3第一单元速度.docx
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3第一单元速度
3、运动快慢的描述——速度（第1课时）
五、教学过程：
（一）导入新课
ppt投影:
设计师描绘终极法拉利时速500km/h。
（近日，设计师AdrianoRaeli发布了一组根据法拉利LaFerrari为蓝本的终极法拉利设计图。
根据AdrianoRaeli的介绍，这款设计的灵感来源于美军下一代战斗机项目NGAD，他把这款设计命名为法拉利F80。
）
道奇战斧最高时速676km/h。
（道奇战斧是美国克莱斯勒汽车公司生产的世界上速度最快的摩托车，它安上了飞机的引擎和跑车的四个轮子，其理论最高时速能达到惊人的676km/h。
）
“超级巴士”在迪拜投入运营，这是世界上最快的公共汽车，最高时速225km/h。
美研发SR-72高超音速飞机效果图最大速度达六马赫，约等于7344km/h。
（SR-72的样机有望于2018年首度亮相。
这架拥有双发动机的战机，其速度将达音速的6倍，也是著名的SR-71“黑鸟”侦察机的两倍，且集侦察与攻击两种性能于一身。
）
676km/h
速度和加速度是衡量各大交通工具性能的两大主要指标，对速度、加速度的追求一直是各大车厂不懈努力的方向。
当各种交通工具的最高时速不停攀升，我们已经无法也不敢预测下一个最快时速将会是多么惊人的数字了，因为已经没有什么能阻止飞转的轮胎。
这节课我们先来了解速度这个物理量。
（二）新课教学
（1）物理量的变化率（
）：
是指物理量X在单位时间内变化的数值。
表示物理量变化的快慢，而不表示物理量变化的大小。
物理量的变化率可利用X-t（物理量X随时间t变化的关系图）图来求解。
（2）物理量的定义式和决定条件式：
定义式是表示各个物理量之间数值上存在的关系，常用来对某个物理量进行定义或表示该物理量的一种测量方法。
各物理量之间不存在必然的联系，但定义式可确定相关物理量大小和单位之间的关系。
如：
，
等。
决定条件式则是表示某个物理量的决定因素。
如：
（3）矢量的大小或方向发生变化时则该矢量发生了变化。
物理学中为了表示物体（质点）位置变化的快慢引入——速度
1、速度
问题1：
（1）观众怎么比较哪个运动员跑得快？
（2）裁判又是怎么判断的？
解析：
分两类：
①相同的位移比时间
②相同的时间比位移
（3）若要比较一个百米短跑运动员和一个奥运会万米长跑运动员谁跑得快？
解析：
比值定义法，
通过说上述的分析，最后我们找到了可以普遍适用的比较方式。
（1）表示物体位移变化快慢的这个量叫做速度。
其定义式为
（2）理解：
①物理意义：
描述物体位置变化的快慢和方向变化的物理量。
②国际单位：
m/s；常用单位：
km/h
③速度是矢量，有大小，有方向；
在直线运动中V的方向就是质点运动的方向，与位移方向一致。
在曲线运动中某点的速度方向与该点切线方向一致。
速度具有相对性。
（参考系）
2、平均速度、瞬时速度、速率、平均速率
（1）平均速度：
，
是一段时间间隔
理解：
①物理意义：
描述物体在某一段时间内位置的平均变化快慢（物体做变速直线运动时只能粗略的描述物体运动的快慢）
②国际单位：
m/s；常用单位：
km/h，1m/s=3.6km/h
③平均速度是矢量，有大小，有方向；
求平均速度适用于一切运动。
是一个过程量，
与ΔX、Δt具有一一对应关系。
.可利用X-t图求
。
实践应用：
一辆汽车在平直的公路上行驶，假设第1s内通过了5m的距离，第2s和第3s内分别通过了20m的距离，在第4s内又通过了15m的距离。
求：
⑴汽车在最初2s内的平均速度
⑵全过程的平均速度
解析：
（1）最初2s内：
（2）全过程4s内：
速度（第二课时）
问题2、通过上述我们知道，平均速度只能粗略的描述物体的运动快慢，大家想想，有没有什么办法可以更精确的描述物体的运动快慢呢？
思考一下如何将粗略的变精确？
解析：
时间取无限短，让两个时刻无限接近。
可以取与各个时刻接近的时间间隔，测得所发生的位移，即能精确的描述物体每个时刻的运动快慢了
我们已经知道，平均速度只能粗略的描述物体运动的快慢和方向，如果我们把时间间隔选取的越小，使位移间隔也取得越短时，就能准确的描述在这一小段时间时间内的物体运动的快慢。
从数学上讲，也就是在质点从
增加到
时间内的平均速度
中，当
取值非常非常小时（趋向于无穷短的时间内），这个值就可以近似认为是质点在该时刻的瞬时速度。
（2）瞬时速度：
若
时，则
可表示质点在某一时刻或某一位置的速度，——可以精确描述物体运动的快慢和方向。
理解：
①物理意义：
描述物体在某一时刻（或某一位置）物体运动的快慢，是一个状态量，对应时刻和位置。
②单位：
m/s;km/h
③瞬时速度也是矢量，有大小，有方向；方向就是这一时刻物体的运动方向（即物体运动轨迹的切线方向）
利用X-t图上某点的切线的斜率可求该时刻瞬时速度的大小。
如图
（3）瞬时速率（速率）：
瞬时速度的大小，是一个标量。
问题3：
引导学生观察教材第18页的汽车速度计，进行讨论，说出你能从表盘中获取的信息。
解析：
可以看出汽车的瞬时速率，指针指在对应数字的瞬间，就表示汽车在该时刻的速率是这个值。
还可以从表盘读出已行驶的公里里程（路程）。
问题4：
下列关于瞬时速度的说法错误的是（）
A、瞬时速度能精确的描述物体做变速运动的快慢，但不能描述物体运动的方向
B、瞬时速度等效于运动的物体在一段尽可能短的时间内的平均速度
C、瞬时速度的方向与位移的方向始终相同
D、如果某物体在某段时间内的瞬时速度始终为零，则该物体在这段时间内始终静止
答案：
AC
问题5、假如有甲乙两位同学分别用不同的时间，绕操场跑了一圈，并且都回到了出发点，他们的平均速度是否相同？
解析：
位移显然均为零，又因为平均速度等于位移跟发生这段位移所用时间的比值，所以均为零，所以平均速度相同均为零
教师补充：
并且存在这样的问题，如果一位同学知识站在原地，那么他的平均速度也为零。
根据常识我们知道运动会上并不是这样比较快慢的，此时平均速度就发挥不了作用了，所以平均速度也有缺陷。
问题6、那么这时候又如何比较他们的快慢呢？
解析：
我们要引入一个物理量：
平均速率。
平均速率等于物体运动通过的路程和所用时间的比值，也就是说即使他们两个通过的路程相同且不为零，但是由于所用时间不同。
所以用时短的运动的快，也就是平均速率大，这实际就是我们初中所学过的“速度”。
（4）平均速率
（注：
S是路程。
平均速率与平均速度的大小没有关系，没有任何联系。
位移和路程相等时平均速率与平均速度相等。
）
引导学生看“警察与司机的故事”，加深理解平均速度与瞬时速度的区别。
六、评价设计：
课堂目标检测
1、判断正误：
A．平均速度就是速度的平均值
B．瞬时速率是瞬时速度的大小
C、平均速率是平均速度的大小
D．火车以速度v经过某一段路，v是指瞬时速度
E．子弹以速度v从枪口射出，v是平均速度
F．平均速度
，当
充分小时，该式可表示t时刻的瞬时速度
G．匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
H．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动
I．子弹出枪口的速度是800m/s表示的是瞬时速度
J．汽车从甲站行驶到乙站的速度是20m/s表示的是平均速度
K．火车通过广告牌的速度是72km/h表示的是平均速度
L．人散步的速度约为1m/s表示的是瞬时速度
正确的选项：
BFGHIJK
2．短跑运动员在100m比赛中，以8m/s的速度迅速从起点冲出，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/sB．10.2m/sC．10m/sD．9.1m/s
解析：
速度（第3课时）
1.复习速度的定义及分类
2.在物理学中我们可以用文字，公式描述质点的运动规律，还可以用图像来更直观的描述，利用x-t图像就能很好的反应质点在质点运动中的位置，速度以及运动方向的变化情况。
（1）定义：
在平面直角坐标系中，用纵轴表示位移
，用横轴表示时间t，通过描点和连线后得到的图象，简称位移图象。
位移时间图象表示位移随时间的变化规律
1
（2）从位移图象中读取的信息
图1
解析：
图像在横轴上方表示位移向正方向，在横轴下方表示位移向负（反）方向，如图1所示，所以a图线表示物体的位移为正且随时间均匀增大，即沿正方向做匀速直线运动；b图线表示物体位移不发生变化，即物体静止；c图线表示物体的位移随时间先均匀减小再负方向均匀增大大，即物体沿负方向做匀速直线运动。
图像的纵截距表示质点的初始位置，横截距表示质点的出发时刻。
图像交点表示相遇。
同一坐标系中几条图线的交点表示物体对应该时刻位移相等，即物体在同一位置，也就是表示物体相遇。
④图线的斜率表示速度
，图线倾斜得越厉害，表示斜率越大，即表示物体的速度越大，若位移图象是曲线，在不同点切线的斜率会不同，表示物体做变速直线运动，如图2所示，1表示物体的速度逐渐变大，即物体做加速直线运动，2表示物体做减速直线运动。
图2
二.位移图象的应用
例1.如图3所示为甲、乙两物体的位移图象，则：
（）
A.甲、乙两物体都做匀速直线运动
B.若甲、乙两物体在同一直线上运动，则
一定会相遇
C.t1时刻甲、乙相遇
D.t2时刻甲、乙相遇图3
解析：
在位移图象中，甲、乙两物体的图线均为倾斜的直线，所以两物体均做匀速直线运动，所以选项A正确；若甲、乙两物体在同一直线上运动，因为两者相向运动，所以一定会相遇，因此选项B正确；两物体相遇时，对同一参考点，位移相同，则选项C正确，选项D错误。
例2.王老师给同学们讲了一个龟兔赛跑（赛程为L）的故事，按王老师讲的故事情节，兔子和乌龟的位移图象如图4所示，以下说法正确的是（）
A.兔子和乌龟在同一地点同时出发
B.乌龟做的是加速直线运动
C.兔子和乌龟在比赛中两次相遇
图4
解析：
根据图象可知：
两者从同一地点出发，乌龟一直做匀速直线运动，而兔子出发时比乌龟要晚点，兔子先做匀速直线运动，再静止，最后再做匀速直线运动，所以A、B均不正确，两条图线的交点表示相遇，所以兔子和乌龟在比赛中两次相遇，C正确，所以正确答案为C。
三.与轨迹图象的区别
轨迹图象表示y方向的位移随x方向位移的变化规律，即表示物体的运动轨迹；而位移图象只是表示物体的位移随时间的变化关系，并不是物体的运动轨迹，下面举例说明这两种图象的区别：
例3.某校学生开展无线电定位“搜狐”比赛，甲、乙两人从图5所示地形的O点同时出发，并同时到达A点，两人的搜狐路径已在图中标出，则（）
A.两人的平均速度相等
B.甲的平均速度大于乙的平均速度
C.甲的路程大于乙的路程
D.甲的位移大于乙的位移图5
解析：
此“地形图”即物体的运动轨迹图象，两人同时到达A点，则两人的位移（由O指向A的有向线段OA）相等，所以平均速度相等；而甲运动轨迹的长度大于乙运动轨迹的长度，即甲的路程大于乙的路程，所以正确答案为A、C。
若上题稍加变动，改为位移图象，答案选什么呢？
例4.如图6所示表示甲、乙两人从同一点出发沿同方向做直线运动的位移图象，则在时间
内以下说法正确的是（）
A.两人的平均速度相等
B.甲的平均速度大于乙的平均速度
C.甲的路程大于乙的路程
D.甲的位移大于乙的位移图6
解析：
根据位移图象的物理意义可知，甲、乙两人同时从参考点出发，甲做减速直线运动，乙做匀速直线运动，图线的交点表示两人相遇，所以两人在时间
内位移相同，平均速度相同；因为两人做方向不变的直线运动，所以路程也相同，即正确答案为A。
作业设计
A类
1、下面列举的几种速度中指瞬时速度的是（）
A、某同学百米赛跑的速度是8m/s
B、子弹在枪管里的速度是400m/s
C、小球在下落中第1秒末的速度为10m/s
D、汽车经过路标时的速度是100km/h
2、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（）
A、乙质点的速率大于甲质点的速率
B、因为
，所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C、这里的正负号的物理意义是表示质点的运动方向
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
3、跑百米的运动员，跑到中点时的速度是8m/s，跑到终点时速度是11m/s，全程共用
10s，则下述说法中正确的是（）
A、8m/s与11m/s是运动员在中点与终点的瞬时速度
B、8m/s与11m/s是运动员在前50m与后50m的平均速度
C、运动员在百米跑中的平均速度是10m/s
D、运动员在百米跑中的平均速度是9.5m/s
B类
1、图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片。
该照片经放大后分辨出，在曝光时间内，子弹影象前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。
已知子弹飞行速度约为500m/s，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近（）
A、
sB、
s
C、
sD、
s
2、某同学为研究物体运动情况，绘制了物体运动的x-t图像，图中纵坐标表示物体的位移x,横坐标表示时间t，由此可知该物体做（）
A、匀速直线运动 B、变速直线运动
C、匀速曲线运动 D、变速曲线运动
3、A、B、C三物体同时同地出发做直线运动，它们的运动情况如图，在20s时间内，下列说法不正确的是（ ）
A、
B、
C、
D、
4、三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是（）
A.三个质点从N到M的平均速率相同
B．三个质点从N到M的平均速度相同
C．三个质点任意时刻的速度方向都相同
D．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
5、一列车长450m，速度为25m/s，它通过一根直径为2cm的标志杆需要多长时间？
它通过长为500m的大桥需要多长时间。
6、某质点由A出发做直线运动，前5s向东行了30m经过B点，又行了5s前进了60m到达C点，在C点停了4s后又向西行，经过6s运动120m到达A点西侧的D点，如图所示，求：
（1）每段时间内的平均速度.
（2）求全过程的平均速度.
C类
1、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）若它在前一半路程的平均速度为v1，后一半路程的平均速度为v2，则全程的平均速度多大？
2．一架飞机水平匀速地在某同学头顶上飞过，当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来的时候，发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声速的倍。
3、如图所示为某客车的x-t图象．
（1）据图说明客车在各时间段的运动情况．
（2）求各时间段的客车的速度．
（3）求全程中客车的平均速度和平均速率．
答案：
A类
1、CD2、ACD3、AC
B类
1、B2、B3、A4、B
5、18s38s6、
（1）前5s:
，第二个5s:
停止的4s:
最后6s:
.
（2）
C类
1、解析:
根据平均速度的定义式
有
（1）物体在前一半时间内的位移s1=v1t/2
在后一半时间内的位移s2=v2t/2
全程位移s=s1+s2=（v1+v2）t/2
所以物体在全程上的平均速度为
=
=
（2）物体通过前一半路程所用的时间t1=s/2v1通过后一半路程所用的时间t2=s/2v2通过全程所用的时间t=t1+t2=
（
）全程的平均速度
=
=
2、解析：
飞机在空中水平匀速运动，速度为v飞,声音从头顶向下匀速传播，速度为
v声，在发动机声从人头顶向下传播的时间t内，飞机向前飞行一段距离而到达前上方约与地成600角的位置。
详解如下：
:
设飞机距地面的高度为h，则有h=v声t；
当人听到发动机声音时，飞机到达图示位置，飞机向前
飞行了x=v飞t由几何知识可知
第9题图
cot600,
将x、h带入
v飞=
v声，即飞机速度约为声速的0.58倍。
3、
（1）
h，客车向正方向匀速前进了40km.
h,客车静止在40km处.
h，客车沿负方向匀速返回.
（2）
h:
.
h:
.全程
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