第3節(jié) 第1課時(shí) 速度 速度-時(shí)間圖像

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)物理觀念(1)知道速度的定義式、單位和方向。(2)知道勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及速率的含義。(3)理解v-t圖像的含義，并會(huì)根據(jù)v-t圖像分析物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化?？茖W(xué)思維(1)通過(guò)抽象概括，理解速度的含義。(2)理解平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系。(3)初步體會(huì)極限法在研究物理問(wèn)題中的應(yīng)用和意義?？茖W(xué)探究能用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制v-t圖像，并會(huì)根據(jù)圖像理解速度的變化特點(diǎn)?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任聯(lián)系與速度有關(guān)的實(shí)例，體會(huì)物理學(xué)在生產(chǎn)、生活中的用途，增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。第1課時(shí)速度

速度—時(shí)間圖像快慢時(shí)間米每秒平均某時(shí)刻大小不變相等(1)平均速度不是速度的平均值，需要根據(jù)定義來(lái)計(jì)算大小。(2)只有指明是在哪段位移或哪段時(shí)間內(nèi)，平均速度才有意義。

三、速度—時(shí)間圖像1．圖像的建立以時(shí)間t為____軸，速度v為___軸，根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)在

坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用______的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)，即得到

速度—時(shí)間(v-t)圖像，如圖所示。2．v-t圖像的物理意義

可直觀地表示物體_____隨______的變化情況。如圖所示，從圖中可看出物體的速度大小隨時(shí)間不斷變化；速度方向不變，與規(guī)定的正方向相同，做直線運(yùn)動(dòng)。橫縱平滑速度時(shí)間1．如圖所示，百米賽跑中小明同學(xué)跑了11s，而小華同學(xué)跑了13.5s，請(qǐng)思考小明和小華誰(shuí)跑得更快呢？

提示：小明跑得更快。2．若同樣10s的時(shí)間，甲跑了90m，乙跑了80m，則甲和乙誰(shuí)跑得更快？

提示：甲跑得更快。

3．如圖甲所示，為某時(shí)刻汽車內(nèi)的儀表示數(shù)，請(qǐng)對(duì)以下結(jié)論作出判斷：(1)儀表此時(shí)顯示了汽車的速率約為50m/s。

()(2)儀表此時(shí)顯示了汽車的瞬時(shí)速度約為50m/s。

()(3)儀表此時(shí)顯示了汽車的平均速度約為50km/h。

()(4)儀表此時(shí)顯示的是汽車的速率，其大小為50km/h。

()(5)若汽車某過(guò)程運(yùn)動(dòng)的v-t圖線如圖乙所示，則汽車在這段時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

()×××√√答案：A2.(選自魯科版新教材課后練習(xí))高速攝影機(jī)拍攝的子彈頭穿過(guò)撲克牌

時(shí)的照片如圖所示。設(shè)子彈頭的平均速度大小是900m/s，撲克牌

的寬度為5.7cm，子彈頭的長(zhǎng)度為1.9cm。(1)請(qǐng)估算子彈頭穿過(guò)撲克牌的時(shí)間。(2)上述問(wèn)題中子彈頭可視為質(zhì)點(diǎn)嗎？為什么？答案：(1)8.44×10－5s

(2)見(jiàn)解析新知學(xué)習(xí)(二)|

平均速度、瞬時(shí)速度、平均速率的比較[典例體驗(yàn)][典例]

某物體由A點(diǎn)出發(fā)做直線運(yùn)動(dòng)，前5s向東行駛了30m到達(dá)B點(diǎn)，又向東行駛了5s前進(jìn)了60m到達(dá)C點(diǎn)，在C點(diǎn)停了4s后又向西行駛，經(jīng)歷了6s運(yùn)動(dòng)了120m到達(dá)A點(diǎn)西側(cè)的D點(diǎn)，如圖所示，求：(1)最后6s時(shí)間內(nèi)物體的平均速度大小和方向；(2)全過(guò)程的平均速度；(3)全過(guò)程的平均速率。[答案]

(1)20m/s，方向向西(2)1.5m/s，方向向西(3)10.5m/s2．瞬時(shí)速度和速率(1)瞬時(shí)速度是物體在某時(shí)刻(或某位置)的速度。瞬時(shí)速度是矢量，其方向就是該時(shí)刻(或該位置)物體運(yùn)動(dòng)的方向。描述物體在某時(shí)刻(或某位置)的運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向。(2)速率是瞬時(shí)速度的大小。速率是標(biāo)量，沒(méi)有方向，速率只能反映某時(shí)刻(或某位置)物體運(yùn)動(dòng)的快慢，不能表示方向。3．平均速度、瞬時(shí)速度、平均速率的比較[針對(duì)訓(xùn)練]1．(2022·山東日照高一期末)關(guān)于平均速度和瞬時(shí)速度，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．平均速度的大小等于初速度與末速度的平均值B．瞬時(shí)速度是指單位時(shí)間內(nèi)的平均速度C．在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度與瞬時(shí)速度相等D．若物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度為零，則這段時(shí)間內(nèi)任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度也為零解析：平均速度是位移與時(shí)間之比，其大小不一定等于初末速度的平均值，A錯(cuò)誤；瞬時(shí)速度是指某一時(shí)刻或某一位置的速度，我們采用了取時(shí)間非常小，即讓時(shí)間趨向無(wú)窮小時(shí)的平均速度作為瞬時(shí)速度，B錯(cuò)誤；勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體速度處處相同，所以平均速度與瞬時(shí)速度相等，C正確；若物體在某段時(shí)間內(nèi)平均速度為零，只能說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)物體回到了出發(fā)點(diǎn)，但它在中間過(guò)程中，不一定靜止，D錯(cuò)誤。答案：C

2．(2021·福建高考)一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途經(jīng)雙

乳峰附近的M點(diǎn)和玉女峰附近的N點(diǎn)，如圖所示。已知該游

客從M點(diǎn)漂流到N點(diǎn)的路程為5.4km，用時(shí)1h，M、N間的

直線距離為1.8km，則從M點(diǎn)漂流到N點(diǎn)的過(guò)程中

(

)A．該游客的位移大小為5.4kmB．該游客的平均速率為5.4m/sC．該游客的平均速度大小為0.5m/sD．若以所乘竹筏為參考系，玉女峰的平均速度為0答案：C

新知學(xué)習(xí)(三)|對(duì)v-t圖像的理解及初步應(yīng)用[任務(wù)驅(qū)動(dòng)]如圖所示，當(dāng)兩條速度—時(shí)間圖像相交時(shí)，其交點(diǎn)的含義表示什么？提示：表示此時(shí)刻兩物體的速度相同。

[重點(diǎn)釋解]1．圖像的意義(1)如圖所示，圖線1表示物體沿著正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)圖線2表示物體沿著負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(3)圖線4、5表示物體沿著正方向做加速直線運(yùn)動(dòng)。(4)圖線3表示物體沿著負(fù)方向做加速直線運(yùn)動(dòng)。(5)圖線6表示物體先沿著正方向做減速直線運(yùn)動(dòng)，速度減到零以后沿著負(fù)方向做加速直線運(yùn)動(dòng)。2．斜率的意義

表示速度變化的快慢，斜率的絕對(duì)值越大，表示速度變化越快；反之，表示速度變化越慢。(1)如圖線1、2，圖線平行于t軸，斜率為零，表示速度不變，則物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)如圖線3、4、5、6，圖線不平行于t軸，斜率不為零，表示物體做變速運(yùn)動(dòng)，且傾斜程度越大，即斜率的絕對(duì)值越大，表示速度變化越快。3．截距的意義(1)縱軸上的截距：表示初始時(shí)刻物體的瞬時(shí)速度。(2)橫軸上的截距：表示該時(shí)刻物體的速度為零。4．圖線交點(diǎn)的意義

兩條圖線相交，表示該時(shí)刻兩物體的瞬時(shí)速度相同。[針對(duì)訓(xùn)練]1．(2023·江蘇高考)電梯上升過(guò)程中，某同學(xué)用智能手機(jī)記錄了電梯速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖所示。電梯加速上升的時(shí)段是

(

)A．從20.0s到30.0s

B．從30.0s到40.0sC．從40.0s到50.0s D．從50.0s到60.0s解析：電梯上升，由速度時(shí)間圖像可知，電梯加速上升的時(shí)段為20.0s到30.0s。故選A。答案：A

2．(多選)甲、乙兩物體的v-t圖像如圖所示，則

(

)A．甲、乙兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．甲、乙兩物體若在同一直線上，就一定會(huì)相遇C．甲的速率大于乙的速率D．甲、乙兩物體即使在同一直線上，也不一定會(huì)相遇解析：兩物體速度—時(shí)間圖像中速度不變，均為勻速直線運(yùn)動(dòng)，橫軸以上速度為正，橫軸以下速度為負(fù)，所以兩物體運(yùn)動(dòng)方向相反，不一定會(huì)相遇，A、C、D正確。答案：ACD

一、好素材分享——看其他教材如何落實(shí)核心素養(yǎng)

物理觀念——對(duì)速度的理解1．(選自魯科版新教材課后練習(xí))如圖所示，在寓言“龜兔賽跑”中，烏龜先到達(dá)終點(diǎn)。你認(rèn)為烏龜和兔子誰(shuí)跑得更快？請(qǐng)作出解釋。若兔子跑過(guò)某位置時(shí)的瞬時(shí)速度為6m/s，能否說(shuō)兔子每1s都跑了6m，或者說(shuō)每跑6m都用1s的時(shí)間？其含義是什么？提示：在跑步競(jìng)賽中，是以時(shí)間來(lái)計(jì)算比賽成績(jī)的，同樣的路程，同樣的位移，所用時(shí)間越短，平均速度越大，就說(shuō)明跑得越快，并不是按照通過(guò)某一位置瞬時(shí)速度的大小來(lái)比較快慢?！褒斖觅惻堋敝?，烏龜先到達(dá)終點(diǎn)，用時(shí)較短，平均速度較大，所以烏龜跑得快。瞬時(shí)速度是物體在某位置或某時(shí)刻的速度，物體在下一位置或下一時(shí)刻的速度如何并不知道。本題中兔子跑過(guò)某位置的瞬時(shí)速度為6m/s，若從該位置起6m內(nèi)或1s內(nèi)的速度不變，則兔子1s跑6m，或跑6m用時(shí)1s，但兔子跑過(guò)該位置后的速度是否仍為6m/s，我們并不知道，故也就不能得出兔子每1s都跑6m或每跑6m都用1s的時(shí)間的結(jié)論。

科學(xué)思維——“交通區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)”的應(yīng)用原理2．(選自粵教版新教材“資料活頁(yè)”)交通區(qū)間測(cè)速系統(tǒng)是通過(guò)在道路卡點(diǎn)架設(shè)攝像機(jī)而建立的監(jiān)控抓拍系統(tǒng)。這種測(cè)速系統(tǒng)對(duì)道路卡點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)所通行的車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、抓拍，以獲取車輛行駛速度、交通流量、車輛的牌照號(hào)碼以及駕駛員特征等信息，再將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦步煌ㄖ笓]中心和交通控制分中心的數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、比對(duì)等處理，以便進(jìn)行集中有效的管理。同時(shí)也為公安部門有效打擊違章超速、肇事逃逸、可疑車輛等各種違法行為提供有效的技術(shù)支持。區(qū)間測(cè)速的原理如圖所示，在同一路段上布設(shè)前后兩個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，通過(guò)測(cè)出車輛經(jīng)過(guò)這兩個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的時(shí)間來(lái)計(jì)算車輛在該路段上的平均行駛速度，并依據(jù)該路段上的限速標(biāo)準(zhǔn)判定車輛是否超速違章，并在LED大屏幕上實(shí)時(shí)發(fā)布交通違章車輛信息，以對(duì)違章車輛進(jìn)行告知及警示其他車輛。答案：C2．(2022·浙江溫州高一期末)利用位移傳感器測(cè)量距離的示意圖如圖所示。這個(gè)系統(tǒng)由發(fā)射器A與接收器B組成，發(fā)射器A能夠發(fā)射傳播速度為c＝3×108m/s的紅外線和傳播速度為v＝340m/s的超聲波信號(hào)