高一物理人教版學案1.3位置變化快慢的描述速度2

第3節(jié)位置變化快慢的描述—速度導學案【學習目標】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，初步體會極限法在研究物理問題中的應用和意義。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。4.聯系與速度有關實例，體會物理學在生產、生活中的用途，增強對物理學習的興趣?！緦W習重難點】1.理解平均速度與瞬時速度的區(qū)別和聯系。（重點）2.理解平均速度和平均速率的區(qū)別。（重點）3.理解計時點與計數點的區(qū)別以及比值定義法。（難點）4.瞬時速度概念的形成與瞬時速度的計算方法。（難點）【知識回顧】1.位移和路程：（1）路程：物體運動的長度；只有，其單位是長度的單位。（2）位移：是描述物體的物理量；用由指向的有向線段來表示；是既有大小又有的物理量，線段的表示位移的大小。2.位移—時間圖像（xt圖像）：（1）物理意義：描述物體運動的的變化規(guī)律。（2）坐標軸的含義：橫坐標表示，縱坐標表示。由圖象可知任意一段時間內的位移或發(fā)生某段位移所用的時間?！咀灾黝A習】1.速度：物理學中用的比值稱為物體的速度，通常用字母表示，也就是描述物體的物理量，速度越大，表示物體運動越快，其位置變化也越快。速度是矢量，既有大小，又有方向。在國際單位制中，速度的單位是，符號是，常用單位還有千米每小時（），厘米每秒（cm/s）等。2.平均速度和瞬時速度（1）平均速度：運動質點的的比值，叫做這段時間內的平均速度，平均速度只能地描述運動的快慢。（2）瞬時速度：運動物體在的速度，瞬時速度能地描述了物體運動的快慢及方向，是矢量。一般情況下所提到的速度都是指瞬時速度。3.測量紙帶的平均速度利用公式計算出紙帶在這段時間內的平均速度。4.用圖像表示速度描述速度v與時間t關系的圖像，叫做速度—時間圖像或。【課堂探究】觀看視頻，思考與討論一下問題：(1)運動員在100m比賽過程中，運動員同時出發(fā)，他們是否同時到達終點？(2)他們不同時到達終點，說明了什么？我們應該用哪個物理量來描述這種不同？(3)根據我們初中學習，速度的定義是什么？一、速度思考與討論：(1)運動員在100m比賽過程中，運動員同時出發(fā)，經過長短相同的路徑，不同時到達終點，這段時間內運動員們位置變化的快慢相同嗎？運動的方向相同嗎？(2)有兩輛車從同一地點同時沿直線出發(fā)，一輛向東開，一輛向南開，路程與時間的比都是20m/s，你認為它們的運動相同嗎？位置變化相同嗎？(3)有兩輛車從同一地點同時出發(fā)，經過長短不同的路徑，同時到達一個終點，這段時間內兩輛車位置變化的快慢相同嗎？(4)通過以上三點的分析，我們研究物體運動的快慢，很多時候要研究物體的位置隨時間變化的快慢，此時應如何定義速度呢？一、速度1.定義：與發(fā)生這個位移所用的比值。2.公式：3.物義：描述物體（或描述物體位置變化的快慢）。4.單位：國際單位制為；其它單位：km/h或km?h15.矢量性：速度既有，又有，是。①速度v的方向與時間Δt內的位移Δx的方向。②正號表示與規(guī)定的正方向。③負號表示與規(guī)定的正方向?！舅伎寂c討論】(1)觀察上面三幅截圖，我們說取得冠軍的運動員跑的快，那么這位運動員在100m全程中的每個位置跑的都是最快的嗎？(2)對運動員的速度，我們應該怎樣理解才更為準確？二、平均速度和瞬時速度1.平均速度(1)定義：與的比值，叫做物體在這段時間（或這段位移）內的平均速度。(2)公式：(3)物義：粗略地描述物體在某段時間內的。(4)方向：與一致。(5)注意：計算物體的平均速度時必須指明物體是在上的平均速度?！舅伎寂c討論】(1)平均速度描述物體在一段時間內運動的平均快慢程度及方向。那么，怎樣描述物體在某一時刻運動的快慢和方向呢？(2)我們是否可以用由t到t+?t一小段時間內的平均速度來替代某時刻t的速度呢？如果可以，我們應該如何做呢？2.瞬時速度(1)定義：運動物體在的速度，叫做瞬時速度。(2)當△t，△x/△t就可以看做某時刻（或某位置）的瞬時速度。（極限思想）(3)物義：精確地描述物體運動的快慢。(4)方向：這一時刻物體的。(5)在中，平均速度等于瞬時速度。(6)瞬時速度的大小叫做，為一。(7)平均速度與瞬時速度的區(qū)別與聯系平均速度瞬時速度區(qū)別反映一段時間內物體運動的精確描述物體對應，是過程量對應，是狀態(tài)量方向與，與運動方向不一定相同方向就是，不一定與位移方向相同共同點都是矢量，單位都是m/s聯系瞬時速度就是平均速度在時間時的極限值(8)在xt圖像中認識平均速度與瞬時速度①數學知識補充：在數學一次函數y＝kx+b所對應的圖像中，用斜率表示圖線傾斜程度大小，公式中的K值即為直線的斜率。圖像中對斜率的定義：②xt圖像的斜率意義：1）代表物體某段時間內的；2）若斜率，速度不變，物體做。3）若物體做變速直線運動，xt圖像如圖所示，過A點的割線AB的斜率反映是AB段內的，顯然與5s時的瞬時速度差異?？s短了與A點的時間間隔割線AC，其斜率反映的平均速度5s時的瞬時速度，進一步縮短時間間隔，趨近于，過A點的就準確反映了5s的。3.平均速率(1)定義：與的比值。(2)公式：(3)平均速率為一。(4)平均速度和平均速率的區(qū)別與聯系項目平均速度平均速率定義位移與時間的比值路程與時間的比值意義粗略描述質點運動的快慢和方向僅表示質點運動快慢標矢性矢量標量聯系(1)都是描述物體運動快慢的物理量，單位相同(2)平均速度的大小一般平均速率，僅時，兩者的大小才相等【例題1】在一次室內田徑賽期間，有三位運動員A、B、C從所住地M出發(fā)到賽場N。他們選擇了三個不同的路徑同時出發(fā)，最后同時到達賽場，如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．三個運動員從M點到N點的平均速度相同B．三個運動員到達N點時瞬時速度相同C．三個運動員從M點到N點的平均速率相同D．B運動員從M到N的平均速度方向與任意時刻的瞬時速度的方向相同【例題2】如圖所示為甲、乙、丙三個物體相對同一位置的位移圖像，則在時間內，下列說法正確的是（）A．它們的平均速度相等B．甲的平均速度最大C．它們的平均速率相等D．乙和丙的平均速率相等三、測紙帶平均速度和瞬時速度1.測量平均速度根據上節(jié)課對打點計時器使用的學習和對紙帶數據處理的知識，你能設計出一個測紙帶平均速度的實驗方案嗎?(1)實驗思路：①用手拉通過打點計時器的紙帶時，紙帶運動確定時間內的位移信息就被記錄下來。②測出紙帶計數點間的位移Δx和所用的時間Δt，就可以算出平均速度。(2)數據收集處理：位置012345x/m?x/m?t/sv/(m/s)2.測量瞬時速度根據這節(jié)課我們對瞬時速度的學習，你能設計出一個測紙帶某個點瞬時速度的實驗方案嗎?(1)實驗思路：①如果不要求很精確，用這個平均速度粗略地代表某個計數點的瞬時速度，也未嘗不可。②如果要求更為精確，可以把包含某個計數點在內的間隔取得小一些，那么時間Δt就會變短，用兩點間的位移Δx和時間Δt算出的平均速度代表紙帶在該計數點的瞬時速度，就會精確一些。例如：測離E點較近的D、F兩點位移Δx，算出的平均速度越接近E點的瞬時速度。但D、F兩點間距離過小，測量誤差會增大，實際要根據需要及所用儀器的情況綜合考慮。(2)數據收集處理：位置012345x/m?x/m?t/sv/(m/s)四、速度—時間圖像根據上節(jié)課的學習，我們知道可以通過xt圖像形象直觀的描述物體運動過程中的不同時刻的位置關系，那么我們是否可以用圖像的辦法，把物體的每個時刻的速度也反映出來呢？1.圖像繪制(1)以時間t為橫軸，速度v為縱軸建立平面直角坐標系；(2)根據自己算出的是手拉紙帶的v、t，數據在坐標系中描點；(3)用一條平滑的曲線描出這些點，曲線所反映的情況就是速度v隨時間t變化的情況。2.速度時間圖像的物理意義：直觀地反映了的情況。3.注意：①速度時間圖像并不表示物體運動的，且只能描述，因為在速度時間圖像中速度只有正、負兩個方向。②圖線在t軸上方速度方向為，圖線在t軸下方速度方向為。拓展學習：借助傳感器與計算機測速度課堂小結：【自我測評】1．關于瞬時速度和平均速度，以下說法錯誤的是（）A．一般講平均速度時，必須講清楚是哪一段時間或哪一段位移內的平均速度B．對于勻速直線運動，平均速度與哪一段時間或哪一段位移無關C．瞬時速度和平均速度都可以精確的描述變速運動D．瞬時速度是某一時刻的速度，只有瞬時速度才可以精確的描述變速運動2．如圖所示，汽車從制動到停止共用了5s，這段時間內，汽車每1s前進的距離分別是9m、7m、5m、3m、1m。則該汽車（）A．這5s內一定做勻減速直線運動B．全程的平均速度大于前4s內的平均速度C．第1s內的平均速度比汽車剛制動時的瞬時速度略小D．最初2s內的平均速度比汽車剛制動時的瞬時速度略大3．如圖所示是三個質點A、B、C的運動軌跡，三個質點同時從N點出發(fā)，同時到達M點，下列說法正確的是（）A．三個質點從N到M的平均速度相同B．到達M點的瞬時速度大小一定是B最大C．三個質點從N到M的平均速度大小相同，方向不同D．A質點從N到M的平均速度方向與任意時刻的瞬時速度方向相同4．以往公路上用單點測速儀測車速，個別司機由于熟知測速點的位置，在通過測速點時通過剎車以降低車速來逃避處罰，但這樣很容易造成追尾事故，所以有些地方已開始采用區(qū)間測速，下列說法正確的是（）A．區(qū)間測速測的是汽車的瞬時速率B．區(qū)間測速測的是汽車的平均速率C．圖中，限速值70km/h指的是平均速度D．圖中是指汽車在任何時候瞬時速率都不能超過圖中數值5．如圖所示，圖甲是電磁打點計時器的示意圖，圖乙是該打點計時器在某次實驗中打出的紙帶，則以下說法中正確的是（）A．將該打點計時器接在的直流電源上，它將在紙帶上每隔打一個點B．當打點計時器正常工作時，紙帶上點跡越疏的地方表示紙帶的運動速度越小C．若紙帶上打出D、F兩點的時間間隔為，兩點間距離為，則可以大致表示紙帶上D、F之間任何一點的瞬時速度D．D、F兩點間距離過小測量誤差會增大，所以實際測量中D、F之間的距離越大越好6．為提高百米賽跑運動員的成績，教練分析了運動員跑百米全程的錄像帶，測得：運動員在前7s跑了60.20m，7s末到7.1s末跑了0.92m，跑到終點共用10s，則下列說法正確的是（）A．運動員在百米賽跑過程中的平均速度是10.00m/sB．運動員在前7s的平均速度是10.00m/sC．運動員在7s末的瞬時速度約為9.20m/sD．運動員沖刺的速度為10.00m/s7．如圖所示，三個質點A、B、C同時從N點出發(fā)，分別沿圖示路徑同時到達M點，下列說法正確的是（）A．從N到M的過程中，B的平均速度最小B．質點A，C所受合力方向一定與速度方向不在同一直線上C．從N到M的過程中，A的平均速率最大D．從N到M的過程中，三質點的平均速度不相同8．某同學做“練習使用打點計時器”實驗時打出的紙帶如圖所示，每兩個計數點間還有四個計時點沒有畫出，圖中已標出相鄰兩計數點間的距離，打點計時器的電源頻率為50Hz。（1）打點計時器是一種使用___________（填“交流”或“直流”）電源的計時儀器。（2）相鄰兩個計數點間的時間間隔為___________s。（3）從計數點06的平均速度是v=___________m/s，打第4個計數點時，紙帶的速度v4=___________m/s（保留三位有效數字）。9．（1）在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，下列做法正確的是__________。A．先使紙帶運動，再接通電源B．先接通電源，再使紙帶運動C．將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處D．將接好紙帶的小車停在遠離打點計時器的地方（2）某次實驗打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖所示，圖中O點為紙帶的第一個點，接下來的前幾個點模糊，因此從A點開始每打五個點取一個計數點。在打出A、F這兩點的時間間隔中，紙帶運動的平均速度