人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度教学课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了新课教学，随堂小练等内容，欢迎下载使用。
第一章 运动的描述 第3节 位置变化快慢的描述——速度
比较下列物体位置变化的快慢
【问题2】 运动会上举行百米赛跑，甲同学用时13.5s，乙同学用时12s。
【问题1】 自行车在30min内行驶8km，汽车在相同时间内行驶50km。
【问题3】 比较上两题中自行车和乙同学运动的快慢。
　方法：单位时间内走过的位置变化（即位移）
物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度。 速度通常用字母 表示，如果在时间 内物体的位移是 ，它的速度就可以表示为： 在国际单位制中，速度单位是米每秒，符号是m/s(或m•s-1 )。 常用的单位还有千米每时(km/h或km•h-1 )，厘米每秒(cm/s或cm•s-1 )等。 速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度的方向（物体运动的方向）和位移方向相同。
物体在某一段时间内，运动的快慢通常是变化的。所以，由 求得的速度 ，表示的只是物体在时间 内运动的平均快慢程度，叫作平均速度。 思考：平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向。那么，怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢？ 可以设想，用由时刻t到t + 一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度，如果 取得小一些，物体在 这样一个较小的时间内，运动快慢的差异就不会太大。 越小，运动快慢的差异越小，当 非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，此时，我们就把 叫作物体在t时刻的瞬时速度。
物体在某一段时间内运动的平均快慢程度
物体在某一时刻或某一位置的运动快慢
与该位置物体运动轨迹的切线方向相同
匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中平均速度与瞬时速度相等。 瞬时速度的大小叫作速率。汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的示数实际是汽车的速率。日常生活中说道的“速度”，有时是指速率，要根据上下文判断。
平均速度和瞬时速度的比较
注意：平均速度并非速度的平均值，平均速度是指总位移与总时间的比值，平均速率是指总路程与总时间的比值，学习时需注重理解与区分。
【例1】 下面描述的几个速度中，属于平均速度的是(　　)A．子弹以790 m/s的速度击中目标B．信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/sC．汽车上速度计的示数为80 km/hD．足球以20 m/s的速度飞入球门
【答案】B【解析】790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度；信号沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度；汽车速度计上显示的是瞬时速度；足球飞入球门的速度是瞬时速度。
【例2】 (多选)如图所示，一人骑自行车晨练，由静止开始沿直线运动，她在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m，则(　　) A．她在4 s末的瞬时速度为4 m/s B．她在第2 s内的平均速度为2 m/s C．她在4 s内的平均速度为2.5 m/s D．她在1 s末的速度为1 m/s
【例3】某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，求往返的平均速度的大小和平均速率.
测量平均速度 用手拉通过打点计时器的纸带时，纸带运动确定时间内的位移就被记录下来，据此可以计算纸带运动的速度。 图1.3-2是打点计时器打出的一条纸带示意图。若想计算实验时运动纸带在D、G两点的平均速度，只需测出D、G间的位移 和所用时间 ，就可以算出平均速度：
图 1.3-2 计算每隔01s的平均速度纸带示意图
每隔0.1s(或更短)计算一次平均速度。 1. 在图1.3-2中选取纸带上一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用数字1,2,3，...标出这些计数点； 2. 测量各计数点到起始点0的距离x,记录在表1中； 3. 计算两相邻计数点间的位移 ，同时记录对应的时间 ； 4. 根据 和 计算纸带在相邻计数点间的平均速度 。 表1 手拉纸带的位移和平均速度
测量瞬时速度 下面考虑如何测量图1.3-2中E点的瞬时速度。 E点在D、G两点之间，D、G两点间的平均速度也可以求出。如果不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表E点的瞬时速度，也未尝不可，如果把包含E点在内的间隔取得小一些，例如取图1.3-3中的DF线段，那么经过D、F两点所用的时间 就会变短，用两点间位移 和时间 算出的平均速度代表纸带在E点瞬时速度，就会精确一些。D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度。
图1.3-3 计算每隔0.06s的平均速度纸带示意图
请根据上述测量瞬时速度的方法，计算上节实验中纸带上各级计数点的瞬时速度。 每隔0.06s计算一次速度。 1. 从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点； 2. 测量各计数点到起始点0的距离x,记录在表2中； 3. 计算两相邻计数点间的位移 ，同时记录对应的时间 ； 4. 根据 和 算出的速度值就可以代表在 这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表2中。 表2 手拉纸带各计数点的瞬时速度
物体运动的速度随时间变化的情况可以用图来直观表示。以时间t横轴，速度v为纵轴，坐标中的图像为速度—时间图像或v-t图像。
思考：如下图是一个物体运动的v-t图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的．(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？(2)运动的方向是否变化？ (3)速度的大小是否变化？怎样变化？
【答案】（1）具有一定的初速度；（2）运动方向在t3时刻发生变化；（3）0~t1时间段内，速度均匀增大；t1~t2时间段内，速度不变；t2~t3时间段内，速度均匀减小；t3时刻后，速度反向均匀增加。
【例4】用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处．A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上．B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_______________，并压在________下面．C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx.D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________.E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点．F．利用公式
【答案】交流　限位孔　复写纸　(n－1)×0.02 s　BAEDCF【解析】A项中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B项中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并压在复写纸的下面；D项中纸带上记录的时间Δt＝(n－1)×0.02 s．合理的实验步骤为BAEDCF.
【例6】某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两点之间还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz.
(1)相邻两个计数点间的时间为________ s. (2)打第4个计数点时纸带的速度v4＝________ m/s.(保留三位有效数字)
【例7】某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s.(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F 5个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入表中．(要求保留三位有效数字)
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并在下图1－4－8中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
(2)将计算出的各点速度描在坐标纸上，并将各点用平滑的曲线连接起来，如图所示．
1．（多选）日常生活中所说的速度哪些是瞬时速度（ ）A．汽车在高速公路行驶的最大速度限制在120km/hB．刘翔以9.4m/s的速度冲刺C．一辆汽车在高速公路上行驶的速度约为100km/hD．声音在空气中的传播速度是340m/s2.下列说法正确的是（ ）A、平均速度就是速度的平均值B、匀速直线运动中，瞬时速度等于平均速度C、汽车以速度v经过某一段路时，v指瞬时速度D、子弹以速度v从枪口射出，v是平均速度，汽车速度表测的是瞬时速度
3.一汽车在一直线上运动，第一秒内通过5m，第二秒内通过10m，第三秒内通过20m，第四秒内通过5m，则最初2秒的平均速度为___________；最后2秒的平均速度为__________；全部时间的平均速度为_________。 4.一辆汽车沿直线从甲地到乙地，⑴ 前一半时间的速度为60m/s，后一半时间的速度为80m/s，则全过程中的平均速度是多少？ ⑵ 如果前一半位移的速度为60m/s，后一半位移的速度为80m/s，则全过程中的平均速度为多少？ 5.某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率各是多少.
6．(多选)根据打点计时器打出的纸带，下列说法正确的是(　　) A．能准确地求出某点的瞬时速度 B．只能粗略地求出某点的瞬时速度 C．能准确地求出某段时间内的平均速度 D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度 7．(多选)关于打点计时器的原理和使用方法，下列说法中正确的是(　　) A．打点计时器应接交流电源，交流频率通常为50 Hz B．如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点，则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08 s C．如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏，则说明纸带的速度由小变大 D．电磁打点计时器接在220 V电源上，电火花打点计时器接在6 V电源上