人教版高中物理必修第一冊第1章運(yùn)動的描述3第1課時位置變化快慢的描述-速度課件

3.位置變化快慢的描述——速度第1課時位置變化快慢的描述——速度自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)課標(biāo)定位1.理解速度的概念,領(lǐng)會其矢量性。2.知道平均速度和瞬時速度,了解它們的區(qū)別與聯(lián)系。3.能使用平均速度和瞬時速度的概念,并能進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。4.理解、掌握速度—時間圖像。素養(yǎng)闡釋1.通過理解速度、平均速度、瞬時速度等概念,形成物理觀念。2.理解極限分析的方法,掌握科學(xué)思維的方法。3.體會運(yùn)動圖像在物理學(xué)中的應(yīng)用,養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)一、速度1.定義:物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時間之比表示物體運(yùn)動的快慢。3.單位:米每秒,符號是m/s或m·s-1。1m/s=3.6km/h。4.矢量性:速度是矢量,速度的方向就是物體運(yùn)動的方向,和位移的方向相同。5.發(fā)生位移越大的物體一定運(yùn)動得越快嗎?提示:位移越大的物體不一定運(yùn)動得越快。從v=看,若在相同的Δt情況下,Δx越大,v才越大。如果沒有明確Δt的情況,Δx不能唯一確定v的大小。二、平均速度和瞬時速度1.平均速度(1)意義:描述物體在一段時間內(nèi)運(yùn)動的平均快慢程度及方向。2.瞬時速度

(2)瞬時速度的大小通常叫作速率。(3)勻速直線運(yùn)動是瞬時速度保持不變的運(yùn)動,在勻速直線運(yùn)動中,平均速度與瞬時速度相等。3.平均速度和瞬時速度都可以描述運(yùn)動的快慢,平均速度越大的物體是否瞬時速度也越大?提示:平均速度大不表示每一時刻的速度都大,所以平均速度越大的物體其瞬時速度不一定越大。三、速度—時間圖像1.物體運(yùn)動的速度隨時間變化的情況可以用圖像來直觀表示。2.以時間t為橫軸,速度v為縱軸,坐標(biāo)中的圖像即為速度—時間圖像或v-t圖像?！舅伎加懻摗?/p>

1.判斷下列說法的正誤。(1)速度既有大小,又有方向,是矢量。(

)(2)平均速度是速度的算術(shù)平均值。(

)(3)物體的瞬時速度總為零,則平均速度一定為零。(

)(4)子彈以速度v從槍口射出,v指瞬時速度。(

)提示:(1)√

(2)×

(3)√

(4)√2.成都到重慶的和諧號動車車廂內(nèi)可實(shí)時顯示相關(guān)信息的顯示屏的照片如圖所示,圖中甲、乙兩處的數(shù)據(jù)分別表示哪兩個物理量?提示:甲表示時刻,乙表示瞬時速度。

3.如圖所示,小李乘坐高鐵,當(dāng)他所在的車廂剛要進(jìn)隧道時,看到車廂內(nèi)顯示屏上的示數(shù)為216km/h,他立即觀察手表秒針走動,經(jīng)過20s車廂出了隧道,則該隧道的長度約為多少(火車做勻速直線運(yùn)動)?提示:隧道的長度即為火車在這20

s內(nèi)通過的位移,v=216

km/h=60

m/s,根據(jù)勻速直線運(yùn)動位移與時間的關(guān)系,有x=vt=60×20

m=1

200

m。

合作探究·釋疑解惑知識點(diǎn)一對速度的理解問題引領(lǐng)自行車和汽車都在平直公路上沿同一方向單向行駛,在30min內(nèi)自行車行駛了8km,汽車行駛了50km。百米比賽中,運(yùn)動員甲用時10s,運(yùn)動員乙用時13.5s。(1)自行車和汽車哪個快?(2)運(yùn)動員甲和運(yùn)動員乙哪個快?(3)汽車和運(yùn)動員甲哪個快?如何比較呢?提示:(1)汽車運(yùn)動得快。單向直線運(yùn)動中相同時間內(nèi)位移大的運(yùn)動得快。(2)運(yùn)動員甲跑得快。單向直線運(yùn)動中通過相同位移所需時間短的運(yùn)動得快。(3)通過比較兩物體位移與時間的比值,可比較兩物體運(yùn)動的快慢。所以汽車運(yùn)動得快。

歸納提升(1)速度采用比值定義法,不能認(rèn)為v與位移成正比、與時間成反比。(2)式中Δx是位移不是路程,Δx與Δt具有對應(yīng)性。2.速度是矢量(1)速度既有大小,又有方向,是矢量。瞬時速度的方向就是物體此時刻的運(yùn)動方向。(2)比較兩個速度是否相同時,既要比較其大小是否相等,又要比較其方向是否相同。典型例題【例題1】

(多選)下列說法正確的是(

)A.速度大小不變的直線運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動B.物體做勻速直線運(yùn)動時,速度v與運(yùn)動的位移Δx成正比,與運(yùn)動時間Δt成反比D.速度是表示物體運(yùn)動快慢和方向的物理量

答案:CD解析:勻速直線運(yùn)動是速度大小和方向都不變的運(yùn)動,A只注重了速度的大小而忽略了其方向,故A錯誤。勻速直線運(yùn)動的速度與Δx、Δt均無關(guān),故B錯誤。速度的定義式對任何運(yùn)動都是成立的,速度是描述物體位置變化快慢和方向的物理量,故C、D正確。速度既有大小,又有方向,是矢量。通過對速度概念的理解,形成描述物體運(yùn)動快慢的物理觀念?！咀兪接?xùn)練1】

(多選)甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上勻速運(yùn)動,設(shè)向右為正,甲質(zhì)點(diǎn)的速度為2m/s,乙質(zhì)點(diǎn)的速度為-4m/s,則可知(

)A.乙質(zhì)點(diǎn)的速率大于甲質(zhì)點(diǎn)的速率B.因?yàn)?2>-4,所以甲質(zhì)點(diǎn)的速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的速度C.這里的正負(fù)號的物理意義是表示運(yùn)動的方向D.若甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時由同一點(diǎn)出發(fā),則10s后甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相距60m答案:ACD解析:因?yàn)樗俣仁鞘噶?所以其正、負(fù)號表示物體的運(yùn)動方向,C正確。速率是標(biāo)量,等于速度的大小,甲、乙的速率分別為2

m/s、4

m/s,故A正確。速度是矢量,比較大小時看絕對值,B錯誤。甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上沿相反方向運(yùn)動,10

s后的距離等于兩者位移之和,計(jì)算可得D正確。知識點(diǎn)二平均速度和瞬時速度問題引領(lǐng)在圖中,交警用電子檢測設(shè)備檢測汽車是否超速,電子檢測設(shè)備測得的速度是平均速度還是瞬時速度?提示:電子檢測設(shè)備拍攝了車輛經(jīng)過電子設(shè)備瞬間的運(yùn)動情況。因此,測得的速度是瞬時速度。歸納提升平均速度和瞬時速度的比較項(xiàng)目平均速度瞬時速度物理意義描述物體在一段時間內(nèi)運(yùn)動的平均快慢和方向,與一段時間或一段位移對應(yīng)描述物體在某時刻運(yùn)動的快慢和方向,與時刻或位置對應(yīng)瞬時速度是物體經(jīng)過某位置(或某時刻)的速度,能準(zhǔn)確描述物體運(yùn)動的快慢。典型例題【例題2】

關(guān)于速度的描述,下列說法正確的是(

)A.圖甲中,電動車限速25km/h,指的是平均速度大小B.圖乙中,子彈射出槍口時的速度大小為500m/s,指的是平均速度大小C.圖丙中,某運(yùn)動員百米跑的成績是10s,則他沖刺時的速度大小一定為10m/sD.圖丁中,京滬高速鐵路測試時的列車最大速度可達(dá)484km/h,指的是瞬時速度大小答案:D解析:電動車限速25

km/h,限制的是瞬時速度大小,不是平均速度大小,故選項(xiàng)A錯誤;子彈射出槍口時的速度大小與槍口這一位置對應(yīng),因此為瞬時速度大小,選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)運(yùn)動員的百米跑成績是10

s可知,運(yùn)動員的平均速度大小為10

m/s,但其沖刺速度不一定為10

m/s,故選項(xiàng)C錯誤;列車的最高時速指的是在安全情況下所能達(dá)到的最大速度,為瞬時速度大小,故選項(xiàng)D正確。在實(shí)際應(yīng)用中“速度”一詞有時指平均速度,有時指瞬時速度,要根據(jù)上、下文進(jìn)行判斷,進(jìn)而正確地形成物體運(yùn)動的物理觀念。【變式訓(xùn)練2】

在一次體育訓(xùn)練中,小強(qiáng)同學(xué)沿直道跑了100m,用時12.5s;小明同學(xué)繞標(biāo)準(zhǔn)田徑場(一圈400m)跑了一圈回到出發(fā)點(diǎn),用時50s。上述過程中,小強(qiáng)和小明運(yùn)動的平均速度大小分別為(

)A.8m/s,8m/s B.8m/s,0C.0,8m/s D.0,0答案:B知識點(diǎn)三速度—時間圖像問題引領(lǐng)右圖是一名同學(xué)某次從蹦床上跳起后的v-t圖像,已知t2=2t1,分析下列問題:(1)該同學(xué)的速度大小是如何變化的?(2)該同學(xué)在哪段時間是上升的,在哪段

時間是下降的?(3)從圖像中可以看出,是選上升過程的速度方向?yàn)檎较?還是選下降過程的速度方向?yàn)檎较?提示:(1)在0~t1時間內(nèi)速度由v0逐漸減小到零,在t1~t2時間內(nèi)速度由零反向增大到v0。(2)速度由v0減小到零的過程是上升過程,所對應(yīng)的時間為0~t1;速度由零增大到v0的過程是下降過程,所對應(yīng)的時間為t1~t2。(3)從圖像中可以看出,上升過程速度為正,下降過程速度為負(fù),因此,是選上升過程的速度方向?yàn)檎较?。歸納提升1.v-t圖像的建立以速度v為縱軸、時間t為橫軸,建立平面直角坐標(biāo)系,根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出一系列點(diǎn),再用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來,就得到了一條能夠描述速度v與時間t變化關(guān)系的圖像(v-t圖像),簡稱速度圖像。圖像上的任一點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示該時刻的瞬時速度。2.v-t圖像的物理意義速度—時間圖像(即v-t圖像)反映的是速度隨時間的變化關(guān)系,它并不是物體的運(yùn)動軌跡。速度不同的勻速直線運(yùn)動的v-t圖像都是平行于時間軸的直線,但它們在縱軸上的截距不同,縱軸上的截距表示的是速度的大小和方向。如圖所示,a、b、c的速度分別為va、vb和vc,則va>vb,vc是負(fù)值,說明其方向與正方向相反。勻速直線運(yùn)動的速度—時間圖像是一條與時間軸平行的直線。典型例題【例題3】

(多選)物體做直線運(yùn)動,其v-t圖像如圖所示。下列說法正確的是(

)A.0~2s內(nèi)汽車的速度方向沿正方向,且速度逐漸增大B.2~4s內(nèi)的位移為4mC.第1s末與第3s末的速度方向不同D.5s時物體又回到了初始位置答案:AB解析:0~2

s內(nèi)汽車的速度為正,說明方向沿正方向,由題圖知速度逐漸增大,A正確。2~4

s內(nèi)汽車做勻速運(yùn)動,位移x=vt=4

m,B正確。全過程的速度都為正值,說明速度的方向一直沿著正方向,C錯誤。5

s時物體的速度為零,在此之前物體一直沿同一個方向運(yùn)動,故全過程的位移一定不為零,D錯誤。v-t圖像不是物體運(yùn)動的軌跡,分析時要把圖像與物體的實(shí)際運(yùn)動結(jié)合起來。【變式訓(xùn)練3】

某同學(xué)以一定的速度去另一同學(xué)家送一本書,停留一會兒后,又以相同的速率沿原路回家。下列選項(xiàng)所示的哪個圖像能粗略地表示他的運(yùn)動狀態(tài)(

)答案:C解析:因該同學(xué)運(yùn)動時的速率不變,故A、B、D錯誤。又由于返回的過程中速度方向不同,所以選項(xiàng)C正確。課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)1.(速度的計(jì)算)汽車尾部的剎車燈的光源若采用發(fā)光二極管(LED),則通電后亮起的時間會比采用燈絲的白熾車燈大約快0.5s,故有助于后車駕駛員提前做出反應(yīng)。假設(shè)后車以50km/h的車速勻速前進(jìn),則在0.5s的時間內(nèi),后車前行的距離大約為(

)A.3m B.7m C.12m D.25m答案:B2.(平均速度的理解)下圖是高速公路旁的交通標(biāo)志,圖中的“100”表示小汽車的速度不得大于100km/h,“杭州88km”表示到杭州還有88km?！?00km/h”和“88km”分別指(

)A.瞬時速度,位移

B.瞬時速度,路程C.平均速度,位移

D.平均速度,路程答案:B解析:交通標(biāo)志里的限速標(biāo)志是指每一時刻的速度均不能超過該速度,故100

km/h為瞬時速度;里程88

km指的是行駛路程,B項(xiàng)正確。3.(多選)(速度—時間圖像)甲、乙兩物體運(yùn)動的速度—時間圖像如圖所示,下列說法正確的是(

)A.甲處于靜止?fàn)顟B(tài)B.乙剛開始時以5m/s的速度與