学年新教材高中物理第1章第3节位置变化快慢的描述速度教案新人教版必修第一册Word格式文档下载.docx

学年新教材高中物理第1章第3节位置变化快慢的描述速度教案新人教版必修第一册Word格式文档下载.docx

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常用的单位还有千米每时，符号km/h；

1m/s＝3.6km/h.

5．方向：

速度是矢量．速度的方向就是物体运动的方向．

二、平均速度和瞬时速度

1．平均速度：

公式v＝，表示的只是物体在时间间隔Δt内运动的平均快慢程度，称为平均速度．平均速度只能粗略地描述运动的快慢．

2．瞬时速度：

运动物体在某时刻或某一位置的速度．它可以精确地描述物体运动的快慢．

3．速率：

瞬时速度的大小．

三、实验：

测量纸带的平均速度和瞬时速度

1．测量平均速度：

如图所示是打点计时器打出的一条纸带示意图，测出D、G间的位移和所用时间，利用v＝计算平均速度．

2．测量瞬时速度：

纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示，即根据v＝，当Δt或Δx较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度．

如图所示，E点的瞬时速度可用DF段的平均速度代表，即vE＝.

四．速度－时间图象

1．物理意义：

直观表示物体运动的速度随时间变化的情况．它不是物体运动的轨迹．

2．v－t图象的画法：

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图象．

思维辨析

（1）通过相同的路程，所用时间少的物体速度大．（　　）

（2）时间变化量一定为正值．（　　）

（3）速度在数值上等于单位时间内通过的路程．（　　）

（4）两物体的速度分别是v1＝2m/s，v2＝－3m/s，则它们的大小关系为v1>

v2.（　　）

（5）物体的瞬时速度总为零，则平均速度一定为零．（　　）

（6）物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态．（　　）

提示：

（1）×

（2）√　（3）×

　（4）×

　（5）√　（6）×

基础理解

（1）为测定某轿车在平直路面上行驶的速度，小明同学利用数码相机拍摄了一张在同一张底片上多次曝光的照片，如图所示．已知拍摄时间间隔设定为1s，轿车车身长为3.6m.

①轿车在AC段做________运动．这段时间内的速度大小为________m/s.

②轿车在CE段做________运动．CD、DE两段相比较，轿车通过________段的平均速度大，此段的平均速度等于________．

①AB＝BC，说明轿车在AC段做匀速运动．每格的长度为m＝0.9m，则车速v1＝＝m/s＝9m/s.

②轿车在CE段做减速运动，且在CD段的平均速度大．其平均速度v2＝m/s＝6.3m/s.

答案：

①匀速　9　②减速　CD　6.3m/s

（2）“今天下午5点钟‘巴蓬’中心附近最大风力11级（30m/s），将以每小时20千米左右的速度向西偏北方向移动，向琉球群岛东南部一带海域靠近，强度逐渐加强……”这段报道中提到的“30m/s”“每小时20千米”是平均速度还是瞬时速度？

30m/s是瞬时最大风速，是瞬时速度；

“每小时20千米”描述的是台风移动的平均快慢，是平均速度．

　对速度的理解

问题导引

自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向单向行驶，自行车在30min内行驶了8km；

汽车在30min内行驶了50km；

百米比赛中，运动员甲用时10s，运动员乙用时13.5s.

（1）自行车和汽车哪个运动得快？

你是如何进行比较的？

（2）运动员甲和运动员乙哪个跑得快？

（3）汽车和运动员甲哪个运动得快？

你又是如何进行比较的呢？

要点提示　

（1）汽车运动得快，相同时间内位移大的运动得快．

（2）运动员甲跑得快，通过相同位移所需时间短的跑得快．

（3）比较两物体单位时间内的位移，可比较两物体运动的快慢．

汽车：

＝＝≈27.8m/s

运动员甲：

＝＝10m/s，

所以汽车运动得快．

【核心深化】

概念

速度是矢量，是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

定义式

v＝

（1）公式v＝中的Δx是物体运动的位移，也就是位置的变化，不是路程．速度也可以说是物体位置的变化率；

速度越大，表示物体运动得越快，其位置也就变化得越快

（2）v＝是采用比值法定义的，不能认为v与位移成正比、与时间成反比

矢量性

（1）速度既有大小，又有方向，是矢量．分析物体的速度时，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）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

　（多选）（2019·

南昌高一月考）关于速度的说法，下列各项中正确的是（　　）

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．速度描述了物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化快

C．速度越大，位置变化越快，位移也就越大

D．以上说法都不正确

[思路点拨]位移是由速度与时间共同决定的，速度大位移不一定大．

[解析]　引入速度概念就是为了描述物体的运动快慢，速度大表示物体运动得快，而运动快慢实质就是物体的位置变化快慢，速度大也可以理解为物体的位置变化快，所以A、B正确，D错误；

根据v＝，得到Δx＝vΔt，可见速度越大，物体位置的变化也就越快；

如果时间很短，位移有可能较小，即位移由速度和时间共同决定，故C错误．

[答案]　AB

　（多选）关于速度的定义式v＝，以下叙述正确的是（　　）

A．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比

B．速度v的大小与运动的位移Δx和运动的时间Δt都无关

C．此速度定义式适用于任何运动

D．物体做匀速直线运动时，位移Δx与运动时间Δt成正比

解析：

选BCD.v＝是计算速度的公式，适用于任何运动，C对；

此式只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来计算，并不是说v与Δx成正比，与Δt成反比，A错，B对；

在匀速直线运动中，v不变，由v＝得，Δx＝vΔt，即Δx与Δt成正比，D对．

（1）速度采用比值定义法，不能说v与Δx成正比，Δx大，物体的位置变化量就大．位移大，v不一定大；

当物体位置变化快时，v才大．　

（2）式中Δx是位移不是路程，Δx与Δt具有对应性．

（3）如果t时间内物体发生的位移为x，公式可表示成v＝.　

　平均速度和平均速率

小华同学从家出发步行到学校，要先向东走400m，然后再向北走600m，最后再向东走400m才能到达学校，所用时间为16min，如图所示．则他从家到学校的平均速度的大小与平均速率是否一样？

要点提示　平均速度应为位移与所用时间的比值；

而平均速率是路程与所用时间的比值，显然小华的平均速度的大小与平均速率不一样．

1．平均速度与平均速率的比较

平均速度

平均速率

定义

平均速度＝

平均速率＝

标矢性

矢量

标量

联系

都粗略地表示物体运动的快慢

单位相同

平均速度的大小一般小于平均速率，只有在单向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率

2.速率与平均速率

（1）速率为瞬时速度的大小，是瞬时速率的简称，而平均速率为路程与时间的比值，不是速率的平均值，也不是平均速度的大小．两者均是标量，前者是状态量，后者是过程量．

（2）速率与平均速率没有确定的必然关系，某一运动过程中，速率可能大于平均速率，也有可能小于或者等于平均速率．

关键能力1　对平均速度和平均速率的理解

　（2019·

长沙一中高一月考）

某班同学去部队参加代号为“猎狐”的军事演习，甲、乙两个小分队同时从同一处O出发，并同时捕“狐”于A点，指挥部在荧光屏上描出两个小分队的行军路径如图所示．则下述说法中正确的是（　　）

①两个小分队运动的平均速度相等

②甲队的平均速度大于乙队的平均速度

③两个小分队运动的平均速率相等

④甲队的平均速率大于乙队的平均速率

A．①④　　　　　　　　　B．①③

C．②④D．②③

[思路点拨]计算平均速度必须用位移与时间相比．

[解析]　根据荧光屏上显示的路径，可知甲、乙两队通过的路程不同，s甲>

s乙．但两者的始、末位置都相同，因此其位移大小、方向都相同，即x甲＝x乙．根据平均速度的定义，它等于位移与时间之比，所以甲、乙两队运动的平均速度相同．用运动物体通过的路程与时间之比表示物体运动的快慢，称为平均速率，可见，甲队的平均速率大于乙队的平均速率．

[答案]　A

关键能力2　对平均速度和平均速率的计算

　2018年4月12日，我国三大舰队齐赴南海举行了大规模军事演习．各种先进设备相继亮相，其中“飞豹”战机作战半径可达1500km.假设一架歼－15战机于4月12日8点整从“辽宁”号航母起飞，在8点18分正好抵达距航母680km的指定位置，战机仪表显示此段行程正好为800km.试求：

（1）战机此段过程的平均速率和飞行100m约需的时间分别是多少？

（2）此段过程中战机的平均速度又是多少？

[解题探究]求解平均速度和平均速率时要从定义式着手分析．它们应分别选择哪个公式，是v＝，还是v＝？

[解析]　

（1）战机的平均速率为

vs＝＝m/s≈740.74m/s

每飞行100m约需时间为

t′＝＝s≈0.135s.

（2）战机的平均速度为

v＝＝m/s≈629.63m/s.

[答案]　

（1）740.74m/s　0.135s　

（2）629.63m/s

1．求平均速度时常见的两种错误

（1）误认为平均速度就等于速度的平均值，即v＝（v1、v2分别是物体的初、末速度）．　

（2）误认为平均速度大小等于平均速率，用路程与时间的比值去求解．而实际上平均速度必须依据其定义用位移与时间的比值去求解，并且必须强调针对的是哪段位移（或哪段时间），不同过程的平均速度一般不相同．

2．求平均速度的三步骤

【达标练习】

1．2019年伯明翰室内田径巡回赛男子60米比赛，中国飞人苏炳添以6秒47的成绩再展飞人本色，勇夺冠军．假定他在起跑后10m处的速度是8m/s，到达终点时的速度是9.6m/s，则他在全程中的平均速度约为（　　）

A．9.27m/sB．9.6m/s

C．8.8m/sD．4.8m/s

选A.根据平均速度的定义＝＝m/s≈9.27m/s.

2.（多选）如图所示，在1000m体能测试中，小明沿某圆形400m跑道从A点出发，其成绩为3分40秒，下列说法正确的是　（　　）

A．小明的平均速率为4.55m/s

B．小明的平均速率为0.91m/s

C．小明的平均速度大小为0.91m/s

D．小明的平均速度大小为0.58m/s

选AD.小明沿圆形跑道跑2.5圈完成测试，通过的路程为1000m，位移为2×

63.7m＝127.4m，平均速率为m/s≈4.55m/s，平均速度大小为m/s≈0.58m/s，故A、D正确．

3．如图所示，小明骑自行车由静止沿直线运动，他在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内通过的位移分别为1m、2m、3m、4m，则（　　）

A．他4s末的瞬时速度为4m/s

B．他第2s内的平均速度