高中物理人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度学案设计

§1.3   运动快慢的描述-----速度

【学习目标】1.理解速度的概念，领会其矢量性，体会其在初中基础上的深化，知道速度的方向即物体运动的方向。

2.能在具体问题的描述中正确使用平均速度和瞬时速度的概念，并能进行相应的计算。

3.知道瞬时速度是表示某一时刻的速度，了解平均速度与瞬时速度的区别与联系。

4．知道速度与速率的区别和联系，能在生活中正确使用速度和速率。

5．体会平均速度概念的等效思想方法。在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中，初步体会取极限的思想方法。

【学习重点】速度、平均速度、瞬时速度的概念和区别

【学习难点】速度、平均速度、瞬时速度的矢量性

【学习流程】

【自主先学】

知识点1  坐标与坐标的变化量

1．坐标与坐标的变化量

物体沿直线运动，并以这条直线为x轴建立直线坐标系，这样，物体的位置就可以用         来表示，物体的位移就可以通过坐标的         （Δx=x2–x1）来表示，Δx的大小表示位移的              ，Δx的正负表示位移的                 

【组内研学】

知识点2 速度

2．速度：

（1）定义：质点的位移跟发生这段位移所用时间的           （这种定义的方法称为            ）

（2）定义式：v=         

（3）单位：         、        、          等

（4）矢量性：速度的大小用公式计算，速度的方向与位移方向相同即是物体的           

（5）物理意义：表示质点运动            和           的物理量

例1．一个小球以5m/s的速度撞击墙壁，结果以5m/s的速度反方向弹回，这个运动过程中，对于速度的描述中正确的是（         ）

A．撞击前后小球的速度大小都是5m/s，因为速度是标量，所以小球的速度没有改变

B．撞击前后小球的速度大小都是5m/s，因为速度是矢量，所以小球的速度发生改变

C．撞击前后小球的速度大小都是5m/s，因为速度是矢量，所以小球的速度没有改变

D．撞击前后小球的速度大小都是5m/s，因为速度是标量，所以小球的速度发生改变

知识点3  平均速度和瞬时速度

3．平均速度

（1）定义：在变速直线运动中，             ，叫做这段时间（位移）内的平均速度．

（2）物理意义：平均速度只能         地描述运动的快慢．

（3）理解：在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同       或不同        内的平均速度一般不同，必须指明求出的平均速度是对哪段          或哪段          的平均速度．

例2：一辆汽车沿一条平直公路沿同一方向行驶，已知前一半时间内的平均速度为v1，后一半时间内的平均速度为v2，则全程的平均速度为多少？   （         ）

A．        B．          C．         D．

4．瞬时速度

（1）定义：运动质点在某一            或某一            的速度则叫做瞬时速度

（2）理解

①直线运动中，瞬时速度的方向与质点某一位置时的            相同

②平均速度跟时间或位移对应，瞬时速度与            或            对应

③当位移足够小或时间足够短时，认为平均速度就等于              

④匀速直线运动是        速度保持不变的运动，匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度           

例3．为了使公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志．如图所示，甲图是限速标志(白底、红圈、黑字)，表示允许行驶的最大速度是80km/h；乙图是路线指示标志，表示到杭州还有100 km．上述两个数据的物理意义是（        ）

A．80 km/h是平均速度，l00km是位移    

B．80 km/h是平均速度，l00 km是路程

C．80 km/h是瞬时速度， l00 km是位移    

D．80 km/h是瞬时速度，l00 km是路程

例4：下列所说的速度指的是瞬时速度的是（         ）

A．百米赛跑运动员以9.5m/s冲过终点线         B．高铁设计时速为250km/h

C．信号沿动物神经传播的速度大约为10m/s      D．台风以360m/s的速度向东北方向移动

知识点4  瞬时速率和平均速率

5．瞬时速率：瞬时速度的       叫做瞬时速率（简称速率），只表示物体运动的        ，不表示物体运动的      ，它是     量．

6．平均速率：路程与时间的比值。    量

【交流促学】

知识点5  位移－时间图象

7．位移－时间图象（x-t图：）以       为横轴、以        为纵轴，作出                        

    练一练：以8m/s作匀速直线运动的人为例，先列表，再作出x-t图

8．说明：

（1）匀速直线运动的x-t图线是                        

（2）根据图象可以知道                                        

（3）x-t图线的       表示速度的大小

（4）x-t图线表示                            ，绝不是运动轨迹。

【反馈评学】

1．下列关于速度的说法正确的是（　　  　）

A．速度是描述物体位置变化的物理量           B．速度是描述物体位置变化大小的物理量

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与时间的关系的物理量

2．以下关于速度和平均速度的说法正确的是（       　）

A．步行的速度为1m/s是瞬时速度             B．雨点落地时的速度为平均速度

C．炮弹在炮膛中的速度是平均速度            D．匀速直线运动中平均速度与瞬时速度相等

3．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（　     　）

A．匀速直线运动是速度不变的运动           

B．匀速直线运动的速度大小是不变的

C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动

D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动

4．下列关于速度和速率的说法中正确的是（　　   　）

A．速度是矢量，用来描述物体运动的快慢     

B．平均速度是速度的平均值，它只有大小没有方向

C．汽车以速度v1经过某路标，子弹以速度v2从枪筒射出，两速度均为平均速度

D．平均速度就是平均速率

5．某列火车在一段长为20km的平直路段上行驶，行驶的平均速度为100km/h，下列说法中正确的是

A．这列火车通过这一段的前半程的时间一定是6min                             (  )

B．这列火车通过这一段路程的时间是12min

C．这列火车如果行驶100km，一定用时1h   

D．这列火车在前一半时间通过的位移也却好是一半

6．下面的几个速度中表示平均速度的是（         ）

A．子弹出枪口速度是800m/s            B．汽车从甲站到行驶到乙站过程中的速度是72km/h

C．汽车速度计上指示着速度60km/h      D．小球第3s末的速度是6m/s

7．一辆汽车做单向直线运动，先以20m/s的速度行驶了全程的一半的位移．然后又以30m/s的速度到达终点．则汽车在全程中的速度为（         ）

A．25 m/s                                B．24m/s        

C．28m/s                                 D．22 m/s

8．有关瞬时速度、平均速度、平均速率，下列说法中正确的是    (  )

A．瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度；

B．平均速度等于某段时间内物体运动的位移与所用时间的比值；

C．作变速运动的物体，平均速率就是平均速度的大小；

D．作变速运动的物体，平均速度是物体通过的路程与所用时间的比值。

9．从匀速直线运动的公式v=s/t可知（          ）

A．速度与位移成正比，与时间成反比

B．速度等于位移与所用时间的比值，与时间和位移无关

C．做匀速直线运动的物体的速度不随时间或位移而变化

D．做匀速直线运动的物体的速度决定于运动的位移

10．质点沿x轴正方向运动，在t=2s时刻它的位置坐标为x1=-4m，t=6s时刻它的位置坐标为x2=6m，则在这段时间内质点的位置变化Δx=          m，平均速度v=          m/s．

11.一物体做直线运动，其位移图象如图所示，则： 5s末的瞬时速度为     m/s，     

20s内的平均速度为       m/s，第二个10S内的平均速度为       m/s。

12．一质点做变速直线运动

（1）若前t/3内的平均速度为6m/s，后2t/3时间的平均速度为9m/s，求这段时间t内的平均速度。

（2）若质点前一半位移的平均速度为3m/s，后一半位移的平均速度为6m/s，求这段位移的平均速度。