科教版必修1 1.3 運動快慢與方向的描述速度 學(xué)案.doc

1.4 運動快慢與方向的描述 學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解速度的概念，領(lǐng)會其矢量性.2.能區(qū)分平均速度和瞬時速度，會用平均速度公式進行相關(guān)的計算.3.掌握測瞬時速度的方法，會用打出的紙帶求瞬時速度.4.會用圖象表示速度隨時間變化的規(guī)律一、速度1定義：物體運動的位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值2公式：v.3單位：米每秒，符號是m/s或ms1.常用單位還有千米每小時(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動的方向想一想：運動的物體位移越大，速度越大嗎？答案速度等于物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，由于不知道時間長短，所以無法確定物體運動的快慢二、平均速度1勻速直線運動和變速直線運動(1)勻速直線運動：物體在任何相等時間內(nèi)的位移都相等(2)變速運動：物體在相等時間內(nèi)的位移不相等2平均速度(1)定義：做變速運動的物體其發(fā)生的位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值，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時間內(nèi)運動的快慢和方向(4)矢量性：平均速度是矢量，方向與t時間內(nèi)位移的方向相同三、學(xué)生實驗：用打點計時器測量平均速度1(閱讀課本并查找相關(guān)資料)了解打點計時器(1)打點計時器是記錄做直線運動物體的位置和時間的儀器(2)電火花打點計時器：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，計時器發(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，于是在運動的紙帶上就打出一行點跡(3)電磁打點計時器：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，振片便振動起，帶動其上的振針上下振動這時，如果紙帶運動，振針就通過復(fù)寫紙在紙帶上留下一行點跡(4)打點周期打點計時器一般接我國市用交流電，交流電頻率為50 hz，計時器每隔0.02_s打一次點2打點計時器測平均速度用刻度尺測出n個點之間的間距x，n個點之間的時間t(n1)0.02 s，則平均速度v.四、瞬時速度瞬時速度：運動物體在某一時刻或某一位置的速度它可以精確(填“粗略”或“精確”)地描述物體運動的快慢瞬時速度的大小稱為瞬時速率，簡稱速率五、速度時間(vt)圖象1vt圖象以速度為縱軸，以時間為橫軸，建立一個平面直角坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系中畫出物體的速度隨時間的變化關(guān)系，該圖象就是速度時間圖象(vt圖象)，簡稱速度圖象2勻速直線運動的vt圖象是與橫軸平行的直線運動物體在時間t內(nèi)的位移xvt，在vt圖象中就對應(yīng)著邊長分別為v和t的一塊矩形面積.一、對速度的準(zhǔn)確認識1對概念的理解(1)速度是表示物體運動快慢的物理量，是物體的位移與所用時間的比值；而不再是初中所學(xué)的路程與時間的比值(2)速度越大，表示物體運動的越快，其位置變化也越快2對表達式的理解：(1)公式v中，x是物體運動的位移，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，不能認為v與位移成正比、與時間成反比3矢量性：速度有大小、方向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速度大小不變的運動是勻速直線運動c因為23，所以2 m/s3 m/sd速度的方向與物體運動的方向一致解析位移是描述物體位置變化的物理量，速度是描述物體運動快慢的物理量，a錯誤；勻速直線運動是速度的大小和方向都不變的運動，b錯誤；速度是矢量，正、負號表示方向，絕對值表示大小，c錯誤；速度的方向與物體運動的方向一致，d正確答案d二、平均速度和瞬時速度的區(qū)別和聯(lián)系1平均速度(1)物理意義：反映一段時間內(nèi)物體運動的平均快慢程度，與一段位移或一段時間間隔相對應(yīng)(2)大小：由公式計算得出；計算時一定要指明是哪一段時間或哪一段位移內(nèi)的平均速度(3)方向：與該段過程的位移方向相同，與運動方向不一定相同2瞬時速度(1)物理意義：精確描述物體運動的快慢和方向，與某一時刻、某一位置相對應(yīng)(2)大小：當(dāng)t非常非常小時v為瞬時速度汽車速度計顯示的速度是瞬時速度(3)方向：該時刻物體運動的方向3平均速度與瞬時速度的聯(lián)系(1)在勻速直線運動中，平均速度和瞬時速度相等(2)當(dāng)位移足夠小或時間足夠短時，可以認為平均速度就等于瞬時速度(3)瞬時速度總為零時，平均速度一定為零；平均速度為零時，瞬時速度不一定為零例2下列關(guān)于平均速度和瞬時速度的說法正確的是()a平均速度，當(dāng)t充分小時，該式可表示t時刻的瞬時速度b勻速直線運動的平均速度等于瞬時速度c瞬時速度和平均速度都可以精確描述運動的快慢d只有瞬時速度可以精確描述運動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，該式可表示t時刻的瞬時速度，a正確；勻速直線運動的速度不變，各段時間內(nèi)的平均速度均等于瞬時速度，b正確；平均速度只能粗略反映一段時間內(nèi)物體運動的快慢程度，而瞬時速度能精確地描述物體在某一時刻或某一位置運動的快慢及方向，c錯誤，d正確答案abd借題發(fā)揮(1)平均速度與瞬時速度的大小無必然關(guān)系，平均速度大的物體，其瞬時速度不一定大；平均速度為零的物體，其瞬時速度也可能很大(2)在勻速直線運動中，物體的平均速度等于瞬時速度，而在其他運動中，物體的平均速度一般不等于其瞬時速度三、平均速度、平均速率和速率的比較1平均速度：在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值；其表達式為：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：路程與時間的比值，即：平均速率.3速率：瞬時速度的大小4區(qū)別與聯(lián)系：(1)因為位移不大于路程，所以平均速度小于等于平均速率，只有在單方向直線運動中，平均速度的大小才等于平均速率(2)瞬時速度的大小叫做瞬時速率，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到達乙地，休息了4 h后，又沿原路返回，以v254 km/h的速度運動了3 h越過乙地到達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、實驗原理、實驗操作及紙帶的應(yīng)用例4用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢襟E，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實際操作的合理步驟，將各步驟的字母代號順序?qū)懺诳瞻滋巃在電磁打點計時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”)電的兩個接線柱上b把電磁打點計時器固定在桌子上，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用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離x.d切斷電，取下紙帶，如果共有6清晰的點，則這段紙帶記錄的時間t_.e打開電開關(guān)，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點f利用公式計算紙帶運動的平均速度實驗步驟的合理順序是_解析打點計時器使用交流電；把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙下面；若打6個點，則有(61)個時間間隔，故這段紙帶記錄的時間t0.02(61)s0.1 s；實驗步驟的排列一般要先安裝器材然后進行實驗的思路進行，故實驗步驟的合理順序是baedcf.答案交流限位孔復(fù)寫紙0.1 sbaedcf例5某同學(xué)在“用打點計時器測速度”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出a、b、c、d、e、f、g共7個計數(shù)點其相鄰點間的距離如圖131所示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為0.10 s(本題計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)圖131(1)在實驗中，使用打點計時器操作步驟應(yīng)先_再_(選填“釋放紙帶”或“接通電”)(2)每兩個計數(shù)點間還有_個點沒有標(biāo)出(3)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，每隔0.10 s測一次速度，計算出打下b、c、d三個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表vbvcvdvevf數(shù)值(m/s)0.6400.721(4)將b、c、d、e、f各個時刻的瞬時速度標(biāo)在如圖132所示的直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線圖132解析(1)在實驗中，使用打點計時器操作步驟應(yīng)先接通電，再釋放紙帶；(2)每兩個計數(shù)點間還有n114個點沒有標(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)點做直線運動的vt圖象，試回答：圖133(1)ab、bc、cd段質(zhì)點分別做什么運動？(2)