打出的紙帶求瞬時(shí)速度.4.會(huì)用圖象表示速度隨時(shí)間變化的規(guī)律一、速度1定義：物體運(yùn)動(dòng)的位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值2公式：v.3單位：米每秒，符號(hào)是m/s或ms1.常用單位還有千米每小時(shí)(km/h或kmh1)、厘米每秒(cm/s或cms1)等.4矢量性：速度是矢量，速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向想一想：運(yùn)動(dòng)的物體位移越大，速度越大嗎？答案速度等于物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，由于不知道時(shí)間長(zhǎng)短，所以無(wú)法確定物體運(yùn)動(dòng)的快慢二、平均速度1勻速直線運(yùn)動(dòng)和變速直線運(yùn)動(dòng)(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)：物體在任何相等時(shí)間內(nèi)的位移都相等(2)變速運(yùn)動(dòng)：物體在相等時(shí)間內(nèi)的位移不相等2平均速度(1)定義：做變速運(yùn)動(dòng)的物體其發(fā)生的位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，叫做平均速度(2)公式：.(3)物理意義：粗略(填“粗略”或“精確“)地描述物體在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的快慢和方向(4)矢量性：平均速度是矢量，方向與t時(shí)間內(nèi)位移的方向相同三、學(xué)生實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量平均速度1(閱讀課本并查找相關(guān)資料)了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是記錄做直線運(yùn)動(dòng)物體的位置和時(shí)間的儀器(2)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：工作電壓：220 v交流電；原理：當(dāng)接通電、按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡(3)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：工作電壓：6_v以下的交流電；原理：接通交流電后，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便振動(dòng)起，帶動(dòng)其上的振針上下振動(dòng)這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就通過復(fù)寫紙?jiān)诩垘狭粝乱恍悬c(diǎn)跡(4)打點(diǎn)周期打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一般接我國(guó)市用交流電，交流電頻率為50 hz，計(jì)時(shí)器每隔0.02_s打一次點(diǎn)2打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)平均速度用刻度尺測(cè)出n個(gè)點(diǎn)之間的間距x，n個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間t(n1)0.02 s，則平均速度v.四、瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度：運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度它可以精確(填“粗略”或“精確”)地描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢瞬時(shí)速度的大小稱為瞬時(shí)速率，簡(jiǎn)稱速率五、速度時(shí)間(vt)圖象1vt圖象以速度為縱軸，以時(shí)間為橫軸，建立一個(gè)平面直角坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系中畫出物體的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系，該圖象就是速度時(shí)間圖象(vt圖象)，簡(jiǎn)稱速度圖象2勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象是與橫軸平行的直線運(yùn)動(dòng)物體在時(shí)間t內(nèi)的位移xvt，在vt圖象中就對(duì)應(yīng)著邊長(zhǎng)分別為v和t的一塊矩形面積.一、對(duì)速度的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)1對(duì)概念的理解(1)速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，是物體的位移與所用時(shí)間的比值；而不再是初中所學(xué)的路程與時(shí)間的比值(2)速度越大，表示物體運(yùn)動(dòng)的越快，其位置變化也越快2對(duì)表達(dá)式的理解：(1)公式v中，x是物體運(yùn)動(dòng)的位移，不是指路程(2)公式v是速度的定義式，用比值定義法定義的，不能認(rèn)為v與位移成正比、與時(shí)間成反比3矢量性：速度有大小、方向比較兩個(gè)速度是否相同時(shí)，既要比較其大小是否相等，又要比較其方向是否相同例1下列關(guān)于速度的說法正確的是()a速度是描述物體位置變化的物理量b速度大小不變的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)c因?yàn)?3，所以2 m/s3 m/sd速度的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向一致解析位移是描述物體位置變化的物理量，速度是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，a錯(cuò)誤；勻速直線運(yùn)動(dòng)是速度的大小和方向都不變的運(yùn)動(dòng)，b錯(cuò)誤；速度是矢量，正、負(fù)號(hào)表示方向，絕對(duì)值表示大小，c錯(cuò)誤；速度的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向一致，d正確答案d二、平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別和聯(lián)系1平均速度(1)物理意義：反映一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度，與一段位移或一段時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng)(2)大?。河晒接?jì)算得出；計(jì)算時(shí)一定要指明是哪一段時(shí)間或哪一段位移內(nèi)的平均速度(3)方向：與該段過程的位移方向相同，與運(yùn)動(dòng)方向不一定相同2瞬時(shí)速度(1)物理意義：精確描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向，與某一時(shí)刻、某一位置相對(duì)應(yīng)(2)大?。寒?dāng)t非常非常小時(shí)v為瞬時(shí)速度汽車速度計(jì)顯示的速度是瞬時(shí)速度(3)方向：該時(shí)刻物體運(yùn)動(dòng)的方向3平均速度與瞬時(shí)速度的聯(lián)系(1)在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度和瞬時(shí)速度相等(2)當(dāng)位移足夠小或時(shí)間足夠短時(shí)，可以認(rèn)為平均速度就等于瞬時(shí)速度(3)瞬時(shí)速度總為零時(shí)，平均速度一定為零；平均速度為零時(shí)，瞬時(shí)速度不一定為零例2下列關(guān)于平均速度和瞬時(shí)速度的說法正確的是()a平均速度，當(dāng)t充分小時(shí)，該式可表示t時(shí)刻的瞬時(shí)速度b勻速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度等于瞬時(shí)速度c瞬時(shí)速度和平均速度都可以精確描述運(yùn)動(dòng)的快慢d只有瞬時(shí)速度可以精確描述運(yùn)動(dòng)的快慢解析由平均速度定義式可知，當(dāng)t足夠小，甚至趨近于零時(shí)，該式可表示t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，a正確；勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度不變，各段時(shí)間內(nèi)的平均速度均等于瞬時(shí)速度，b正確；平均速度只能粗略反映一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度，而瞬時(shí)速度能精確地描述物體在某一時(shí)刻或某一位置運(yùn)動(dòng)的快慢及方向，c錯(cuò)誤，d正確答案abd借題發(fā)揮(1)平均速度與瞬時(shí)速度的大小無(wú)必然關(guān)系，平均速度大的物體，其瞬時(shí)速度不一定大；平均速度為零的物體，其瞬時(shí)速度也可能很大(2)在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，物體的平均速度等于瞬時(shí)速度，而在其他運(yùn)動(dòng)中，物體的平均速度一般不等于其瞬時(shí)速度三、平均速度、平均速率和速率的比較1平均速度：在某段時(shí)間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值；其表達(dá)式為：平均速度.(注意平均速度的大小就叫平均速度的大小，沒有其他名稱)2平均速率：路程與時(shí)間的比值，即：平均速率.3速率：瞬時(shí)速度的大小4區(qū)別與聯(lián)系：(1)因?yàn)槲灰撇淮笥诼烦?，所以平均速度小于等于平均速率，只有在單方向直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度的大小才等于平均速率(2)瞬時(shí)速度的大小叫做瞬時(shí)速率，但是平均速度的大小不是平均速率例3一輛汽車從甲地沿平直的公路以v136 km/h的速度經(jīng)過2 h到達(dá)乙地，休息了4 h后，又沿原路返回，以v254 km/h的速度運(yùn)動(dòng)了3 h越過乙地到達(dá)丙地求全程的平均速度和平均速率解析汽車全程的位移大小為xv2t2v1t1543 km362 km90 km，全程所用時(shí)間為t2 h4 h3 h9 h，故平均速度大小 km/h10 km/h，方向是由甲地指向丙地；汽車全程的路程：xv2t2v1t1543 km362 km234 km，所以平均速率為v km/h26 km/h.答案平均速度大小為10 km/h，方向是由甲地指向丙地平均速率為26 km/h四、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作及紙帶的應(yīng)用例4用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可測(cè)紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟，按照你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實(shí)際操作的合理步驟，將各步驟的字母代號(hào)順序?qū)懺诳瞻滋巃在電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓_(填“交流”或“直流”)電的兩個(gè)接線柱上b把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過_(填“插孔”或“限位孔”)，并壓在_(填“白紙”或“復(fù)寫紙”)下面c用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開始點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離x.d切斷電，取下紙帶，如果共有6清晰的點(diǎn)，則這段紙帶記錄的時(shí)間t_.e打開電開關(guān)，再用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)f利用公式計(jì)算紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是_解析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電；把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙下面；若打6個(gè)點(diǎn)，則有(61)個(gè)時(shí)間間隔，故這段紙帶記錄的時(shí)間t0.02(61)s0.1 s；實(shí)驗(yàn)步驟的排列一般要先安裝器材然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的思路進(jìn)行，故實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是baedcf.答案交流限位孔復(fù)寫紙0.1 sbaedcf例5某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出a、b、c、d、e、f、g共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)其相鄰點(diǎn)間的距離如圖131所示，每?jī)蓚€(gè)相鄰的測(cè)量點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10 s(本題計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)圖131(1)在實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器操作步驟應(yīng)先_再_(選填“釋放紙帶”或“接通電”)(2)每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有_個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出(3)試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，每隔0.10 s測(cè)一次速度，計(jì)算出打下b、c、d三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，并將各個(gè)速度值填入下表vbvcvdvevf數(shù)值(m/s)0.6400.721(4)將b、c、d、e、f各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在如圖132所示的直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線圖132解析(1)在實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器操作步驟應(yīng)先接通電，再釋放紙帶；(2)每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有n114個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出(3)vb m/s0.400 m/s；vc m/s0.479 m/s；vd m/s0.599 m/s.(4)圖線如下：答案(1)接通電釋放紙帶(2)4(3)0.4000.4790.559(4)見解析五、圖象法表示物體的速度例6如圖133所示，是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象，試回答：圖133(1)ab、bc、cd段質(zhì)點(diǎn)分別做什么運(yùn)動(dòng)？(2)