第3節(jié) 第1課時 速度 速度-時間圖像

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度核心素養(yǎng)導學物理觀念(1)知道速度的定義式、單位和方向。(2)知道勻速直線運動的特點及速率的含義。(3)理解v-t圖像的含義，并會根據(jù)v-t圖像分析物體運動的速度隨時間的變化?？茖W思維(1)通過抽象概括，理解速度的含義。(2)理解平均速度和瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系。(3)初步體會極限法在研究物理問題中的應(yīng)用和意義?？茖W探究能用實驗數(shù)據(jù)繪制v-t圖像，并會根據(jù)圖像理解速度的變化特點?？茖W態(tài)度與責任聯(lián)系與速度有關(guān)的實例，體會物理學在生產(chǎn)、生活中的用途，增強對物理學習的興趣。第1課時速度

速度—時間圖像快慢時間米每秒平均某時刻大小不變相等(1)平均速度不是速度的平均值，需要根據(jù)定義來計算大小。(2)只有指明是在哪段位移或哪段時間內(nèi)，平均速度才有意義。

三、速度—時間圖像1．圖像的建立以時間t為____軸，速度v為___軸，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在

坐標系中描點，然后用______的曲線把這些點連接起來，即得到

速度—時間(v-t)圖像，如圖所示。2．v-t圖像的物理意義

可直觀地表示物體_____隨______的變化情況。如圖所示，從圖中可看出物體的速度大小隨時間不斷變化；速度方向不變，與規(guī)定的正方向相同，做直線運動。橫縱平滑速度時間1．如圖所示，百米賽跑中小明同學跑了11s，而小華同學跑了13.5s，請思考小明和小華誰跑得更快呢？

提示：小明跑得更快。2．若同樣10s的時間，甲跑了90m，乙跑了80m，則甲和乙誰跑得更快？

提示：甲跑得更快。

3．如圖甲所示，為某時刻汽車內(nèi)的儀表示數(shù)，請對以下結(jié)論作出判斷：(1)儀表此時顯示了汽車的速率約為50m/s。

()(2)儀表此時顯示了汽車的瞬時速度約為50m/s。

()(3)儀表此時顯示了汽車的平均速度約為50km/h。

()(4)儀表此時顯示的是汽車的速率，其大小為50km/h。

()(5)若汽車某過程運動的v-t圖線如圖乙所示，則汽車在這段時間內(nèi)做勻速直線運動。

()×××√√答案：A2.(選自魯科版新教材課后練習)高速攝影機拍攝的子彈頭穿過撲克牌

時的照片如圖所示。設(shè)子彈頭的平均速度大小是900m/s，撲克牌

的寬度為5.7cm，子彈頭的長度為1.9cm。(1)請估算子彈頭穿過撲克牌的時間。(2)上述問題中子彈頭可視為質(zhì)點嗎？為什么？答案：(1)8.44×10－5s

(2)見解析新知學習(二)|

平均速度、瞬時速度、平均速率的比較[典例體驗][典例]

某物體由A點出發(fā)做直線運動，前5s向東行駛了30m到達B點，又向東行駛了5s前進了60m到達C點，在C點停了4s后又向西行駛，經(jīng)歷了6s運動了120m到達A點西側(cè)的D點，如圖所示，求：(1)最后6s時間內(nèi)物體的平均速度大小和方向；(2)全過程的平均速度；(3)全過程的平均速率。[答案]

(1)20m/s，方向向西(2)1.5m/s，方向向西(3)10.5m/s2．瞬時速度和速率(1)瞬時速度是物體在某時刻(或某位置)的速度。瞬時速度是矢量，其方向就是該時刻(或該位置)物體運動的方向。描述物體在某時刻(或某位置)的運動快慢和運動方向。(2)速率是瞬時速度的大小。速率是標量，沒有方向，速率只能反映某時刻(或某位置)物體運動的快慢，不能表示方向。3．平均速度、瞬時速度、平均速率的比較[針對訓練]1．(2022·山東日照高一期末)關(guān)于平均速度和瞬時速度，下列說法正確的是

(

)A．平均速度的大小等于初速度與末速度的平均值B．瞬時速度是指單位時間內(nèi)的平均速度C．在勻速直線運動中，平均速度與瞬時速度相等D．若物體在某段時間內(nèi)的平均速度為零，則這段時間內(nèi)任意時刻的瞬時速度也為零解析：平均速度是位移與時間之比，其大小不一定等于初末速度的平均值，A錯誤；瞬時速度是指某一時刻或某一位置的速度，我們采用了取時間非常小，即讓時間趨向無窮小時的平均速度作為瞬時速度，B錯誤；勻速直線運動的物體速度處處相同，所以平均速度與瞬時速度相等，C正確；若物體在某段時間內(nèi)平均速度為零，只能說明這段時間內(nèi)物體回到了出發(fā)點，但它在中間過程中，不一定靜止，D錯誤。答案：C

2．(2021·福建高考)一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途經(jīng)雙

乳峰附近的M點和玉女峰附近的N點，如圖所示。已知該游

客從M點漂流到N點的路程為5.4km，用時1h，M、N間的

直線距離為1.8km，則從M點漂流到N點的過程中

(

)A．該游客的位移大小為5.4kmB．該游客的平均速率為5.4m/sC．該游客的平均速度大小為0.5m/sD．若以所乘竹筏為參考系，玉女峰的平均速度為0答案：C

新知學習(三)|對v-t圖像的理解及初步應(yīng)用[任務(wù)驅(qū)動]如圖所示，當兩條速度—時間圖像相交時，其交點的含義表示什么？提示：表示此時刻兩物體的速度相同。

[重點釋解]1．圖像的意義(1)如圖所示，圖線1表示物體沿著正方向做勻速直線運動。(2)圖線2表示物體沿著負方向做勻速直線運動。(3)圖線4、5表示物體沿著正方向做加速直線運動。(4)圖線3表示物體沿著負方向做加速直線運動。(5)圖線6表示物體先沿著正方向做減速直線運動，速度減到零以后沿著負方向做加速直線運動。2．斜率的意義

表示速度變化的快慢，斜率的絕對值越大，表示速度變化越快；反之，表示速度變化越慢。(1)如圖線1、2，圖線平行于t軸，斜率為零，表示速度不變，則物體做勻速直線運動。(2)如圖線3、4、5、6，圖線不平行于t軸，斜率不為零，表示物體做變速運動，且傾斜程度越大，即斜率的絕對值越大，表示速度變化越快。3．截距的意義(1)縱軸上的截距：表示初始時刻物體的瞬時速度。(2)橫軸上的截距：表示該時刻物體的速度為零。4．圖線交點的意義

兩條圖線相交，表示該時刻兩物體的瞬時速度相同。[針對訓練]1．(2023·江蘇高考)電梯上升過程中，某同學用智能手機記錄了電梯速度隨時間變化的關(guān)系，如圖所示。電梯加速上升的時段是

(

)A．從20.0s到30.0s

B．從30.0s到40.0sC．從40.0s到50.0s D．從50.0s到60.0s解析：電梯上升，由速度時間圖像可知，電梯加速上升的時段為20.0s到30.0s。故選A。答案：A

2．(多選)甲、乙兩物體的v-t圖像如圖所示，則

(

)A．甲、乙兩物體都做勻速直線運動B．甲、乙兩物體若在同一直線上，就一定會相遇C．甲的速率大于乙的速率D．甲、乙兩物體即使在同一直線上，也不一定會相遇解析：兩物體速度—時間圖像中速度不變，均為勻速直線運動，橫軸以上速度為正，橫軸以下速度為負，所以兩物體運動方向相反，不一定會相遇，A、C、D正確。答案：ACD

一、好素材分享——看其他教材如何落實核心素養(yǎng)

物理觀念——對速度的理解1．(選自魯科版新教材課后練習)如圖所示，在寓言“龜兔賽跑”中，烏龜先到達終點。你認為烏龜和兔子誰跑得更快？請作出解釋。若兔子跑過某位置時的瞬時速度為6m/s，能否說兔子每1s都跑了6m，或者說每跑6m都用1s的時間？其含義是什么？提示：在跑步競賽中，是以時間來計算比賽成績的，同樣的路程，同樣的位移，所用時間越短，平均速度越大，就說明跑得越快，并不是按照通過某一位置瞬時速度的大小來比較快慢?！褒斖觅惻堋敝校瑸觚斚鹊竭_終點，用時較短，平均速度較大，所以烏龜跑得快。瞬時速度是物體在某位置或某時刻的速度，物體在下一位置或下一時刻的速度如何并不知道。本題中兔子跑過某位置的瞬時速度為6m/s，若從該位置起6m內(nèi)或1s內(nèi)的速度不變，則兔子1s跑6m，或跑6m用時1s，但兔子跑過該位置后的速度是否仍為6m/s，我們并不知道，故也就不能得出兔子每1s都跑6m或每跑6m都用1s的時間的結(jié)論。

科學思維——“交通區(qū)間測速系統(tǒng)”的應(yīng)用原理2．(選自粵教版新教材“資料活頁”)交通區(qū)間測速系統(tǒng)是通過在道路卡點架設(shè)攝像機而建立的監(jiān)控抓拍系統(tǒng)。這種測速系統(tǒng)對道路卡點監(jiān)測區(qū)域內(nèi)所通行的車輛進行實時監(jiān)控、抓拍，以獲取車輛行駛速度、交通流量、車輛的牌照號碼以及駕駛員特征等信息，再將信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦步煌ㄖ笓]中心和交通控制分中心的數(shù)據(jù)庫中進行數(shù)據(jù)存儲、查詢、比對等處理，以便進行集中有效的管理。同時也為公安部門有效打擊違章超速、肇事逃逸、可疑車輛等各種違法行為提供有效的技術(shù)支持。區(qū)間測速的原理如圖所示，在同一路段上布設(shè)前后兩個監(jiān)控點，通過測出車輛經(jīng)過這兩個監(jiān)控點的時間來計算車輛在該路段上的平均行駛速度，并依據(jù)該路段上的限速標準判定車輛是否超速違章，并在LED大屏幕上實時發(fā)布交通違章車輛信息，以對違章車輛進行告知及警示其他車輛。答案：C2．(2022·浙江溫州高一期末)利用位移傳感器測量距離的示意圖如圖所示。這個系統(tǒng)由發(fā)射器A與接收器B組成，發(fā)射器A能夠發(fā)射傳播速度為c＝3×108m/s的紅外線和傳播速度為v＝340m/s的超聲波信號