必修第一冊-第一章運(yùn)動的描述-第3節(jié)位置變化快慢的描述-速度

第節(jié)3位置變化快慢的描述——速度高中物理必修第一冊第一章學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)1：理解速度概念．任務(wù)2：理解平均速度和瞬時(shí)速度．任務(wù)3：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測平均速度和瞬時(shí)速度任務(wù)4：畫出紙帶運(yùn)動的速度一時(shí)間圖象．問題情境:A.子彈離開槍口的速度是500m/sB.列車從衢州開往杭州的速度是200km/hC.小李騎車可快了，最快可達(dá)10m/sD.地球繞太陽運(yùn)動的速度約為30km/sE.在上班高峰期，6km的車程大約花了1小時(shí)，車速只有6km/hF.雷達(dá)信號顯示，戰(zhàn)斗機(jī)正以300m/s的速度向東偏南30°方向飛行任務(wù)1：理解速度概念問題1.左側(cè)是我們在生活中經(jīng)常聽到的關(guān)于速度的說法?你們覺得這些說法間有差異嗎?2.我們有同學(xué)將ACDE看作一類，BF看作另一類，分類的依據(jù)是是否有方向?你認(rèn)為要更精確地描述運(yùn)動，速度是否應(yīng)該有方向?3.速度有方向，是矢量，初中速度概念是矢量嗎?是否應(yīng)該把這兩個(gè)概念進(jìn)行區(qū)分?有差異，有的是經(jīng)過某一位置的，有的是一段位移的速度考慮方向更準(zhǔn)確一些初中的速度不考慮方向性；需要進(jìn)行區(qū)分問題情境:A.子彈離開槍口的速度是500m/sB.列車從衢州開往杭州的速度是200km/hC.小李騎車可快了，最快可達(dá)10m/sD.地球繞太陽運(yùn)動的速度約為30km/sE.在上班高峰期，6km的車程大約花了1小時(shí)，車速只有6km/hF.雷達(dá)信號顯示，戰(zhàn)斗機(jī)正以300m/s的速度向東偏南30°方向飛行任務(wù)1：理解速度概念問題4.速率與速度是高中階段常用的概念，初中的速度概念在高中其實(shí)是什么?5.描述運(yùn)動的方向也是重要的，你認(rèn)為在高中階段，速度的定義式應(yīng)是怎樣的?

初中的速度在高中其實(shí)是指的速率，只有大小，沒有方向位移與時(shí)間的比值速度方向與位移方向一致路程和位移的區(qū)別，??的方向跟位移方向一致例

下列關(guān)于速度的說法正確的是（）A.由v=可知，v與Δx成正比，與Δt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【點(diǎn)撥】對物理公式不能單純從數(shù)學(xué)角度去理解，特別是用比值定義法定義的物理量的定義式?！窘馕觥緼錯：v是按比值定義法定義的物理量，與Δx、Δt無關(guān)。B錯：勻速直線運(yùn)動是速度的大小和方向都不變的運(yùn)動。C錯：速度是矢量，正、負(fù)號表示方向，絕對值表示大小。D對：速度的方向與物體運(yùn)動的方向一致。D任務(wù)2：理解平均速度和瞬時(shí)速度問題情境：校運(yùn)會上某同學(xué)參加100米比賽，如圖所示，問題1.在前面分類時(shí)，有的同學(xué)將ACF和BDE分成兩類，你認(rèn)為該同學(xué)分類的依據(jù)是什么?2.你認(rèn)為平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別是什么?這兩種速度是否可以取消一種?3.某同學(xué)的比賽成績恰好是12s，他的速度是多少?ACF是指的經(jīng)過某一位置，或某一瞬時(shí)的速度BDE是指的經(jīng)過一段路程或某一段時(shí)間的速度平均速度反應(yīng)一個(gè)過程的快慢程度瞬時(shí)速度反應(yīng)某一瞬間的快慢程度不能取消一種8.33m/s任務(wù)2：理解平均速度和瞬時(shí)速度問題情境：校運(yùn)會上某同學(xué)參加100米比賽，如圖所示，問題

5.如果想知道該運(yùn)動員沖線時(shí)的速度，該如何計(jì)算?6.用最后10米的平均速度表示沖線的瞬時(shí)速度精確嗎?如果想更精確，應(yīng)該怎么辦?不是；是指跑完100m的的平均速度可以取沖線前的極短時(shí)間，用位移比時(shí)間計(jì)算的平均速度來代替不精確如要更精確，應(yīng)取沖線前的距離再短一點(diǎn)，如最后1m的平均速度平均速度與瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系

平均速度瞬時(shí)速度區(qū)別定義運(yùn)動物體的位移與所用時(shí)間的比值運(yùn)動物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度物理意義粗略描述物體運(yùn)動的快慢精確描述物體運(yùn)動的快慢方向與Δx方向一致與某時(shí)刻或某位置運(yùn)動方向一致聯(lián)系（1）瞬時(shí)速度可看做當(dāng)Δt→0時(shí)，Δt內(nèi)的平均速度；（2）在勻速直線運(yùn)動中，瞬時(shí)速度和平均速度始終相同小結(jié)例

一質(zhì)點(diǎn)始終向著一個(gè)方向做直線運(yùn)動，運(yùn)動時(shí)間為t，在前時(shí)間內(nèi)平均速度為，后時(shí)間內(nèi)平均速度為2v，則質(zhì)點(diǎn)在全過程的平均速度大小是（）A. B. C.v D.C例如圖所示，兩路燈燈桿A、B相距40m，一輛汽車用3.2s時(shí)間經(jīng)過兩燈桿，求：（1）汽車在這段位移中的平均速度為多大？（2）若燈桿A的近旁相距0.42m處有一路牌，汽車駛過燈桿和路牌的這一小段距離只用了0.03s，在這段時(shí)間里的平均速度為多大？（3）你認(rèn)為汽車駛過燈桿A時(shí)的瞬時(shí)速度為多大？任務(wù)3：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量平均速度和瞬時(shí)速度問題情境：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打紙帶如圖所示問題1.紙帶上記錄了哪些信息?2.要測量0.1s內(nèi)的平均速度需要測量并記錄什么量?3.你能計(jì)算2、3和4、5間的平均速度嗎?時(shí)間間隔如何確定?結(jié)果是多少?4.如果想知道3點(diǎn)的瞬時(shí)速度，時(shí)間間隔應(yīng)該取多少?為什么?5.如果點(diǎn)2和4距離O的距離分別為5.05cm和23.05cm，則3點(diǎn)的瞬時(shí)速度是多少?記錄了物體運(yùn)動的位移和時(shí)間需要測量這段時(shí)間內(nèi)的位移2、3和4、5中間還有兩個(gè)點(diǎn)，時(shí)間間隔為0.06s時(shí)間間隔可以取1.2s可用2和4點(diǎn)之間的平均速度來代替

例

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，用毫米刻度尺進(jìn)行測量，如圖所示，則紙帶在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(shí)速度更接近

m/s。任務(wù)4：畫出紙帶運(yùn)動的速度時(shí)間圖像問題情境:如圖所示問題1.我們?nèi)绾沃罍y量點(diǎn)之外的那些點(diǎn)的速度?2.用圖像方法處理問題有什么好處?第一個(gè)圖上的點(diǎn)你能試著連一下嗎?3.第二個(gè)圖是用折線將每個(gè)點(diǎn)連接起來，是否合適?該用什么樣的線連起來?連接時(shí)“順勢”該如何理解?4.從速度時(shí)間圖像能讀出哪些信息？通過做圖像來找出規(guī)律直觀、形象；曲線連接不合適，應(yīng)該用平滑的曲線連接；“順勢”體現(xiàn)了規(guī)律性可以知道某個(gè)時(shí)刻物體的速度可以看出物體速度的變化情況甲乙例

在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”的實(shí)驗(yàn)中，一條記錄小車運(yùn)動情況的紙帶如圖甲所示，在其上取了A、B、C、D、E5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50Hz。（1）由紙帶上的數(shù)據(jù)計(jì)算vB=

m/s，vC=

m/s，vD=

m/s。（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）（2）在如圖乙所示坐標(biāo)系中作出小車運(yùn)動的v-t圖像（以打出A點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)）。作圖像的規(guī)范要求（1）明確坐標(biāo)軸的意義并選取合理標(biāo)度，既要把數(shù)據(jù)標(biāo)注在圖像上，又要勻稱直觀。（2）圖像中的點(diǎn)要用平行于坐標(biāo)軸的虛線形象直觀地表示出其位置。（3）如果圖像是直線，要求盡可能多的點(diǎn)落在直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線兩側(cè)。（4）如果圖像是曲線，物體在各個(gè)時(shí)刻都有速度，速度隨時(shí)間是連續(xù)變化的，觀察描出的點(diǎn)的分布特點(diǎn)，然后用平滑的曲線表示出速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，這一過程稱為“擬合”。小結(jié)當(dāng)堂檢測1.

如圖所示，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，物體做勻速直線運(yùn)動的是（）B解析：物體做勻速直線運(yùn)動，則物體在相等時(shí)間內(nèi)通過的位移相等，所以紙帶上相鄰的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離相等，故選項(xiàng)B正確。2.如圖所示，甲、乙兩同學(xué)同時(shí)從P點(diǎn)出發(fā)，分別沿不同的路徑1和2同時(shí)抵達(dá)Q點(diǎn)。設(shè)甲同學(xué)在全過程中的位移為x1，平均速度為v1，乙同學(xué)在全過程中的位移為x2，平均速度為v2，則（）A.x1>x2，v1>v2 B.x1>x2，v1<v2C.x1=x2，v1=v2 D.x1<x2，v1<v2C3.

如圖所示為高速攝影機(jī)拍攝到的子彈穿透蘋果瞬間的照片，該照片經(jīng)放大后分析出，在曝光時(shí)間內(nèi)，子彈影像前后錯開的距離約為子彈長度的1%~2%。已知子彈飛行速度約為500m/s，由此可估算出這幅照片的曝光時(shí)間最接近（）

A.10-3s

B.10-6sC.10-9s

D.10-12s【解析】蘋果的直徑大約為10cm，照片中子彈的長度大約與蘋果的半徑相等，即可設(shè)子彈的長度約為5cm，則曝光時(shí)間內(nèi)子彈移動的距離為x=5cm×1%=0.05cm=5×10-4m，曝光時(shí)間B【點(diǎn)撥】估算類題目常涉及一些大家熟知的物體，物體的一些參數(shù)可作為已知條件使用。此類題目對數(shù)值的精確度要求不高，但數(shù)量級不能弄錯。

【點(diǎn)評】測出物體在微小時(shí)間Δt內(nèi)發(fā)生的微小位移Δx，然后可由v=

求出物體在該位置的瞬時(shí)速度，這樣瞬時(shí)速度的測量便可轉(zhuǎn)化成為微小時(shí)間Δt和微小位移Δx的測量。5.如圖所示是一條打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，0、1、2、3、4、5、6是七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離如圖所示。求出1、2、3、4、5等計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度并畫出速度—時(shí)間圖像。6.甲、乙兩物體在同一直線上運(yùn)動的v-t圖像如圖所示，在t1時(shí)刻（）A.甲一定在