《1.3位置變化快慢的描述-速度》課件與同步練習(xí)、導(dǎo)學(xué)案

第三節(jié)位置變化快慢的描述—速度第一章運(yùn)動(dòng)的描述新知導(dǎo)入比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢，你還記得初中有哪些方法嗎？初中所學(xué)的速度與高中所學(xué)的速度完全相同嗎？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，不同的運(yùn)動(dòng)，快慢程度并不相同。新知講解一、速度1、比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法（1）相同時(shí)間比較位移相同時(shí)間內(nèi)，位移越大，物體運(yùn)動(dòng)越快。新知講解（2）相同位移比較時(shí)間3min3min30s思考討論：如果時(shí)間和位移都不同，怎樣比較物體運(yùn)動(dòng)快慢呢？用單位時(shí)間內(nèi)的位移來(lái)比較物體運(yùn)動(dòng)快慢。相同的位移，所用時(shí)間越短的物體運(yùn)動(dòng)的越快。新知講解2、速度（1）定義：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。ΔxΔtv＝——（2）定義式v表示速度；Δx表示物體在Δt內(nèi)的位移。（3）單位：米每秒（m/s）、千米每時(shí)（km/h）、厘米每秒（cm/s）等。新知講解（4）物理意義：描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量速度大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)物體位移的大??；速度的方向是物體運(yùn)動(dòng)的方向。（5）速度是矢量，它既有大小，又有方向。

v的方向是由對(duì)應(yīng)Δt時(shí)間內(nèi)位移Δx的方向決定，正號(hào)表示與規(guī)定的正方向相同，負(fù)號(hào)表示與規(guī)定的正方向相反。針對(duì)練習(xí)1、說(shuō)出下面速度方向并比較大小v1=5m/sv2=20km/hv3=-8m/s解答：v1=5m/s和v2=20km/h方向與規(guī)定正方向相同v3=-8m/s方向與規(guī)定正方向相反v1<v2<v3注意：矢量的正負(fù)號(hào)僅表示方向，比較大小取絕對(duì)值，絕對(duì)值大的速度大。新知講解二、平均速度和瞬時(shí)速度1、

平均速度（1）定義：物體在時(shí)間Δt內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度（物體運(yùn)動(dòng)的位移與發(fā)生這個(gè)位移所用的時(shí)間的比值），叫作平均速度。（2）定義式：ΔxΔtv＝——（3）物理意義粗略地描述了物體運(yùn)動(dòng)快慢程度和方向；平均速度大，物體運(yùn)動(dòng)快，反之慢。新知講解（4）平均速度是矢量，方向由位移的方向決定，它的大小表示這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的快慢。注意：①平均速度必須指明那段時(shí)間或哪段位移。②平均速度不考慮運(yùn)動(dòng)過(guò)程的細(xì)節(jié)問(wèn)題，只考慮初末位置及整個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間問(wèn)題。③平均速率不是平均速度的大小，平均速率等于路程與時(shí)間的比值；平均速度大小一般不等于平均速率。針對(duì)練習(xí)某校教師舉行50m往返跑接力比賽，胡老師一次往返用時(shí)20s，則他的平均速度是______m/s平均速率———m/s提示：物體往返一次位移為x=0，所以平均速度為0。物體往返一次路程為100m，平均速率是路程與時(shí)間的比值。05新知講解思考討論：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？t（t＋Δt）可用時(shí)刻t到t＋Δt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，Δt越小，運(yùn)動(dòng)快慢的差異就越小。當(dāng)Δt非常非常小時(shí)，運(yùn)動(dòng)快慢的差異可以忽略不計(jì)，就可認(rèn)為是t時(shí)刻的速度。ΔxΔtv＝——Δx新知講解2、瞬時(shí)速度（1）定義：物體經(jīng)過(guò)某一位置或在某一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢程度就是瞬時(shí)速度。（2）瞬時(shí)速度精確地描述了物體運(yùn)動(dòng)的快慢。（3）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。（4）速率：瞬時(shí)速度的大小通常叫作速率。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。新知講解注意：日常生活中說(shuō)到的“速度”，有時(shí)是指速率，要根據(jù)上下文判斷。新知講解測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)1、測(cè)量平均速度（1）實(shí)驗(yàn)器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、刻度尺、電源、紙帶等。新知講解③取下紙帶，從能夠看得清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，如果共有n個(gè)點(diǎn)，那么n個(gè)點(diǎn)的間隔數(shù)為n－1個(gè)，則紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt＝（n－1）

×0.02s。④用刻度尺測(cè)量出從開(kāi)始計(jì)數(shù)的點(diǎn)到最后一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離Δx

。（2）實(shí)驗(yàn)步驟①固定計(jì)時(shí)器并穿好紙帶。②啟動(dòng)電源，拉紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)隨后立即關(guān)電源。新知講解（3）數(shù)據(jù)處理①在圖中選取紙帶上一點(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)；每隔0.1s的平均速度紙帶示意圖DEG0.1sΔx0123新知講解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Δx，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間Δt；④根據(jù)Δx和Δt計(jì)算紙帶在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度v。位置1234…Δx/m0.0320.0920.1550.217Δt/s0.10.10.10.1v/（m·s-1）0.320.921.552.17新知講解2、測(cè)量瞬時(shí)速度012345DEFGΔx0.06s計(jì)算每隔0.06s的平均速度紙帶示意圖新知講解說(shuō)明：D、F兩點(diǎn)間距離過(guò)小，測(cè)量誤差會(huì)增大。所以，實(shí)際測(cè)量中要根據(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。計(jì)算實(shí)驗(yàn)中紙帶上各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度。每隔0.06s計(jì)算一次速度。新知講解（2）數(shù)據(jù)處理①?gòu)募垘鹗键c(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Δx，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間Δt；④根據(jù)Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx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)的速度值記錄在表中。新知講解位置1234…Δx/m0.0180.0530.0920.132Δt/s0.060.060.060.06v/（m·s-1）手拉紙帶各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度0.300.881.532.2新知講解（1）建立坐標(biāo)系：以時(shí)間t為橫軸，速度v為縱軸；（2）描點(diǎn)；（3）用平滑的曲線連起來(lái)。v/（m·s-1）t/so四、速度—時(shí)間圖像1、圖像特點(diǎn)：直觀2、作圖步驟：速度—時(shí)間圖像或v-t圖像質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，其s-t關(guān)系如圖所示，質(zhì)點(diǎn)在0～20s內(nèi)的平均速度大小為_(kāi)______m/s，質(zhì)點(diǎn)在___________時(shí)的瞬時(shí)速度等于它在6～20s內(nèi)的平均速度。針對(duì)練習(xí)0.8

10

s和14

ss/m20t/s由s-t圖像可知，在0～20

s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)位移的大小為16

m，故平均速度為v=Δs/Δt

=16/20m/s=0.8

m/s。圖像的斜率代表速度，連接6

s、20

s兩個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)圖像的點(diǎn)，左右平移，與圖像相切位置對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)就是與6～20

s內(nèi)平均速度相等的時(shí)刻，可知10s和14s時(shí)的瞬時(shí)速度等于它在6～20

s內(nèi)的平均速度。針對(duì)練習(xí)新知講解拓展學(xué)習(xí)：借助傳感器與計(jì)算機(jī)測(cè)速度用“位移傳感器”把物體運(yùn)動(dòng)的位移、時(shí)間轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的處理，可以立刻在屏幕上顯示物體運(yùn)動(dòng)的速度，自動(dòng)繪制出物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖像。這樣，同學(xué)們就可以用更多的時(shí)間和精力對(duì)物理過(guò)程進(jìn)行分析。閱讀拓展：學(xué)習(xí)了解兩種位移傳感器測(cè)速度的原理。新知講解實(shí)驗(yàn)室用位移傳感器測(cè)速度的裝置。課堂練習(xí)1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測(cè)量情況如圖所示，紙帶在A、C間的平均速度為_(kāi)______m/s，在A、D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。0.350.420.35課堂練習(xí)2.短跑運(yùn)動(dòng)員在100m競(jìng)賽中，測(cè)得她在50m處的瞬時(shí)速度為6.0m/s，16s末到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度是7.5m/s，此運(yùn)動(dòng)員在這100m中的平均速度大小為（）6m/sB.6.25m/sC.6.75m/sD.7.5m/sB課堂練習(xí)3.下列所說(shuō)的速度中，哪個(gè)是平均速度（

）A.百米賽跑的運(yùn)動(dòng)員以9.5m/s的速度沖過(guò)終點(diǎn)線。

B.返回地面的太空艙以8m/s的速度落入太平洋。

C.由于堵車，在隧道內(nèi)的車速僅為1.2m/s。

D.子彈以800m/s的速度撞擊在墻上。C課堂練習(xí)4.短跑運(yùn)動(dòng)員在100m的比賽中，測(cè)得他在5s末的速度是8.7m/s，10s末到達(dá)終點(diǎn)時(shí)的速度為10.3m/s，此運(yùn)動(dòng)員在這100m中的平均速度是（）10m/sB.9.5m/sC.9m/sD.10.3m/sA拓展提高1、如圖所示為某物體的s—t圖像，在第1s內(nèi)物體的速度是————，從第2s至第3s內(nèi)物體的速度是——，物體返回時(shí)的速度是————，4s內(nèi)通過(guò)的路程是———，位移是———，4s內(nèi)物體的平均速度是——————。1m/s0-3m/s

4m-2m-0.5m/s

t/ss/m2、如圖為一條紙帶打上點(diǎn)后的情況，已知A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)中，A點(diǎn)最先打出，D點(diǎn)最后打出，由圖可知，A→B階段紙帶做————運(yùn)動(dòng)，B→C階段很接近————運(yùn)動(dòng)，C→D階段則做————運(yùn)動(dòng)，A→B、B→C和C→D三個(gè)階段中的平均速度大小依次為_(kāi)____m/s、———m/s和————m/s。已知交流電源的頻率為50Hz。

加速勻速減速1.85

5.25拓展提高拓展提高3、一輛汽車在平直公路上做直線運(yùn)動(dòng)先以速度v1行駛了三分之一的路程，接著又以v2=20km/h的速度跑完剩下的三分之二路程，如果汽車在全過(guò)程的平均速度是v=15km/h，則v1=—————km/h。10課堂總結(jié)1、物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間之比表示物體速度。2、速度是矢量，它既有大小，又有方向。v的方向是由對(duì)應(yīng)Δt時(shí)間內(nèi)位移Δx的方向決定。3、平均速度：粗略地描述了物體運(yùn)動(dòng)快慢程度和方向。4、瞬時(shí)速度精確地描述了物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向。5、測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度。6、速度—時(shí)間圖像。板書(shū)設(shè)計(jì)一、速度1、比較物體運(yùn)動(dòng)快慢的方法：相同時(shí)間比較位移；相同位移比較時(shí)間。2、物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間之比表示物體的速度。3、速度是矢量，它既有大小，又有方向。v的方向是由對(duì)應(yīng)Δt時(shí)間內(nèi)位移Δx的方向決定。板書(shū)設(shè)計(jì)3、測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度。三、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像來(lái)直觀表示。二、平均速度和瞬時(shí)速度1、平均速度：粗略地描述了