高中物理備課資料卡 運動快慢的描述---速度（速度與平均速度）素材

1、【知識點名稱】運動快慢的描述速度（滬科K）怎樣描述運動的快慢(一)【三維目標】(魯科J)1知道物體運動的快慢即位置變化的快慢可以用平均速度和瞬時速度來描述。理解平均速度和瞬時速度。知道瞬時速度的大小簡稱為速率。(魯科J)2初步了解和體會極限思想和方法在建立瞬時速度概念時的作用，知道平均速度和瞬時速度在描述運動快慢方面的區(qū)別和聯(lián)系。 (魯科J)3知道速度是矢量，速度的方向表示物體運動的方向。1（人教J）了解物體做變速直線運動的特征，理解平均速度的概念，理解瞬時速度的概念。2（人教J）培養(yǎng)學(xué)生觀察、概括、推理的能力。3（人教J）滲透科學(xué)方法的教育和德育思想教育?！具^程與方法】(魯科J)通過速度建立

2、過程，學(xué)習(xí)運用比值法、近似法、微元法、極限法等科學(xué)研究方法，訓(xùn)練學(xué)生的思維。【情感態(tài)度與價值觀】(魯科J)領(lǐng)略自然界運動世界的奇妙與和諧，發(fā)展認識物質(zhì)運動的好奇心與求知欲。(魯科J)通過“神舟”5號和上?！按艖腋×熊嚒钡冉榻B，讓學(xué)生關(guān)心科技發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，培養(yǎng)愛國主義的情感和振興中華的使命感和責任感。【重難點知識】(魯科J)1本節(jié)的重點是對平均速度、瞬時速度理解，但是教學(xué)中要切忌“灌輸”和對定義的“死記硬背”，要特別重視概念的引入和建立過程的教學(xué)。（人教J）平均速度和瞬時速度?！緝?nèi)容結(jié)構(gòu)概述】(魯科J)物體在做機械運動時，位置的變動有快有慢，為了粗略地描述物體在一段位移或一段時間內(nèi)的位置變動的

3、快慢，教材引出了平均速度；為了精確地描述物體在某一時刻或某一位置的運動快慢，教材引出了瞬時速度。在引入r速度概念后。緊接著引出r下面問題：用什么來描述物體速度變化的快慢呢?答案是加速度。速度和加速度就構(gòu)成了本章第3節(jié)的內(nèi)容。教材中設(shè)置了二個信息窗：某些物體的平均速度、速度計。體現(xiàn)物理知識來源于生活，有利于學(xué)生對平均速度、瞬時速度和加速度的感性認識，教材中圖223和圖224是為r加深對瞬時速度的建立過程的理解而設(shè)置的，通過學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體驗科學(xué)研究的方法，體會微元法和極限思想在物理學(xué)中的作用，這里體現(xiàn)了過程與方法的培養(yǎng)目標。 (魯科J)綜上所述，本章從機械運動的描述入手，引出了參考系、空間位置的描

4、述、時間的描述、質(zhì)點、位移、平均速度、瞬時速度和加速度，一環(huán)緊扣一環(huán)，體現(xiàn)了教材的系統(tǒng)性和順序性，其落腳點又都是運動的描述，突出了本章的主題。以上編寫思路，不僅有利于教師的教學(xué)，而且有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。 (魯科J)需要說明的是，運動是自然界最常見、也最直觀的現(xiàn)象，因此，高中物理教材從物體運動的描述開始，既體現(xiàn)了物理來源于生活的基本理念，又加強了與初中知識的聯(lián)系。 (魯科J)從初中物理到高中物理有一個大的臺階，在教學(xué)中，能否讓學(xué)生成功地跨越這一臺階，對學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理起著關(guān)鍵的作用。除緒論外，本章是高中物理的啟蒙課，要注意初中物理和高中物理兩者之間的梯度，既要在初中基礎(chǔ)上有所提升，又要特別注意學(xué)習(xí)

5、的難度和深度，不能讓學(xué)生萌發(fā)高中物理特別難學(xué)的感慨，挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保持學(xué)生高度的學(xué)習(xí)熱情，這是高中物理教師所必須做到的。（人教J）教材進一步說明如何用坐標和坐標的變化量來表示質(zhì)點的位置和位移，為速度概念的敘述作好準備。教材的重點是速度，從平均速度引人，通過極限的思維方法過渡到瞬時速度，說明瞬時速度表示物體在時刻t的速度。教材最后說明速度的應(yīng)用，特別以“STS”欄目形式從一個側(cè)面說明速度與社會發(fā)展的關(guān)系?！窘虒W(xué)建議】(魯科J)1本節(jié)的重點是對平均速度、瞬時速度和加速度的理解，但是教學(xué)中要切忌“灌輸”和對定義的“死記硬背”，要特別重視這三個概念的引入和建立過程的教學(xué)

6、。(魯科J)2建議采取下列簡單探究的方法引入和建立“平均速度”的概念。第一步教師提出問題：物體做機械運動時位氍發(fā)生了變化即發(fā)生了位移，但運動的快慢如何描述?第二步，具體討論兩種簡單情況的運動快慢的描述方法：位移相同時比較其時間，運動時間相同時比較其位移。第三步，如果位移和時間都不相同時采用位移與時間的比值來描述，比值越大，說明運動越快，反之越慢。水到渠成之時，教師再告訴學(xué)生，位移與時間的比值就叫平均速度。這樣，學(xué)生既知道了為什么要引入平均速度，理解rr平均速度的概念，又了解了比值定義法，體會到了比值定義法在科學(xué)研究中的作用。(魯科J)教師要很好地運用好教材中的圖222和表23，要讓學(xué)生真正理解

7、：計算平均速度時，必須明確求的是哪一段時間或哪一段位移內(nèi)的平均速度。在這節(jié)課內(nèi)，教師是否要補充一些較復(fù)雜的求平均速度的問題，要根據(jù)學(xué)生情況而定?！窘虒W(xué)建議】(魯科J)位移是了解速度、加速度、功等概念的基礎(chǔ)。要注意位移的引入。首先提出問題“如何描述物體的位置變化?”然后在復(fù)習(xí)初中學(xué)習(xí)過的路程，分析討論得出用路程來描述物體的位置變化存在著一些困難的情況下，才能引入位移，并要體現(xiàn)用位移來描述位置變化的優(yōu)點，可以以跳遠或投鉛球等為例。由于學(xué)生對路程的概念印象深刻，從某種意義上說，會干擾對位移概念的理解。通過具體實例，采取討論的形式，讓學(xué)生知道位移與路程的區(qū)別和聯(lián)系：位移是從初始位置指向末位置的有向線段

8、，而路程是物體運動軌跡的長度；位移與運動的路徑無關(guān)，而路程與運動的路徑有關(guān)；位移是矢量，而路程是標量；一般情況下，路程與位移的大小不相等，只有當物體做單向直線運動時，兩者才相等?！緦?dǎo)語引入】（滬科J）課題引入：可利用本章序言中歐陽中石描述飛船快捷的詩句：“轉(zhuǎn)瞬翔天過太空”，其中含有時間和位移，與物理學(xué)描述物體的運動不謀而合。（滬科J）課題引入：對物體的運動可從多角度進行描述，前面我們介紹了詩人以文學(xué)語言、物理學(xué)中用公式(數(shù)學(xué)語言)對運動的描述。物理學(xué)中還可用圖像對運動作出描述，就像我們在前一節(jié)的“課題研究”中所做的那樣。這些圖像能形象化地反映物體運動的規(guī)律，幫助我們深化對運動的認識。【知識點講

9、解】(人教K)速度 不同的運動，位置變化的快慢往往不同，也就是說，運動的快慢不同。要比較物體運動的快慢，可以有兩種方法。一種是相同時間內(nèi)，比較物體運動位移的大小，位移大，運動得快。例如，自行車在30min內(nèi)行駛8km，汽車在相同時間內(nèi)行駛50km，汽車比自行車快。另一種是位移相同，比較所用時間的長短，時間短的，運動得快。例如，百米賽跑，目前男子百米世界記錄是978s，而某位同學(xué)跑完100m用了135s，這位同學(xué)跑得慢些。 那么，怎樣比較汽車與百米賽跑運動員的快慢呢?這就要找出統(tǒng)一的比較標準。物理學(xué)中用位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值表示物體運動的快慢，這就是速度(velocity)，通常用字母

10、代表。如果在時間內(nèi)物體的位移是，它的速度就可以表示為(1) 在國際單位制中，速度的單位是米每秒，符號是m/s或m·s。常用的單位還有千米每時(km/h或km·h)、厘米每秒(cm/s或 cm·s)等。速度也是矢量，既有大小，又有方向。速度的大小在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)物體位移的大小，速度的方向就是物體運動的方向。（滬科K）什么叫速度（滬科K）速度是經(jīng)典力學(xué)中一個重要的概念：我國古代由于一直沒有建立速度概念，影響了物理認識的發(fā)展，亞里士多德也沒有抓住速度，而從產(chǎn)生運動的原因去劃分運動，導(dǎo)致得出一些不正確的結(jié)論伽利略的高明之處，就在于能抓住速度這一基本特征對運動分類，從

11、而揭示出運動的一些規(guī)律。 （滬科K）為了描述物體運動的快慢，我們從簡單的直線運動開始研究。 （滬科K）如圖1-12所示，一輛汽車沿平直公路行駛，請仔細分析圍中秒表的示數(shù)和汽車的位移，判斷汽車在做怎樣的運動? （滬科K） 物體沿直線運動，如果在相等的時間內(nèi)通過的位移相等，這種運動叫做勻遭直線運動(uniform rectilinear motion)。（滬科K）在物理學(xué)中，把物體通過的位移，跟發(fā)生這段位移所用時間t的比值，叫做速度(velocity)。用。表示速度，則有（滬科K）在國際單位制中，速度的單位是米每秒，符號為m/s(或 m·s-1)，（滬科K）速度不僅有大小，還有方向，是一

12、個矢量。速度的方向就是物體運動的方向。 (人教K)一般說來，物體在某一時間間隔內(nèi)，運動的快慢不一定是時時一樣的，所以由(1)式求得的速度，表示的只是物體在時間間隔內(nèi)的平均快慢程度，稱為平均速度(averageve locity)。（人教J） 學(xué)生認為平均速度好懂，有的學(xué)生誤認為平均速度與初中學(xué)過的速度沒有區(qū)別，我們可通過實例讓學(xué)生注意到，初中學(xué)的速度定義是路程與時間的比，它沒有方向?，F(xiàn)在說的平均速度是矢量，它的方向與位移的方向相同。 一輛汽車10 s內(nèi)向東行駛120 m，另一輛汽車10 s內(nèi)向北行駛120 m，這兩輛汽車平均速度大小相等但方向不同，它們的平均速度不同。(人教K)速度的測量 我們

13、學(xué)過了勻變速運動的規(guī)律，并且已經(jīng)知道自由落體的運動是勻變速運動，就可以用一個更簡單、更準確的方法測量重物下落時的瞬時速度了. 如圖5.9-2，A、B、C是紙帶上相鄰的三個點，由于已經(jīng)知道紙帶以加速度.做勻加速運動，所以A、C兩點的距離可以表示為式中“”是A，C兩點間的時間間隔.這樣，A、C之間的平均速度可以寫成，另一方面，所以這表明：做勻變速運動的紙帶上某點的瞬時速度，等于相鄰兩點間的平均速度.(人教J)關(guān)于速度的測量課文中介紹了測量瞬時速度的另一種方法，有詳細的導(dǎo)出過程學(xué)生不但應(yīng)當懂得公式導(dǎo)出的道理還應(yīng)當會推導(dǎo)公式，并且可以結(jié)合v-t圖象了解瞬時速度和時間中點的平均速度相等的物理意義如圖5-

14、13所示 處理紙帶時，如果時間間隔取O1 s，可能出現(xiàn)紙帶上的點數(shù)不夠用的情況，所以計時時間不要取得太長要求學(xué)生寫好實驗報告，教師一定要評閱或組織學(xué)生相互交流學(xué)生自己寫實驗報告是實驗?zāi)芰Φ囊粋€方面尤其是對實驗結(jié)果可靠性的評估，要求學(xué)生不但會動手，更要會動腦(4)參考實驗數(shù)據(jù)，m=030 kg計數(shù)點n456789100.080.100.120.140.160.180.202.924.626.709.1812.0315.2818.920.9451.141.331.531.720.1340.1950.2650.3510.4440.1360.1970.2700.3540.450平均速度 (魯科K)大自

15、然中，物體的運動有快有慢。天空，日升日落；草原，駿馬奔馳；樹叢，蝸牛爬行(圖2-20)。 (魯科K)仔細觀察物體的運動，我們發(fā)現(xiàn)，在許多情況下，物體運動的快慢會發(fā)生改變：飛機的起飛(圖2-21)、汽車的行駛、運動員的奔跑等。 (魯科K)在自然界和人類生活中，物體的運動狀態(tài)各不相同且不斷變化。在長期對運動的思索、探究過程中，為了比較準確地描述運動，人們逐步建立了平均速度的概念。 (魯科K)運動物體的位移與所用時間的比值，叫這段位移(或這段時間)內(nèi)的平均速度(average velocity)。平均速度通常用來表示。 (魯科K)在變速運動中，可以用平均速度來粗略描述運動物體在某段位移或者某段時間內(nèi)

16、的運動快慢。例如，讓小球從斜面的頂端滾下 (圖2-22)，小球通過OA、AB、BC，哪一段運動得更快? (魯科K)為了比較各段的運動快慢，我們可以計算各段的平均速度，填人表2-3。(魯科K)表23 小球沿斜面滾下實驗的部分數(shù)據(jù)OAABBCs/m 0.070.090.11t/s0.10.10.1/m·s-10.70.91.1 (魯科K)計算結(jié)果表明，物體經(jīng)過OA、AB、BC段的平均速度是逐漸增大的，物體經(jīng)過BC段時運動最快。(魯科K)從以上測量結(jié)果還可知，物體在變速直線運動過程中，不同時間內(nèi)或不同位移內(nèi)的平均速度一般不相等，因此描述平均速度時，需要指明是哪一段時間或哪一段位移內(nèi)的平均速

17、度。（滬科K）平均速度（滬科K）亞里士多德說過：“我們不僅田時間計量運動，也用運動計量時間囚為它們是相互確定的?！?（滬科K）通過這個實例，請你給變速直線運動下一個定義（滬科K）勻速直線運動是一種理想化的運動。實際物體的運動往往是變速運動，在每個相等時間內(nèi)通過的位移不等，如圖1-15中的汽車，在開始三個5min內(nèi)的位移逐漸增加，第4個5min內(nèi)的位移減少。汽車的速度先增大，后減小。 顯然，公式算出的僅是某段時間(或某段位移)內(nèi)的平均速度。由于物體做變速直線運動時，在不同時間(或不同位移)內(nèi)算出的速度不等，所以在實際問題中，計算變速直線運動的平均速度時，必須指明具體的時間間隔或位移區(qū)段。否則，它

18、們的意義就不明確了。 如果物體做勻速直線運動，任意選取一段時間(或位移)，算出的平均速度有什么特點?平均速度的計算(魯科J)平均速度是位移與所用時間的比值。做變速運動的物體，一般情況下，在不同的時間內(nèi)(或不同的位移內(nèi))其平均速度是不一樣的。所以，計算平均速度時，首先要知道是求哪一段時間內(nèi)(或哪一段位移內(nèi))的平均速度，然后再用平均速度的定義來求這一段時間內(nèi)(或這一段位移內(nèi))的平均速度。學(xué)生往往會受數(shù)學(xué)上求平均值方法的影響，形成思維定勢，而不注意物理情境，在計算時出現(xiàn)如下的錯誤。平均速度與平均速率(魯科J)平均速度和平均速率是兩個不同的概念。(魯科J)平均速度是位移跟時間的比值，它是矢量，其方向與

19、位移的方向一致。平均速率是路程跟時間的比值，它是標量。平均速率與平均速度的大小也是不同的。由于位移的大小一般不等于路程，所以，一般情況下，平均速率不等于平均速度的大小，只有當物體做單向直線運動時，兩者才相等。只要物體在運動，平均速率不可能為零，而平均速度可以為零。(人教K)速率與所有矢量一樣，速度既有大小又有方向。速度的大小叫做速率(speed)。汽車速度計不能顯示車輛運動的方向，它的讀數(shù)實際是汽車的瞬時速率。日常生活和物理學(xué)中說到的“速度”，有時是指速率?！旧顟?yīng)用】【課本習(xí)題】2. (魯科K)右圖是高速攝影機拍攝的子彈射過撲克牌的照片，子彈的平均速度是900m/s，請你估算子彈穿過撲克牌的

20、時間。 (魯科J)解答：估計撲克牌的尺寸(寬度)為5 cm即005 m。 3. (魯科K)我國列車第四次提速后，T14次列車從上海始發(fā)，途經(jīng)蚌埠、濟南等城市，最后到達北京。T14次列車運行時刻表如下，根據(jù)該時刻表可知，列車在蚌埠至濟南區(qū)間段運行過程中的平均速度為_m/s。T14次列車時刻表停靠站 到達時刻 開車時刻 里程（km）上海 18：00 0蚌埠 22：26 22：34 484濟南 03：13 03：21 966北京 08：00 1463(魯科J)解答：已知列車22：34從蚌埠開出，次日03：13到達濟南，則從蚌埠到濟南共用時4小時39分鐘，合1674×104s。蚌埠與濟南的距

21、離為濟南到上海的距離減去蚌埠到上海的距離，則蚌埠到濟南的距離為966-484km=482 km=482×105m，所以平均速度為(人教K)問題與練習(xí)1光在真空中傳播的速度為30×m/s。 (1)1光年(光在一年中傳播的距離)相當于多少米?(1) 除太陽外，最靠近地球的恒星是半人馬座中的比鄰星(很遺憾，在北半球看不到)，它離我們40×101km，它發(fā)出的光要多長時間才能到達地球?（人教J）1解答 (1)1光年=365×24×3600×3Ox lO。m=95x 1015m。(2)需要時間為 s=42年2汽車A制動到停止下來共用了5s。這段

22、時間內(nèi)，汽車每1s前進的距離分別是9m、7m、5m、3m、1m。 (1)求汽車前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。這五個平均速度中哪一個最接近汽車關(guān)閉油門時的瞬時速度?它比這個瞬時速度略大些還是略小些?(2)汽車運動的最后1s的平均速度是多少?汽車的末速度是多少? （人教J）2解答(1)前l(fā) s平均速度v1=9 m/s 前2 s平均速度v2=8 m/s 前3 s平均速度v3=7 m/s 前4 s平均速度v4=6 m/s 全程的平均速度v5=5 m/sv1最接近汽車關(guān)閉油門時的瞬時速度，v1小于關(guān)閉油門時的瞬時速度。(2)l m/s，O 說明 本題要求學(xué)生理解平均速度與所選取的一段時

23、間有關(guān)，還要求學(xué)生聯(lián)系實際區(qū)別平均速度和(瞬時)速度。3右面是京九鐵路北京西至深圳某一車次運行的時刻表，設(shè)火車在每個車站都能準點到達，準點開出。 (1)T107次列車由北京西站開出直至到達聊城站，運行的平均速度是多少? (2)T107次列車由聊城站開出直至到達菏澤站，運行的平均速度是多少? (3)T108次列車在9時30分的瞬時速度是多少?（人教J）3解答(1)249 m/s， (2)366 m/s， (3)0 說明 本題說的是平均速度是路程與時間的比，這不是教材說的平均速度，實際是平均速率。應(yīng)該讓學(xué)生明確教材說的平均速度是矢量，是位移與時間的比，平均速率是標量，日常用語中把平均速率說成平均速

24、度。（滬科K）家庭作業(yè)與活動 5. （滬科K）一輛汽車沿平直公路行駛，先以速度v1通過前三分之一的位移，冉以速度v2=50km/h通過其余三分之二的位移。若整個位移中的平均速度為37.5km/h，則第一段位移中的速度為多少? （滬科J）設(shè)汽車通過的整個位移為s，整個運動時間為t，通過第一段位移s1和第二段位移s2，所用的時間分別為t1和t2。則有解得第一段位移中的速度1（滬科K）平均速度跟速度的平均是不是一回事? （滬科J）不是一回事，平均速度是物體運動的位移與發(fā)生這一位移所用時間的比值，而速度的平均是各個速度求和后再取平均。2（滬科K）平均速度等于零是否表示物體一定處于靜止狀態(tài)? （滬科J）

25、平均速度等于零不表示物體一定處于靜止狀態(tài)。如物體先向某一方向運動一段距離，再向相反的運動方向運動相同的距離，其位移和平均速度均等于零，但物體一直處于運動狀態(tài)。3（滬科K）京滬鐵路線長約1463km，特快列車從上海到北京的運行時間是14h。生活中我們把京滬鐵路線長度除以列車運行的時間得到的速度跟物理學(xué)中的平均速度意義是否一樣? （滬科J）特快列車從上海到北京的位移大小為1080km，其平均速度km/h=77km/h，方向為從上海指向北京，它與把京滬鐵路線長度除以列車運行時間得到的速度不相同。4（滬科K）關(guān)于平均速度的下列說法中，含義正確的是 A汽車出發(fā)后1Os末的平均速度是5m/s B汽車在某段

26、時間內(nèi)的平均速度是5m/s， 表示汽車在這段時間內(nèi)每1s內(nèi)的位移都是5m C汽車經(jīng)過兩路標間的平均速度是5m/sD汽車在某段時間內(nèi)的平均速度，一定等于它在這段時間內(nèi)最小速度與最大連度之和的一半 （滬科J）C。 A錯。平均速度是針對一段時間而言的，而10s末指一個時刻。 B錯。汽車在某段時間內(nèi)的平均速度是5m/s，并不表示它在這段時間每1s內(nèi)的位移都是5m。可舉一反例：汽車在2s內(nèi)的平均速度是5m/s，它可能在第1個1s內(nèi)的位移是3m，而在第2個1s內(nèi)的位移是7m。 C正確。汽車經(jīng)過兩路標間需要一定的時間，通過一定的位移，具有一定的平均速度。D錯?？膳e一反例說明，汽車在第1個1s內(nèi)以2m/s的速

27、度運動，在第2個1s內(nèi)以6m/s的速度運動，在第3個1s內(nèi)以7m/s的速度運動，汽車在整個3s內(nèi)的平均速度是5m/s，而它在這段時間內(nèi)的最小速度與最大速度之和的一半為4.5m/s，不等于平均速度。5（滬科K）美國田徑運動員劉易斯，在1991年的世界田徑錦標賽上創(chuàng)下了986s的百米跑世界紀錄。下表中給出了當時的實測記錄。請算出每個10m內(nèi)的平均速度，并填入表中。位移s/m0102030405060708090100時間t/s01.882.963.884.715.616.467.308.139.009.86通過每10m的時間t/s1.881.080.920.830.900.850.840.830.

28、870.86每10m內(nèi)的平均速度v/(m·s-1)（滬科J）位移s/m0102030405060708090100時間t/s01.882.963.884.715.616.467.308.139.009.86通過每10m的時間t/s1.881.080.920.830.900.850.840.830.870.86每10m內(nèi)的平均速度v/(m·s-1)5.329.2610.8711.2411.9011.7611.9012.0511.4911.63【基礎(chǔ)例題】(魯科J)例題：一航班從甲地飛往乙地，前半程以平均速度vl飛行，后半程以平均速度v2飛行，飛行的路徑可以看成直線，求該航班從

29、甲地飛往乙地的平均速度是多大? (魯科J)錯誤解答： (魯科J)分析：只有當物體做勻加速直線運動或勻減速直線運動時，上述計算公式才成立。一般情況下，不能采取上述方法求平均速度。正確解答：(魯科J)例題1：某物體沿一半徑為r的圓周運動，在時間t內(nèi)運動了55周，求時間t內(nèi)物體的平均速率和平均速度的大小。 解答：由于路程為11r，而位移為2r，所以平均速率為11rt，平均速度的大小為2rt。 (魯科J)例題2：某物體從甲地出發(fā)，以速度v1沿直線運動到達乙地，緊接著又以速度v2原路返回到甲地。求該物體全程的平均速度和平均速率。 (魯科J)解答：由于在全程中物體的位移為零，所以，全程的平均速度為零。(魯

30、科J)設(shè)甲、乙兩地的距離為s，從甲地到乙地所用的時間為t1，從乙地返回甲地所用的時間為t2，則全程的平均速率為（滬科K）案例 上海到南京的列車已迎來第五次大提速，速度達到 v1=180km/h，為確保安全，在鐵路與公路交叉的道口處需裝有自動信號燈。當列車還有一段距離才到達公路道口時，道口應(yīng)亮出紅燈，警告未越過停車線的汽車迅速制動，已越過停車線的汽車趕快通過。如果汽車通過道口的速度v2=36km/h，停車線至道口欄木的距離s0=5m，道口寬度s=26m，汽車長=15m(田1- 14)，并把火車和汽車的運動都看成勻速直線運動，問：列車離道口的距離L為多少時亮紅燈，才能確保已越過停車線的汽車安全駛過

31、道口?（滬科K）分析 為確保行車安全，要求列車駛過距離L的時間內(nèi)，已越過停車線的汽車的車尾必須能通過道口。（滬科K）解答 汽車越過停車線至車尾通過道口，汽車的位移為 s=+s0+s=(15+5+26)m=46m汽車速度v2=36km/h=1Om/s通過這段位移需要時間 高速列車的速度v1=180km/h=50m/s，所以安全距離 L=v1t=50×4.6m=230m 實際情況下，還應(yīng)考慮到關(guān)閉欄木需要的時間以及預(yù)留的安全時間等，所以在列車離道口更遠時，道口就應(yīng)該亮起紅燈，發(fā)出警告。 （滬科J）這里的“案例分析”旨在讓學(xué)生熟悉運用速度公式及其變形公式解題，注意從開始就要求學(xué)生注意解題規(guī)

32、范，像教材中所做的那樣，根據(jù)題意畫出示意圖，不同的位移、時間、速度用不同的字母相區(qū)別。 （滬科J）作出結(jié)論時，注意把解題結(jié)果與生活實際相聯(lián)系?！酒渌?xí)題】(魯科J)1在沒有“斑馬線”的鄉(xiāng)村公路上，當人們橫過公路時，要“一停、二看、三通過”。人急行的速度大約是2 ms，人急行橫過6 m寬的馬路需要的時間大約是s；如果一急駛的小車的速度是80 kmh，人至少要在距行駛過來的小車m處開始穿越馬路。 答案：3，67 (魯科J)2坐在行駛汽車上的一位乘客，欲估測前方隧道的長度。在進、出隧道口時，分別看了一下手表，如圖甲、乙所示，汽車通過隧道時的平均速度是30 kmh，由此可計算出此隧道的長度大約為km。

33、 (魯科J)答案：25 (魯科J)3短跑運動員在100 m的賽跑中，測得5 s末的速度是9 ms，10末到達終點的速度是102 ms，則運動員在全程內(nèi)的平均速度是 (A)9 ms (B)96 ms (C)10 ms (D)102 ms 答案：c(魯科J)4火車緊急剎車時，在15 s內(nèi)速度從54 kmh均勻減少到零，火車的加速度為(A)1 ms2 (B)1 ms2 (C)15 mS2 (D)15 ms2(魯科J)答案：B(魯科J)8下表是在北京西與長沙區(qū)間運行的T1T2次列車運行時刻表。假設(shè)列車準點到達和準點開出，且做直線運動。求： (1)列車由長沙開出到達武昌的過程中平均速度為多少? (2)列

34、車由鄭州開出到達岳陽的過程中平均速度為多少? (3)T1次列車在5：05的速度是多少?全程的速度又是多少?北京西長沙T1次自北京西起里程(km)站名北京西長沙T2次17：000北京西8：1423：29 23：35690鄭州1：40 1：395：01 5：091226武昌20：12 20：047： 12 7：181441岳陽17：58 17：568：381588長沙16：36(魯科J)答案：(1)104.4,kmh。 (2)98.6 kmh。 (3)0；101.6 kmh。 (魯科J)9在一段時間內(nèi)或一段路程內(nèi)，路程與時間的比值叫平均速率。平均速率沒有方向，是標量。請根據(jù)下面的部分城市間公路里程

35、表，解答下面問題： (魯科J)(1)一輛小轎車以100 kmh的平均速率從北京開往至錦州，要多少時間? (魯科J)(2)一輛小轎車要求在9個小時內(nèi)從大連開至天津，在以100 kmh的平均速率行駛了5個小時后，司機花了30分鐘吃飯和休息，要想按計劃到達天津，后階段轎車的行駛的平均速率至少要多大?(魯科J)答案：(1)(魯科J)(2)前5個小時行駛的距離s1=vl×tl=100×5 km=500km 后階速率至少需【基礎(chǔ)探究活動】實踐活動(魯科K)我們可以用光電門這個實驗裝置來測量瞬時速度，實驗裝置如圖2-24所示，A管發(fā)光，B管接收。一旦光線被遮光板阻擋，阻擋的時間便能被光電

36、計時器測出：根據(jù)已知的遮光板寬度s和測得的時間t，求出小車在極短時間內(nèi)的平均速度，可認為它就是測得的瞬時速度。(魯科J)1關(guān)于“瞬時速度測量”的演示實驗，在教師簡單地介紹實驗裝置后，可在教師的指導(dǎo)下，由幾個學(xué)生上臺共同完成該實驗。建議同時使用兩個光電門，測出小車在同一次由斜面滑下時經(jīng)過斜面的上下兩點的瞬時速度的大小，或者使用一個光電門測出先后兩次小車由同一斜面的同一點靜止開始滑下時經(jīng)過斜面的上下兩點的瞬時速度的大小。讓學(xué)生比較兩點的瞬時速度的大小，初步感受加速直線運動，并與教材中的圖222相呼應(yīng)。2觀察速度計(魯科J)讓學(xué)生乘坐汽車時觀察駕駛室中速度計的指針擺動情況，看看與汽車的實際行駛速度是

37、否相符。實際感受瞬時速度的概念。注意：在觀察時不要影向駕駛員駕駛汽車。（滬科K）STS（滬科K）利用勻速運動公式和哈勃定律估算宇宙年齡 （滬科K）天文觀測表明，幾乎所有遙遠的恒星(或星系)都在以各自的速度背離我們而運動。離我們越遠的恒星，背離我們運動的速度(稱為退行速度)越大，也就是說宇宙在膨脹。 美國天文學(xué)家哈勃(EPHubble)根據(jù)觀察總結(jié)出一條規(guī)律：不同星體的退行遵度v跟它們離開我們的距離，成正比。用公式表示為 v=Hr式中H=317×10-18s-1，稱為哈勃常數(shù)。 現(xiàn)在關(guān)于宇宙的起潭較為認同的一種理論，認為宇宙是從一個大爆炸的火球開始形成的。假設(shè)大爆炸后形成的各星體從爆炸

38、中心以速度。向外勻速運動，并設(shè)想我們恰位于這個中心設(shè)當它們離我們的距離為r時，經(jīng)歷的時間為t則由勻速運動公式知 結(jié)合哈勃定律，我們就可以得到形成如今尺度為，的宇宙所經(jīng)歷的時間，即宇宙的年齡約為 請估算一下，這灼等于多少年?（滬科J）如果物體做勻速直線運動，任意選取一段時間(或位移)，算出的平均速度相同。（滬科J）宇宙的年齡 t=315× 1017s=1.0×1010年【其它探究活動】（滬科K）課題研究 （滬科K）用DIS研究勻逮直線運動 在初中，已對勻速直線運動做過初步的研究?，F(xiàn)在，可以運用DIS實驗子段做進一步研究。 DIS是digital information sys

39、tem的縮寫，意思是數(shù)字信息系統(tǒng)。 DIS實驗系統(tǒng)由物理量傳感受器、數(shù)據(jù)采集器、計算機和數(shù)據(jù)處理軟件組成，它可實時采集、處理實驗數(shù)據(jù)，實驗結(jié)果可用數(shù)字、圖形等形式顯示在屏幕上。 實驗時，掛圖1-17所示安裝器材，把運動傳感器的發(fā)射器固定在小車上，把接受器固定在木板上，并使它們正對暑放置。在木板的一端墊上木塊，仔細調(diào)節(jié)墊塊的位置使小車能做勻速直線運動。接通發(fā)射器電源，運行計算機輔助系統(tǒng)軟件，在實驗菜單上點擊“研究勻速直線運動”。推動小車后點去“數(shù)據(jù)采集”，屏上全顯示位移一時間圖像(圖1-18)，再點擊“v-t圖像”，顯示速度一時間圖像(圖1-19)。通過圖像，可以直觀地分析小車的運動規(guī)律。 （滬

40、科J）引導(dǎo)學(xué)生分析、討論圖1-12所示的汽車的運動，它在相等的10。的位移大小都為300m，方向都是向右。注意勻速直線運動定義中的“位移相等”的含義為位移大小和方向相同，速度也是一個矢量，方向與位移方向相同。（滬科J）研究人步行的運動 如果你在一條直線上行進，并且保持最均勻的步伐，例如 1s跨兩步，那么你一定認為你是在做勻速直線運動，是這樣的嗎?做了下面的實驗，你就可能有更深的認識。 請一個學(xué)生協(xié)助你共同完成這一實驗。把一條長5m的紙帶別在你的腰帶上，紙帶穿過桌上的打點計時器的帶孔，啟動打點計時器電源，你從背靠桌邊開始均勻向前運動(圖t-1- 12)。在行進中，紙帶隨同你前進，留下了一系列打點

41、的痕跡。做完實驗后取下紙帶，用前面清楚可辨的一點作為計數(shù)零點，每隔10點圈一個計數(shù)點，標上計數(shù)點序號n，再用直尺測出各計數(shù)點到計數(shù)零點的位移sn。計數(shù)周期T=O.02×10s=0.2s。某一點n的即時速度可以這樣來計算：測出某計數(shù)點n到其后0.02s的另一點間的位移叢。(注意：這一點并非計數(shù)點)，求出其間的平均速度sn/t(t=0.02s)，由于所取的時間很短，可以把這個平均速度看作是第n點的即時速度。用這樣的方法逐一算出各計數(shù)點的即時速度。將上述測量數(shù)據(jù)記錄在下表中，作出s-t和v-t圖像，對步行運動的性質(zhì)進行分析、討論。計數(shù)點序號nsn/cmsn/cmvn/cm·s-1

42、123456【開放題】(人教K)做一做設(shè)計方法，分別測量自行車在不同情況下行駛(如長距離和短距離)時的速度；測量蚊香燃燒的速度。對測量結(jié)果的可靠性做出評估。常見物體的速度光在真空中傳播3.0×軍用噴氣式飛機約600地球繞太陽3.0×大型客機約300人造衛(wèi)星或飛船(近地圓軌道)約7×火車(快車)可達60洲際彈道導(dǎo)彈遠程炮彈約5×高速公路上的汽車最快33遠程炮彈約2×野兔約18普通炮彈約1×遠洋輪船817步槍子彈約900賽馬約15巡航導(dǎo)彈約800(人教K)說一說 著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者費恩曼(RPFeynman，19181988）曾

43、講過這樣一則笑話。 一位女士由于駕車超速而被警察攔住。警察走過來對她說：“太太，您剛才的車速是60英里每小時!”(1英里=1609千米)。這位女士反駁說：“不可能的!我才開了7分鐘，還不到一個小時，怎么可能走了60英里呢?”“太太，我的意思是：如果您繼續(xù)像剛才那樣開車，在下一個小時里您將駛過60英里?！薄斑@也是不可能的。我只要再行駛10英里就到家了，根本不需要再開過60英里的路程。”從物理學(xué)的觀點看，這位女士沒有認清哪個科學(xué)概念?（人教J）“說一說”欄目的教學(xué) 費恩曼所舉的有趣的例子可組織同學(xué)閱讀、議論，鼓勵學(xué)生提出自己的想法。教師引導(dǎo)學(xué)生認識到警察所說的超速指的是瞬時速度，女士說的是一段時間

44、走的路程和將要走過的路程，這位女士不懂瞬時速度。（滬科K）討論與思考2（滬科K）目前，百米賽跑的世界記錄是978s。根據(jù)上面的公式得速度v= ，這是否表示運動員始終都以這么大的速度運動呢?（滬科J）v=102m/s，并不表示運動員始終都以這么大的速度運動，比如他起跑階段的速度小于該速度。3（滬科K）用速度公式算出的速度，跟汽車速度計上指示的速度數(shù)值是不是一回事? （滬科J）用速度公式算出的速度，跟汽車速度計上指示的速度數(shù)值不一定相等，只有當汽車做勻速直線運動時，兩者才是一回事(注：用速度公式算出的速度指的是平均速度，汽車速度計上指示的速度是瞬時速率)。（滬科K）討論與思考據(jù)說，有一次在某國某城

45、市，一位交通警察攔住了一輛超速行駛的轎車，于是發(fā)生了這樣一段對話： 警察：“對不起，夫人，你違反了交通規(guī)則，超速行駛，你的車速已達到1小時60千米?！?“哦，這是絕對不可能的，”駕車女士以不容置辯的口氣說：“我總共才行駛了15分鐘，遠遠不到1小時，怎么談得上1小時 60千米呢?· 警察：“夫人，我的意思是，60千米的路程你可用1小時趕到?！?“那也是絕對不可能的。我只要再行駛10千米就到家了，根本不要趕60千米的路程?！?（滬科K） 請討論一下：他們兩人為什么無法溝通?不同年代交通工具的最大進度不同年代交通工具的最大速度年代163018101880194719571968197720

46、04最大速度km/h1624321300290003200063000?交通工具公共馬車火車汽車超音速噴氣機人造地球衛(wèi)星“阿波羅”號飛船“航海家”號飛船? （滬科J）“討論與思考”中的這段對話幽默詼諧，讓學(xué)生在輕松的氣氛中討論、思考生活中的物理問題。交通警察指出轎車速度達到了60km/h，超出了所在路段的限速。而駕車女士以為交通警察說她開了1h車，行駛了60km。【資料鏈接】(魯科K)信息窗(魯科K)表2-4 某些物體運動的平均速度/m·s-1真空中的光速c3.0×108太陽繞銀河系中心運動2.0×105地球繞太陽運動3.0×104子彈發(fā)射9×

47、102民航客機飛行2.5×102自行車行駛約5人步行約1.3蝸牛爬行約3×10-3大陸板塊漂移約10-9(魯科K)信息窗(魯科K)速度計 通過汽車中的速度計(圖2-25)能夠直接讀出汽車在某一時刻或某一位置的瞬時速度。速度計有一個與電流計相連接的發(fā)電機。該發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)快慢與汽車的速度成正比。電流計得到的電流示數(shù)被轉(zhuǎn)換成速度的示數(shù)。(魯科J)速度計教材中所介紹的速度計是一種磁轉(zhuǎn)速表，它的原理是通過測量旋轉(zhuǎn)磁場跟它在金屬感應(yīng)罩內(nèi)產(chǎn)生的電流間的相互作用力測出車速的。(魯科J)圖2-19是速度計工作原理圖。在速度計轉(zhuǎn)軸的下端通過一系列傳動機構(gòu)同汽車驅(qū)動輪相連隨驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在轉(zhuǎn)

48、軸的上端鉚接一個永久磁鐵，磁鐵外面罩著鋁罩，鋁罩固定在指針軸上，當磁鐵隨驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)時，鋁罩中就產(chǎn)生了感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律。感應(yīng)電流的磁場與磁鐵磁場的相互作用，要阻礙磁鐵與鋁罩的相對旋轉(zhuǎn)。于是鋁罩克服游絲彈簧的彈力扭轉(zhuǎn)一個角度，這個角度與磁鐵的角速度成正比，也就是與驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速成正比。因此，在表盤上用均勻的刻度標出車速值，從指針的示數(shù)就可以知道車速。(人教K)STS速度與現(xiàn)代社會 人類自發(fā)明木輪車直到制成時速500km/h的磁浮列車，以及超音速飛機，為了獲得高速交通工具，奮斗了幾千年。從某種意義上說，在人類發(fā)明的各種機械中，交通工具最深刻地改變了我們的生活。我們所用的物品，幾乎沒有一件不是由鐵

49、路或公路運輸而來。不難想像，如果沒有了火車和汽車，現(xiàn)代社會將要癱瘓。 從世界各國的城市發(fā)展史上看，大城市規(guī)模的大小與車速的提高密切相關(guān)。大城市的直徑一般就是當時最快的交通工具在1h內(nèi)走行的距離。以北京為例，清朝末年北京的“內(nèi)城”大約是一個邊長5km的正方形，馬車的速度大約就是 5km/h；今天，有了發(fā)達的公路系統(tǒng)，有了快速軌道交通，汽車、城鐵的速度大約是幾十千米每時，北京市城區(qū)的直徑也擴大到了幾十千米。城市中的車速不能無限提高，城市的規(guī)模也就不能無限擴大?！皵偞箫灐笔降某鞘幸?guī)劃可能帶來以交通問題為主的許多矛盾。 目前許多人認為，合理的發(fā)展模式是建立中心市區(qū)與衛(wèi)星城組成的城市群。 運兵工具和武器

50、運載工具的發(fā)展改變了戰(zhàn)爭的面貌?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭的“戰(zhàn)場已經(jīng)與過去的意義完全不同。相距幾千千米、幾萬千米的敵對力量之間很短時間內(nèi)就能爆發(fā)大規(guī)模戰(zhàn)爭?？罩写驌舻牧α看蟠蠹訌?，過去的一些戰(zhàn)術(shù)方法已經(jīng)不再適用。由于車輛的使用，部隊的機動性大大提高，速戰(zhàn)速決的戰(zhàn)爭理論有所發(fā)展 交通網(wǎng)絡(luò)的形成大大縮短了不同地域的時空距離，促進了國與國、民族與民族之間的物資交流和人員往來。貿(mào)易上的互補，可以優(yōu)化物質(zhì)資源和人力資源的配置，促進世界經(jīng)濟的發(fā)展。不同文化的交融進一步促進了社會的進步 然而，大量汽車帶來了交通堵塞、頻繁的事故、能源的過度消耗、尾氣與噪聲污染等一系列社會問題。這些不僅妨礙了人們的工作和生活，而且制約著社會經(jīng)

51、濟的進一步發(fā)展。 如何處理這些矛盾，一直是人們努力探索的課題。隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，人們對發(fā)展交通的意義有了新的認識，采取了許多有效的措施。例如，研制各種綠色汽車(使用壓縮天然氣和液化石油氣的汽車、太陽能車、電動車)，對現(xiàn)有汽車的使用在時間和道路上進行限制，根據(jù)城市規(guī)模發(fā)展地上、地下快速的立體化交通和軌道交通討論：交通工具的速度是不是越快越好?（人教J） (4)速度教學(xué)中滲透STS的思想 STS強調(diào)的是科學(xué)、技術(shù)與社會的互動關(guān)系，而不僅僅是科學(xué)在技術(shù)中的應(yīng)用。本節(jié)教材在“STS'欄目中設(shè)置了“速度與現(xiàn)代社會”的文章。介紹了車輛速度的提高與城市發(fā)展等方面的關(guān)系，并討論了環(huán)境、資源等問

52、題。在涉及科學(xué)技術(shù)與社會的問題時，重要的是啟發(fā)學(xué)生進行這方面的思考，鼓勵他們發(fā)表自己的見解。如文章的最后提出這樣的問題：“交通工具的速度是不是越快越好?” 另外，對教材中所列的常見的速度表，可讓學(xué)生補充一些感興趣的、重要的速率，如：空氣中0時的聲速為33×102ms，大陸板塊移動速度約10-9m/s等。3（人教J）平均速度的意義 平均速度是作為精確定義瞬時速度的前提而引入的，沒有平均速度就無從定義瞬時速度，當很小時，平均速度逼近瞬時速度。 瞬時速度v簡稱速度，是描述質(zhì)點運動狀態(tài)的基本物理量，無論是運動學(xué)中還是動力學(xué)中以及物理學(xué)的其他部分中都有重要作用，為了更好地理解v引入是必要的，v是 在0時的極限，在實際應(yīng)用所要求的精確度內(nèi)，只要t取得相應(yīng)地小就可以認為=v4（人教J）準確理解速度的定義 速度不是位移對時間的變化率。速度定義中的r是位矢r不是位移，因此，定義明確說明速度是位矢對時間的變化率，而不是位移對時間的變化率。 有的學(xué)生認為某一時刻物體在某一位置，沒有位移，談某一時刻物體的速度沒有意義，這種說法使我們想起古希臘哲學(xué)家芝諾提出的著名的“飛矢不動”的悖論，芝諾認為飛行的箭在某一時刻占有一確定位置，另一時刻又在另一確定位置，箭在一確定位置即箭是靜止的，飛行的箭原來是由許多靜止的箭形成的，靜止和運動是矛盾的，箭的運動是不可能的。