人教版高中物理必修位置变化快慢的描述-速度72张

第一章运动的描述3．位置变化快慢的描述——速度目标体系构建课前预习反馈课内互动探究核心素养提升素养脉络构建课堂达标检测夯基提能作业目标体系构建【学习目标】

1．知道什么叫作平均速度，什么叫作瞬时速度，探究其矢量性。2．理解平均速度和瞬时速度的区别和联系。3．会用平均速度公式进行相关计算。4．理解速率和速度的区别和联系。5．理解速度—时间图像。【思维脉络】课前预习反馈1．物理意义：表示物体运动_______的物理量。2．定义：位移与发生这段位移所用_______的比值。3．定义式：v＝_____。4．单位：在国际单位制中，速度的单位是_________，符号是m/s或m·s－1；常用单位还有千米每小时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。5．矢量性：速度是_______，方向与时间Δt内的位移Δx的方向_______。知识点1速度快慢时间米每秒矢量相同知识点2平均速度和瞬时速度平均快慢瞬时速度(2)瞬时速度可以_______地描述物体运动的快慢，瞬时速度的大小通常叫作_______。3．匀速直线运动：匀速直线运动是___________保持不变的运动，在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度_______。精确速率瞬时速度相等1．根据纸带计算平均速度用刻度尺测出n个点之间的间距Δx，n个点之间的时间Δt＝(n－1)×0.02s。则平均速度v＝_____。知识点3测量纸带的平均速度和瞬时速度中间时刻1．速度—时间图像的意义：直观表示物体运动的速度随_______变化的规律。知识点4速度—时间图像2．速度—时间图像的获得：用_______表示时间t，_______表示速度v，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用_______的曲线把这些点连接起来，即得到v－t图像。如图所示：时间横轴纵轴平滑预习自测×√××√『选一选』

(2019·山西省太原市高一上学期期中)如图为京港高铁车厢内可实时显示相关信息的显示屏照片。关于显示屏上的甲、乙两数据，下列说法中正确的是(

)A

A．甲表示时刻，乙表示动车该时刻的瞬时速度B．甲表示时刻，乙表示动车从起动到该时刻内的平均速度C．甲表示动车运行的时间，乙表示动车在该时间内的平均速度D．甲表示动车运行的时间，乙表示动车在该时间内的平均速率解析：甲表示的是时刻，乙表示此时刻的速度，所以是瞬时速度，故A正确，B、C、D错误。『想一想』在日常生活中，人们常把物体运动的路程与运动时间的比值定义为物体运动的平均速率。某同学假日乘汽车到南京观光，在公路上两次看到路牌和手表如图所示，则该同学乘坐的汽车在该段时间内行驶的平均速率是多少呢？课内互动探究(1)如图甲，30min内自行车行驶了8km、汽车行驶了50km，应该如何比较它们运动的快慢呢？(2)如图乙，百米赛跑，优秀运动员跑10s，而某同学跑13.5s，应该如何比较他们运动的快慢呢？提示：(1)相同时间内通过位移大的运动得快。(2)相同的位移所用时间短的运动得快。一对速度的理解情境导入1．对速度的理解(1)这里的速度指运动物体的位移与所用时间的比值，而不再是初中所学的路程与时间的比值。(2)两种速度的定义并不矛盾，因为初中只研究匀速直线运动，不注重运动方向，路程即位移大小。要点提炼3．速度是矢量(1)速度既有大小，又有方向，是矢量。瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向。(2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同。(1)分析物体的运动速度时，既要计算速度的大小，又要确定速度的方向，不可只关注速度的大小。(2)初中的速度概念实际是物体路程与相应时间的比值，即平均速率，与高中的速度概念是不同的。特别提醒 (多选)以下说法正确的是(

)A．物体运动的位移越大，其速度一定越大B．物体运动的时间越短，其速度一定越大C．速度是表示物体运动快慢的物理量D．做匀速直线运动的物体，其位移跟时间的比值是一个恒量典例剖析典题1CD

思维升华：(1)比值定义法：用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。如速度、压强、密度等。(2)比值定义法的特点：比值定义法定义的物理量往往不随定义所用的物理量的大小、有无而改变。1．(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为2m/s，乙质点的速度为－4m/s，则可知(

)A．乙质点的速率大于甲质点的速率B．因为2>－4，所以甲质点的速率大于乙质点的速率C．这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10s后甲、乙两质点相距60m对点训练ACD

解析：因为速度是矢量，所以其正、负号表示物体的运动方向，选项C正确；速率是标量，等于速度的大小，甲、乙的速率分别为2m/s、4m/s，故选项A正确，选项B错误；甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，10s后的距离等于两者位移大小之和，计算可得选项D正确。小明、小红和小兵由家到学校选择了3条不同的路径，所用时间如图所示。三人同时出发。二平均速度、瞬时速度、平均速率的区别与联系情境导入(1)小明、小红和小兵在运动过程中哪个物理量是相同的？谁更“快”到达学校？这个“快”是怎么比较的？可以用哪个物理量来表示？(2)能说小红在任何时刻的速度都大于小明和小兵的速度吗？提示：(1)位移；小红；通过相同的位移，小红所用的时间少；平均速度(2)不能。1．平均速度与瞬时速度的区别与联系要点提炼项目比较平均速度瞬时速度区别方向与该段过程的位移方向相同，与运动方向不一定相同该状态物体运动的方向联系(1)瞬时速度总为零时，平均速度一定为零；平均速度为零时，瞬时速度不一定为零(2)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等(3)当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速度就等于瞬时速度2．平均速度与平均速率的区别与联系(1)我们平时所说的速度有时指平均速度，有时指瞬时速度，应根据前后文判断。(2)在变速直线运动中，不同时间(或不同位移)内的平均速度一般不相同，因此，求出的平均速度必须指明是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度。特别提醒

某质点由A出发做直线运动，前5s向东行驶了30m经过B点，又向前行驶了5s前进了60m到达C点，在C点停了4s后又向西行驶，经历了6s运动了120m到达A点西侧的D点，如图所示，求：(1)最后6s时间内物体的平均速度大小和方向；(2)全过程的平均速度。(3)全过程的平均速率。典例剖析典题2答案：(1)20m/s，方向向西；(2)1.5m/s，方向向西；(3)10.5m/s思维升华：(1)物体做变速运动时，在不同阶段的平均速度一般不同，因此在求平均速度时一定要明确所求的是哪一个时间段的平均速度，要紧扣平均速度的定义。(2)平均速率是路程与时间的比值。2．高速公路“区间测速”的原理是通过测量车辆经过两个监控点之间的时间来判断是否超速。如图所示为某20km路段的区间测速标志，该路段限速120km/h。则(

)对点训练B

A．“20km”指位移B．车辆过此路段的平均速率不能超过120km/hC．车辆过此路段瞬时速度为120km/hD．某车辆过此路段用时15min属超速如图所示，在测量B点的瞬时速度时，AC和OD都可以求出，哪个更接近真实值？提示：AC两点更接近B点，算出的平均值更接近B点的瞬时速度。三测量纸带的平均速度和瞬时速度情境导入1．实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220V、50Hz交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸。2．实验步骤(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到6V的低压交流电源上。要点提炼3．数据处理(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。(2)把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D…作为“计数点”，如图所示，依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…4．实验时应注意的事项(1)实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。(2)使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带。(3)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。(4)使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。(5)使用电磁打点计时器的，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。(6)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。(7)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。

在测定速度的实验中，使用打点计时器(用频率为50Hz的交流电)测小车的速度，实验得到的一条纸带如图所示，0,1,2,3,4是选用的计数点，每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出．图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况，读出图中所给的测量点的读数分别是___________、___________、___________和___________。1,3两点间的平均速度是________m/s,1,4两点间的平均速度是________m/s,2点的速度更接近于________m/s。典例剖析典题310.00cm

12.60cm

22.60cm

30.00cm

0.625

0.725

0.625

解析：由毫米刻度尺可读出0,1,3,4点的读数分别是10.00cm,12.60cm,22.60cm,30.00cm。由题意知各计数点间的时间间隔Δt＝4×0.02s＝0.08s，由读数可得1,3两点和1,4两点间的位移大小分别是Δx1＝22.60cm－12.60cm＝10.00cm，Δx2＝30.00cm－12.60cm＝17.40cm，思维升华：(1)利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会带来系统误差。为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度。(2)分段测量计数点间的位移x会带来误差。减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离。3．(2020·山东省潍坊七中高一上学期)一辆小车沿一条直线运动，车上放着盛水的滴漏，滴漏距离地面很近，每隔2.0s滴一滴水，水在车行驶的路面上留下水滴的痕迹如图所示，图中还放着一把刻度尺，其零刻度线与O点对齐，若从滴下水滴O开始计时，则当滴下水滴G时，小车运动的时间为_______s，AH段的平均速度为_______m/s(计算结果保留3位有效数字)对点训练14.0

2.14

解析：从滴下水滴O到滴下水滴G共有7个时间间隔，又每个时间间隔为2.0s，则总时间为14.0s，AH段的位移为x＝30.0m，小车经过AH段的时间为tAH＝14.0s，根据平均速度的公式得AH段的平均速度为v＝2.14m/s。图像法是研究物理问题时经常使用的一种数据处理方法。图像法处理数据直观、方便，在生活中也有广泛的应用，我们可以用图像来描述物体的速度变化情况。怎样用图像来表示物体运动的速度呢？提示：用图像的横轴表示时刻，用纵轴表示各时刻的速度，来描述速度变化情况。四利用v－t图像描述物体的运动情境导入1．v－t图像：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v－t图像。要点提炼2．v－t图像的应用(1)由图像能看出每一时刻对应的瞬时速度，判断速度大小的变化及其方向。(2)根据图线斜率判断物体的运动性质，斜率的绝对值越大，表示速度变化越快。如图所示，①做匀速运动，②③都做变速运动，但运动方向相反，②的速度变化更快。(3)截距：v－t图像的纵轴截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻。(4)图线交点：两条图线相交，交点表示两物体此时的瞬时速度相同。

图1用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分，从0点开始按照打点的先后依次标为0,1,2,3,4,5,6…现在量得0、1间的距离x1＝5.18cm,1、2间的距离x2＝4.40cm,2、3间的距离x3＝3.62cm,3、4间的距离x4＝2.78cm,4、5间的距离x5＝2.00cm,5、6间的距离x6＝1.22cm.(每0.02s打一次点)典例剖析典题4(1)在实验中，使用打点计时器时应先___________再___________(填“释放纸带”或“启动电源”)。(2)根据上面的记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时小车的速度值并填在表中。位置12345v/(m·s－1)___________________________________启动电源释放纸带1.20

1.00

0.80

0.60

0.40

(3)根据(2)中表格，在图2中画出小车的速度—时间图像，并说明小车速度变化的特点。(3)描点并连线得小车的速度—时间图像，如图所示，由图像可知，小车速度逐渐减小。思维升华：作图像的规范要求(1)明确坐标轴的意义并选取合理标度，既要把数据标注