物理必修ⅰ人教新課標(biāo)1.3運(yùn)動快慢的描述—速度同步學(xué)案

1、1.3運(yùn)動快慢的描述速度一.新課標(biāo)要求l、了解如何描述運(yùn)動的快慢和方向。2、知道速度的意義、公式、符號、單位。3、能區(qū)別質(zhì)點(diǎn)的平均速度和瞬時速度等概念。4、知道速度和速率的區(qū)別。5、會計(jì)算質(zhì)點(diǎn)的平均速度，認(rèn)識各種儀表中的速度。6、知道速度是矢量，平均速度的意義。二.知識講析：1 速度物理學(xué)中用位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值表示物體運(yùn)動的快慢，這就是速度，通常用字母v代表。如果在時間t內(nèi)物體的位移為x，它的速度就可表示為：。速度是描述物體運(yùn)動快慢和方向的物理量。它是矢量，既有大小又有方向。其大小表示物體運(yùn)動的快慢，方向表示物體運(yùn)動的方向。單位是“米/秒”，符號是m/s。2 平均速度一般說來，物

2、體在某段時間間隔內(nèi)，運(yùn)動的快慢不一定是時時一樣的，所以用求得的速度，表示的只是物體在時間間隔t內(nèi)運(yùn)動的平均快慢程度，所以稱為平均速度。有時也用表示。平均速度只能粗略地描述物體運(yùn)動的快慢。3 瞬時速度為了更加精確的描述物體運(yùn)動的快慢，在描述物體從t到tt的時間間隔內(nèi)的運(yùn)動時，若使t非常小，小到趨于零時，此時用算得的平均速度就是物體在時刻t的速度，這個速度叫做瞬時速度。注意：速度的大小叫速率，日常生活中和物理學(xué)中說到的“速度”，有時是指速率?！八俣取币辉~有時指平均速度，有時指瞬時速度，要根據(jù)上下文加以判斷和區(qū)分。在勻速直線運(yùn)動中，平均速度和瞬時速度相等。三.經(jīng)典例題：例題1：某地鐵的自動扶梯與地面

3、的夾角為53°，地鐵車站在地面下60 m深處，游客用50 s由地鐵車站乘自動扶梯到達(dá)地面。則自動扶梯的平均移動速度為多少？解析：對于本題要求得平均速度，關(guān)鍵是求得游客的位移。這便需要分析游客的運(yùn)動過程，建立正確地空間位置關(guān)系，從而正確地求得位移，進(jìn)而求得平均速度。60m530答案：空間位置關(guān)系如右圖示，因而游客的位移為S=60/sin53°=75m，所以自動扶梯的平均速度為vS/t=75/50m/s=1.5m/s例題2：上海到南京的列車已迎來第五次大提速，速度達(dá)到v1=180 km/h。為確保安全，在鐵路與公路交叉的道口處需裝有自動信號燈。當(dāng)列車還有一段距離才到達(dá)公路道口時

4、，道口應(yīng)亮出紅燈，警告未越過停車線的汽車迅速制動，已越過停車線的汽車趕快通過。如果汽車通過道口的速度v2=36km/h，停車線距道口欄木的距離s0=5 m，道口寬度s26 m，汽車長l15 m（如圖示），把火車和汽車的運(yùn)動都看成勻速直線運(yùn)動。問：列車離道口的距離L為多少時亮紅燈，才能確保已越過停車線的汽車安全駛過道口？解析：本題不僅考查了勻速直線運(yùn)動的相關(guān)知識，還考查了兩個運(yùn)動之間的關(guān)系。兩運(yùn)動之間的等時性是解答本題的關(guān)鍵。同時還要能夠據(jù)題目的描述，正確地建立兩車的運(yùn)動圖景，從而能夠正確地求得所需距離。要通過該題強(qiáng)化運(yùn)動圖景的建立能力的培養(yǎng)。ls0s汽車停車線欄木道口高速列車L答案：為確保行車

5、安全，要求列車駛過距離L的時間內(nèi)，已越過停車線的汽車的車尾必須能夠通過道口，則有：汽車越過停車線至車尾通過道口，汽車的位移S=l+s+s0=（15526）46m汽車以v2=36km/h10m/s通過這段位移所需時間t=S/ v24.6s。高速列車在這段時間內(nèi)以v1=180km/h50m/s的速度行駛的距離Lv1t230m。因而，最小距離為230m。例題3：把紙帶的下端固定在重物上，上端用手提著，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器。接通電源后將紙帶釋放，重物便拉著紙帶下落，紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中有一段如圖所示。（1）圖中所示紙帶，哪端與重物相連？說出你的道理。（2）怎樣計(jì)算紙帶上打A點(diǎn)時重物的瞬時速度？說出你

6、的道理。解析：解決本題的關(guān)鍵是明確打點(diǎn)的過程，由生活實(shí)踐知道重物的下落為加速過程，從而得到點(diǎn)的大體分部情況，然后再進(jìn)行解答。答案：（1）圖中所示紙帶，左端與重物相連。因?yàn)?，物體下落過程中為加速運(yùn)動，因而相鄰兩點(diǎn)間的距離應(yīng)不斷增大，間距大的點(diǎn)應(yīng)為離重物較遠(yuǎn)的點(diǎn)。所以重物應(yīng)與紙帶左端相連。（2）取與點(diǎn)A相鄰的左右兩個點(diǎn)，測量兩點(diǎn)間的距離s，則vA=s/0.04。因?yàn)榇駻點(diǎn)時重物的瞬時速度等于與點(diǎn)A相鄰的左右兩個點(diǎn)間的平均速度。課堂總結(jié)、點(diǎn)評這節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了速度、瞬時速度、平均速度三個概念，以及三個概念之間的聯(lián)系。只有掌握好這三個概念及它們之間的聯(lián)系，才能更好的描述物體的運(yùn)動。對于這三個物理量的

7、掌握，速度和平均速度從定義式上即可解決。速度的大小為，方向?yàn)槲矬w運(yùn)動的方向，也為位移變化的方向。平均速度的大小為，方向沿位移的變化的方向，對平均速度應(yīng)明確是哪段位移或哪段時間內(nèi)的平均速度，時間選取不同時，平均速度往往不一樣，它是對變速運(yùn)動的粗略描繪。本節(jié)課的難點(diǎn)是對瞬時速度的理解。它表示物體在某一時刻或通過某一位置時的快慢程度。對它的理解可參考教材中的閱讀材料，對瞬時速度的理解可用“極限”的思想。我們可以把一段變速運(yùn)動分割成足夠多的小段，使質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動可視為勻速直線運(yùn)動，這樣在每一小段中計(jì)算出的速度反映了質(zhì)點(diǎn)在該時刻（或在該位置）的運(yùn)動快慢和其運(yùn)動的方向。在勻速直線運(yùn)動中，瞬時速度、平

8、均速度和速度相同。四.課堂檢測：1測得某短跑運(yùn)動員在100 m競賽中，5s末的速度為10.4 m/s，在10 s末到達(dá)終點(diǎn)的速度是10.2m/s，此運(yùn)動員在這100 m中的平均速度為A.10.4 m/s B.10.3 m/s C.10.2 m/s D.10.0 m/s2在變速運(yùn)動中，對瞬時速度大小的理解，正確的是A.表示物體在某一時刻運(yùn)動的快慢程度 B.表示物體在某段時間內(nèi)運(yùn)動的快慢程度C.表示物體經(jīng)過某一位置的運(yùn)動快慢程度 D.表示物體經(jīng)過某段位移的運(yùn)動快慢程度3一個朝某方向作直線運(yùn)動的物體，在時間t內(nèi)的平均速度是，緊接t/2內(nèi)的平均速度是 /2，則物體在這段時間內(nèi)的平均速度是（ ）A. B

9、. C. D. 4大白鯊在水中的速度約為43 km/h，某優(yōu)秀運(yùn)動員在男子50 m自由泳比賽中的成績是21.81 s，誰的速度快？5一輛汽車從你身邊經(jīng)過時的速度是25 m/s?！笆濉逼陂g將要建成的京滬鐵路的某些路段上，火車的時速將高達(dá)330 km/h，那個速度是平均速度？那個速度是瞬時速度？誰運(yùn)動的快？五.趣味閱讀：多卜勒效應(yīng)和雷達(dá)測速你一定有這樣的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)你站在馬路旁邊，即使沒有去注視路面上車輛的行駛的情況，單憑耳朵的聽覺判斷，你能感到一輛汽車正在駛過來，或者離你而去。這里面當(dāng)然依靠汽車行駛的聲間是漸強(qiáng)還是漸弱，但細(xì)細(xì)想想，主要還是根據(jù)汽車行駛的車輪聲或剌叭聲調(diào)的變化。原來，車輛駛近時，聲

10、音要變尖，也就是說，音調(diào)要高些；開過以后，遠(yuǎn)離的時候，聲音會越來越低。為什么會這樣呢？原來，聲音的形成，首先是由于發(fā)聲體的振動，然后在它周圍的空氣中形成了一會疏一會密的聲波，傳到耳朵里，使耳膜隨著它同樣地振動起來，人們就聽到了聲音。耳膜每秒鐘振動的次數(shù)多，人就感到音調(diào)高；反之，耳膜每秒鐘振動的次數(shù)少，人就感到音調(diào)低。照這樣說，聲源發(fā)出什么聲，我們聽到的就是什么調(diào)。問題的關(guān)鍵在于汽車在怎樣的運(yùn)動。汽車勻速駛來，輪胎與地面摩擦產(chǎn)生的聲波傳來時“疏”、“密”、“疏”、“密”是按一定規(guī)律，一定距離排列的，可當(dāng)汽車向你開來時，它把空氣中聲波的“疏”和“密”壓得更緊了，“疏”、“密”的問題更近了，人們聽到

11、的音調(diào)也就高了。反之，當(dāng)汽車離你遠(yuǎn)去時，它把空氣中的疏密拉開了，聽到的聲音頻率就小了，音調(diào)也就低了。汽車的速度越高，音調(diào)的變化也越大。在科學(xué)上，我們把這種聽到音調(diào)與發(fā)聲體音調(diào)不同的現(xiàn)象，稱為“多卜勒效應(yīng)”。有趣的是，雷達(dá)測速計(jì)也正是根據(jù)多卜勒效應(yīng)的原理研制出來的。  我們知道，小汽車可以開得很快，可是為了保證安全，在某些路段上，交通警察要對車速進(jìn)行限制。那么，在汽車快速行進(jìn)時，交通警察是怎樣知道它們行駛的速度呢？最常用的測速儀器叫雷達(dá)測速計(jì)，它的外形很象一支大型信號槍，它也有槍筒，手柄、板機(jī)等部件，在槍的后面有一排數(shù)碼管。把槍口對準(zhǔn)行駛的車輛，一扣板機(jī)，一束微波就射向行駛中

12、的車輛。微波是波長很短的無線電波，微波的方向性很好，速度等于光速。微波遇到車輛立即被反射回來，再被雷達(dá)測速計(jì)接收。這樣一來一回，不過幾十萬分之一秒的時間，數(shù)碼管上就會顯示出所測車輛的車速。 它所依據(jù)的原理依然是“多卜勒效應(yīng)”。雷達(dá)測速計(jì)發(fā)出一個頻率為1000兆赫的脈沖微波，如果微波射在靜止不動的車輛上，被反射回來，它的反射波頻率不會改變，仍然是1000兆赫。反之，如果車輛在行駛，而且速度很快，那么，根據(jù)多卜勒效應(yīng)，反射波頻率與發(fā)射波的頻率就不相同。通過對這種微波頻率微細(xì)變化的精確測定，求出頻率的差異，通過電腦就可以換算出汽車的速度了。當(dāng)然，這一切都是自動進(jìn)行的。雷達(dá)測速計(jì)的測速范圍大

13、約在每小時24公里到199公里之間，測速范圍比較大，精確度也相當(dāng)高，車速在每小時100公里時，誤差不會超過1公里/小時。  測速雷達(dá)朝向公路，可以測量車速，如果指向天空，就可以測云層的高度，測云層的速度。當(dāng)然，要測幾十公里外，甚至上百公里外的飛機(jī)，也是這個原理，只不過要向它掃描的空間連續(xù)發(fā)射微波束，這些微波束遇到飛機(jī)再反射回來，已經(jīng)極其微弱了，要想把它接收到，分辨清并計(jì)算出來，就很困難了，這就需要一個龐大的靈敏的雷達(dá)。六.課后練習(xí)： 1.一個做直線運(yùn)動的物體，在t5s內(nèi)速度從v012m/s增加到v118m/s，位移是s70m.這個物體5s內(nèi)的平均速度是( )A.14m/sB

14、.15m/sC.6m/sD.無法確定2.物體由A沿直線運(yùn)動到B，在前一半時間內(nèi)是速度為v1的勻速運(yùn)動，在后一半時間內(nèi)是速度為v2的勻速運(yùn)動.則物體在這段時間內(nèi)的平均速度為( )A. B. C. D. 3.一個物體做變速直線運(yùn)動，前一半路程的速度是v1，后一半路程的速度是v2，則全程的平均速度是( )A. B. C.D.4.關(guān)于平均速度的說法正確的是( )A.平均速度是各個瞬時速度的平均值B.平均速度是最大速度和最小速度的平均值C.平均速度是初速度和末速度的平均值D.某段位移上的平均速度是這段位移跟通過這段位移所用時間的比值5.關(guān)于瞬時速度的說法錯誤的是( )A.瞬時速度是指質(zhì)點(diǎn)在某一位置時的速

15、度B.瞬時速度是指質(zhì)點(diǎn)在某一時刻時的速度C.瞬時速度是指質(zhì)點(diǎn)剛開始運(yùn)動時的速度D.質(zhì)點(diǎn)在某一位置的瞬時速度是指質(zhì)點(diǎn)在該位置附近極短時間內(nèi)的平均速度6.一個運(yùn)動員在百米賽跑中，測得他在50m處的即時速度是6m/s,16s末到終點(diǎn)時的即時速度為7.5m/s，則全程內(nèi)的平均速度的大小為( )A.6m/sB.6.25m/sC.6.75m/sD.7.5m/s7.一輛車在光滑水平軌道上以4m/s的速度勻速運(yùn)動3s，接著又以6m/s的速度勻速運(yùn)動了3s，小車在6s內(nèi)的平均速率為( )A.4m/sB.5m/sC.5.5m/sD.6m/s8.榴彈炮擊發(fā)后，炮彈在膛內(nèi)的位移是1.8m，經(jīng)0.04s飛離炮口.炮彈在膛內(nèi)的平均速度為 ，炮彈離開炮口時的速度是指的 速度.9.某物體沿直線前進(jìn)，在第1個10s內(nèi)的位移是50m，第2個10s內(nèi)的位移是45m.那么此物體在第一個10s內(nèi)的平均速度大小為 ,第2個10s內(nèi)平均速度大小為 ，整個20s內(nèi)平均速度大小為 .10.物體沿直線向前運(yùn)動，第1秒內(nèi)的位移為5m，第2秒內(nèi)的平均速度為10m/s，從第3秒起物體做速度為15m/s的勻速運(yùn)動.則頭5s內(nèi)物體的平均速度為多少?11.物體沿直線