人教版高中物理必修第一冊(cè)第1章運(yùn)動(dòng)的描述3第1課時(shí)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(shí)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(huì)其矢量性。2.知道平均速度和瞬時(shí)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(shí)速度的概念,并能進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算。4.理解、掌握速度—時(shí)間圖像。素養(yǎng)闡釋1.通過(guò)理解速度、平均速度、瞬時(shí)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(huì)運(yùn)動(dòng)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(jià)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(shí)間之比表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢。3.單位:米每秒,符號(hào)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)得越快嗎?提示:位移越大的物體不一定運(yùn)動(dòng)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(méi)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(shí)速度1.平均速度(1)意義: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。2.瞬時(shí)速度

(2)瞬時(shí)速度的大小通常叫作速率。(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。3.平均速度和瞬時(shí)速度都可以描述運(yùn)動(dòng)的快慢,平均速度越大的物體是否瞬時(shí)速度也越大?提示:平均速度大不表示每一時(shí)刻的速度都大,所以平均速度越大的物體其瞬時(shí)速度不一定越大。三、速度—時(shí)間圖像1.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。2.以時(shí)間t為橫軸,速度v為縱軸,坐標(biāo)中的圖像即為速度—時(shí)間圖像或v-t圖像?！舅伎加懻摗?/p>

1.判斷下列說(shuō)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(shí)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(shí)速度。(

)提示:(1)√

(2)×

(3)√

(4)√2.成都到重慶的和諧號(hào)動(dòng)車(chē)車(chē)廂內(nèi)可實(shí)時(shí)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(gè)物理量?提示:甲表示時(shí)刻,乙表示瞬時(shí)速度。

3.如圖所示,小李乘坐高鐵,當(dāng)他所在的車(chē)廂剛要進(jìn)隧道時(shí),看到車(chē)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(dòng),經(jīng)過(guò)20s車(chē)廂出了隧道,則該隧道的長(zhǎng)度約為多少(火車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng))?提示:隧道的長(zhǎng)度即為火車(chē)在這20

s內(nèi)通過(guò)的位移,v=216

km/h=60

m/s,根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系,有x=vt=60×20

m=1

200

m。

合作探究·釋疑解惑知識(shí)點(diǎn)一對(duì)速度的理解問(wèn)題引領(lǐng)自行車(chē)和汽車(chē)都在平直公路上沿同一方向單向行駛,在30min內(nèi)自行車(chē)行駛了8km,汽車(chē)行駛了50km。百米比賽中,運(yùn)動(dòng)員甲用時(shí)10s,運(yùn)動(dòng)員乙用時(shí)13.5s。(1)自行車(chē)和汽車(chē)哪個(gè)快?(2)運(yùn)動(dòng)員甲和運(yùn)動(dòng)員乙哪個(gè)快?(3)汽車(chē)和運(yùn)動(dòng)員甲哪個(gè)快?如何比較呢?提示:(1)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)得快。單向直線運(yùn)動(dòng)中相同時(shí)間內(nèi)位移大的運(yùn)動(dòng)得快。(2)運(yùn)動(dòng)員甲跑得快。單向直線運(yùn)動(dòng)中通過(guò)相同位移所需時(shí)間短的運(yùn)動(dòng)得快。(3)通過(guò)比較兩物體位移與時(shí)間的比值,可比較兩物體運(yùn)動(dòng)的快慢。所以汽車(chē)運(yùn)動(dòng)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(shí)間成反比。(2)式中Δx是位移不是路程,Δx與Δt具有對(duì)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(shí)速度的方向就是物體此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向。(2)比較兩個(gè)速度是否相同時(shí),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(shuō)法正確的是(

)A.速度大小不變的直線運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)B.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度v與運(yùn)動(dòng)的位移Δx成正比,與運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt成反比D.速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量

答案:CD解析:勻速直線運(yùn)動(dòng)是速度大小和方向都不變的運(yùn)動(dòng),A只注重了速度的大小而忽略了其方向,故A錯(cuò)誤。勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度與Δx、Δt均無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤。速度的定義式對(duì)任何運(yùn)動(dòng)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(guò)對(duì)速度概念的理解,形成描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理觀念?！咀兪接?xùn)練1】

(多選)甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上勻速運(yùn)動(dòng),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-4m/s,則可知(

)A.乙質(zhì)點(diǎn)的速率大于甲質(zhì)點(diǎn)的速率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(hào)的物理意義是表示運(yùn)動(dòng)的方向D.若甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā),則10s后甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相距60m答案:ACD解析:因?yàn)樗俣仁鞘噶?所以其正、負(fù)號(hào)表示物體的運(yùn)動(dòng)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(shí)看絕對(duì)值,B錯(cuò)誤。甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上沿相反方向運(yùn)動(dòng),10

s后的距離等于兩者位移之和,計(jì)算可得D正確。知識(shí)點(diǎn)二平均速度和瞬時(shí)速度問(wèn)題引領(lǐng)在圖中,交警用電子檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)汽車(chē)是否超速,電子檢測(cè)設(shè)備測(cè)得的速度是平均速度還是瞬時(shí)速度?提示:電子檢測(cè)設(shè)備拍攝了車(chē)輛經(jīng)過(guò)電子設(shè)備瞬間的運(yùn)動(dòng)情況。因此,測(cè)得的速度是瞬時(shí)速度。歸納提升平均速度和瞬時(shí)速度的比較項(xiàng)目平均速度瞬時(shí)速度物理意義描述物體在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均快慢和方向,與一段時(shí)間或一段位移對(duì)應(yīng)描述物體在某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢和方向,與時(shí)刻或位置對(duì)應(yīng)瞬時(shí)速度是物體經(jīng)過(guò)某位置(或某時(shí)刻)的速度,能準(zhǔn)確描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢。典型例題【例題2】

關(guān)于速度的描述,下列說(shuō)法正確的是(

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

km/h,限制的是瞬時(shí)速度大小,不是平均速度大小,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;子彈射出槍口時(shí)的速度大小與槍口這一位置對(duì)應(yīng),因此為瞬時(shí)速度大小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的百米跑成績(jī)是10

s可知,運(yùn)動(dòng)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(xiàng)C錯(cuò)誤;列車(chē)的最高時(shí)速指的是在安全情況下所能達(dá)到的最大速度,為瞬時(shí)速度大小,故選項(xiàng)D正確。在實(shí)際應(yīng)用中“速度”一詞有時(shí)指平均速度,有時(shí)指瞬時(shí)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(yùn)動(dòng)的物理觀念。【變式訓(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(shí)12.5s;小明同學(xué)繞標(biāo)準(zhǔn)田徑場(chǎng)(一圈400m)跑了一圈回到出發(fā)點(diǎn),用時(shí)50s。上述過(guò)程中,小強(qiáng)和小明運(yùn)動(dòng)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(shí)點(diǎn)三速度—時(shí)間圖像問(wèn)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(wèn)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(shí)間是上升的,在哪段

時(shí)間是下降的?(3)從圖像中可以看出,是選上升過(guò)程的速度方向?yàn)檎较?還是選下降過(guò)程的速度方向?yàn)檎较?提示:(1)在0~t1時(shí)間內(nèi)速度由v0逐漸減小到零,在t1~t2時(shí)間內(nèi)速度由零反向增大到v0。(2)速度由v0減小到零的過(guò)程是上升過(guò)程,所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為0~t1;速度由零增大到v0的過(guò)程是下降過(guò)程,所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t1~t2。(3)從圖像中可以看出,上升過(guò)程速度為正,下降過(guò)程速度為負(fù),因此,是選上升過(guò)程的速度方向?yàn)檎较?。歸納提升1.v-t圖像的建立以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸,建立平面直角坐標(biāo)系,根據(jù)測(cè)量所得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出一系列點(diǎn),再用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái),就得到了一條能夠描述速度v與時(shí)間t變化關(guān)系的圖像(v-t圖像),簡(jiǎn)稱(chēng)速度圖像。圖像上的任一點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示該時(shí)刻的瞬時(shí)速度。2.v-t圖像的物理意義速度—時(shí)間圖像(即v-t圖像)反映的是速度隨時(shí)間的變化關(guān)系,它并不是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。速度不同的勻速直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像都是平行于時(shí)間軸的直線,但它們?cè)诳v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(shuō)明其方向與正方向相反。勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像是一條與時(shí)間軸平行的直線。典型例題【例題3】

(多選)物體做直線運(yùn)動(dòng),其v-t圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

)A.0~2s內(nèi)汽車(chē)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(shí)物體又回到了初始位置答案:AB解析:0~2

s內(nèi)汽車(chē)的速度為正,說(shuō)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(chē)做勻速運(yùn)動(dòng),位移x=vt=4

m,B正確。全過(guò)程的速度都為正值,說(shuō)明速度的方向一直沿著正方向,C錯(cuò)誤。5

s時(shí)物體的速度為零,在此之前物體一直沿同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),故全過(guò)程的位移一定不為零,D錯(cuò)誤。v-t圖像不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡,分析時(shí)要把圖像與物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)。【變式訓(xùn)練3】

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

)答案:C解析:因該同學(xué)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率不變,故A、B、D錯(cuò)誤。又由于返回的過(guò)程中速度方向不同,所以選項(xiàng)C正確。課堂小結(jié)隨

堂

練

習(xí)1.(速度的計(jì)算)汽車(chē)尾部的剎車(chē)燈的光源若采用發(fā)光二極管(LED),則通電后亮起的時(shí)間會(huì)比采用燈絲的白熾車(chē)燈大約快0.5s,故有助于后車(chē)駕駛員提前做出反應(yīng)。假設(shè)后車(chē)以50km/h的車(chē)速勻速前進(jìn),則在0.5s的時(shí)間內(nèi),后車(chē)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(chē)的速度不得大于100km/h,“杭州88km”表示到杭州還有88km?！?00km/h”和“88km”分別指(

)A.瞬時(shí)速度,位移

B.瞬時(shí)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(shí)刻的速度均不能超過(guò)該速度,故100

km/h為瞬時(shí)速度;里程88

km指的是行駛路程,B項(xiàng)正確。3.(多選)(速度—時(shí)間圖像)甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(

)A.甲處于靜止?fàn)顟B(tài)B.乙剛開(kāi)始時(shí)以5m/s的速度與