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高中物理第一章 运动的描述3 位置变化快慢的描述——速度教案配套ppt课件
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这是一份高中物理第一章 运动的描述3 位置变化快慢的描述——速度教案配套ppt课件，共33页。PPT课件主要包含了必备知识，自我检测，问题一，问题二，问题三，随堂检测，规律方法等内容，欢迎下载使用。
一、速度1.定义:物体运动的位移与发生这段位移所用时间之比。定义式: 2.单位:国际单位制单位为米每秒,符号为m/s。其他单位有km/h、cm/s等。3.速度是矢量(选填“矢量”或“标量”),方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。4.物理意义:描述物体运动快慢的物理量。速度越大,表示物体运动得越快。
二、平均速度和瞬时速度1.平均速度:描述物体在某一段时间内运动的平均快慢程度,只能粗略描述物体运动的快慢。2.瞬时速度:描述物体在某一时刻运动的快慢,可以精确描述物体运动的快慢。当Δt(时刻t到t+Δt一小段时间)非常小时,运动快慢的差异可以忽略不计,则 叫作物体在时刻t的瞬时速度。3.匀速直线运动: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。4.瞬时速度的大小通常叫作速率,汽车速度计的计数实际上是汽车的速率。
三、速度—时间图像(或v-t图像)1.图像的意义:反映了物体运动的速度随时间变化的情况。2.图像的获得:以时间t为横轴,速度v为纵轴,在坐标纸上建立直角坐标系,根据测得的v、t数据描点,用一条平滑的曲线来描出这些点,这条曲线即v-t图像。
1.正误辨析(1)速度在数值上等于单位时间内通过的路程。( )解析:速度在数值上等于单位时间内的位移大小。答案:×(2)两物体的速度分别是v1=3 m/s,v2=-5 m/s,则它们的大小关系为v1>v2。( )解析:速度是矢量,两速度比较大小时要比较其绝对值。答案:×(3)可以用t时刻到t+Δt一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度。( )答案:√(4)匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度。( )解析:匀速直线运动的速度不变,各段时间内的平均速度均等于瞬时速度。答案:√
2.从分别与时间和时刻对应的角度分析,请把相关的物理量连线。时间 位置 平均速度时刻 位移 瞬时速度
对速度的理解情景探究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30 min内行驶了8 km;汽车在30 min内行驶了50 km;百米比赛中,运动员甲用时10 s,运动员乙用时13.5 s。(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?你是如何进行比较的?(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。所以汽车运动得快。
知识点拨关于速度的三点说明(1)定义式v= 的理解:①Δx是物体运动的位移,不是路程。②不能认为v与位移成正比、与时间成反比。(2)速度是矢量,既有大小又有方向:①速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小;②方向即物体的运动方向。(3)速度是描述物体运动快慢的物理量,v= 也叫物体位置的变化率,速度越大,表示物体运动得越快,其位置变化得也就越快。
画龙点睛速度是矢量,既有大小又有方向,二者只要其一发生变化,我们就说速度发生了变化。
实例引导例1(多选)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2 m/s,乙质点的速度为 -4 m/s,则可知( )A.乙质点的速率大于甲质点的速率B.因为2>-4,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运动的方向D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m
解析因为速度是矢量,所以其正、负号表示物体的运动方向,选项C正确。速率是标量,等于速度的大小,甲、乙的速率分别为2 m/s、4 m/s,故选项A正确。速度是矢量,其正、负不表示大小,只有速度的数值才能比较大小,选项B错误;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,10 s后的距离等于两者位移大小之和,计算可得选项D正确。答案ACD
规律方法速度矢量性的应用(1)速度是矢量,做直线运动的物体的速度可用正、负号表示其运动的方向,速度的方向与正方向相同时取正值,相反时取负值。(2)物体做直线运动时,一般规定速度的正方向与位移的正方向相同,即可在同一坐标系中同时分析速度和位移的问题。
变式训练1(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和时间Δt都无关C.此速度定义式适用于任何运动D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量 解析 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;速度的大小表示物体运动的快慢,方向表示物体的运动方向,D对。答案BCD
平均速度与瞬时速度的区别与联系情景探究一辆汽车沿直线行驶,从出发地到目的地用时2.0 h,行程120 km,所以它的速度为60 km/h。某时刻,它的速度计显示为35 km/h。上面提到的两个速度为什么会不同?有什么区别?
要点提示60 km/h是行驶全程的平均速度,35 km/h是相应时刻的瞬时速度,前者反映了汽车在全程的运动快慢,后者反映了汽车在某一瞬间的运动快慢。
知识点拨1.平均速度与瞬时速度的比较
画龙点睛 平均速度与一段时间或一段位移相对应,而瞬时速度与一个时刻或一个位置相对应。
2.平均速度与平均速率的比较画龙点睛 位移与路程一般不相等,故平均速度大小与平均速率大小一般不相等。
实例引导例2 小蒙骑自行车由静止沿直线运动,他在第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.他4 s末的瞬时速度为4 m/sB.他第2 s内的平均速度为1.5 m/sC.他4 s内的平均速度为2.5 m/sD.他1 s末的速度为1 m/s解析自行车速度是逐渐增大的,无法确定它的瞬时速度,只能求出平均速度,第2 s内平均速度为 m/s=2 m/s;4 s内的平均速度 m/s=2.5 m/s。答案C
规律方法 关于平均速度与瞬时速度应注意的问题(1)我们平时所说的速度有时指平均速度,有时指瞬时速度,应根据前后文判断。(2)平均速度的大小和瞬时速度的大小无必然关系。平均速度大的物体,其某时刻的瞬时速度不一定大,选定的时刻不同,瞬时速度一般不同;某时刻瞬时速度大的物体,其一段时间内的平均速度不一定大,选定的时间不同,计算的平均速度一般不同。(3)在匀速直线运动中,物体的平均速度等于瞬时速度,而在变速直线运动中,不同时间(或不同位移)内的平均速度一般不相同,因此,求出的平均速度必须指明是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度。
例3 某质点由A出发做直线运动,前5 s向东运动了30 m经过B点,又运动了5 s前进了60 m到达C点,在C点停了4 s后又向西运动,经历了6 s运动120 m到达A点西侧的D点,如图所示,求:(1)全过程的平均速度。(2)全过程的平均速率。
答案:(1)1.5 m/s 方向向西 (2)10.5 m/s
归纳总结 求平均速度的三步走
变式训练2一物体沿正东方向以4 m/s的速度匀速运动4 s,又以3 m/s 的速度向北匀速运动4 s,求这8 s内物体的平均速度和平均速率(tan 37°= )。
解析:如图所示,物体先向东由A运动到B,通过的位移x1=4×4 m=16 m,接着又向北行进x2=3×4 m=12 m,到达C点,答案:平均速度大小2.5 m/s,方向为东偏北37° 平均速率为3.5 m/s
从x-t图像看速度情景探究下图中的两条直线A、B分别是两个物体A和B运动的x-t图像。(1)试分析物体A和B的运动方向。(2)判断物体A和B是否做匀速直线运动。(3)E、F两点的坐标分别是(t1,x1)、(t2,x2),求t1~t2内A的平均速度。(4)比较物体A和B的速度大小。要点提示(1)每一时刻的位移(坐标)都大于0,表示物体沿正方向运动。(2)经相等时间,A和B分别增加相同位移,A和B均做匀速直线运动。(4)图线的倾斜程度越大,速度越大,vA>vB。
知识点拨x-t图像1.x-t图像的意义x-t图像描述的是物体的位移随时间的变化规律。2.x-t图像的理解(1)图像上的点:表示某一时刻物体相对于原点的位移。(2)图像的斜率:表示物体的速度,斜率的大小表示速率,正负表示方向。(3)图像描述物体的位移随时间变化的情况,不是运动轨迹。(4)图像只能描述静止或直线运动,不能描述曲线运动。
实例引导例4 (多选)甲、乙两物体的x-t图像如图所示,下列判断正确的是( )A.甲、乙两物体从同一位置开始运动B.在0~t1时间内甲、乙两物体从不同位置,同时相向运动C.在0~t1时间内甲的速率小于乙的速率D.甲、乙两物体在t1时刻相遇,相遇后都静止
解析:t=0时,甲、乙的位置坐标不等,即从不同位置出发,选项A错误;0~t1时间内,甲的图线为负斜率的直线,表示甲的正方向的位移随时间在减小,即甲沿负方向做匀速直线运动;乙的图线为正斜率的直线,表示乙的正方向的位移随时间在增大,即乙沿正方向做匀速直线运动,选项B正确;图线的倾斜程度越大表示相同时间内位移变化越大,即速率越大,由题图可知,乙的速率大于甲的速率,选项C正确;甲、乙图像在t1时刻相交,即在该时刻,物体的位置相同;平行直线表示静止,故选项D正确。答案:BCD
1.关于速度,下列说法正确的是( )A.速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量B.平均速度就是速度的平均值,它只有大小,没有方向,是标量C.运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫作瞬时速度,它是标量D.汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器解析速度和平均速度都是矢量,A正确,B错误。瞬时速度是某时刻或某一位置时的速度,是矢量,选项C错误。速度计是显示瞬时速度大小的仪器,选项D错。答案A
2.右图是三个质点A、B、C的运动轨迹,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的平均速度相同B.三个质点到达M点的瞬时速度相同C.三个质点从N到M的平均速率相同D.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同解析平均速度等于位移与时间的比值,由于位移与时间都相同,故平均速度相同,故A正确;平均速率等于路程与时间的比值,由于时间相等,路程不等,故平均速率不相等,故C错误;三个质点到达M点的瞬时速度方向不同,所以瞬时速度肯定不同,B错误;B质点不一定做单向直线运动,所以B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向不一定相同,D错误。答案A
3.(多选)如图所示,在1 000 m体能测试中,小明沿圆形400 m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4.55 m/sB.小明的平均速率为0.91 m/sC.小明的平均速度大小为0.91 m/sD.小明的平均速度大小为0.58 m/s答案AD
一、速度1.定义:物体运动的位移与发生这段位移所用时间之比。定义式: 2.单位:国际单位制单位为米每秒,符号为m/s。其他单位有km/h、cm/s等。3.速度是矢量(选填“矢量”或“标量”),方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。4.物理意义:描述物体运动快慢的物理量。速度越大,表示物体运动得越快。
二、平均速度和瞬时速度1.平均速度:描述物体在某一段时间内运动的平均快慢程度,只能粗略描述物体运动的快慢。2.瞬时速度:描述物体在某一时刻运动的快慢,可以精确描述物体运动的快慢。当Δt(时刻t到t+Δt一小段时间)非常小时,运动快慢的差异可以忽略不计,则 叫作物体在时刻t的瞬时速度。3.匀速直线运动: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。4.瞬时速度的大小通常叫作速率,汽车速度计的计数实际上是汽车的速率。
三、速度—时间图像(或v-t图像)1.图像的意义:反映了物体运动的速度随时间变化的情况。2.图像的获得:以时间t为横轴,速度v为纵轴,在坐标纸上建立直角坐标系,根据测得的v、t数据描点,用一条平滑的曲线来描出这些点,这条曲线即v-t图像。
1.正误辨析(1)速度在数值上等于单位时间内通过的路程。( )解析:速度在数值上等于单位时间内的位移大小。答案:×(2)两物体的速度分别是v1=3 m/s,v2=-5 m/s,则它们的大小关系为v1>v2。( )解析:速度是矢量,两速度比较大小时要比较其绝对值。答案:×(3)可以用t时刻到t+Δt一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度。( )答案:√(4)匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度。( )解析:匀速直线运动的速度不变,各段时间内的平均速度均等于瞬时速度。答案:√
2.从分别与时间和时刻对应的角度分析,请把相关的物理量连线。时间 位置 平均速度时刻 位移 瞬时速度
对速度的理解情景探究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30 min内行驶了8 km;汽车在30 min内行驶了50 km;百米比赛中,运动员甲用时10 s,运动员乙用时13.5 s。(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?你是如何进行比较的?(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。所以汽车运动得快。
知识点拨关于速度的三点说明(1)定义式v= 的理解:①Δx是物体运动的位移,不是路程。②不能认为v与位移成正比、与时间成反比。(2)速度是矢量,既有大小又有方向:①速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小;②方向即物体的运动方向。(3)速度是描述物体运动快慢的物理量,v= 也叫物体位置的变化率,速度越大,表示物体运动得越快,其位置变化得也就越快。
画龙点睛速度是矢量,既有大小又有方向,二者只要其一发生变化,我们就说速度发生了变化。
实例引导例1(多选)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2 m/s,乙质点的速度为 -4 m/s,则可知( )A.乙质点的速率大于甲质点的速率B.因为2>-4,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运动的方向D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m
解析因为速度是矢量,所以其正、负号表示物体的运动方向,选项C正确。速率是标量,等于速度的大小,甲、乙的速率分别为2 m/s、4 m/s,故选项A正确。速度是矢量,其正、负不表示大小,只有速度的数值才能比较大小,选项B错误;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,10 s后的距离等于两者位移大小之和,计算可得选项D正确。答案ACD
规律方法速度矢量性的应用(1)速度是矢量,做直线运动的物体的速度可用正、负号表示其运动的方向,速度的方向与正方向相同时取正值,相反时取负值。(2)物体做直线运动时,一般规定速度的正方向与位移的正方向相同,即可在同一坐标系中同时分析速度和位移的问题。
变式训练1(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和时间Δt都无关C.此速度定义式适用于任何运动D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量 解析 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;速度的大小表示物体运动的快慢,方向表示物体的运动方向,D对。答案BCD
平均速度与瞬时速度的区别与联系情景探究一辆汽车沿直线行驶,从出发地到目的地用时2.0 h,行程120 km,所以它的速度为60 km/h。某时刻,它的速度计显示为35 km/h。上面提到的两个速度为什么会不同?有什么区别?
要点提示60 km/h是行驶全程的平均速度,35 km/h是相应时刻的瞬时速度,前者反映了汽车在全程的运动快慢,后者反映了汽车在某一瞬间的运动快慢。
知识点拨1.平均速度与瞬时速度的比较
画龙点睛 平均速度与一段时间或一段位移相对应,而瞬时速度与一个时刻或一个位置相对应。
2.平均速度与平均速率的比较画龙点睛 位移与路程一般不相等,故平均速度大小与平均速率大小一般不相等。
实例引导例2 小蒙骑自行车由静止沿直线运动,他在第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.他4 s末的瞬时速度为4 m/sB.他第2 s内的平均速度为1.5 m/sC.他4 s内的平均速度为2.5 m/sD.他1 s末的速度为1 m/s解析自行车速度是逐渐增大的,无法确定它的瞬时速度,只能求出平均速度,第2 s内平均速度为 m/s=2 m/s;4 s内的平均速度 m/s=2.5 m/s。答案C
规律方法 关于平均速度与瞬时速度应注意的问题(1)我们平时所说的速度有时指平均速度,有时指瞬时速度,应根据前后文判断。(2)平均速度的大小和瞬时速度的大小无必然关系。平均速度大的物体,其某时刻的瞬时速度不一定大,选定的时刻不同,瞬时速度一般不同;某时刻瞬时速度大的物体,其一段时间内的平均速度不一定大,选定的时间不同,计算的平均速度一般不同。(3)在匀速直线运动中,物体的平均速度等于瞬时速度,而在变速直线运动中,不同时间(或不同位移)内的平均速度一般不相同,因此,求出的平均速度必须指明是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度。
例3 某质点由A出发做直线运动,前5 s向东运动了30 m经过B点,又运动了5 s前进了60 m到达C点,在C点停了4 s后又向西运动,经历了6 s运动120 m到达A点西侧的D点,如图所示,求:(1)全过程的平均速度。(2)全过程的平均速率。
答案:(1)1.5 m/s 方向向西 (2)10.5 m/s
归纳总结 求平均速度的三步走
变式训练2一物体沿正东方向以4 m/s的速度匀速运动4 s,又以3 m/s 的速度向北匀速运动4 s,求这8 s内物体的平均速度和平均速率(tan 37°= )。
解析:如图所示,物体先向东由A运动到B,通过的位移x1=4×4 m=16 m,接着又向北行进x2=3×4 m=12 m,到达C点,答案:平均速度大小2.5 m/s,方向为东偏北37° 平均速率为3.5 m/s
从x-t图像看速度情景探究下图中的两条直线A、B分别是两个物体A和B运动的x-t图像。(1)试分析物体A和B的运动方向。(2)判断物体A和B是否做匀速直线运动。(3)E、F两点的坐标分别是(t1,x1)、(t2,x2),求t1~t2内A的平均速度。(4)比较物体A和B的速度大小。要点提示(1)每一时刻的位移(坐标)都大于0,表示物体沿正方向运动。(2)经相等时间,A和B分别增加相同位移,A和B均做匀速直线运动。(4)图线的倾斜程度越大,速度越大,vA>vB。
知识点拨x-t图像1.x-t图像的意义x-t图像描述的是物体的位移随时间的变化规律。2.x-t图像的理解(1)图像上的点:表示某一时刻物体相对于原点的位移。(2)图像的斜率:表示物体的速度,斜率的大小表示速率,正负表示方向。(3)图像描述物体的位移随时间变化的情况,不是运动轨迹。(4)图像只能描述静止或直线运动,不能描述曲线运动。
实例引导例4 (多选)甲、乙两物体的x-t图像如图所示,下列判断正确的是( )A.甲、乙两物体从同一位置开始运动B.在0~t1时间内甲、乙两物体从不同位置,同时相向运动C.在0~t1时间内甲的速率小于乙的速率D.甲、乙两物体在t1时刻相遇,相遇后都静止
解析:t=0时,甲、乙的位置坐标不等,即从不同位置出发,选项A错误;0~t1时间内,甲的图线为负斜率的直线,表示甲的正方向的位移随时间在减小,即甲沿负方向做匀速直线运动;乙的图线为正斜率的直线,表示乙的正方向的位移随时间在增大,即乙沿正方向做匀速直线运动,选项B正确;图线的倾斜程度越大表示相同时间内位移变化越大,即速率越大,由题图可知,乙的速率大于甲的速率,选项C正确;甲、乙图像在t1时刻相交,即在该时刻,物体的位置相同;平行直线表示静止,故选项D正确。答案:BCD
1.关于速度,下列说法正确的是( )A.速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量B.平均速度就是速度的平均值,它只有大小,没有方向,是标量C.运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫作瞬时速度,它是标量D.汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器解析速度和平均速度都是矢量,A正确,B错误。瞬时速度是某时刻或某一位置时的速度,是矢量,选项C错误。速度计是显示瞬时速度大小的仪器,选项D错。答案A
2.右图是三个质点A、B、C的运动轨迹,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的平均速度相同B.三个质点到达M点的瞬时速度相同C.三个质点从N到M的平均速率相同D.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同解析平均速度等于位移与时间的比值,由于位移与时间都相同,故平均速度相同,故A正确;平均速率等于路程与时间的比值,由于时间相等,路程不等,故平均速率不相等,故C错误;三个质点到达M点的瞬时速度方向不同,所以瞬时速度肯定不同,B错误;B质点不一定做单向直线运动,所以B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向不一定相同,D错误。答案A
3.(多选)如图所示,在1 000 m体能测试中,小明沿圆形400 m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4.55 m/sB.小明的平均速率为0.91 m/sC.小明的平均速度大小为0.91 m/sD.小明的平均速度大小为0.58 m/s答案AD
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