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1.3 位置变化快慢的描述--速度
一学科核心素养
物理观念:能将速度概念与生活中相关现象联系起来,能从物理学的视角观察身边的运动现象。
科学思维:结合瞬时速度概念的建构,体会研究物理问题的极限方法和抽象思维的方法
科学探究:通过平均速度与瞬时速度的比较,对瞬时速度的测量方法有所了解科学态度与责任:知道物理学研究的很多问题就在身边,对自然界有好奇心,具有探索的兴趣:知道物理学能解决人们生产生活中的一些问题
二学习重难点
1.重点:速度、瞬时速度、平均速度三个概念,及三个概念之间的联系。
2.难点:对瞬时速度概念的形成与理解
三课前预习
1.速度是描述物体运动___________的物理量,在国际单位制中,速度的单位符号是___________,速度是___________它既有大小,又有方向,汽车速度计的示数实际是汽车的___________
2.打点计时器是高中物理实验中常用来记录时间和位移的实验器材,
(1)图甲、乙是两种打点计时器的图片,其中乙是___________打点计时器,它使用的电源(填序号);
A.直流 8V B.交流 8V C.直流 220V D.交流 220V
(2)另一实验小组使用的是甲打点计时器,该打点计时器使用的电源是___________(选填交流220V或交流8V)。
3.下列所说的速度中,表示平均速度的是________,表示瞬时速度的是________。
①百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线;
②经提速后列车的速度达到350km/h;
③由于堵车,车在隧道内的速度仅为1.2m/s;
④返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中;
⑤子弹以800m/s的速度撞击在墙上。
4.“智能手环”是一种穿戴式智能设备,具有计步统计、能量消耗统计和心率监测等功能。如图甲所示,跑步时,以配戴者手腕为参照物,智能手环的运动是___________(选填“运动”或“静止”)。该配戴者在操场上进行慢跑锻炼,智能手环记录数据如图乙所示,则慢跑过程中的速度是___________m/s。
5.电磁打点计时器接___________(选填“交流”或“直流”)电源,它是计___________仪器(选填“时间”或“位移”),它的工作电压是___________伏。当电源的频率是50Hz时,它每隔___________s打一次点。
6.平均速度和瞬时速度
(1)平均速度
a.描述物体在时间Δt内运动的___________及方向。
b.v=___________
(2)瞬时速度
a.描述物体___________运动的快慢及方向。
b.当Δt___________时,叫作物体在时刻t的瞬时速度。
(3)速率:___________的大小。汽车速度计的示数是汽车的速率。
(4)匀速直线运动:瞬时速度___________的运动,在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等。
7.速度
(1)物理意义:表示物体运动的___________。
(2)定义:位移与发生这段位移所用___________之比。
(3)定义式:v=___________
(4)单位:国际单位制单位是米每秒,符号是___________或___________。常用单位:千米每时___________或___________、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。1 m/s=___________ km/h。
(5)矢量性:速度既有大小又有方向,是___________ (填“标量”或“矢量”),其方向和时间Δt内的位移Δx的方向相同。
8.速度-时间图像
(1)速度-时间图像(v-t图像)
以______为横轴,_______为纵轴,建立直角坐标系,根据测量数据在坐标系中描点,然后用_______把这些点连接起来,即得到物体运动的v-t图像。
(2)v-t图像的意义
v-t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况,但它不是物体运动的轨迹。
9.位移和时间的测量
(1)两种打点计时器(如图)
a.电磁打点计时器
使用交变电源的计时仪器;工作电压为___________ V,当电源频率是50 Hz时,每隔___________打一次点。
b.电火花打点计时器
使用220 V交变电源,打点周期___________s。
(2)时间的测量
从能够看清的某个点(起始点)开始,往后数出若干个点,例如数出n个点,则纸带从起始点到第n个点的运动时间t=___________n s。
(3)位移的测量
用___________测量纸带上两个点之间的距离,即为相应时间间隔内物体的位移大小。
10.对变速运动来说,常用平均速度和瞬时速度来描述。平均速度体现了______的物理思想方法,瞬时速度的定义体现了______的物理思想方法。
四自我检测
1.如图所示是我国福厦高铁泉州湾跨海大桥,是全球第一座高铁跨海大桥,它全长20.3公里主跨400米。它的设计行车时速达350公里,刷新了世界桥梁最高记录,预计2022年正式通车。下列说法正确的是( )
A.“时速达350公里”表示平均速度 B.“20.3公里”表示位移
C.在研究火车的速度时,可以将火车看作质点 D.在研究火车的速度时,可以将火车作为参考系
2.在使用打点计时器的实验中,关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的是( )
A.每隔4个点取1个计数点,则计数点的时间间隔为0.08s
B.每隔4个点取1个计数点,则计数点的时间间隔为0.10s
C.每隔5个点取1个计数点,则计数点的时间间隔为0.2s
D.每隔5个点取1个计数点,则计数点的时间间隔为0.10s
3.在某次汽车性能测试中,两辆汽车先后经过同一平直公路的ab段,检测仪显示两车经过ab段的时间相等。则可判定两车在ab段运动的( )
A.初速度相等 B.末速度相等
C.中间位移的速度相等 D.平均速度相等
4.如图所示是长沙南到北京西的部分高铁列车时刻表,由图中信息可知( )
A.高铁07:43从长沙南出发是指时间间隔
B.高铁历时06:35从长沙南到达北京西是指时间间隔
C.从长沙南到达北京西,G502比G84次高铁跑得快
D.从长沙南到达北京西,G502和G84次高铁跑得一样快
5.某同学和家人在元旦期间一起开车出去游玩,从家出发,到达目的地用时3小时,经过的路程为240公里,位移为180公里。下列说法正确的是( )
A.3小时指的是具体时刻
B.研究车从出发至到达目的地的时间,车不可看成质点
C.车的平均速度大小为60 km/h
D.研究车停入车位的过程时,车可以看成质点
6.在第15届机器人世界杯赛上,中国科技大学获得仿真2D组冠军,标志着我国在该领域的研究取得了重大进展。图中是科大著名服务机器人“可佳”,如图所示,现要执行一项任务,给它设定了如下动作程序:机器人在平面内由点(1 m,1 m)出发,沿直线运动到点(4 m,2 m),然后又由点(4 m,2 m)沿直线运动到点(2 m,5 m),然后又由点(2 m,5 m)沿直线运动到点(6 m,6 m),然后又由点(6 m,6 m)沿直线运动到点(3 m,3 m)。整个过程中机器人所用时间是 s,下列说法正确的是( )
A.机器人的运动轨迹是一条直线
B.整个过程中机器人的位移大小为m
C.整个过程中机器人的路程大小为m
D.整个过程中机器人的平均速度为1.5 m/s
7.使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤:
①把打点计时器固定在桌子上
②安好纸带
③松开纸带让物体带着纸带运动
④接通低压交流电源
⑤取下纸带
⑥断开开关
这些步骤正确的排列顺序为( )
A.①②③④⑤⑥ B.①②④③⑤⑥ C.①②④③⑥⑤ D.④①②③⑥⑤
8.在“练习使用打点计时器”的实验中,若电源频率为50Hz,下列说法正确的是( )
A.电火花计时器使用6V以下的交变电源
B.使用的电源电压越高,打点的时间间隔就越大
C.纸带上打的点越密,说明物体运动越快
D.连续n个计时点间的时间间隔为
9.在“练习使用打点计时器”的实验中,若打点周期为0.02s,下列说法正确的是( )
A.先拉动纸带,后接通电源
B.必须从第一个点开始选取整条纸带
C.根据情况选取点迹清晰的部分纸带
D.连续n个计时点间的时间间隔为n×0.02s
10.关于平均速度和瞬时速度,下列说法中正确的是( )
A.平均速度就是物体在一段时间内速度的平均值
B.平均速度是标量,瞬时速度是矢量
C.瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度
D.瞬时速度和平均速度都可精确描述物体运动快慢
三课前预习
1. 快慢 m/s 矢量 速率
2. D 交流8V
3. ②③##③② ①④⑤##①⑤④##④①⑤##④⑤①##⑤①④##⑤④①
4. 静止 3
5. 交流 时间 4-6 0.02
6. 快慢 某一时刻(某一位置) 极小 瞬时速度 不变
7. 快慢 时间 3.6 矢量
8. 时间t 速度v 平滑的曲线
9. 6 0.02s 0.02 0.02 刻度尺
10. 等效替代 极限
四自我检测
1.C
2.B
3.D
4.B
5.C
6.B
7.C
8.D
9.C
10.C
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