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

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目 标 素 养1.理解速度的概念,领会其矢量性,知道速度的方向即物体运动的方向。2.知道平均速度和瞬时速度的意义,了解它们的区别与联系。3.体会平均速度概念的等效思想方法,初步体会取极限的思想方法。4.掌握用纸带测平均速度和瞬时速度的方法。5.会用v-t图像描述物体的运动。
一、速度1.定义:位移与发生这段位移所用　时间　之比。 2.物理意义:速度表示物体　运动的快慢　。 3.定义式:v=_________。 4.单位:在国际单位制中是　m/s　,常用的单位还有km/h、cm/s等。1 m/s=　3.6　km/h。 5.矢量性:速度是矢量,它既有大小,又有方向,速度v的方向与时间Δt内的　位移Δx　的方向相同。 
微思考根据图中情景,限速60 km/h指瞬时速度还是平均速度?
提示:限速60 km/h是瞬时速度。
3.注意事项。(1)在实际计算中并不是Δx越小越好,因为Δx过小,则测量距离时相对误差增大,因此应根据实际情况选取两点来测量Δx。(2)如上图所示的纸带,D、F两点间的平均速度不但能代表E点的瞬时速度,还能代表D、F间其他点的瞬时速度。
四、速度—时间图像以时间t为　横　轴,速度v为　纵　轴,坐标系中的图像即为速度—时间图像或v-t图像。v-t图像可以直观表示物体运动的　速度　随　时间　变化的情况。 
一 对速度、瞬时速度和平均速度的理解
(5)速度的方向的表示:直线运动中,规定某一方向为正方向,若速度方向与规定的正方向相同,则取正号;若速度方向与规定的正方向相反,则取负号。正负号只表示方向,不表示大小。
2.平均速度与瞬时速度的比较。
3.平均速度与平均速率的比较。
下图是高速路上某一“区间测速”的标牌,该路段全长66 km,全程限速100 km/h。一辆汽车通过检测起点和终点的速度分别为95 km/h和90 km/h,通过测速区间的时间为30 min。根据以上信息,你能否判断此车是不是超速了?写出你的判断依据。
典例剖析(多选)下列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任意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.匀速直线运动中物体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.变速运动中任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
解析:由于各时刻的瞬时速度都等于零,即物体静止,因此平均速度也一定等于零,故选项A正确;某段时间内的平均速度等于零,位移为零,但路程不一定为零,所以瞬时速度不一定为零,故选项B错误;匀速直线运动的任意一段时间内的平均速度与任意时刻的瞬时速度相等,故选项C正确;变速直线运动的某一段时间内的平均速度与某一时刻的瞬时速度可能相等,故选项D错误。
学以致用如图所示,某质点沿边长lAB=3 m,lBC=4 m的矩形从A点沿逆时针方向匀速率运动,在5 s内运动了矩形周长的一半到达C点。求: (1)质点的位移和路程;(2)平均速度和平均速率。答案:(1)5 m,方向由A指向C　7 m　(2)1 m/s,方向由A指向C　1.4 m/s
方法步骤求平均速度的三步走
二 实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度
重难归纳【实验目的】1.掌握利用纸带上的点迹测量位移的方法。2.学会用纸带上的点迹测量平均速度及瞬时速度。3.掌握描绘物体运动的速度—时间图像的方法。
【实验步骤】1.利用打点计时器打出纸带。2.测量平均速度。(1)在图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,记录在表中;(3)计算两相邻计数点间的位移Δx,同时记录对应的时间Δt;(4)根据Δx和Δt计算纸带在相邻计数点间的平均速度v。
3.测量瞬时速度。(1)在图中选取纸带上一点为起始点0,后面每3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,记录在表中;(3)计算两相邻计数点间的位移Δx,同时记录对应的时间Δt;
(4)根据Δx和Δt计算速度值,可以代表在Δx这一区间内任意一点的瞬时速度。
2.在坐标纸上以纵轴为速度v,横轴为时间t,画出平面直角坐标系,根据不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点,用平滑曲线来“拟合”实验中描出的点,得到v-t图像。
【误差分析】1.用刻度尺测量会带来偶然误差。2.用平均速度代替瞬时速度存在系统误差。3.作图时连线存在偶然误差。
【注意事项】1.先接通打点计时器电源,再让纸带运动。2.根据点迹合理选取计数点。3.读数时视线不能倾斜。4.在实际计算瞬时速度中并不是Δx越小越好,因为Δx过小,则测量距离时相对误差增大,因此应根据实际情况选取两点来测量Δx。5.对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,正确的做法是一次测量完毕。
典例剖析下图是一条利用打点计时器打出的纸带,0,1,2,3,4,5,6是七个计数点,每相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出,测得各计数点到0点的距离如图所示,求出各计数点的瞬时速度并画出v-t图像。
建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,然后描点,用平滑曲线将描下的点连成线,v-t图像如图所示。
特别提醒在画图线时,要注意连线过程要“顺势”平滑连接各点,如果有些点难以落在曲线上,应使它们大致均匀分布在曲线的两侧,切忌把各点用折线连接起来。
学以致用某同学用打点计时器测量做加速直线运动的物体的加速度,电源频率为50 Hz。在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如图所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:xA=16.6 mm,xB=126.5 mm,xD=624.5 mm。
若无法再做实验,可由以上信息推知:(1)相邻两计数点的时间间隔为　　　　 s。 (2)打C点时物体的速度大小为　　　　 m/s。(保留2位有效数字) 答案:(1)0.1(2)2.5
三 对速度—时间图像的理解
重难归纳1.速度—时间(v-t)图像的意义。(1)v-t图像描述的是物体速度随时间的变化规律。(2)能够直观地展现速度的大小以及速度变化快慢的规律。
2.获得信息。(1)v-t图像上一个点对应某一时刻的瞬时速度,“线”上的一段对应一个物理过程。(2)v-t图像与横轴的截距表示速度为0的时刻,与纵轴的截距表示开始计时的速度。(3)根据速度的正、负判断物体运动的方向。速度为正,表示物体沿正方向运动;速度为负,表示物体沿负方向运动。
下图中的两条直线分别是两个物体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的平均速度大小。(4)比较物体A和B的速度大小。
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。
典例剖析(多选)甲、乙两个物体在同一条直线上运动,它们的速度—时间图像分别如图中直线a、b所示,在t1时刻(　　)A.它们的运动方向相同B.甲一定在乙的后面C.甲的速度比乙的速度大D.乙的速度比甲的速度大答案:AD
解析:图线在横轴上方,速度均为正值,表示物体的运动方向均沿正方向,运动方向相同,选项A正确;由于在初始时刻甲、乙的位置关系未知,所以无法判断在t1时刻甲、乙的位置关系,选项B错误;在t1时刻b图线对应的坐标值大,故乙的速度比甲的速度大,选项C错误,D正确。
学以致用(多选)某同学乘坐公交车去博物馆,公交车出发加速,飞速地奔驰着,到站减速。如果将公交两站间的行驶过程进行简化,v-t图像如图所示,则下列说法正确的是(　　)A.图像OA段表示物体的速度均匀增大B.图像AB段表示物体静止C.在0~3 s内与6~9 s内物体的运动方向相同D.在6~12 s内物体的运动方向发生变化答案:CD
解析:图像OA段表示物体的速度在增大,但是速度增大的快慢程度不同,故选项A错误;图像AB段表示物体做匀速直线运动,故选项B错误;在0~3 s内与6~9 s内速度均为正值,则物体的运动方向相同,故选项C正确;根据图像可知,6~9 s内物体向正方向运动,9~12 s内物体向反方向运动,故选项D正确。
用极限法测量瞬时速度——科学思维培养方法归纳1.极限法:把某个物理量推向极端,即极大或极小,并依此做出科学的推理分析,从而给出判断或导出一般结论。
有一高度为H的田径运动员正在进行100 m的国际比赛,在终点处有一站在跑道旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲线运动情况。摄影记者使用的照相机的曝光时间是Δt,得到照片后测得照片中运动员的影像高度为h,运动员胸前号码布影像模糊部分的宽度是Δl。由以上数据可以估算出运动员的冲线速度吗?
典例剖析数字计时器是一种常用计时仪器,其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有滑块从a、b间通过时,数字计时器就可以显示出物体的挡光时间。现有某滑块在斜面上滑行,先后两次通过光电门1和2,计时器显示的挡光时间分别是t1=5×10-2s,t2=3×10-2 s,用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度d,示数如图乙所示。
(1)读出滑块的长度d为　　　　 cm。 (2)滑块通过光电门的速度v1、v2分别为　　 m/s、　　m/s。答案:(1)4.45　(2)0.89　1.48
方法点拨1.刻度尺的读数需估读,估读到分度值的下一位。 2.因为挡光的时间极短,可以用挡光时间内的平均速度代替瞬时速度。
学以致用打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测量的情况如图所示,纸带在A、C间的平均速度为　　　 m/s。在A、D间的平均速度为　　　 m/s。B点的瞬时速度更接近于　　　 m/s。(结果保留两位小数)
答案:0.35　0.42　0.35
1.(多选)关于速度的说法,下列说法正确的是(　　)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.速度可描述物体位置变化的快慢,速度大表示物体位置变化大C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大D.瞬时速度的大小就是速率,瞬时速度是矢量,速率是标量答案:AD
2.(多选)在下列各种速度中表示平均速度的是(　　)A.赛车飞跃某栏杆时的速度为80 m/sB.火车由北京到天津以36 km/h的速度行驶时为慢车,快车的速度可达100 km/hC.远程炮弹射出炮口时的速度为2 000 m/sD.某同学从家里到学校步行速度为1.5 m/s答案:BD
解析:平均速度对应的是一段时间。赛车飞跃某栏杆时的速度为80 m/s,对应的是某一时刻的速度,不是平均速度;火车由北京到天津以36 km/h的速度行驶时为慢车,快车的速度可达100 km/h,对应的是一段时间,因此是平均速度;远程炮弹射出炮口时的速度为2 000 m/s,对应的是某一时刻的速度,不是平均速度;某同学从家里到学校步行速度为1.5 m/s,对应的是一段时间,因此是平均速度。
3.(多选)在平直的公路上,汽车启动后在第10 s末,速度表的指针指在如图所示的位置,前10 s内汽车运动的位移为150 m。下列说法正确的是(　　)A.第10 s末汽车的瞬时速度是70 km/hB.第10 s末汽车的瞬时速度是70 m/sC.前10 s内汽车的平均速度是15 m/sD.前10 s内汽车的平均速度是35 m/s答案:AC
4.(多选)做直线运动的物体,其v-t图像如图所示,下列判断正确的是(　　)A.物体在1 s末改变运动方向B.物体在前3 s内运动方向不变C.物体在3 s末运动方向改变D.物体在2 s时的速度大小为2 m/s答案:BCD
解析:甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀,故甲、乙、丙不是做匀速运动,选项A错误;丙纸带上的点迹最多,则所用时间最长,而且位移小,故平均速度最小,选项B错误;甲、乙、丙上均有5个点,但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大,故丁的平均速度最大,选项C正确,D错误。