2022-2023學(xué)年新教材高中物理第一章描述運(yùn)動(dòng)的基本概念3位置變化的快慢與方向-速度學(xué)案教科版必修第一冊(cè)_第1頁(yè)
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_m/s,在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于________m/s.題型2用光電門測(cè)速度例5像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖甲所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間.現(xiàn)利用圖乙所示裝置測(cè)量,圖乙中MN是水平桌面,PQ是長(zhǎng)1m左右的木板,Q是木板與桌面的接觸點(diǎn),1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒有畫出,此外在木板頂端的P點(diǎn)懸掛著一個(gè)鉛錘,讓滑塊從木板的頂端滑下,光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.0×10-2s和2.0×10-2s.用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊的寬度d,讀出滑塊的寬度d=5.015cm.則滑塊通過光電門1的速度v1=________m/s,滑塊通過光電門2的速度v2=________m/s.(結(jié)果保留四位有效數(shù)字)思路點(diǎn)撥:審題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)擋光時(shí)間,即滑塊通過光電門所用的時(shí)間;(2)滑塊寬度,此寬度等于擋光時(shí)間內(nèi)滑塊的位移.探究點(diǎn)三速度—時(shí)間圖像【歸納總結(jié)】1.勻速直線運(yùn)動(dòng)(1)從圖像可以獲取的信息:速度的大小和方向.(2)面積的物理意義根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式x=vt可知,在速度圖像上對(duì)應(yīng)邊長(zhǎng)分別為v0和t0的矩形面積(如圖所示)代表質(zhì)點(diǎn)的位移.2.變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像(1)圖像中的點(diǎn)表示物體在這一時(shí)刻的瞬時(shí)速度.(2)從圖線走向可以看出速度的變化.在時(shí)間軸的上方,圖線向上走,說明物體速度增大;在時(shí)間軸的下方,圖線向下走,說明物體速度增大.(3)關(guān)于交點(diǎn)的理解①兩條圖線相交,表明在該時(shí)刻兩物體具有相同的速度,但不表示二者的位移相等.②圖線與t軸相交,表明此時(shí)刻物體的速度為零,圖線跨過t軸表示運(yùn)動(dòng)方向改變.③圖線與v軸的交點(diǎn),表示物體的初速度.3.幾種常見的變速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像【典例示范】例6如圖所示,左圖為甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的v-t圖像,右圖是在同一直線上運(yùn)動(dòng)的物體丙、丁的位移圖像.下列說法中正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)甲、乙的速度相同B.不管質(zhì)點(diǎn)甲、乙是否從同一地點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng),它們之間的距離一定越來越大C.丙的出發(fā)點(diǎn)在丁前面的x0處D.丙的運(yùn)動(dòng)比丁的運(yùn)動(dòng)快素養(yǎng)訓(xùn)練3(多選)某次軍事演習(xí)中,豎直向上發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)發(fā)生故障,造成導(dǎo)彈的v-t圖像如圖所示,則下述說法中正確的是()A.0~1s內(nèi)導(dǎo)彈勻速上升B.1~2s內(nèi)導(dǎo)彈靜止C.3s末導(dǎo)彈上升到最高點(diǎn)D.3~5s內(nèi)導(dǎo)彈加速下降隨堂演練·自主檢測(cè)——突出創(chuàng)新性素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.高速路上堵車,小東聽到導(dǎo)航儀提醒“前方3公里擁堵,預(yù)計(jì)需要24分鐘通過”,(1公里=1千米)根據(jù)導(dǎo)航儀提醒,下列推斷合理的是()A.汽車將勻速通過前方3kmB.能夠計(jì)算出此時(shí)汽車的速度是0.125m/sC.通過前方3km的過程中,汽車的平均速率大約為7.5km/hD.若此時(shí)離目的地還有30km,到達(dá)目的地就需要240min2.在某高速公路上,分別有如圖所示的甲、乙兩塊告示牌,告示牌上面數(shù)字的意思是()A.甲是指位移,乙是平均速度大小B.甲是指路程,乙是平均速度大小C.甲是指位移,乙是瞬時(shí)速度大小D.甲是指路程,乙是瞬時(shí)速度大小3.如圖所示,氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí),其上的遮光條將光遮住,電子計(jì)時(shí)器可自動(dòng)記錄遮光時(shí)間Δt,測(cè)得遮光條的寬度為Δx,用?x?t近似代表滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度.為使?xA.換用寬度更窄的遮光條B.提高測(cè)量遮光條寬度的精確度C.使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門D.增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角4.如圖所示,物體沿曲線ABCDE以箭頭指示方向運(yùn)動(dòng),在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段軌跡所用的時(shí)間分別是1s、2s、3s、4s.已知方格的邊長(zhǎng)為1m.下列說法正確的是()A.物體沿曲線A→E的平均速率為1m/sB.物體在ABC段的平均速度大小為52C.物體在CD段的平均速度與DE段的平均速度相同D.物體在B點(diǎn)的速度等于AC段的平均速度5.(多選)亞丁灣索馬里海域六艘海盜快艇試圖靠近中國(guó)海軍護(hù)航編隊(duì)保護(hù)的商船,中國(guó)特戰(zhàn)隊(duì)員發(fā)射爆震彈成功將其驅(qū)離.假如其中一艘海盜快艇在海面上運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示,則下列說法正確的是()A.海盜快艇在0~96s的時(shí)間內(nèi)始終朝同一方向運(yùn)動(dòng)B.海盜快艇在66s末開始調(diào)頭逃離C.海盜快艇在96s末開始調(diào)頭逃離D.海盜快艇在96~116s的時(shí)間內(nèi)速度逐漸減小6.[情境·模型·素養(yǎng)]岳靈珊和任盈盈同時(shí)從直跑道的一端前往另一端,岳靈珊在前13時(shí)間內(nèi)跑,在后23時(shí)間內(nèi)走,任盈盈在前13A.岳靈珊 B.任盈盈C.同時(shí)到達(dá) D.無法進(jìn)行比較3.位置變化的快慢與方向——速度必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、1.位移Δx時(shí)間Δt4.矢量相同5.m/s二、1.某時(shí)刻(或經(jīng)過某位置時(shí))3.瞬時(shí)快慢4.路程三、1.(2)平均瞬時(shí)2.發(fā)光管接收管計(jì)時(shí)瞬時(shí)速度四、3.平滑關(guān)鍵能力·合作探究探究點(diǎn)一【導(dǎo)學(xué)探究】1.提示:烏龜跑得快,烏龜、兔子前進(jìn)位移相同,烏龜用時(shí)少,由v=xt可判定烏龜速度大.瞬時(shí)速度表示物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度,與一段時(shí)間內(nèi)的平均速度是兩個(gè)不同的概念;瞬時(shí)速度為2.提示:混淆了瞬時(shí)速度和平均速度的概念.【典例示范】例1解析:若物體在某段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度都等于零,則物體處于靜止?fàn)顟B(tài),它在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定等于零,A錯(cuò)誤;物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于零,則物體可能靜止,也可能經(jīng)過一段時(shí)間后回到出發(fā)點(diǎn),它在這一段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度不一定等于零,B錯(cuò)誤;勻速直線運(yùn)動(dòng)中任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度都相等,任意一時(shí)間段內(nèi)的平均速度都等于任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,C正確;變速直線運(yùn)動(dòng)中某段時(shí)刻內(nèi)的平均速度可能等于它在某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,D錯(cuò)誤.答案:C例2解析:(1)在t=0至t=2s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的位移Δx1=(5+2×23)m-(5+2×03)m=16m,故在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度v1=?x1?(2)在t=2s至t=3s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的位移Δx2=(5+2×33)m-(5+2×23)m=38m,故在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度v2=?x2?答案:8m/s38m/s例3解析:設(shè)物體的運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)為O點(diǎn),則物體運(yùn)動(dòng)的示意圖如圖所示.物體在全程的位移大小x=v2t2-v1t1=6×5m-4×5m=10m,全程用時(shí)t=5s+5s+5s=15s,故物體在全程的平均速度大小v=xt=1015m/s=32m/s,方向向西.物體在全程的路程s=v1t1+v2t2=4×5m+6×5m=50m,故物體在全程的平均速率v′=st=答案:32m/s,方向向西10素養(yǎng)訓(xùn)練1解析:從家到公園再到家位移為零,故全過程的平均速度為零;路程與時(shí)間的比值為平均速率,故只有C項(xiàng)正確.答案:C素養(yǎng)訓(xùn)練2解析:(1)汽車通過A、B兩燈桿的位移x=40m,時(shí)間t=3.2s,則所求平均速度v=xt=40(2)汽車由燈桿A到路牌的位移x′=0.42m,時(shí)間t′=0.03s,則這段時(shí)間里的平均速度v′=x't'(3)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度約為某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,故可認(rèn)為汽車駛過燈桿A時(shí)的瞬時(shí)速度為14m/s.探究點(diǎn)二【典例示范】例4解析:由題意知,相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s,A、C兩點(diǎn)間的距離為14.0mm=0.0140m,A、D兩點(diǎn)間的距離為26.0mm=0.0260m.由公式v=?x?t得vAC=0.0140vAD=0.02603×0.02因?yàn)锳D段對(duì)應(yīng)的時(shí)間比AC段對(duì)應(yīng)的時(shí)間長(zhǎng),所以B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于AC段的平均速度.答案:0.350.430.35例5解析:滑塊通過光電門1的時(shí)間t1=5.0×10-2s,位移是x1=5.015cm=5.015×10-2m,平均速度v1=x1t1=1.003m/s,所以滑塊通過光電門1的速度v1=v1=1.003m/s.滑塊通過光電門2的時(shí)間t2=2.0×10-2s,位移x2=5.015cm=5.015×10-2m,平均速度v2=x2t2=2.508m/s,所以滑塊通過光電門2的速度答案:1.0032.508探究點(diǎn)三【典例示范】例6解析:由題中左圖可知,甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的速度大小都是2m/s,但甲的速度沿正方向,乙的速度沿負(fù)方向,說明兩質(zhì)點(diǎn)的速度方向相反,由于速度是矢量,則質(zhì)點(diǎn)甲、乙的速度不同,故A錯(cuò)誤;由于甲、乙出發(fā)點(diǎn)的位置關(guān)系未知,無法判斷它們之間的距離如何變化,故B錯(cuò)誤;由右圖看出丙從距原點(diǎn)正方向x0處出發(fā)沿正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),丁從原點(diǎn)出發(fā)沿同一方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),因此丙的出發(fā)點(diǎn)在丁前面的x0處,故C正確;丙圖線的傾斜程度小于丁圖線的傾斜程度,所以丙運(yùn)動(dòng)的慢,故D錯(cuò)誤.故選C.答案:C素養(yǎng)訓(xùn)練3解析:由v-t圖像的意義知0~1s內(nèi)導(dǎo)彈加速上升,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;1~2s內(nèi),導(dǎo)彈速度不變

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