高中物理 14物体运动的速度教案5 粤教版必修1.docx

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高中物理14物体运动的速度教案5粤教版必修1

2019-2020年高中物理1.4物体运动的速度教案5粤教版必修1

一、教学目标

【知识目标】

1.理解速度的概念，知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义，公式符号和单位，知道它是矢量；

2.理解平均速度，知道瞬时速度的概念，知道瞬时速度与平均速度的关系；知道速度和速率以及它们的区别；

3.会计算质点的平均速度，认识各种仪表中的速度；

4.理解速度的物理意义。

【能力目标】

1．运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，从而渗透物理学的重要研究方法等效的方法．

2．培养迁移类推能力

【情意目标】

1．通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法．

2．通过师生平等的情感交流，培养学生的审美情感．

二、教学重点与难点

教学重点:

瞬时速度、平均速度二个概念及二个概念之间的联系

教学难点:

对瞬时速度的理解

三、教学方法

教师启发、引导，学生自主思考，讨论

四、教学设计

（一）新课导入

在前面两节课,我们学习了质点、参考系、时间、时刻、位移和路程等概念,当物体做直线运动时，能不能说,物体的位移越大,物体运动得就越快?

（不能,因为物体的位移与运动的时间有关）那么,如何来描述物体运动的快慢呢?

（二）新课内容

1.平均速度

如果物体做变速直线运动，在相等的时间里位移是否都相等？

那速度还是否是恒定的？

那又如何描述物体运动的快慢呢？

问题：

百米运动员，10s时间里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？

回答：

每秒平均跑10m。

百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢？

答：

否。

说明：

对于百米运动员，谁也说不来他在哪1秒跑了10米，有的1秒钟跑10米多，有的1秒钟跑不到10米，但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。

此时的速度就称为平均速度。

所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。

（1）平均速度

①定义：

表达式中所求得的速度，表示的只是物体在时间间隔内的平均快慢程度，称为平均速度。

②平均速度只能粗略地描述运动的快慢。

③平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间内发生的位移方向相同。

④平均速度必须明确是哪段时间或哪段位移上的平均速度，取不同的时间段或位移段平均速度一般是不同的。

例1：

甲、乙两地位于同一条直线上且相距60km，一辆汽车从甲地开往乙地，它以60km/h平均速度通过前一半路程，接下来用时45min通过后一半路程。

那么它在全程的平均速度大小是多少？

解：

设全程的路程为2S，则

km/h

例2：

一辆汽车沿直线运动，先以15m/s的速度行驶了全程的，余下的路程以20m/s的速度行驶，则汽车从开始到行驶完全程的平均速度大小为多少？

解：

设全程的路程为2S，则

（2）瞬时速度

①定义：

物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度，叫做瞬时速度。

②瞬时速度和平均速度的关系：

如果时间非常小时，就可以认为平均速度表示的是物体在时刻的瞬时速度。

③瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。

④初中学到的匀速直线运动，就是瞬时速度保持不变的运动。

测量仪器：

速度计（速度计所指的数值就是某时刻汽车的瞬时速率，随着行驶的快慢而定）。

本节课小结：

1、速度的概念及物理意义；

2、平均速度的概念及物理意义；

3、瞬时速度的概念及物理意义；

4、速度的大小称为速率。

例题2：

下边是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在表中路段做直线运动，且在每一个车站都准点开出，准点到达.

a.火车由北京西站开出直至到达霸州车站，运动的平均速度是多大？

b.火车由霸州车站开出直至到达衡水车站，运动的平均速度是多大？

c.在零时10分这一时刻，火车的瞬时速度是多大？

北京西

↓

深圳

自

北京西

起公里

站名

北京西

↑

深圳

22:

18

0

北京西

-

6:

35

23:

30

32

92

霸州

22

5:

20

0:

08

11

147

任丘

39

4:

36

1:

39

45

274

衡水

10

3:

04

…

…

…

…

课堂小测验：

（1~3题）

1．下列说法中正确的是（）

a．做匀速直线运动的物体，相等时间内的位移相等

b．做匀速直线运动的物体，任一时刻的瞬时速度都相等

c．任意时间内的平均速度都相等的运动是匀速直线运动

d．如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一个恒量，则此运动是匀速直线运动

2．下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是（）

a．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零

b．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零

c．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度

d．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度

3．一辆汽车，开始以5m/s的速度匀速行驶了20m，后又以10m/s的速度行驶了20m，那么汽车在行驶40m的时间内的平均速度是否正确？

课外作业：

（4～7题）

4．高速公路上的速度限制牌限制的速度为120km/h，它指的是什么速度？

5．短跑运动员在100ｍ竞赛中，测得7ｓ末的速度是9m/s，10s末到达终点时的速度是10.2m/s，则运动员在全程内的平均速度为（）

a．9m/sb．9.6m/sc．10m/sd．10.2m/s

6．一辆汽车以速度v行驶了2/3的路程，接着以20km/h的速度减速，后以36km/h的速度返回原点，则全程中的平均速度是（）

a．24km/h

b．0

c．36km/h

d．48km/h

7．物体沿一直线运动，下列说法中正确的是（　　　）

a．物体在某一时刻的初速度为3m/s，则在这1s内物体一走3m

b．物体在某一秒内平均速度为3m/s，则在这1s内物体一定走3m

c．物体在某段时间内平均速度为3m/s，则在这段时间内的任意1s内的位移都为3m

d．物体在t1时刻的速度为2m/s，在t2时刻的速度为4m/s，则在t1至t2的平均速度可能为零

[选做题]

1.物体沿直线运动，前半段位移的平均速度是20m/s，后半段位移的平均速度是30m/s，则物体全程的平均速度多大？

2.物体沿直线运动，前半段时间的平均速度是20m/s，后半段时间的平均速度是30m/s，则物体全程的平均速度多大？

3.

4.

5.

2019-2020年高中物理1.4电势和电势差学案粤教版选修3-1

1．理解电场能的性质，理解静电力做功的特点，建立电势能的概念．

2．了解电势能变化与电场力做功的关系．

3．了解电势的概念，体验用比值定义物理量的方法．

4．理解电势差的概念及其定义式，并能进行有关的计算．

5．了解电势差、电势、电势能之间的区别和联系．

6．了解等势面的概念，知道在等势面上移动电荷电场力不做功．

1．电场力做功的特点．

电场力做功跟电荷移动的路径无关，只由电荷的始末位置决定．可见电场力做功与重力做功相似．

2．电场力做功与电势能的关系．

电场力做的功等于电势能的改变，用公式表示WAB＝EPA－EPB.

3．电势差．

（1）定义：

电荷在电场中A、B两点间移动时电场力对电荷做的功与电荷所带电荷量的比值．

（2）公式：

UAB＝

．

（3）单位：

国际单位制中，电势差的单位是伏特，简称伏，符号是V.

（4）电势差可以是正值，也可以是负值，电势差也叫做这两点间的电压．

4．电势．

P点的电势为零，则电场中任意一点A的电势，数值上等于把单位正电荷从A点移到P点时电场力所做的功．如果用φA表示A点电势，则有φA＝

．

5．单位及矢标性．

电势的单位和电势差的单位一样，也是伏特．电势只有大小，没有方向，是标量．

6．电势与电势差．

电场中任意两点A、B间的电势差可表示为UAB＝φA－φB，若UAB为正值，表示A点的电势比B点的电势高，若UAB为负值，表示A点的电势比B点的电势低．

7．等势面．

电场中电势相等的点构成的曲面．

8．等势面与电场强弱的关系．

等势面密的地方电场较强，等势面疏的地方电场较弱．

1．电势高低的四种判断方法.

判断角度

判断方法

依据电场线方向

沿电场线方向，电势降低

依据电场力做功

根据UAB＝

，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低

依据场源电荷的正负

取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低

依据电势能的高低

正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电势较低处电势能大

2.电势能高低的四种判断方法.

判断角度

判断方法

做功判断法

电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加

电荷电势法

正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大

公式法

由Ep＝qφp将q、φp的大小、正负号一起代入公式，Ep的正值越大，电势能越大，Ep的负值越小，电势能越大

能量守恒法

在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之电势能增加

　例如图，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为＋q、质量为m的小球以初速度v0从斜面底端A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则（　　）

A．A点电势一定小于B点电势

B．小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能

C．A、B两点间的电压一定等于

D．若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，则Q一定是正电荷

解析：

A、B：

小球在运动的过程中，受重力、支持力和电场力，重力做负功，支持力不做功，电场力就做正功．故A点的电势高，小球在A点的电势能大．故A错误，B错误；C：

A到B速度未变，说明重力做功等于电场力做功．电压UAB＝

＝

，故C正确；D：

若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的，离电荷远的A点电势高，所以Q一定是负电荷．故D错误．

答案：

C

一、单项选择题

1．如图所示，实线为一电场的电场线，A、B、C为电场中的三个点，那么以下的结论正确的是（B）

A．EA>EB>EC；φA>φB>φC

B．EA>EB>EC；φA<φB<φC

C．EA

D．EAφB>φC

解析：

由电场线的疏密程度可知EA>EB>EC，可画出过A、B、C三点的等势面，沿电场线方向电势降低，则φA<φB<φC，所以B正确．

2．带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了2.6×10－6J的功．那么（D）

A．M在P点的电势能一定大于它在Q点的电势能

B．P点的场强一定小于Q点的场强

C．P点的电势一定高于Q点的电势

D．M在P点的动能一定大于它在Q点的动能

解析：

带电粒子M只在电场力作用下从P点运动到Q点，克服电场力做功，其电势能增加，动能减小，故A错误，D正确．场强的大小与电场力做功正、负无关，故选项B错；在选项C中，由于带电粒子的电性未知，故无法确定P点与Q点电势的高低，C错．

3．一个带正电的质点，电量q＝2.0×10－9C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力做的功为6.0×10－5J，质点的动能增加了8.0×10－5J，则a、b两点间的电势差Ua－Ub为（B）

A．3×104VB．1×104V

C．4×104VD．7×104V

解析：

由动能定理，外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量，得电场力对物体做的功W＝8.0×10－5J－6.0×10－5J＝2.0×10－5J．由W＝q（Ua－Ub）得：

Ua－Ub＝1.0×104V.

4．（xx·佛山一模）P、Q两电荷的电场线分布如图所示，c、d为电场中的两点．一个离子从a运动到b（不计重力），轨迹如图所示．下列判断正确的是（C）

A．Q带正电

B．c点电势低于d点电势

C．离子在运动过程中受到P的吸引

D．离子从a到b，电场力做正功

解析：

根据电场线从正电荷出发到负电荷终止可知，P带正电荷，Q带负电荷，选项A错误；由顺着电场线方向电势逐渐降低可知，c点电势高于d点电势，选项B错误；由离子从a点运动到b点的轨迹弯曲方向可知，离子在运动过程中受到P的吸引，选项C正确；离子从a到b，电场力做负功，选项D错误．

二、不定项选择题

5．下列说法正确的是（BC）

A．电势差和电势一样，是相对量，与零点的选取有关

B．电势差是个标量，但是有正负之分

C．由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关

D．A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同位置而改变，所以UAB＝UBA

解析：

电势是相对量，与零点的选取有关，电势差是绝对量，与零点的选取无关，A错误；电势差是标量，但有正负之分，B正确；由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关，C正确；A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同位置而改变，但是UAB＝－UBA，负号表示两点电势的高低，D错误．

6．如图所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是（A）

A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少

B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加

C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加

D.从a到b电势逐渐升高

解析：

正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少；负电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加；沿电场线方向电势是降低的．

7．某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，同一正电荷在P、Q两点的电势能分别为WP和WQ，则（AD）

A．EP＞EQ

B．EP＜EQ

C．WP＜WQ

D．WP＞WQ

解析：

A、B：

由图P点电场线密，电场强度大．故A正确，B错误．C、D：

正电荷从P移到Q，电场力做正功，电势能减小．故C错误，D正确．

8．下列说法中正确的是（ABC）

A．当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大

B．当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大

C．一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小

D．一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大

解析：

当两个同种电荷相互靠近时，电场力做负功，电势能增大；异种电荷相互靠近时，电场力做正功，电势能减小．

9．某区域电场线如图所示，左右对称分布，A、B为区域上两点．下列说法正确的是（ABCD）

A．A点电势一定高于B点电势

B．A点电场强度一定大于B点电场强度

C．正电荷在A点的电势能大于在B点的电势能

D．将电子从A点移动到B点，电场力做负功

解析：

电场线是描述电场的一种直观手段，沿电场线的方向电势逐渐降低，A项正确；电场强度的大小由电场线的疏密来反映，电场线密的地方，电场强度强，反之电场弱，所以A点电场强度一定大于B点电场强度，B项正确；正电荷从A点运动到B点的过程中，电场力做正功，电势能减少，所以C项正确；将电子从A点移动到B点，电场力做负功，D项正确．

三、非选择题（按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位）

10．在电场中一条电场线上有A、B两点，如图所示．若将一负电荷q＝2.0×10－7C，从A点移至B点，电荷克服电场力做功4.0×10－4J．试求：

（1）电场方向；

（2）A、B两点的电势差，哪一点电势高？

（3）在这一过程中，电荷的电势能怎样变化？

（4）如在这一电场中有另一点C，已知UAC＝500V，若把这一负电荷从B移至C电场力做多少功？

是正功还是负功？

解析：

（1）场强方向水平向右．

（2）沿电场方向电势降低，

故φA＞φB，

UAB＝

＝

V＝2000V.

（3）ΔEp＝－W＝4.0×10－4J，故电势能增加了4.0×10－4J.

（4）因为UAB＝2000V，UAC＝500V；

所以UBC＝UAC－UAB＝－1500V；

故WBC＝qUBC＝－2.0×10－7×（－1500）J＝3.0×10－4J，因此电场力做正功．

答案：

见解析

11．把带电荷量为＋2×10－8C的点电荷从无限远处移到电场中A点，要克服电场力做功8×10－6J；若把该电荷从无限远处移到电场中B点，需克服电场力做功2×10－6J，取无限远处电势为零．求：

（1）A点和B点的电势；

（2）将另一电荷量为－2×10－5C的点电荷由A点移到B点时电场力做的功．

解析：

设无限远处的电势φ0＝0，

（1）UOA＝

＝

＝－400V；φA＝400V.

UOB＝

＝

＝－100V；φB＝100V.

（2）UAB＝φA－φB＝300V，

WAB＝UAB·q＝－6×10－3J.

答案：

见解析