《1.3位置變化快慢的描述-速度》課件與同步練習(xí)、導(dǎo)學(xué)案_第1頁
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第三節(jié)位置變化快慢的描述—速度第一章運動的描述新知導(dǎo)入比較物體運動的快慢,你還記得初中有哪些方法嗎?初中所學(xué)的速度與高中所學(xué)的速度完全相同嗎?生活和科學(xué)研究中經(jīng)常需要知道物體運動的快慢和方向,不同的運動,快慢程度并不相同。新知講解一、速度1、比較物體運動快慢的方法(1)相同時間比較位移相同時間內(nèi),位移越大,物體運動越快。新知講解(2)相同位移比較時間3min3min30s思考討論:如果時間和位移都不同,怎樣比較物體運動快慢呢?用單位時間內(nèi)的位移來比較物體運動快慢。相同的位移,所用時間越短的物體運動的越快。新知講解2、速度(1)定義:物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時間之比表示物體運動的快慢,這就是速度。ΔxΔtv=——(2)定義式v表示速度;Δx表示物體在Δt內(nèi)的位移。(3)單位:米每秒(m/s)、千米每時(km/h)、厘米每秒(cm/s)等。新知講解(4)物理意義:描述物體運動快慢的物理量速度大小在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)物體位移的大小;速度的方向是物體運動的方向。(5)速度是矢量,它既有大小,又有方向。

v的方向是由對應(yīng)Δt時間內(nèi)位移Δx的方向決定,正號表示與規(guī)定的正方向相同,負(fù)號表示與規(guī)定的正方向相反。針對練習(xí)1、說出下面速度方向并比較大小v1=5m/sv2=20km/hv3=-8m/s解答:v1=5m/s和v2=20km/h方向與規(guī)定正方向相同v3=-8m/s方向與規(guī)定正方向相反v1<v2<v3注意:矢量的正負(fù)號僅表示方向,比較大小取絕對值,絕對值大的速度大。新知講解二、平均速度和瞬時速度1、

平均速度(1)定義:物體在時間Δt內(nèi)運動的平均快慢程度(物體運動的位移與發(fā)生這個位移所用的時間的比值),叫作平均速度。(2)定義式:ΔxΔtv=——(3)物理意義粗略地描述了物體運動快慢程度和方向;平均速度大,物體運動快,反之慢。新知講解(4)平均速度是矢量,方向由位移的方向決定,它的大小表示這段時間內(nèi)運動的快慢。注意:①平均速度必須指明那段時間或哪段位移。②平均速度不考慮運動過程的細(xì)節(jié)問題,只考慮初末位置及整個過程的運動時間問題。③平均速率不是平均速度的大小,平均速率等于路程與時間的比值;平均速度大小一般不等于平均速率。針對練習(xí)某校教師舉行50m往返跑接力比賽,胡老師一次往返用時20s,則他的平均速度是______m/s平均速率———m/s提示:物體往返一次位移為x=0,所以平均速度為0。物體往返一次路程為100m,平均速率是路程與時間的比值。05新知講解思考討論:平均速度描述物體在一段時間內(nèi)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?t(t+Δt)可用時刻t到t+Δt一小段時間內(nèi)的平均速度

來代替時刻t

物體的速度,Δt越小,運動快慢的差異就越小。當(dāng)Δt非常非常小時,運動快慢的差異可以忽略不計,就可認(rèn)為是t時刻的速度。ΔxΔtv=——Δx新知講解2、瞬時速度(1)定義:物體經(jīng)過某一位置或在某一時刻的運動快慢程度就是瞬時速度。(2)瞬時速度精確地描述了物體運動的快慢。(3)勻速直線運動是瞬時速度保持不變的運動。在勻速直線運動中,平均速度與瞬時速度相等。(4)速率:瞬時速度的大小通常叫作速率。汽車速度計不能顯示車輛運動的方向,它的示數(shù)實際是汽車的速率。新知講解注意:日常生活中說到的“速度”,有時是指速率,要根據(jù)上下文判斷。新知講解測量紙帶的平均速度和瞬時速度實驗1、測量平均速度(1)實驗器材:打點計時器、刻度尺、電源、紙帶等。新知講解③取下紙帶,從能夠看得清的某個點開始,往后數(shù)出若干個點,如果共有n個點,那么n個點的間隔數(shù)為n-1個,則紙帶的運動時間Δt=(n-1)

×0.02s。④用刻度尺測量出從開始計數(shù)的點到最后一個計數(shù)點間的距離Δx

。(2)實驗步驟①固定計時器并穿好紙帶。②啟動電源,拉紙帶,紙帶上就打出一行小點隨后立即關(guān)電源。新知講解(3)數(shù)據(jù)處理①在圖中選取紙帶上一點為起始點0,后面每5個點取一個計數(shù)點,分別用數(shù)字1,2,3,…標(biāo)出這些計數(shù)點;每隔0.1s的平均速度紙帶示意圖DEG0.1sΔx0123新知講解②測量各計數(shù)點到起始點0的距離x,記錄在表1中;③計算兩相鄰計數(shù)點間的位移Δx,同時記錄對應(yīng)的時間Δt;④根據(jù)Δx和Δt計算紙帶在相鄰計數(shù)點間的平均速度v。位置1234…Δx/m0.0320.0920.1550.217Δt/s0.10.10.10.1v/(m·s-1)0.320.921.552.17新知講解2、測量瞬時速度012345DEFGΔx0.06s計算每隔0.06s的平均速度紙帶示意圖新知講解說明:D、F兩點間距離過小,測量誤差會增大。所以,實際測量中要根據(jù)需要及所用儀器的情況,在要測量的點附近選取合適的位移和時間。計算實驗中紙帶上各計數(shù)點的瞬時速度。每隔0.06s計算一次速度。新知講解(2)數(shù)據(jù)處理①從紙帶起始點0算起,后面每3個點取一個計數(shù)點;②測量各計數(shù)點到起始點0的距離x,記錄在表2中;③計算兩相鄰計數(shù)點間的位移Δx,同時記錄對應(yīng)的時間Δt;④根據(jù)Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx這一區(qū)間內(nèi)任意一點的瞬時速度。將算出的各計數(shù)點的速度值記錄在表中。新知講解位置1234…Δx/m0.0180.0530.0920.132Δt/s0.060.060.060.06v/(m·s-1)手拉紙帶各計數(shù)點的瞬時速度0.300.881.532.2新知講解(1)建立坐標(biāo)系:以時間t為橫軸,速度v為縱軸;(2)描點;(3)用平滑的曲線連起來。v/(m·s-1)t/so四、速度—時間圖像1、圖像特點:直觀2、作圖步驟:速度—時間圖像或v-t圖像質(zhì)點做直線運動,其s-t關(guān)系如圖所示,質(zhì)點在0~20s內(nèi)的平均速度大小為_______m/s,質(zhì)點在___________時的瞬時速度等于它在6~20s內(nèi)的平均速度。針對練習(xí)0.8

10

s和14

ss/m20t/s由s-t圖像可知,在0~20

s內(nèi),質(zhì)點位移的大小為16

m,故平均速度為v=Δs/Δt

=16/20m/s=0.8

m/s。圖像的斜率代表速度,連接6

s、20

s兩個時刻對應(yīng)圖像的點,左右平移,與圖像相切位置對應(yīng)的橫坐標(biāo)就是與6~20

s內(nèi)平均速度相等的時刻,可知10s和14s時的瞬時速度等于它在6~20

s內(nèi)的平均速度。針對練習(xí)新知講解拓展學(xué)習(xí):借助傳感器與計算機測速度用“位移傳感器”把物體運動的位移、時間轉(zhuǎn)換成電信號,經(jīng)過計算機的處理,可以立刻在屏幕上顯示物體運動的速度,自動繪制出物體運動的v-t圖像。這樣,同學(xué)們就可以用更多的時間和精力對物理過程進(jìn)行分析。閱讀拓展:學(xué)習(xí)了解兩種位移傳感器測速度的原理。新知講解實驗室用位移傳感器測速度的裝置。課堂練習(xí)1.打點計時器所用電源的頻率為50Hz,某次實驗中得到的一條紙帶,用毫米刻度尺測量情況如圖所示,紙帶在A、C間的平均速度為_______m/s,在A、D間的平均速度為________m/s,B點的瞬時速度更接近于_______m/s。0.350.420.35課堂練習(xí)2.短跑運動員在100m競賽中,測得她在50m處的瞬時速度為6.0m/s,16s末到達(dá)終點時的瞬時速度是7.5m/s,此運動員在這100m中的平均速度大小為()6m/sB.6.25m/sC.6.75m/sD.7.5m/sB課堂練習(xí)3.下列所說的速度中,哪個是平均速度(

)A.百米賽跑的運動員以9.5m/s的速度沖過終點線。

B.返回地面的太空艙以8m/s的速度落入太平洋。

C.由于堵車,在隧道內(nèi)的車速僅為1.2m/s。

D.子彈以800m/s的速度撞擊在墻上。C課堂練習(xí)4.短跑運動員在100m的比賽中,測得他在5s末的速度是8.7m/s,10s末到達(dá)終點時的速度為10.3m/s,此運動員在這100m中的平均速度是()10m/sB.9.5m/sC.9m/sD.10.3m/sA拓展提高1、如圖所示為某物體的s—t圖像,在第1s內(nèi)物體的速度是————,從第2s至第3s內(nèi)物體的速度是——,物體返回時的速度是————,4s內(nèi)通過的路程是———,位移是———,4s內(nèi)物體的平均速度是——————。1m/s0-3m/s

4m-2m-0.5m/s

t/ss/m2、如圖為一條紙帶打上點后的情況,已知A、B、C、D四個點中,A點最先打出,D點最后打出,由圖可知,A→B階段紙帶做————運動,B→C階段很接近————運動,C→D階段則做————運動,A→B、B→C和C→D三個階段中的平均速度大小依次為_____m/s、———m/s和————m/s。已知交流電源的頻率為50Hz。

加速勻速減速1.85

5.25拓展提高拓展提高3、一輛汽車在平直公路上做直線運動先以速度v1行駛了三分之一的路程,接著又以v2=20km/h的速度跑完剩下的三分之二路程,如果汽車在全過程的平均速度是v=15km/h,則v1=—————km/h。10課堂總結(jié)1、物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時間之比表示物體速度。2、速度是矢量,它既有大小,又有方向。v的方向是由對應(yīng)Δt時間內(nèi)位移Δx的方向決定。3、平均速度:粗略地描述了物體運動快慢程度和方向。4、瞬時速度精確地描述了物體運動的快慢和方向。5、測量紙帶的平均速度和瞬時速度。6、速度—時間圖像。板書設(shè)計一、速度1、比較物體運動快慢的方法:相同時間比較位移;相同位移比較時間。2、物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時間之比表示物體的速度。3、速度是矢量,它既有大小,又有方向。v的方向是由對應(yīng)Δt時間內(nèi)位移Δx的方向決定。板書設(shè)計3、測量紙帶的平均速度和瞬時速度。三、速度—時間圖像物體運動的速度隨時間變化的情況可以用圖像來直觀表示。二、平均速度和瞬時速度1、平均速度:粗略地描述了

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