高中物理第1章怎樣描述運(yùn)動的快慢(續(xù))學(xué)案滬科版必修1

教案

3

如何描繪運(yùn)動的快慢

(續(xù))[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.知道什么是剎時速度，理解極短時間內(nèi)的均勻速度和剎時速度近似相等.2.理解什么是位移—時間圖像(s－t圖像)，知道如何用圖像表示位移和時間的關(guān)系.3.理解什么是速度—時間圖像(v－t圖像)，知道如何用圖像表示速度和時間的關(guān)系．一、剎時速度1．定義：運(yùn)動物體在某一時刻或某一地點時的速度，叫做剎時速度．2．方向：剎時速度的方向跟物體經(jīng)過某一地點時的運(yùn)動方向同樣．3．速率：剎時速度的大小叫做剎時速率，簡稱速率．二、位移圖像1．畫法：成立平面直角坐標(biāo)系，用橫軸表示時間

t

，縱軸表示位移s，把物體各時刻的地點坐標(biāo)用點表示出來，可作出物體的位移—時間圖像，簡稱位移圖像．2．做勻速直線運(yùn)動的物體的位移圖像，是一條經(jīng)過原點的傾斜的直線．這條直線的斜率反應(yīng)著物體速度的大小，斜率越大，速度越大．三、速度圖像1．畫法：在直角坐標(biāo)系中，用橫軸表示時間t，用縱軸表示速度v，依據(jù)運(yùn)動物體的速度數(shù)據(jù)，可作出它的速度—時間圖像，簡稱速度圖像．2．勻速直線運(yùn)動的速度圖像：做勻速直線運(yùn)動的物體，其速度大小和方向一直不變，在直角坐標(biāo)系中，可用一條平行于t軸的直線來表示.一、剎時速度[問題設(shè)計]如圖1所示，在氣墊導(dǎo)軌上A處安裝光電門，滑塊上分別插上寬度不等的遮光片．每次都從最高點開釋滑塊，則滑塊前沿的P點每次經(jīng)過A時的運(yùn)動快慢同樣．光電計時器能夠記錄P從A點經(jīng)過一段位移s所需時間t(s為遮光片寬度)．遮光片寬度s和所需時間t列表以下：圖1s/mt/sv/(m·s－1)0.050.0890.040.0750.010.020.0050.01求出每次遮光片經(jīng)過光電門的均勻速度，并填入上表．跟著s的減小，均勻速度的大小有什么特色？這反應(yīng)了什么物理意義？如何更精準(zhǔn)地測定P點經(jīng)過A點的剎時速度呢？P點經(jīng)過A點的速度更靠近上述哪一個速度？答案跟著s的減小，均勻速度的大小仿佛向某個數(shù)值聚攏．這說明，跟著s的越小，所得的均勻速度就越靠近P點經(jīng)過A點運(yùn)動的快慢程度．(3)再減小遮光片的寬度，即時間間隔t盡可能?。?dāng)t特別s小時，t就是P點經(jīng)過A點的剎時速度．P點經(jīng)過A點的剎時速度更靠近0.50m/s.[重點提煉]剎時速度：運(yùn)動物體在某一時刻或某一地點時的速度．s1．在公式v＝t中，若時間t特別小，靠近于零，就能夠表示物體在該時刻的剎時速度．2．矢量性：剎時速度的方向就是該時刻物體運(yùn)動的方向．剎時速度的大小叫速率．3．剎時速度能夠精準(zhǔn)描繪物體在某一時刻(或某一地點)的運(yùn)動快慢．二、位移圖像[問題設(shè)計]一輛汽車做勻速直線運(yùn)動，各個時刻的地點坐標(biāo)列表以下：t/s010203040s/m03006009001200(1)成立平面直角坐標(biāo)系，用橫軸表示時間t，縱軸表示位移s，把汽車在各個時刻的地點坐標(biāo)在座標(biāo)系頂用點表示出來，而后用光滑的曲線(或直線)連結(jié)起來．圖像有什么特色？圖線的斜率有什么物理意義？答案(1)勻速直線運(yùn)動的s－t圖像是一條傾斜的直線，圖線的傾斜程度s即斜率表示速度的大小，即

k＝

t＝v.[

重點提煉

]1．位移—時間圖像(s—t圖像)：表示物體的位移隨時間變化的狀況．2．由s－t圖像能夠知道：物體在某一時刻所處的地點．隨意時間內(nèi)的位移(大小和方向)，或發(fā)生一段位移所需要的時間．速度的大小：圖像的斜率表示物體的速度的大?。?．勻速直線運(yùn)動的s—t圖像為傾斜直線，直線的斜率表示物體的速度．[延長思慮

]

假如一輛汽車做直線運(yùn)動的

s－t

圖像如圖

2所示．這個圖像表示汽車的運(yùn)動軌跡嗎？汽車的速度如何變化？圖2答案s－t圖像不是物體運(yùn)動的軌跡．由題圖可知斜率漸漸增大，故汽車的速度漸漸增大．三、速度圖像[問題設(shè)計]用橫軸表示時間t，縱軸表示速度v，成立平面直角坐標(biāo)系．依據(jù)運(yùn)動物體的速度數(shù)據(jù)在座標(biāo)系中描點，而后用光滑的曲線把這些點連結(jié)起來，即獲得運(yùn)動物體的v－t圖像，圖3所示為某物體的vt圖像．請同學(xué)們察看圖像并剖析以下問題．圖3用v－t圖像表示速度的變化有什么長處？v－t圖像能否是物體運(yùn)動的軌跡？從v－t圖像能夠知道哪些信息？勻速直線運(yùn)動的v－t圖像有什么特色？答案(1)長處：直觀方便．v－t圖像不是物體運(yùn)動的軌跡．從v－t圖像中可知隨意時刻速度的大小和方向．勻速直線運(yùn)動的v－t圖像是與時間軸平行的直線，以下圖，直線a、b分別表示va＝4m/s，vb＝8m/s.[重點提煉]1．速度—時間圖像(v—t圖像)：表示運(yùn)動物體的速度隨時間變化的狀況．2．由v—t圖像能夠知道物體在某一時刻的速度．可判斷一段時間內(nèi)物體速度的變化．速度圖像在時間軸上方表示速度方向沿正方向；在時間軸下方表示速度方向沿負(fù)方向．一、對剎時速度的理解例1做直線運(yùn)動的一質(zhì)點經(jīng)過P點時的剎時速度為1m/s，則下列說法中正確的選項是( )A．它在經(jīng)過P點后的1s內(nèi)的位移是1mB．它在經(jīng)過P點前的1s內(nèi)的位移是1mC．它在以過P點的時刻為中間時刻的1s內(nèi)的位移是1mD．若從P點開始勻速行駛1s，它在1s內(nèi)的位移是1m答案D分析因為不可以確立經(jīng)過P點前、后1s內(nèi)的均勻速度能否為1m/s，故也不可以確立P點前、后1s內(nèi)的位移能否為1m，A、B錯；以P點為中間時刻的1s內(nèi)的均勻速度不必定等于1m/s，這1s內(nèi)的位移也不必定等于1m，C錯；從P點開始做速度為1m/s的勻速運(yùn)動，1s內(nèi)的位移s＝vt＝1m，D對．二、位移—時間圖像例2如圖4是在同一條直線上運(yùn)動A、B兩質(zhì)點的位移—時間圖像，由圖可知( )圖4A．t＝0時，A在B后邊B．B物體在t2秒末追上A并在今后跑在A的前面C．在0～t1時間內(nèi)B的運(yùn)動速度比A大D．A物體在0～t1做加快運(yùn)動，以后做勻速運(yùn)動分析由題圖可知，t＝0時，B在A后邊，故A不對；B物體在t2秒末追上A并在今后跑在A的前面，B正確；在0～t1時間內(nèi)B的斜率小于A，故B的運(yùn)動速度比A小，C不對；A物體在0～t1做勻速運(yùn)動，故D不對．答案B三、速度—時間圖像例3圖5是一個物體運(yùn)動的v－t圖像，請回答：圖5物體是從靜止開始運(yùn)動的嗎？物體速度的大小和方向能否變化？如何變化？分析(1)由題圖知t＝0時v≠0，因此物體擁有必定的初速度．速度的大小發(fā)生變化，0～t1時間內(nèi)漸漸增大，t1～t2時間內(nèi)速度大小不變，t2～t3時間內(nèi)速度漸漸減小，在t3時刻速度為零，t3時刻此后，速度反向，但大小在漸漸增大．答案看法析如何描繪運(yùn)動的快慢意義剎時速度能精準(zhǔn)描繪運(yùn)動的快慢意義s－t圖像斜率表示速度的大小意義v－t圖像正、負(fù)表示速度的方向斜率表示加快度下節(jié)學(xué)習(xí)1．(對剎時速度的理解)以下對于剎時速度的說法中正確的選項是( )A．剎時速度能夠精準(zhǔn)地描繪物體運(yùn)動的快慢，但不可以反應(yīng)物體運(yùn)動的方向B．剎時速度等于運(yùn)動的物體在一段特別短的時間內(nèi)的均勻速度C．剎時速度的方向與位移的方向同樣D．某物體在某段時間內(nèi)的剎時速度都為零，則該物體在這段時間內(nèi)靜止答案BD分析剎時速度是為了精準(zhǔn)描繪物體運(yùn)動的快慢和方向而引入的物理量，因此選項A錯．均勻速度在描繪物體運(yùn)動的快慢時較大略，但均勻速度中所對應(yīng)的時間t越小，越能精準(zhǔn)地描繪物體在那一時刻鄰近的運(yùn)動快慢，因此選項B對．均勻速度的方向與物體的位移方向同樣，而剎時速度是與某時刻相對應(yīng)的物理量，不可以說明它與一段時間內(nèi)位移方向間的關(guān)系，選項C錯．2．(對剎時速度的理解)2013年11月8日超強(qiáng)臺風(fēng)“海燕”重創(chuàng)菲律賓．氣象部門說，登岸時，“海燕”連續(xù)風(fēng)速235km/h，中心最狂風(fēng)速達(dá)到314km/h.此中的兩個速度數(shù)值分別是指( )A．均勻速度，剎時速度B．剎時速度，均勻速度C．均勻速度，均勻速度D．剎時速度，剎時速度答案A分析均勻速度對應(yīng)的是一段時間或一段位移，而剎時速度對應(yīng)的是某時刻或某地點，由“連續(xù)”知，235km/h指的是一段時間的均勻速度，314km/h是指剎時速度，故A正確．3．(位移圖像)如圖6為甲、乙兩個物體在同向來線上運(yùn)動時的位移—時間圖像，由圖像可知( )圖

6A．乙開始運(yùn)動時，兩物體相距20mB．在0～10s這段時間內(nèi)，兩物體間的距離漸漸減小C．在10s～25s這段時間內(nèi)，兩物體間的距離漸漸減小D．兩物體在10s時相距最遠(yuǎn)，在25s時相遇答案CD分析甲的出發(fā)地離乙的出發(fā)地相距20m，乙比甲晚出發(fā)10s,10s內(nèi)二者之間的距離漸漸增大，乙出發(fā)時距離甲的地點大于20m，A、B錯誤；10s～25s這段時間內(nèi)，乙的速度大于甲的速度，兩者之間距離漸漸減小，25s時，二者相遇，C、D正確．4.(速度圖像)某物體運(yùn)動的v—t圖像如圖7所示，則該物體( )圖

7A．做來去運(yùn)動B．做勻速直線運(yùn)動C．朝某一方向做直線運(yùn)動D．以上說法均不正確答案C分析因為v的大小隨時間的變化是先增大又減小，再增大再減小，因此不是勻速直線運(yùn)動．因為v的方向一直沒變，因此物體朝一個方向做直線運(yùn)動．題組一對剎時速度的理解1．以下對于均勻速度和剎時速度的說法正確的選項是( )sA．均勻速度v＝t，當(dāng)t特別小時，該式可表示t時刻的剎時速度B．勻速直線運(yùn)動的均勻速度等于剎時速度C．剎時速度和均勻速度都能夠精準(zhǔn)描繪運(yùn)動的快慢D．只有剎時速度能夠精準(zhǔn)描繪運(yùn)動的快慢答案ABDs分析由均勻速度定義式v＝t可知，當(dāng)t特別小，甚至趨近于零時，該式可表示t時刻的剎時速度，A正確；勻速直線運(yùn)動的速度不變，各段時間內(nèi)的均勻速度均等于剎時速度，B正確；均勻速度只好大略反應(yīng)一段時間內(nèi)物體運(yùn)動的快慢程度，而剎時速度能精準(zhǔn)地描繪物體在某一時刻或某一地點運(yùn)動的快慢及方向，C錯誤，D正確．2．以下幾種速度，不是剎時速度的是()A．火車以76km/h的速度經(jīng)過“深圳到惠州”這一路段B．汽車速度計指示著速度50km/hC．城市繁榮路口路標(biāo)上標(biāo)有“15km/h注意車速”字樣D．足球以12m/s的速度射入球門答案A分析與某段時間或過程對應(yīng)的速度為均勻速度，與某時刻或某一地點對應(yīng)的是剎時速度，由此可判斷A中描繪的是均勻速度，B、C、中描繪的是剎時速度．3．小蒙騎自行車由靜止沿直線運(yùn)動，他在第1s內(nèi)、第2s第3s內(nèi)、第4s內(nèi)經(jīng)過的位移分別為1m、2m、3m、4m，則(A．他4s末的剎時速度為4m/sB．他第2s內(nèi)的均勻速度為1.5m/s

內(nèi)、)C．他D．他

4s1s

內(nèi)的均勻速度為2.5m/s末的速度為1m/s答案

C分析

自行車速度是漸漸增大的，

沒法確立它的剎時速度，

只好求2出均勻速度，第2s內(nèi)均勻速度為1m/s＝2m/s；4s內(nèi)的均勻速度v＝1＋2＋3＋4m/s＝2.5m/s.4題組二位移圖像4．在以下圖的s—t圖像中，能表示物體做勻速直線運(yùn)動的是( )答案AB分析勻速直線運(yùn)動的s—t圖像是一條傾斜的直線，斜率表示速度，A、B圖像中斜率不變，故v不變．5.如圖1是一輛汽車做直線運(yùn)動的s—t圖像，對線段OA、AB、BC、CD所表示的運(yùn)動，以下說法正確的選項是( )圖1A．OA段運(yùn)動速度最大B．AB段物體做勻速運(yùn)動C．CD段的運(yùn)動方向與初始運(yùn)動方向相反D．運(yùn)動4h汽車的位移大小為30km答案C分析剖析題圖可知：OA段表示汽車向正方向做勻速直線運(yùn)動，15kmvOA＝t＝1h＝15km/h，AB段汽車靜止；BC段表示汽車向正方向s′30－15km做勻速直線運(yùn)動，vBC＝t′＝1h＝15km/h；CD段表示s″0－30km汽車反方向做勻速直線運(yùn)動，vCD＝t″＝1h＝－30km/h，負(fù)號表示運(yùn)動方向與正方向相反.4h汽車的位移大小為0.6.甲、乙兩質(zhì)點同時開始做直線運(yùn)動，它們的位移s與時間t的圖像如圖2所示，則( )圖2A．甲物體做勻加快直線運(yùn)動，乙物體做曲線運(yùn)動B．甲、乙兩物體從同一地址出發(fā)C．當(dāng)甲、乙兩物體速度同樣時，二者之間的距離為零D．甲、乙兩物體有兩次相遇答案D分析因為題圖是s—t圖像，過原點的直線表示物體做勻速直線運(yùn)動，因此甲做勻速直線運(yùn)動，A不對；甲從原點出發(fā)，乙從s0處出發(fā)，故B不對；當(dāng)甲、乙兩物體速度同樣時，是曲線乙上的切線與甲平行時，由圖能夠看出，此時二者對應(yīng)的位移其實不相等，故C不對；由圖看出，甲、乙有兩個交點，故兩物體有兩次相遇，

D正確．7．在百米賽跑道上，假設(shè)四個運(yùn)動員A、B、C、D均做勻速直線運(yùn)動訓(xùn)練，其位移圖像如圖3所示．t＝0時，教練員發(fā)出起跑令，由圖可知( )圖3A．最晚起跑的是C運(yùn)動員B．搶跑的是D運(yùn)動員C．往回跑的是A運(yùn)動員D．B運(yùn)動員比A、C、D運(yùn)動員跑得快答案分析

CD直線在縱軸上的截距表示開始計不時運(yùn)動員所處的地點，

故B是準(zhǔn)時起跑的，C是搶跑的；圖線在橫軸上的截距表示運(yùn)動員開始起跑的時刻，故最晚起跑的是D；A是往回跑的；由圖可知，

B跑完100m所用的時間比A、C、D都短，故B比A、C、D跑得快．質(zhì)點做直線運(yùn)動，其s—t關(guān)系圖像如圖4所示．對于質(zhì)點的運(yùn)動狀況，以下說法正確的選項是( )圖4A．質(zhì)點在0～20s內(nèi)的均勻速度為0.8m/sB．質(zhì)點在0～20s內(nèi)的均勻速度為1m/sC．質(zhì)點做單向直線運(yùn)動D．質(zhì)點做勻變速直線運(yùn)動答案

AC分析

20s

內(nèi)的位移為

16m，均勻速度為：

s16v＝t＝20m/s

＝0.8m/s，A正確，B錯誤；質(zhì)點在0～20s內(nèi)位移—時間圖像的斜率為正，說明質(zhì)點向來朝正方向運(yùn)動，由圖線的傾斜程度可知質(zhì)點速度先增大后減小，不是勻變速直線運(yùn)動，C正確，D錯誤．題組三速度圖像9．如圖5所示，a、b兩運(yùn)動物體的速度—時間圖線相互平行，則以下對兩物體運(yùn)動狀況的說法中正確的選項是( )圖5A．它們的速度大小不一樣B．在t＝0從前它們必定都是靜止的C．它們的出發(fā)點必定同樣D．它們在同樣時間內(nèi)的位移不一樣答案AD利用速度傳感器與計算機(jī)聯(lián)合，能夠自動作出物體運(yùn)動的圖像．某同學(xué)在一次實驗中獲得的運(yùn)動小車的速度—時間圖像如圖6所示，以下說法正確的選項是()圖6A．小車先做加快運(yùn)動，后做減速運(yùn)動B．小車運(yùn)動的最大速度約為0.8m/sC．小車前10s朝正方向運(yùn)動，10s后朝負(fù)方向運(yùn)動D．小車做曲線運(yùn)動答案AB分析由v