人教版高中物理必修第一冊第1章運動的描述3第1課時位置變化快慢的描述-速度課件

3.位置變化快慢的描述——速度第1課時位置變化快慢的描述——速度自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)合作探究·釋疑解惑課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)課標(biāo)定位1.理解速度的概念,領(lǐng)會其矢量性。2.知道平均速度和瞬時速度,了解它們的區(qū)別與聯(lián)系。3.能使用平均速度和瞬時速度的概念,并能進(jìn)行相應(yīng)的計算。4.理解、掌握速度—時間圖像。素養(yǎng)闡釋1.通過理解速度、平均速度、瞬時速度等概念,形成物理觀念。2.理解極限分析的方法,掌握科學(xué)思維的方法。3.體會運動圖像在物理學(xué)中的應(yīng)用,養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。

自主預(yù)習(xí)·新知導(dǎo)學(xué)一、速度1.定義:物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時間之比表示物體運動的快慢。3.單位:米每秒,符號是m/s或m·s-1。1m/s=3.6km/h。4.矢量性:速度是矢量,速度的方向就是物體運動的方向,和位移的方向相同。5.發(fā)生位移越大的物體一定運動得越快嗎?提示:位移越大的物體不一定運動得越快。從v=看,若在相同的Δt情況下,Δx越大,v才越大。如果沒有明確Δt的情況,Δx不能唯一確定v的大小。二、平均速度和瞬時速度1.平均速度(1)意義:描述物體在一段時間內(nèi)運動的平均快慢程度及方向。2.瞬時速度

(2)瞬時速度的大小通常叫作速率。(3)勻速直線運動是瞬時速度保持不變的運動,在勻速直線運動中,平均速度與瞬時速度相等。3.平均速度和瞬時速度都可以描述運動的快慢,平均速度越大的物體是否瞬時速度也越大?提示:平均速度大不表示每一時刻的速度都大,所以平均速度越大的物體其瞬時速度不一定越大。三、速度—時間圖像1.物體運動的速度隨時間變化的情況可以用圖像來直觀表示。2.以時間t為橫軸,速度v為縱軸,坐標(biāo)中的圖像即為速度—時間圖像或v-t圖像?！舅伎加懻摗?/p>

1.判斷下列說法的正誤。(1)速度既有大小,又有方向,是矢量。(

)(2)平均速度是速度的算術(shù)平均值。(

)(3)物體的瞬時速度總為零,則平均速度一定為零。(

)(4)子彈以速度v從槍口射出,v指瞬時速度。(

)提示:(1)√

(2)×

(3)√

(4)√2.成都到重慶的和諧號動車車廂內(nèi)可實時顯示相關(guān)信息的顯示屏的照片如圖所示,圖中甲、乙兩處的數(shù)據(jù)分別表示哪兩個物理量?提示:甲表示時刻,乙表示瞬時速度。

3.如圖所示,小李乘坐高鐵,當(dāng)他所在的車廂剛要進(jìn)隧道時,看到車廂內(nèi)顯示屏上的示數(shù)為216km/h,他立即觀察手表秒針走動,經(jīng)過20s車廂出了隧道,則該隧道的長度約為多少(火車做勻速直線運動)?提示:隧道的長度即為火車在這20

s內(nèi)通過的位移,v=216

km/h=60

m/s,根據(jù)勻速直線運動位移與時間的關(guān)系,有x=vt=60×20

m=1

200

m。

合作探究·釋疑解惑知識點一對速度的理解問題引領(lǐng)自行車和汽車都在平直公路上沿同一方向單向行駛,在30min內(nèi)自行車行駛了8km,汽車行駛了50km。百米比賽中,運動員甲用時10s,運動員乙用時13.5s。(1)自行車和汽車哪個快?(2)運動員甲和運動員乙哪個快?(3)汽車和運動員甲哪個快?如何比較呢?提示:(1)汽車運動得快。單向直線運動中相同時間內(nèi)位移大的運動得快。(2)運動員甲跑得快。單向直線運動中通過相同位移所需時間短的運動得快。(3)通過比較兩物體位移與時間的比值,可比較兩物體運動的快慢。所以汽車運動得快。

歸納提升(1)速度采用比值定義法,不能認(rèn)為v與位移成正比、與時間成反比。(2)式中Δx是位移不是路程,Δx與Δt具有對應(yīng)性。2.速度是矢量(1)速度既有大小,又有方向,是矢量。瞬時速度的方向就是物體此時刻的運動方向。(2)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。典型例題【例題1】

(多選)下列說法正確的是(

)A.速度大小不變的直線運動是勻速直線運動B.物體做勻速直線運動時,速度v與運動的位移Δx成正比,與運動時間Δt成反比D.速度是表示物體運動快慢和方向的物理量

答案:CD解析:勻速直線運動是速度大小和方向都不變的運動,A只注重了速度的大小而忽略了其方向,故A錯誤。勻速直線運動的速度與Δx、Δt均無關(guān),故B錯誤。速度的定義式對任何運動都是成立的,速度是描述物體位置變化快慢和方向的物理量,故C、D正確。速度既有大小,又有方向,是矢量。通過對速度概念的理解,形成描述物體運動快慢的物理觀念。【變式訓(xùn)練1】

(多選)甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上勻速運動,設(shè)向右為正,甲質(zhì)點的速度為2m/s,乙質(zhì)點的速度為-4m/s,則可知(

)A.乙質(zhì)點的速率大于甲質(zhì)點的速率B.因為+2>-4,所以甲質(zhì)點的速度大于乙質(zhì)點的速度C.這里的正負(fù)號的物理意義是表示運動的方向D.若甲、乙兩質(zhì)點同時由同一點出發(fā),則10s后甲、乙兩質(zhì)點相距60m答案:ACD解析:因為速度是矢量,所以其正、負(fù)號表示物體的運動方向,C正確。速率是標(biāo)量,等于速度的大小,甲、乙的速率分別為2

m/s、4

m/s,故A正確。速度是矢量,比較大小時看絕對值,B錯誤。甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上沿相反方向運動,10

s后的距離等于兩者位移之和,計算可得D正確。知識點二平均速度和瞬時速度問題引領(lǐng)在圖中,交警用電子檢測設(shè)備檢測汽車是否超速,電子檢測設(shè)備測得的速度是平均速度還是瞬時速度?提示:電子檢測設(shè)備拍攝了車輛經(jīng)過電子設(shè)備瞬間的運動情況。因此,測得的速度是瞬時速度。歸納提升平均速度和瞬時速度的比較項目平均速度瞬時速度物理意義描述物體在一段時間內(nèi)運動的平均快慢和方向,與一段時間或一段位移對應(yīng)描述物體在某時刻運動的快慢和方向,與時刻或位置對應(yīng)瞬時速度是物體經(jīng)過某位置(或某時刻)的速度,能準(zhǔn)確描述物體運動的快慢。典型例題【例題2】

關(guān)于速度的描述,下列說法正確的是(

)A.圖甲中,電動車限速25km/h,指的是平均速度大小B.圖乙中,子彈射出槍口時的速度大小為500m/s,指的是平均速度大小C.圖丙中,某運動員百米跑的成績是10s,則他沖刺時的速度大小一定為10m/sD.圖丁中,京滬高速鐵路測試時的列車最大速度可達(dá)484km/h,指的是瞬時速度大小答案:D解析:電動車限速25

km/h,限制的是瞬時速度大小,不是平均速度大小,故選項A錯誤;子彈射出槍口時的速度大小與槍口這一位置對應(yīng),因此為瞬時速度大小,選項B錯誤;根據(jù)運動員的百米跑成績是10

s可知,運動員的平均速度大小為10

m/s,但其沖刺速度不一定為10

m/s,故選項C錯誤;列車的最高時速指的是在安全情況下所能達(dá)到的最大速度,為瞬時速度大小,故選項D正確。在實際應(yīng)用中“速度”一詞有時指平均速度,有時指瞬時速度,要根據(jù)上、下文進(jìn)行判斷,進(jìn)而正確地形成物體運動的物理觀念?！咀兪接?xùn)練2】

在一次體育訓(xùn)練中,小強(qiáng)同學(xué)沿直道跑了100m,用時12.5s;小明同學(xué)繞標(biāo)準(zhǔn)田徑場(一圈400m)跑了一圈回到出發(fā)點,用時50s。上述過程中,小強(qiáng)和小明運動的平均速度大小分別為(

)A.8m/s,8m/s B.8m/s,0C.0,8m/s D.0,0答案:B知識點三速度—時間圖像問題引領(lǐng)右圖是一名同學(xué)某次從蹦床上跳起后的v-t圖像,已知t2=2t1,分析下列問題:(1)該同學(xué)的速度大小是如何變化的?(2)該同學(xué)在哪段時間是上升的,在哪段

時間是下降的?(3)從圖像中可以看出,是選上升過程的速度方向為正方向,還是選下降過程的速度方向為正方向?提示:(1)在0~t1時間內(nèi)速度由v0逐漸減小到零,在t1~t2時間內(nèi)速度由零反向增大到v0。(2)速度由v0減小到零的過程是上升過程,所對應(yīng)的時間為0~t1;速度由零增大到v0的過程是下降過程,所對應(yīng)的時間為t1~t2。(3)從圖像中可以看出,上升過程速度為正,下降過程速度為負(fù),因此,是選上升過程的速度方向為正方向。歸納提升1.v-t圖像的建立以速度v為縱軸、時間t為橫軸,建立平面直角坐標(biāo)系,根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出一系列點,再用平滑曲線把這些點連接起來,就得到了一條能夠描述速度v與時間t變化關(guān)系的圖像(v-t圖像),簡稱速度圖像。圖像上的任一點的縱坐標(biāo)表示該時刻的瞬時速度。2.v-t圖像的物理意義速度—時間圖像(即v-t圖像)反映的是速度隨時間的變化關(guān)系,它并不是物體的運動軌跡。速度不同的勻速直線運動的v-t圖像都是平行于時間軸的直線,但它們在縱軸上的截距不同,縱軸上的截距表示的是速度的大小和方向。如圖所示,a、b、c的速度分別為va、vb和vc,則va>vb,vc是負(fù)值,說明其方向與正方向相反。勻速直線運動的速度—時間圖像是一條與時間軸平行的直線。典型例題【例題3】

(多選)物體做直線運動,其v-t圖像如圖所示。下列說法正確的是(

)A.0~2s內(nèi)汽車的速度方向沿正方向,且速度逐漸增大B.2~4s內(nèi)的位移為4mC.第1s末與第3s末的速度方向不同D.5s時物體又回到了初始位置答案:AB解析:0~2

s內(nèi)汽車的速度為正,說明方向沿正方向,由題圖知速度逐漸增大,A正確。2~4

s內(nèi)汽車做勻速運動,位移x=vt=4

m,B正確。全過程的速度都為正值,說明速度的方向一直沿著正方向,C錯誤。5

s時物體的速度為零,在此之前物體一直沿同一個方向運動,故全過程的位移一定不為零,D錯誤。v-t圖像不是物體運動的軌跡,分析時要把圖像與物體的實際運動結(jié)合起來?！咀兪接?xùn)練3】

某同學(xué)以一定的速度去另一同學(xué)家送一本書,停留一會兒后,又以相同的速率沿原路回家。下列選項所示的哪個圖像能粗略地表示他的運動狀態(tài)(

)答案:C解析:因該同學(xué)運動時的速率不變,故A、B、D錯誤。又由于返回的過程中速度方向不同,所以選項C正確。課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)1.(速度的計算)汽車尾部的剎車燈的光源若采用發(fā)光二極管(LED),則通電后亮起的時間會比采用燈絲的白熾車燈大約快0.5s,故有助于后車駕駛員提前做出反應(yīng)。假設(shè)后車以50km/h的車速勻速前進(jìn),則在0.5s的時間內(nèi),后車前行的距離大約為(

)A.3m B.7m C.12m D.25m答案:B2.(平均速度的理解)下圖是高速公路旁的交通標(biāo)志,圖中的“100”表示小汽車的速度不得大于100km/h,“杭州88km”表示到杭州還有88km。“100km/h”和“88km”分別指(

)A.瞬時速度,位移

B.瞬時速度,路程C.平均速度,位移

D.平均速度,路程答案:B解析:交通標(biāo)志里的限速標(biāo)志是指每一時刻的速度均不能超過該速度,故100

km/h為瞬時速度;里程88

km指的是行駛路程,B項正確。3.(多選)(速度—時間圖像)甲、乙兩物體運動的速度—時間圖像如圖所示,下列說法正確的是(

)A.甲處于靜止?fàn)顟B(tài)B.乙剛開始時以5m/s的速度與