2024-2025学年新教材高中物理第一章运动的描述3位置变化快慢的描述-速度学案新人教版必修1

PAGE9-第3节位置改变快慢的描述——速度学习目标1.通过极短时间内的平均速度相识瞬时速度。通过瞬时速度,初步了解极限的思想。2.通过对日常生活中有关速度的实例的分析,体会改变率的概念及表达方式。3.理解速度和速率的物理意义,知道速度是矢量。4.计算纸带的速度和瞬时速度,学会对数据的处理方法。5.画速度—时间图像,理解速度—时间图像的意义。自主预习一、速度定义:物理学中用之比表示物体的速度,通常用字母表示。速度的单位是,符号是,常用单位还有千米每时(),厘米每秒(cm/s)等。

二、平均速度和瞬时速度及速率1.平均速度:由ΔxΔt求得的速度v,表示的只是物体在时间Δt2.瞬时速度:运动物体在某一时刻或某一位置的速度,匀速直线运动是瞬时速度保持的运动。

3.速率:。

课堂探究【提出问题】生活和科学探讨中常常须要知道物体运动的快慢和方向,你还记得初中是怎样描述运动快慢的吗?运动员在竞赛中的不同时段,运动的快慢一样吗?一、速度【情境设问】不同的运动,位置改变的快慢往往不同,也就是说运动的快慢不同。我们已经用位移来表示位置的改变,那么在中学阶段怎么比较物体运动的快慢呢?结论1:物理学中用之比表示物体的速度,通常用字母表示,速度越大,表示物体运动越快,其位置改变也越快。

二、平均速度和瞬时速度及速率【情境设问】我们来模拟一下一位家长开车到十字路口的情形。OA段是加速过程,AB段是匀速过程,BC段是减速过程。我们分析一下刚才这个过程:从O点起步到C点停车共用了50s,位移是100m。那么这个过程中速度v=xOCtOC=结论2:平均速度:物体在与之比叫作这段位移的平均速度。

【提出问题】在前面这段汽车运动中,我们看到在大部分时刻汽车的速度不等于平均速度,那我们用哪个物理量来描述某时刻的运动状况呢?结论3:瞬时速度:。

【提出问题】我们知道瞬时速度是矢量,它既有大小又有方向。在方向盘下方有一个仪表盘——“速度计”,而速度计上显示的只是瞬时速度的大小,无法从中读出行进方向。我们把瞬时速度的大小叫作什么?结论4:速率:。

三、测量纸带的平均速度和瞬时速度【情境设问】我们知道两点间平均速度v=ΔxΔt,在下图中,我们怎样去求出D计算每隔0.1s的平均速度纸带示意图【提出问题】用包含某点在内的一段时间内的平均速度粗略表示该点的瞬时速度。在下图中,E点在D、G两点之间,也在D、F两点之间,用哪一段时间内的平均速度表示E点的瞬时速度更精确呢?计算每隔0.06s的平均速度纸带示意图结论5:、两点离E点更近,、两点间的平均速度更接近E点的瞬时速度。一般来说,当把包含E点在内的间距取得越小时,此间距内的平均速度越接近E点的瞬时速度,但是当间距过小时,测量误差会增大。所以实际测量中要依据须要及所用仪器的状况,在要测量的点旁边选取合适的位移和时间。

四、速度—时间图像【思索与探讨】物体运动的速度随时间改变的状况可以用图像来直观表示。以时间t为横轴,速度v为纵轴,坐标中的图像即为速度—时间图像或v-t图像,阅读课本第22页后小组探讨应当怎样精确描绘速度—时间图像呢?五、例题展示【例题1】(多选)下列关于速度的说法不正确的是()A.速度描述物体运动的快慢,只有大小B.物体运动时间越短,速度越大C.物体运动位移越大,速度越大D.物体位置改变越快,速度越大【变式训练1】(多选)对速度的定义式v=ΔxΔtA.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移Δx成正比,与运动的时间Δt成反比B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关C.此速度定义式适用于任何运动D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量【例题2】一物体沿直线运动。(1)若它在前一半时间内的平均速度为v1,后一半时间的平均速度为v2,则全程的平均速度为多大?(2)若它在前一半位移的平均速度为v1,后一半位移的平均速度为v2,则全程的平均速度多大?【变式训练2】一质点做变速直线运动,若前t3内的平均速度为6m/s,后2t3内的平均速度为9m/s,则这段时间t内的平均速度为【例题3】一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时,从几条纸带中选出了一条不是很完整的纸带,如图所示。纸带上有六个计数点,相邻两计数点之间还有四个点没有画出,所用沟通电的频率为50Hz,相邻计数点之间的距离已标在图中,单位是厘米。(1)计算OF之间的平均速度;(2)打点计时器打D点时小车的瞬时速度接近多少?【变式训练3】用图1所示的试验装置探讨小车速度随时间改变的规律。主要试验步骤如下:a.安装好试验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。b.选出一条点迹清楚的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F…所示。c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E…点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5…d.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。结合上述试验步骤,请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中,还须要运用的有和。(填选项前的字母)

A.电压合适的50Hz沟通电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点,请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出v-t图像。(3)视察v-t图像,可以推断小车做匀变速直线运动,其依据是。

(4)描绘v-t图像前,还不知道小车是否做匀变速直线运动。用平均速度ΔxΔt表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对Δt的要求是(选填“越小越好”或“与大小无关”);从试验的角度看,选取的Δx课堂练习1.(多选)下列关于速度的说法正确的是()A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动得快B.速度是描述物体的位置改变快慢的物理量,速度大表示物体位置改变大C.速度越大,位置改变越快,位移也就越大D.速度是矢量,速率是标量2.(多选)关于瞬时速度和平均速度的理解,下列说法中正确的是()A.瞬时速度始终为零,平均速度肯定为零B.瞬时速度始终为零,平均速度可以不为零C.瞬时速度始终不为零,平均速度肯定不为零D.瞬时速度始终不为零,平均速度可以为零3.三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点动身,同时到达M点,下列说法正确的是()A.三个质点从N点到M点的平均速度相同B.质点B从N点到M点的平均速度方向与随意时刻的瞬时速度方向相同C.到达M点时的瞬时速度的值肯定是A的大D.三个质点到达M点时的瞬时速度肯定相同4.(多选)在下列四个图像中,表示匀速直线运动的是()5.如图所示,打点计时器所用电源的频率为50Hz,某次试验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测出各点间的距离为:AC=14.0mm,AD=25.0mm。那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为m/s,纸带在AD间的平均速度为m/s;B点的瞬时速度更接近于m/s。

核心素养专练1.下列说法错误的是()A.变速直线运动的速度是改变的B.平均速度即为速度的平均值C.瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度D.瞬时速度可看作时间趋于无穷小时的平均速度2.一个物体沿平直路运动,由静止起在10s内加速到20m/s,共运动了80m,该物体在10s内平均速度是()A.20m/sB.10m/sC.8m/s D.都不对3.下列关于速度的说法中正确的是()A.速度是描述物体位置改变的物理量B.速度是描述物体位置改变大小的物理量C.速度是描述物体运动快慢的物理量D.速度是描述物体运动路程和时间关系的物理量4.一辆汽车以速度v行驶了23的路程,接着以20km/h的速度跑完了余下的路程,若全程的平均速度是28km/h,则v是(A.24km/h B.35km/hC.36km/h D.48km/h5.短跑运动员在100m竞赛中,以8m/s的速度快速从起点冲出,到50m处的速度是9m/s,10s末到达终点的速度是10.2m/s,则运动员在全程中的平均速度是()A.9m/s B.10.2m/sC.10m/s D.9.1m/s参考答案自主预习一、位移与发生这段位移所用时间v米每秒m/skm/h二、1.平均2.不变3.瞬时速度的大小课堂探究结论1:位移与发生这段位移所用时间v结论2:某段时间内的位移发生这段位移所用时间结论3:物体在某一时刻或某一位置的速度结论4:瞬时速度的大小通常叫作速率结论5:DFDF【思索与探讨】依据算出的v,t数据,在坐标轴上描点,再用一条圆滑的曲线将这些点连起来,曲线反映的状况就与实际更接近了。假如有一些点难以落在曲线上,应当使它们大致匀称地分布在曲线两侧,这样的曲线就更符合实际的规律。【例题1】例题分析:速度是描述物体运动快慢的物理量;速度为矢量,有大小也有方向。速度等于位移与时间的比值,因此物体位置改变越快,速度越大。留意题目中问的是不正确的选项。例题解答:ABC【变式训练1】BCD【例题2】例题分析:平均速度的定义式v=Δx例题解答:(1)物体在前一半时间内的位移x1=v在后一半时间内的位移x2=v全程位移x=x1+x2=12所以物体全程的平均速度为v(2)物体通过前一半位移所用的时间t1=x通过后一半位移所用的时间t2=x通过全程所用的时间t=t1+t2=x全程的平均速度为2【变式训练2】84【例题3】例题分析:计算纸带的平均速度和瞬时速度,平均速度等于总位移除以总时间,打点计时器时间间隔为0.02s,中间有四点未画出,因此要留意两点间的时间间隔是0.01s。求瞬时速度尽量放在最小位移内,即放在C、E点之间求D点的瞬时速度。例题解答:(1)OF间的平均速度为v=Δ =2.80+4.40+5.9