第3節(jié) 位置變化的快慢與方向-速度

第3節(jié)位置變化的快慢與方向—速度核心素養(yǎng)導學物理觀念(1)知道速度的定義式、單位和方向。(2)知道勻速直線運動的特點及速率的含義。(3)理解v-t圖像的含義，并會根據v-t圖像分析物體運動的速度隨時間的變化?？茖W思維(1)通過抽象概括，理解速度的含義。(2)理解平均速度和瞬時速度的區(qū)別與聯系。(3)初步體會極限法在研究物理問題中的應用和意義?？茖W探究能用實驗數據繪制v-t圖像，并會根據圖像理解速度的變化特點?？茖W態(tài)度與責任聯系與速度有關的實例，體會物理學在生產、生活中的用途，增強對物理學習的興趣。某時刻大小(3)勻速直線運動：瞬時速度保持______的運動。在勻速直線運動中，平均速度與瞬時速度______。(1)平均速度不是速度的平均值，需要根據定義來計算大小。(2)只有指明是在哪段位移或哪段時間內，平均速度才有意義。

不變相等二、速度的測量1．使用打點計時器測速度(1)兩種打點計時器：_______________和__________________。(2)打點頻率是____

Hz，即每隔______打一個點。2．用光電門測速度

遮光板的寬度Δx與相應的時間間隔Δt的比認為是小車經過光電門時的__________。電磁打點計時器電火花打點計時器500.02

s瞬時速度三、速度—時間圖像1．圖像的畫法

以時間t為____軸，速度v為____軸，根據測量的數據在坐標系

中_______，然后用平滑的曲線把這些點連接起來，即得到速

度—時間(v-t)圖像，如圖所示。2．v-t圖像的物理意義

可直觀地表示物體______隨______的變化情況。如圖所示，從圖中可看出物體的速度大小隨時間不斷變化；速度方向不變，與規(guī)定的正方向相同，做直線運動。橫縱描點速度時間1．如圖所示，百米賽跑中小明同學跑了12s，而小華同學跑了13.5s，請思考小明和小華誰跑的更快呢？

提示：小明跑得更快。2．若同樣10s的時間，甲跑了90m，乙跑了80m，則甲和乙誰跑的更快？

提示：甲跑得更快。3．如圖甲所示，為某時刻汽車內的儀表示數，請對以下結論作出判斷：(1)儀表此時顯示了汽車的速率約為50m/s。

()(2)儀表此時顯示了汽車的瞬時速度約為50m/s。

()(3)儀表此時顯示了汽車的平均速度約為50km/h。

()(4)儀表此時顯示的是汽車的速率，其大小為50km/h。

()(5)若汽車某過程運動的v-t圖線如圖乙所示，則汽車在這段時間內做勻速直線運動。

()×××√√新知學習(一)|

平均速度、瞬時速度與平均速率[典例體驗][典例]某物體由A點出發(fā)做直線運動，前5s向東行駛了30m到達B點，又向東行駛了5s前進了60m到達C點，在C點停了4s后又向西行駛，經歷了6s運動了120m到達A點西側的D點，如圖所示，求：(1)最后6s時間內物體的平均速度大小和方向；(2)全過程的平均速度；(3)全過程的平均速率。[答案]

(1)20m/s，方向向西(2)1.5m/s，方向向西(3)10.5m/s2．瞬時速度和速率(1)瞬時速度是物體在某時刻(或某位置)的速度。瞬時速度是矢量，其方向就是該時刻(或該位置)物體運動的方向。描述物體在某時刻(或某位置)的運動快慢和運動方向。(2)速率是瞬時速度的大小。速率是標量，沒有方向，速率只能反映某時刻(或某位置)物體運動的快慢，不能表示方向。3．平均速度、瞬時速度、平均速率的比較[針對訓練]1．(2022·內江高一期末)關于平均速度和瞬時速度，下列說法正確的是(

)A．平均速度的大小等于初速度與末速度的平均值B．瞬時速度是指單位時間內的平均速度C．在勻速直線運動中，平均速度與瞬時速度相等D．若物體在某段時間內的平均速度為零，則這段時間內任意時刻的瞬時速度也為零解析：平均速度是位移與時間之比，其大小不一定等于初末速度的平均值，A錯誤；瞬時速度是指某一時刻或某一位置的速度，我們采用了取時間非常小，即讓時間趨向無窮小時的平均速度作為瞬時速度，B錯誤；勻速直線運動的物體速度處處相同，所以平均速度與瞬時速度相等，C正確；若物體在某段時間內平均速度為零，只能說明這段時間內物體回到了出發(fā)點，但它在中間過程中，不一定靜止，D錯誤。答案：C

2．一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途經雙乳峰附近的M點

和玉女峰附近的N點，如圖所示。已知該游客從M點漂流到N

點的路程為5.4km，用時1h，M、N間的直線距離為1.8km，

則從M點漂流到N點的過程中

(

)A．該游客的位移大小為5.4kmB．該游客的平均速率為5.4m/sC．該游客的平均速度大小為0.5m/sD．若以所乘竹筏為參考系，玉女峰的平均速度為0答案：C

新知學習(二)|對v-t圖像的理解及初步應用[任務驅動]如圖所示，當兩條速度—時間圖像相交時，其交點的含義表示什么？提示：表示此時刻兩物體的速度相同。

[重點釋解]1．圖像的意義(1)如圖所示，圖線1表示物體沿著正方向做勻速直線運動。(2)圖線2表示物體沿著負方向做勻速直線運動。(3)圖線4、5表示物體沿著正方向做加速直線運動。(4)圖線3表示物體沿著負方向做加速直線運動。(5)圖線6表示物體先沿著正方向做減速直線運動，速度減到零以后沿著負方向做加速直線運動。2．斜率的意義

表示速度變化的快慢，斜率的絕對值越大，表示速度變化越快；反之，表示速度變化越慢。(1)如圖線1、2，圖線平行于t軸，斜率為零，表示速度不變，則物體做勻速直線運動。(2)如圖線3、4、5、6，圖線不平行于t軸，斜率不為零，表示物體做變速運動，且傾斜程度越大，即斜率的絕對值越大，表示速度變化越快。3．截距的意義(1)縱軸上的截距：表示初始時刻物體的瞬時速度。(2)橫軸上的截距：表示該時刻物體的速度為零。4．圖線交點的意義兩條圖線相交，表示該時刻兩物體的瞬時速度相同。[針對訓練]1．(多選)甲、乙兩物體的v-t圖像如圖所示，則

(

)A．甲、乙兩物體都做勻速直線運動B．甲、乙兩物體若在同一直線上，就一定會相遇C．甲的速率大于乙的速率D．甲、乙兩物體即使在同一直線上，也不一定會相遇解析：兩物體速度—時間圖像中速度不變，均為勻速直線運動，橫軸以上速度為正，橫軸以下速度為負，所以兩物體運動方向相反，不一定會相遇，甲的速率大于乙的速率A、C、D正確。答案：ACD2．如圖所示是某商場豎直電梯上行的v-t圖像，則下列判斷正確

的是

(

)A．2s末電梯達到最大速度B．2～4s內電梯靜止C．1～2s內電梯的速度變化比4～5s內的速度變化大D．1～2s內電梯的速度變化比4～5s內的速度變化快解析：由題給v-t圖像可知，2s末電梯達到最大速度，A正確；2～4s內電梯做勻速運動，B錯誤；1～2s內電梯的速度變化比4～5s內的速度變化小，且1～2s內電梯的速度變化比4～5s內的速度變化慢，C、D錯誤。答案：A一、好素材分享——看其他教材如何落實核心素養(yǎng)

物理觀念——對速度的理解1．(選自魯科版新教材課后練習)如圖所示，在寓言“龜兔賽跑”中，烏龜先到達終點。你認為烏龜和兔子誰跑得更快？請作出解釋。若兔子跑過某位置時的瞬時速度為6m/s，能否說兔子每1s都跑了6m，或者說每跑6m都用1s的時間？其含義是什么？提示：在跑步競賽中，是以時間來計算比賽成績的，同樣的路程，同樣的位移，所用時間越短，平均速度越大，就說明跑得越快，并不是按照通過某一位置瞬時速度的大小來比較快慢。“龜兔賽跑”中，烏龜先到達終點，用時較短，平均速度較大，所以烏龜跑得快。

瞬時速度是物體在某位置或某時刻的速度，物體在下一位置或下一時刻的速度如何并不知道。本題中兔子跑過某位置的瞬時速度為6m/s，若從該位置起6m內或1s內的速度不變，則兔子1s跑6m，或跑6m用時1s，但兔子跑過該位置后的速度是否仍為6m/s，我們并不知道，故也就不能得出兔子每1s都跑6m或每跑6m都用1s的時間的結論。

科學思維——“交通區(qū)間測速系統(tǒng)”的應用原理2．(選自粵教版新教材“資料活頁”)交通區(qū)間測速系統(tǒng)是通過在道路卡點架設攝像機而建立的監(jiān)控抓拍系統(tǒng)。這種測速系統(tǒng)對道路卡點監(jiān)測區(qū)域內所通行的車輛進行實時監(jiān)控、抓拍，以獲取車輛行駛速度、交通流量、車輛的牌照號碼以及駕駛員特征等信息，再將信息通過網絡傳輸到公安交通指揮中心和交通控制分中心的數據庫中進行數據存儲、查詢、比對等處理，以便進行集中有效的管理。同時也為公安部門有效打擊違章超速、肇事逃逸、可疑車輛等各種違法行為提供有效的技術支持。區(qū)間測速的原理如圖所示，在同一路段上布設前后兩個監(jiān)控點，通過測出車輛經過這兩個監(jiān)控點的時間來計算車輛在該路段上的平均行駛速度，并依據該路段上的限速標準判定車輛是否超速違章，并在LED大屏幕上實時發(fā)布交通違章車輛信息，以對違章車輛進行告知及警示其他車輛。

科學探究——用打點計時器測速度3．(選自人教版新教材課后練習)把紙帶的下端固定在重物上，紙帶穿過打點計時器，上端用手提著。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，其中有一段如圖所示。(1)圖中所示的紙帶，哪端與重物相連？(2)怎樣計算在紙帶上打A點時重物的瞬時速度？說出你的理由。二、新題目精選——品立意深處所蘊含的核心價值1．如圖所示，某人在室內以窗戶為背景攝