高中物理教科版必修一3運(yùn)動快慢與方向的描述-速度教案

1.3運(yùn)動快慢與方向的描述一一速度教學(xué)目標(biāo).理解速度的概念。知道速度是描述物體運(yùn)動快慢的物理量，知道它的定義、公式、符號和單位，知道它是矢量。.理解平均速度、瞬時速度的概念。.知道速度和速率關(guān)系。教學(xué)重難點(diǎn).理解速度的概念，領(lǐng)會其矢量性，知道速度的方向..理解平均速度和瞬時速度的概念，知道速度與速率的區(qū)別與聯(lián)系，并能進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算.（重點(diǎn)）.理解速度一時間圖像.（難點(diǎn)）.掌握打點(diǎn)計(jì)時器的工作原理，并能測平均速度.（難點(diǎn)）教學(xué)內(nèi)容一、速度.物理意義表示物體運(yùn)動的..定義位移與發(fā)生這段位移所用的比值..定義式v= = .若物體沿直線運(yùn)動，Xi、X2分別為物體在t「t2兩時刻的位置，若X2>X1，說明物體的速度方向與Ox軸正方向 ，若X2<X1，說明物體的速度方向與Ox軸正方向.4.單位國際單位制單位：米每秒,m/s或m,s-i.常用單位：千米每小時(km/h或km,h-i)、厘米每秒(cm/s或cm,s-i)等.5.矢量性速度是矢量，既有大小又有方向.速度的方向就是 的方向.練習(xí).速度在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)通過的路程.().兩物體的速度分別是匕=2m/s,V2=-3m/s,則它們的大小關(guān)系為匕＞%().A物體的位移大于B物體的位移，則A物體的速度一定大于B物體的速度.().蝸牛要橫向爬過一本教科書，至少得用2min的時間.烏龜爬行1m需要50s,獵豹平均每秒可跑32m.如何比較哪種動物運(yùn)動得快呢？有幾種比較方法？討論：以下有三個物體的運(yùn)動，請比較它們運(yùn)動的快慢.初始位置(m)經(jīng)過時間(s)末位置(m)A.自行車沿平直道路行駛020100B.公共汽車沿平直道路行駛010100C.火車沿平直軌道行駛500301250討論1：如何比較A和B的運(yùn)動快慢?討論2：如何比較B和C的運(yùn)動快慢?.對速度概念的理解⑴這里的速度指運(yùn)動物體的位移與所用時間的比值，而不再是初中所學(xué)的路程與時間的比值.(2)兩種速度的定義并不矛盾，因?yàn)槌踔兄谎芯縿蛩僦本€運(yùn)動，不關(guān)注運(yùn)動方向，路程即位移大小..對速度定義式v=^t的理解^At八x(1)公式v=^-中的△x是物體運(yùn)動的位移，不是路程.^At△x (2)v=A-是速度的定義式，不是決定式，不能認(rèn)為V與位移△x成正比、與時間^t△成反比..對速度矢量性的理解(1)速度既有大小，又有方向，是矢量.速度的方向就是物體的運(yùn)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..路程與速度的關(guān)系(1)物體在某一階段的路程為零時，物體的速度一定為零.(2)物體在某一階段的路程不為零時，由于位移可能為零，也可能不為零，所以物體的速度可能為零，也可能不為零.例題1(多選)甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上勻速運(yùn)動，設(shè)向右為正，甲質(zhì)點(diǎn)的速度為2m/s,乙質(zhì)點(diǎn)的速度為一4m/s,則可知()A.乙質(zhì)點(diǎn)比甲質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的快B.因?yàn)?2>—4,所以甲質(zhì)點(diǎn)的速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的速度C.這里的正、負(fù)號的物理意義是表示運(yùn)動的方向D.若甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時由同一點(diǎn)出發(fā)，則10s后甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相距60m練習(xí)1下列關(guān)于速度的說法正確的是()△xA.由v=7彳知，v與4x成正比，與△t成反比△

B.速度大小不變的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動C.因?yàn)?>—3,所以2m/s>—3m/sD.速度的方向與物體運(yùn)動的方向一致八x練習(xí)2(多選)關(guān)于速度的定義式V=7T-，以下敘述正確的是()^AtA.物體做勻速直線運(yùn)動時，速度v與運(yùn)動的位移△x成正比，與運(yùn)動時間△t成反比B.速度v的大小與運(yùn)動的位移△x和時間△t都無關(guān)C.此速度定義式適用于任何運(yùn)動D.速度是表示物體運(yùn)動快慢及方向的物理量速度矢量性的應(yīng)用.速度是矢量，做直線運(yùn)動的物體的速度可用正、負(fù)號表示其運(yùn)動的方向，速度的方向與正方向相同時取正值，相反時取負(fù)值..物體做直線運(yùn)動時，一般規(guī)定速度的正方向與位移的正方向相同，即在同一坐標(biāo)二、平均速度和瞬時速度.平均速度(1)定義：在變速直線運(yùn)動中，位移生跟發(fā)生這段位移所用時間A￡的比值叫做變速直線運(yùn)動的平均速度.⑵公式:-A

v⑵公式:-A

v=——At(3)物理意義：粗略地描述物體運(yùn)動的 .(4)矢量性：平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向與一段時間包內(nèi)發(fā)生的位移的方向相同．.瞬時速度(1)定義：物體在(或某一位置)的速度叫做瞬時速度.(2)物理意義：描述物體在某一時刻(或某一位置)運(yùn)動的和。.速率和速度的區(qū)別（1）速率：瞬時速度的 叫做瞬時速率，簡稱速率.（2）速度與速率的區(qū)別：速度是矢量，速率是標(biāo)量；速率只反映物體運(yùn)動的快慢，而速度卻同時反映運(yùn)動的和運(yùn)動的.練習(xí)TOC\o"1-5"\h\z.物體的瞬時速度總為零，則平均速度一定為零.（ ）.瞬時速率是瞬時速度的大小.（ ）.物體的平均速度為零，則物體可能處于靜止?fàn)顟B(tài).（）.平均速度是速度的算術(shù)平均值.（ ）.某運(yùn)動員沿半徑為R的圓形跑道運(yùn)動了一圈，經(jīng)歷的時間為t,則該過程中運(yùn)動員的平均速度、平均速率怎樣表示？.瞬時速率是瞬時速度的大小，平均速率是平均速度的大小，這句話對嗎？討論：某同學(xué)百米比賽用時12s,前2s內(nèi)的位移為12m,第2個2s內(nèi)位移為14m,第3個2s內(nèi)位移為16m,第4個2s內(nèi)位移為19m,第5個2s內(nèi)位移為20m,第6個2s內(nèi)位移為19m.問題1：計(jì)算上述6個時間間隔內(nèi)的平均速度，并說明哪段時間運(yùn)動得最快？8s末的速度一定等于12s末的速度嗎？

問題2：通過以上數(shù)據(jù)，你能知道這個同學(xué)的“起跑速度〈“沖刺速度”以及“最大速度”嗎?1.平均速度與瞬時速度的比較平均速度瞬時速度區(qū)別對應(yīng)關(guān)系與某一過程中的一段位移、一段時間對應(yīng)與運(yùn)動過程中的某一時刻、某一位置對應(yīng)物理意義粗略描述質(zhì)點(diǎn)在一段位移或時間上的運(yùn)動快慢和方向精確描述質(zhì)點(diǎn)在某一位置或某一時刻運(yùn)動的快慢和方向矢量性與對應(yīng)時間內(nèi)物體的位移方向相同與質(zhì)點(diǎn)所在位置的運(yùn)動方向相同聯(lián)系 △ x. .一.、(1)在公式v-.t中，△t一0,平均速度即為瞬時速度^A(2)在勻速直線運(yùn)動中，各點(diǎn)的瞬時速度都相等，所以任意一段時間內(nèi)的平均速度等于任一時刻的瞬時速度2.平均速度與平均速率的比較平均速度平均速率定義巾.、擊陣位移平均速度-時間512g、由缶 路程平均速率-時間標(biāo)矢性矢量，有方向標(biāo)量，無方向聯(lián)系都粗略地描述物體運(yùn)動的快慢單位相同，在國際單位制中，單位是米每秒，符號是m/s平均速度的大小一般小于平均速率，只有在單方向直線運(yùn)動中，平均速度的大小才等于平均速率.但此時也不能說平均速度就是平均速率例題2下列語句的描述中，有關(guān)速度的含義是指平均速度的是()A.子彈射出槍口的速度是800m/s,以790m/s的速度擊中目標(biāo)B.小球在光滑路面上滑行，第3s末的速度是6m/sC.汽車從甲站行駛到乙站的速度是40km/hD.2013年4月27日，“新飛人”張培萌在全國田徑大獎賽百米比賽中以10秒04的成績奪冠，并以10.34m/s的速度沖過終點(diǎn)練習(xí)3物體沿一直線運(yùn)動，先以5m/s的速度運(yùn)動一段時間，接著以2m/s的速度運(yùn)動相等的時間，其整個過程的平均速度為匕；若該物體以5m/s的速度運(yùn)動一段位移，接著以2m/s的速度運(yùn)動相等的位移，其平均速度為v2.則vrv2的大小關(guān)系是()A.匕＞凡 B.”凡C.V]=V2 D.不確定練習(xí)4某人沿著平直公路由A出發(fā)到達(dá)D點(diǎn)，前^=5s內(nèi)向東運(yùn)動了4x1=30m經(jīng)過B點(diǎn)，又運(yùn)動了t2=5s前進(jìn)了4x2=60m到達(dá)C點(diǎn)，在C點(diǎn)停了t3=4s后又向西行，經(jīng)歷了t4=6s運(yùn)動△x4=120m到達(dá)A點(diǎn)西側(cè)的D點(diǎn)，其運(yùn)動過程如圖所示，求：(1)全過程的平均速度； ,4一一A?2A43=0DAB Cx(2)全過程的平均速率. "心4求平均速度時常見的錯誤.認(rèn)為平均速度就等于速度的平均值，即V=v。工（v、v分別是物體的初、末速度）.實(shí)2 1 2際上這個式子對于極個別的運(yùn)動適用，但對于一般的直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動是不適用的..認(rèn)為平均速度大小等于平均速率.在計(jì)算平均速度時，用路程與時間的比值去求解.而實(shí)際上平均速度必須依據(jù)其定義用位移與時間的比值去求解，并且必須強(qiáng)調(diào)針對的是哪段位移嚼哪段時間）. 1.兩種打點(diǎn)計(jì)時器①電火花計(jì)時器：結(jié)構(gòu)如圖所示，使用電壓為220V交流電源，電源頻率是50Hz時，打點(diǎn)周期為0.02s.正脈沖輸出插座紙帶②電磁打點(diǎn)計(jì)時器：結(jié)構(gòu)如圖所示，使用低壓交流電源，電源頻率是50Hz時，打點(diǎn)周期為0.02s.（2）實(shí)驗(yàn)器材：電火花計(jì)時器、紙帶、墨粉紙盤、交流電源、小車、鐵架臺、木板、刻度尺.⑶利用紙帶求平均速度①利用刻度尺測量兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Ax.②根據(jù)打點(diǎn)周期求出兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔△t.Ax③根據(jù)公式v====求出計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度.^A__L練習(xí).打點(diǎn)計(jì)時器是記錄做直線運(yùn)動的物體的位置和時間的儀器.（）.兩種打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期都是0.02s.（）.兩種打點(diǎn)計(jì)時器使用的都是220V的交變電源.（）.打點(diǎn)計(jì)時器是計(jì)時儀器，還是測量長度的儀器？討論：下圖是用頻閃照相的形式拍攝的“鴿子飛翔時”的照片，在這里連續(xù)的運(yùn)動被分離成了離散的“景”，這就為研究鴿子的飛翔提供了一種非常好的方法.問題1：在實(shí)驗(yàn)中我們?nèi)绾斡涗浐芏痰臅r間呢?問題2：利用記錄的位移和時間可求鴿子的平均速度嗎?.實(shí)驗(yàn)步驟⑴了解打點(diǎn)計(jì)時器的結(jié)構(gòu)，把打點(diǎn)計(jì)時器固定在桌面上.⑵把紙帶裝好.(3)啟動電源，用手水平地拉動紙帶，紙帶就打出一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源.(4)取下紙帶，從能夠看清的某個點(diǎn)開始，往后數(shù)出n個點(diǎn)，n個點(diǎn)之間的間隔數(shù)為(n-1)，紙帶從打第1個點(diǎn)到打第n個點(diǎn)的運(yùn)動時間At=0.02(n-1)s.(5)用刻度尺測量出第1個點(diǎn)到第n個點(diǎn)間的距離A.(6)把測量的結(jié)果填入自己事先設(shè)計(jì)的表格中..瞬時速度的計(jì)算測量方法：用打點(diǎn)計(jì)時器測量某一位置瞬時速度時，可以取包含這一位置在內(nèi)的一小段位移Ax，測出這一段位移的平均速度，用這個平均速度代表紙帶經(jīng)過該位置的瞬時速度.如圖所示，測量出包含E點(diǎn)在內(nèi)的D、F兩點(diǎn)間的位移A和時間At,算出紙帶在這兩Ax點(diǎn)間的平均速度v=，這個平均速度可代表紙帶經(jīng)過E點(diǎn)時的瞬時速度.AtAx——a.注意事項(xiàng)(1)使用打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)時，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動紙帶.(2)手拉動紙帶時速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集.(3)打點(diǎn)計(jì)時器不能連續(xù)工作太長時間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源.(4)對紙帶進(jìn)行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是一次測量完畢(可先統(tǒng)一測量出各個測量點(diǎn)到起始點(diǎn)O之間的距離)，可減小相對誤差.讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位.(5)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，要每隔T=0.1s選一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，即每隔四個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，而計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度時，Ax、At應(yīng)取此計(jì)數(shù)點(diǎn)前、后兩個點(diǎn)之間的位移和時間.即v二XJ二2T,(6)使用電火花計(jì)時器時，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面.10

例題3電火花計(jì)時器通常的工作電壓為V,實(shí)驗(yàn)室使用我國民用電時，每隔s打一次點(diǎn)；如圖所示紙帶是某同學(xué)練習(xí)使用電火花計(jì)時器時得到的，紙帶的左端先通過電火花計(jì)時器，從點(diǎn)跡的分布情況可以斷定紙帶的速度變化情況是（選填“速度減小”或“速度增大”）.若所用電源的頻率為50Hz,從打下A點(diǎn)到打下B點(diǎn)共14個點(diǎn)跡，歷時s.練習(xí)5為完成“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器”實(shí)驗(yàn)，在如圖137所示的四種器材中，找出這兩種打點(diǎn)計(jì)時器，并完成以下填空：圖為電磁打點(diǎn)計(jì)時器，工作電壓為交流;圖為電火花打點(diǎn)計(jì)時器，工作電壓為交流V.甲圖甲圖練習(xí)6打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50Hz,某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量情況如圖138所示，紙帶在A、C間的平均速度為m/s,在A、D間的平均速度為 m/s,B點(diǎn)的瞬時速度更接近于 m/s.四、速度一一時間圖像四、速度一一時間圖像（v-t圖）.定義：以速度為縱軸，時間為橫軸，建立一個平面直角坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系中畫出物體的速度v隨時間t變化關(guān)系的圖像..勻速直線運(yùn)動的速度一時間圖像如圖所示，是一條平行于時間軸的直線.1111.利用速度一時間圖像求位移勻速直線運(yùn)動的速度一時間圖像與t軸所圍的矩形的“面積”表示物體對應(yīng)時間內(nèi)的位移.練習(xí)：.勻速直線運(yùn)動的vt圖像是平行于t軸的一條直線.（）.vt圖像中的傾斜直線表示物體做變速運(yùn)動.（）.vt圖像就是物體運(yùn)動的軌跡.（）.怎樣由vt圖像看物體的速度方向？學(xué)業(yè)分層測評（三）.（多選）通過打點(diǎn)計(jì)時器得到的一條紙帶上的點(diǎn)不均勻，下列判斷正確的是（）A.點(diǎn)密集的地方物體運(yùn)動的速度比較大B.點(diǎn)密集的地方物體運(yùn)動的速度比較小C.點(diǎn)不均勻說明物體在相等時間內(nèi)發(fā)生的位移不相等D.點(diǎn)不均勻說明打點(diǎn)計(jì)時器有故障.關(guān)于瞬時速度、平均速度，以下說法中正確的是（）A.瞬時速度可以看成時間趨于無窮小時的平均速度B.做變速運(yùn)動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度，一定和物體在這段時間內(nèi)各個時刻的瞬時速度的平均值大小相等C.物體做變速直線運(yùn)動，平均速度的大小等于這段時間內(nèi)初末時刻瞬時速度的平均值的大小D.物體做變速運(yùn)動時，平均速度是指物體通過的路程與所用時間的比值12.為了使公路交通有序、安全，道路兩旁都豎立了許多交通標(biāo)志.如圖所示，甲圖是廣州市環(huán)市路高架橋上的限速標(biāo)志（白底、紅圈、黑字），表示允許行駛的最大速度是60km/h；乙圖是路線指示標(biāo)志，表示離下一出口還有25km.上述兩個數(shù)據(jù)的物理意義是（）尸飛, 下一出口60/NEXTexit

[ 25km,甲乙60km/h是平均速度，25km是位移60km/h是平均速度，25km是路程60km/h是瞬時速度，25km是位移60km/h是瞬時速度，25km是路程.瞬時速度是指（）A.運(yùn)動物體在某一段時間內(nèi)的速度B.運(yùn)動物體在某一段位移內(nèi)的速度C.運(yùn)動物體在某一段路程內(nèi)的速度D.運(yùn)動物體在某一時刻（或某一位置）的速度.從甲地到乙地的高速公路全程是197km，一輛客車8點(diǎn)從甲地開上高速公路，10點(diǎn)到達(dá)乙地，途中曾在一高速公路服務(wù)區(qū)休息10min,這輛客車從甲地到乙地的平均車速是（）A.98.5km/h B.27.4km/hC.107km/h D.29.8km/h.如圖所示是三個質(zhì)點(diǎn)A、B、C的運(yùn)動軌跡，三個質(zhì)點(diǎn)同時從N點(diǎn)出發(fā)，又同時到達(dá)M點(diǎn)，下列說法正確的是（）A.從N到M的過程中，A的平均速率最大13

B.三個質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速率相同C.三個質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速度不相同D.到達(dá)M點(diǎn)時A的瞬時速率最大.一輛汽車在平直公路上行駛，若以速度v1勻速行駛?cè)痰娜种?，接著以v2=20km/h走完剩下的路程，若它全程的平均速度v=28km/h,則v1應(yīng)為（）A.24km/h B.32km/hC.35km/h D.36km/h.如圖所示是一個物體運(yùn)動的vt圖像，從以下三個方面說明它的速度是怎樣變化的.⑴物體