人教版高中物理必修一 （位置變化快慢的描述-速度）運(yùn)動(dòng)的描述課件

第3節(jié)

位置變化快慢的描述——速度

第一章運(yùn)動(dòng)的描述快慢方向比值米每秒m/s或m·s－13.6

物體運(yùn)動(dòng)平均粗略某時(shí)刻某一位置精確瞬時(shí)速度平均速度速度時(shí)間時(shí)間t速度v本部分內(nèi)容講解結(jié)束第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度第一章運(yùn)動(dòng)的描述

新高考教學(xué)設(shè)計(jì)

第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

情景引入問(wèn)題生活和科學(xué)研究中經(jīng)常需要知道物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向，你記得初中是怎樣描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢的嗎？運(yùn)動(dòng)員在比賽中不同時(shí)段，運(yùn)動(dòng)的快慢一樣嗎？？

比較下列物體位置變化的快慢【問(wèn)題2】

運(yùn)動(dòng)會(huì)上舉行百米賽跑，甲同學(xué)用時(shí)13.5s，乙同學(xué)用時(shí)12s?！締?wèn)題1】

自行車在30min內(nèi)行駛8km，汽車在相同時(shí)間內(nèi)行駛50km?！締?wèn)題3】

比較上兩題中自行車和乙同學(xué)運(yùn)動(dòng)的快慢。

方法：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)走過(guò)的位置變化（即位移）第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間之比表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢，這就是速度。速度通常用字母表示，如果在時(shí)間內(nèi)物體的位移是，它的速度就可以表示為：

在國(guó)際單位制中，速度單位是米每秒，符號(hào)是m/s(或m?s-1)。常用的單位還有千米每時(shí)(km/h或km?h-1)，厘米每秒(cm/s或cm?s-1)等。

速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度的方向（物體運(yùn)動(dòng)的方向）和位移方向相同。一、速度第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)注意：這里的速度和初中所學(xué)速度的含義不完全相同。

物體在某一段時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)的快慢通常是變化的。所以，由求得的速度，表示的只是物體在時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度，叫作平均速度。

思考：平均速度描述物體在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度及方向。那么，怎樣描述物體在某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢和方向呢？可以設(shè)想，用由時(shí)刻t到t+

一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)代替時(shí)刻t物體的速度，如果取得小一些，物體在這樣一個(gè)較小的時(shí)間內(nèi)，運(yùn)動(dòng)快慢的差異就不會(huì)太大。越小，運(yùn)動(dòng)快慢的差異越小，當(dāng)非常非常小時(shí)，運(yùn)動(dòng)快慢的差異可以忽略不計(jì)，此時(shí)，我們就把叫作物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度。

二、平均速度和瞬時(shí)速度第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)平均速度瞬時(shí)速度定義方向物體在某一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度物體在某一時(shí)刻或某一位置的運(yùn)動(dòng)快慢與位移方向相同與該位置物體運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向相同

勻速直線運(yùn)動(dòng)是瞬時(shí)速度保持不變的運(yùn)動(dòng)。在勻速直線運(yùn)動(dòng)中平均速度與瞬時(shí)速度相等。瞬時(shí)速度的大小叫作速率。汽車速度計(jì)不能顯示車輛運(yùn)動(dòng)的方向，它的示數(shù)實(shí)際是汽車的速率。日常生活中說(shuō)道的“速度”，有時(shí)是指速率，要根據(jù)上下文判斷。平均速度和瞬時(shí)速度的比較注意：平均速度并非速度的平均值，平均速度是指總位移與總時(shí)間的比值，平均速率是指總路程與總時(shí)間的比值，學(xué)習(xí)時(shí)需注重理解與區(qū)分。第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)【例1】

下面描述的幾個(gè)速度中，屬于平均速度的是()A．子彈以790m/s的速度擊中目標(biāo)B．信號(hào)沿動(dòng)物神經(jīng)傳播的速度大約為10m/sC．汽車上速度計(jì)的示數(shù)為80km/hD．足球以20m/s的速度飛入球門典例講解【答案】B【解析】790m/s是擊中目標(biāo)時(shí)刻的瞬時(shí)速度；信號(hào)沿動(dòng)物神經(jīng)傳播是在一個(gè)過(guò)程內(nèi)的平均速度；汽車速度計(jì)上顯示的是瞬時(shí)速度；足球飛入球門的速度是瞬時(shí)速度。第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)【例2】

(多選)如圖所示，一人騎自行車晨練，由靜止開(kāi)始沿直線運(yùn)動(dòng)，她在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)、第4s內(nèi)通過(guò)的位移分別為1m、2m、3m、4m，則()A．她在4s末的瞬時(shí)速度為4m/sB．她在第2s內(nèi)的平均速度為2m/sC．她在4s內(nèi)的平均速度為2.5m/sD．她在1s末的速度為1m/s典例講解【答案】BC【解析】由可得該人在第2s內(nèi)的平均速度為2m/s,選項(xiàng)B正確；前4s內(nèi)的平均速速為m/s=2.5m/s,C正確；因無(wú)法確定該人的瞬時(shí)速度，選項(xiàng)A、D均錯(cuò)誤。第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)【例3】某人爬山，從山腳爬上山頂，然后又從原路返回到山腳，上山的平均速率為v1，下山的平均速率為v2，求往返的平均速度的大小和平均速率.【答案】0；【解析】平均速度是位移與時(shí)間的比值，由于此人爬山往返一次，位移為零，平均速度等于=0；而平均速率是路程與時(shí)間的比值，由于此人往返一次，路程為山腳到山頂距離的2倍，平均速率：

測(cè)量平均速度用手拉通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)確定時(shí)間內(nèi)的位移就被記錄下來(lái)，據(jù)此可以計(jì)算紙帶運(yùn)動(dòng)的速度。

圖1.3-2是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶示意圖。若想計(jì)算實(shí)驗(yàn)時(shí)運(yùn)動(dòng)紙帶在D、G兩點(diǎn)的平均速度，只需測(cè)出D、G間的位移和所用時(shí)間，就可以算出平均速度：三、實(shí)驗(yàn)：測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)圖1.3-2計(jì)算每隔01s的平均速度紙帶示意圖

每隔0.1s(或更短)計(jì)算一次平均速度。1.在圖1.3-2中選取紙帶上一點(diǎn)為起始點(diǎn)0，后面每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別用數(shù)字1,2,3，...標(biāo)出這些計(jì)數(shù)點(diǎn)；

2.測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)0的距離x,記錄在表1中；

3.計(jì)算兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間；

4.根據(jù)和計(jì)算紙帶在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度。

表1手拉紙帶的位移和平均速度第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)位置01234...x/m/m/s/(m/s)

測(cè)量瞬時(shí)速度

下面考慮如何測(cè)量圖1.3-2中E點(diǎn)的瞬時(shí)速度。

E點(diǎn)在D、G兩點(diǎn)之間，D、G兩點(diǎn)間的平均速度也可以求出。如果不要求很精確，用這個(gè)平均速度粗略地代表E點(diǎn)的瞬時(shí)速度，也未嘗不可，如果把包含E點(diǎn)在內(nèi)的間隔取得小一些，例如取圖1.3-3中的DF線段，那么經(jīng)過(guò)D、F兩點(diǎn)所用的時(shí)間就會(huì)變短，用兩點(diǎn)間位移和時(shí)間算出的平均速度代表紙帶在E點(diǎn)瞬時(shí)速度，就會(huì)精確一些。D、F兩點(diǎn)離E點(diǎn)越近，算出的平均速度越接近E點(diǎn)的瞬時(shí)速度。第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)圖1.3-3計(jì)算每隔0.06s的平均速度紙帶示意圖D、F兩點(diǎn)間的距離過(guò)小，測(cè)量誤差會(huì)增大。所以實(shí)際測(cè)量過(guò)程中要根據(jù)需要及所用儀器的情況，在要測(cè)量的點(diǎn)附近選取合適的位移和時(shí)間。請(qǐng)考慮此實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因。思考：此實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因有哪些？第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)

請(qǐng)根據(jù)上述測(cè)量瞬時(shí)速度的方法，計(jì)算上節(jié)實(shí)驗(yàn)中紙帶上各級(jí)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度。每隔0.06s計(jì)算一次速度。1.從紙帶起始點(diǎn)0算起，后面每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)；

2.測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)0的距離x,記錄在表2中；

3.計(jì)算兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間；

4.根據(jù)和算出的速度值就可以代表在這一區(qū)間內(nèi)任意一點(diǎn)的瞬時(shí)速度。將算出的各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度值記錄在表2中。

表2手拉紙帶各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度位置01234...x/m/m/s/(m/s)第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)四、速度—時(shí)間圖像物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的情況可以用圖來(lái)直觀表示。以時(shí)間t橫軸，速度v為縱軸，坐標(biāo)中的圖像為速度—時(shí)間圖像或v-t圖像。思考：如下圖是一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，從以下三個(gè)方面說(shuō)明它的速度是怎樣變化的．(1)物體是從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)還是具有一定的初速度？(2)運(yùn)動(dòng)的方向是否變化？(3)速度的大小是否變化？怎樣變化？【答案】（1）具有一定的初速度；（2）運(yùn)動(dòng)方向在t3時(shí)刻發(fā)生變化；（3）0~t1時(shí)間段內(nèi)，速度均勻增大；t1~t2時(shí)間段內(nèi)，速度不變；t2~t3時(shí)間段內(nèi)，速度均勻減??；t3時(shí)刻后，速度反向均勻增加。第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)【例4】用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可測(cè)紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移．下面是沒(méi)有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟，按照你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實(shí)際操作的合理順序，將各步驟的字母代號(hào)按順序?qū)懺诳瞻滋帲瓵．在電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)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________(選填“交流”或“直流”)電源的兩個(gè)接線柱上．B．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過(guò)_______________，并壓在________下面．C．用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開(kāi)始點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離Δx.D．切斷電源，取下紙帶，如果共有n個(gè)清晰的點(diǎn)，則這段紙帶記錄的時(shí)間Δt＝________.E．打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，再用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)．F．利用公式典例講解第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)【答案】交流限位孔復(fù)寫紙(n－1)×0.02sBAEDCF【解析】A項(xiàng)中電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源；B項(xiàng)中應(yīng)將紙帶穿過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，并壓在復(fù)寫紙的下面；D項(xiàng)中紙帶上記錄的時(shí)間Δt＝(n－1)×0.02s．合理的實(shí)驗(yàn)步驟為BAEDCF.【例5】如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，用毫米刻度尺測(cè)出各點(diǎn)間的距離如圖所示，則：AC＝________mm，AD＝________mm.那么由此可以算出紙帶在AC間的平均速度為_(kāi)_______m/s，紙帶在AD間的平均速度為_(kāi)_______m/s；B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于________m/s.

第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)【答案】14.025.00.350.420.35【解析】AC＝14.0mm，AC間的平均速度為＝2×0.02(14.0×10－3)m/s＝0.35m/s；AD＝25.0mm，AD間的平均速度為＝3×0.02(25.0×10－3)m/s≈0.42m/s.對(duì)描述B點(diǎn)的瞬時(shí)速度來(lái)說(shuō)，AC段所取的位移間隔更小，更能接近B點(diǎn)的真實(shí)速度，即B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于0.35m/s.

【例6】某同學(xué)在做“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶如圖所示，每?jī)牲c(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出來(lái)，圖中上面的數(shù)字為相鄰兩點(diǎn)間的距離，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz.(1)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為_(kāi)_______s.(2)打第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的速度v4＝________m/s.(保留三位有效數(shù)字)第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)【答案】(1)0.1(2)1.20【解析】(1)每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間有5個(gè)打點(diǎn)間隔，所以T＝5×0.02s＝0.1s.(2)打第4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度近似等于3、5兩點(diǎn)間的平均速度，所以【例7】某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．其相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示，每?jī)蓚€(gè)相鄰的測(cè)量點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10s.(1)試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D、E、F5個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，并將各個(gè)速度值填入表中．(要求保留三位有效數(shù)字)第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)

vBvCvDvEvF數(shù)值/m·s－1

(2)將B、C、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，并在下圖1－4－8中畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線．第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)【解析】(1)根據(jù)知B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度：m/s＝0.400m/s；C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度：m/s＝0.479m/s；D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度：m/s≈0.560m/s；E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度：m/s≈0.640m/s；F點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度：m/s＝0.721m/s.第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

新課教學(xué)

vBvCvDvEvF數(shù)值/m·s－10.4000.4790.5600.6400.721如表所示：(2)將計(jì)算出的各點(diǎn)速度描在坐標(biāo)紙上，并將各點(diǎn)用平滑的曲線連接起來(lái)，如圖所示．1．（多選）日常生活中所說(shuō)的速度哪些是瞬時(shí)速度（）A．汽車在高速公路行駛的最大速度限制在120km/hB．劉翔以9.4m/s的速度沖刺C．一輛汽車在高速公路上行駛的速度約為100km/hD．聲音在空氣中的傳播速度是340m/s2.下列說(shuō)法正確的是（）A、平均速度就是速度的平均值B、勻速直線運(yùn)動(dòng)中，瞬時(shí)速度等于平均速度C、汽車以速度v經(jīng)過(guò)某一段路時(shí)，v指瞬時(shí)速度D、子彈以速度v從槍口射出，v是平均速度，汽車速度表測(cè)的是瞬時(shí)速度第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

隨堂小練答案

3.一汽車在一直線上運(yùn)動(dòng)，第一秒內(nèi)通過(guò)5m，第二秒內(nèi)通過(guò)10m，第三秒內(nèi)通過(guò)20m，第四秒內(nèi)通過(guò)5m，則最初2秒的平均速度為_(kāi)__________；最后2秒的平均速度為_(kāi)_________；全部時(shí)間的平均速度為_(kāi)________。4.一輛汽車沿直線從甲地到乙地，⑴前一半時(shí)間的速度為60m/s，后一半時(shí)間的速度為80m/s，則全過(guò)程中的平均速度是多少？⑵如果前一半位移的速度為60m/s，后一半位移的速度為80m/s，則全過(guò)程中的平均速度為多少？5.某人爬山，從山腳爬上山頂，然后又從原路返回到山腳，上山的平均速率為v1，下山的平均速率為v2，則往返的平均速度的大小和平均速率各是多少.

第一章運(yùn)動(dòng)的描述

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度

答案6．(多選)根