1.3 位置变化快慢的描述——速度
教学重点：了解速度的相关概念和速度图像的理解，学会使用打点计时器测量速度
教学难点：学会使用打点计时器测量速度
复习：上节课我们学习了位移，位移是物体位置的 。
物体在每一时刻的位置或者每一段时间 的位移是不同的，通过图像我们能直观的得出物体位置或位移变化。
将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O，则在x-t图像中，某一时刻对应的位置坐标也代表物体位移的
一、思考：如何测量物体任意时刻的位置？
用照片记录物体的位置，用 记录物体运动的时刻。实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
1、电磁打点计时器
①电磁打点计时器的工作电压是4～6V的低压交流电源．当电源频率是50Hz时，根据时间-频率公式T=1/f，得出每隔 s打一次点，一般是每隔四个计时点取一个计数点，时间间隔为 S。
②用法：启动电源，拉动纸带，纸带上留下小点，从能够看清的某点开始，往后数到n个点，属出从第一个点到n个点所用时间为T，刻度尺测出第一个点到n个点的距离x，即得出在两点间的 ，如下图，X1对应的时间间隔为 ，若X1和X2之间时间点之间间隔四个点，则X1和X2之间时间间隔为 。
例：打点计时器打点的周期，决定于( )
A．交流电压的高低 B. 交流电的频率；
C．永久磁铁的磁性强弱； D. 振针与复写纸间的距离．
电火花打点计时器
还有一种打点计时器叫作电火花打点计时器，它的计时原理与电磁打点计时器相同，不过，在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是 和 。工作电压是 V的高压交流电源，频率仍为 ，即相邻两点的时间间隔为 。
速度
1、速度定义
不同的运动，位置变化的快慢是不同的，我们用 表示位置的变化，用位移与时间的比值表示物体运动的快慢，这就是速度。用v表示速度，△X表示位移变化量，△t表示时间变化量，速度就表示为 ，单位 ，
1m/s= km/h，速度既有大小，又有方向，所以速度是 （矢量/标量），速度方向和位移方向 （相同/不同）
2、平均速度和瞬时速度
一般来说，在一段时间内物体的运动是时刻变化的，所以△X/△t表示的是在时间间隔△t时间内，物体运动的 速度。
那么怎么描述物体在某一时刻t的速度呢？
假设时刻t的速度V0，t到t+△t的平均速度为v，当时间间隔△t无限小时，平均速度v趋近与时刻t的速度V0，此时我们把△X/△t表示的速度（△t无限小）称作t时刻的速度，也就是 速度。瞬时速度的大小我们称之为速率。汽车速度计表示的就是速率，只能看出 ，不能看出
3、如何测量速度
1)、器材安装 ：
（1）把带有滑轮的长木板平放在实验桌上。
（2）把打点计时器固定在长木板的一端并连接好电源，将纸带穿过打点计时器限位孔（复写纸下方）
（3）将小车靠近打点计时器放在长木板上，把纸带的一端固定在小车后端。
（4）将细绳绕过定滑轮，细绳的一端连在小车的前面，另一端挂上适当的钩码。
2、数据采集 ：
（1）先启动打点计时器，然后放开小车（注意顺序），让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一行小点。随后立即关闭电源。
（2）取下纸带，换上新纸带，每组测量三次。
（3）在三条纸带中选择点迹清晰、没有漏点的一条进行数据处理。
3、数据处理 ：
（1）如图所示舍掉纸带开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点做为计时起点，并记为0点。
（2）从起点开始，每隔4个点取一个计数点，分别记为1、2、3、4、5点。
思考：相邻两个计数点间的时间间隔为 秒。
（3）用直尺分别测量各个计数点间的距离，填入下表。
计数点序号 1 2 3 4 5
计数点对应的时刻（s） 0.10 0.40
各计数点间的距离(cm) X1 X2 X3 X4 X5
通过各计数点的速度（cm／s）
（4）根据相邻的两个计数点间的距离和时间，比如根据计数点1和2，可以得出02之间的平均速度 ，简单认为1点（中间时刻）的瞬时速度=平均速度
三、速度图像
丙
将上述实验数据用V-t图像表示出，如图甲乙，在图乙中用一条直线表示图像，使各点均匀的分布在直线两边，可以看出，V-t图像中数据成一条直线（一次函数），速度V随时间t均匀增加，我们把速度随时间均匀增加的运动称之为匀加速直线运动。同理，速度随时间均匀减小的运动称之为 （图丙）
四、光电门
当遮光条快速通过光电门时，光电门的感应器会记录遮光条通过光电门的时间t，如果设遮光条的宽度为d，那么我们可以认为遮光条经过光电门1或2的瞬时速度v= ，这就是光电门测速度的原理。 越小，测量值就越准确。
练习：1．（5分）运动员参加110米栏比赛，11秒末到达终点的速度为12m/s，则全程的平均速度是（ ）
A．10m/s B．11m/s C．6m/s D．12m/s
2．（5分）在公路的每个路段都有交通管理部门设置限速标志如图所示，这是告诫驾驶员在这一路段驾驶车辆时（ ）
A．必须以这一规定速度行驶
B．平均速度大小不得超过这一规定数值
C．瞬时速度大小不得超过这一规定数值
D．汽车上的速度计指示值，有时还是可以超过这一规定值的
3．（5分）如图所示，我国运动员刘翔获得雅典奥运会110米跨栏冠军，成绩是12秒91，在男子110米跨栏中夺得金牌，实现了我国在短跑中多年的梦想，是亚洲第一飞人。刘翔之所以能够取得冠军，取决于他在110米中（ ）
A．某时刻的瞬时速度大 B．撞线时的瞬时速度大
C．平均速度大 D．起跑时的加速度大
4．（6分）关于速度，下列说法正确的是（ ）
A．速度是表示物体运动快慢的物理量，既有大小，又有方向，是矢量
B．平均速度就是速度的平均值，它只有大小，没有方向，是标量
C．运动物体在某一时刻或某一位置的速度，叫做瞬时速度，它是矢量
D．汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器
5．（16分）如图是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在每个车站都能准点到达，准点开出。
T107 车次 T108
北京西深圳 自北京西起公里 站名 北京西深圳
20：30 0 北京西 13：35
0：2432 350 聊城 369：28
1：5355 528 菏泽 078：05
4：2634 853 阜阳 405：32
… … … …
（1）阜阳至聊城的路程为 km。
（2）T107次列车由聊城站开出直至到达菏泽站，运行的平均速率为 km/h。
（3）T108次列车由阜阳站开出直至到达菏泽站，运行的平均速率为 m/s。
（4）T108次列车在9时30分的瞬时速度为 km/h。
6．（10分）物体做直线运动，若在前时间内的平均速度为6m/s，后时间内的平均速度为9m/s，则全程的平均速度为 m/s；若在前位移内的平均速度为4m/s，后位移内的平均速度为6m/s，则全程的平均速度为 m/s．
7、1．（6分）电磁打点计时器的打点周期取决于（ ）
A．交流电压的高低 B．交流电的频率
C．永久磁铁的磁性强弱 D．振针与复写纸间的距离
8．（6分）下列说法正确的是（ ）
A．拖动纸带的同时，闭合电源开关
B．先闭合电源开关，让打点计时器正常工作时，再拖动纸带
C．纸带上的打点密集，说明纸带运动速度较大
D．利用打出的纸带可以准确的求出打下某些点时纸带运动的瞬时速度
9．（12分）某同学在实验中得到如图所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50Hz，每隔4个点取一个计数点，各计数点到A点的距离如图所示，则由纸带可知（结果均保留两位小数）
（1）纸带上相邻计数点之间的时间间隔为T＝ s；
（2）C点的速度vc＝ m/s；D点的速度vd＝ m/s；1.4速度变化快慢的描述——加速度
教学重点：理解掌握加速度的概念，尤其是图像中的加速度，深刻理解速度、速度变化量、加速度的区别
教学难点：图像中的加速度，深刻理解速度、速度变化量、加速度的区别
解析：类比初中如何比较两个物体运动快慢中的路程—时间，相同时间路程不同，路程/时间的比值不同，两个物体运动快慢不同。
那么此题中，速度变化量相同，为 km/h，时间不同，速度变化量/时间的比值不同，借此可以描述汽车和火车运动情况不同。上述例子中，相同位移，不同时间内，汽车运动速度变化比火车运动速度变化 （快/慢）
当速度变化量不同，时间也不同时，是否依然可以利用速度变化量/时间来比较物体的运动情况呢？ 速度变化量/时间 表示的是速度变化快慢这一个物理概念。
一、加速度定义
位置的变化用 表示，位置变化的快慢用 表示，同理速度变化的快慢物理上用加速度表示。
加速度定义：物理学中把速度的 与发生这一变化所用时间的 叫做加速度。用a表示加速度，速度的变化量△V=V2-V1
加速度定义式： ，是描述 的物理量，速度是矢量，加速度是一个 （标量或矢量），即加速度有正负号，单位：
加速度方向
左图甲，汽车在t1时刻的原始速度为V1，经过一段时间后，在t2时刻的速度为V2，汽车在这段时间的加速度为：a= 。首先时间△t=t2-t1为正值，若V2＞V1，则加速度为 （正值/负值），加速度方向与速度方向 （相同/不相同），汽车速度不断增加，做加速运动。
左图乙，汽车在t1时刻的原始速度为V1，经过一段时间后，在t2时刻的速度为V2，汽车在这段时间的加速度为：a= 。首先时间△t=t2-t1为正值，若V2＜V1，则加速度为 （正值/负值），加速度方向与速度方向 （相同/不相同），汽车速度不断减小，做减速运动。
思考：匀速直线运动的加速度为多少？
解：t1时间的速度为v，t2时刻的速度为 ，加速度a= =
v-t图像中的加速度
加速度在图像中是如何表示的呢？
加速度公式a==
在图像中以直线b为例，加速度a为直线b的倾斜程度，数学上称之为斜率。所以在v-t图像中，直线的斜率为对应直线的加速度。直线倾斜程度越大，斜率越大，加速度越大。图像中，直线a和b对应的直线运动加速度aa ab
速度 、速度变化量 、加速度 的关系
a大，v一定大 （ ）
a大，△v一定大 （ ）
a的方向与△v相同 （ ）
a的方向与v一定相同 （ ）
练习：
1．（5分）电动汽车发展前景广阔，并越来越多地走进了人们的生活。某辆电动汽车在一次刹车测试中，初速度的大小为20m/s，经过2s汽车速度的大小变为8m/s，取初速度的方向为正方向，则这2s内电动汽车速度的变化量为（ ）
A．6m/s B．12m/s C．﹣8m/s D．﹣12m/s
2．（5分）一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度的大小逐渐减小直至为零。则在此过程中（ ）
A．速度逐渐减小，当加速度减小为零时，速度达最小值
B．速度逐渐增加，当加速度减小为零时，速度达最大值
C．位移逐渐增大，当加速度减小为零时，位移将不再增大
D．位移逐渐减小，当加速度减小为零时，位移达最小值
3．（6分）下列描述的运动中，可能存在的是（ ）
①速度变化很大，加速度却很小
②速度方向为正，加速度方向为负
③速度变化的方向为正，加速度方向为负
④速度变化越来越快，加速度越来越小。
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
4．（5分）下列关于加速度的说法中正确的是（ ）
A．加速度为正，速度一定增加
B．速度变化大，加速度就大
C．加速度的方向与速度变化的方向相同
D．物体速度减小，就没有加速度
5．（多选）一个物体以a＝0.5m/s2的加速度做匀加速运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体每经过一秒速度都增加0.5m/s
B．物体在某一秒初的速度比上一秒末的速度大0.5m/s
C．物体在某一秒末的速度比上一秒初的速度大0.5m/s
D．物体在某一秒末的速度比上一秒初的速度大1.0m/s
6．（多选）下列说法中的“快”，指加速度较大的是（ ）
A．小轿车比大卡车起动得快
B．协和式客机能在两万米高空飞行得很快
C．乘汽车从烟台到济南，如果走高速公路能很快到达
D．汽车在紧急刹车的情况下，能够很快地停下来
