(共18张PPT)
第3节 位置变化快慢的描述—速度
第一章 运动的描述
高中物理人教版(2019)必修第一册
情境导入
通过上一课时的学习与探究,我们知道了时间和时刻的区别与联系,位置、位移和路程的区别与联系。
但是要完整描述一个物体的运动状态,只有这些物理量是不够的,这节课我们来学习描述运动的另一个物理量——速度。
任务一 怎样描述物体位置变化的快慢
活动过程
1.观看百米赛跑视频,分析运动员在相同时间内的运动情况有什么不同。我们用什么物理量来描述这种不同?
速度
注:此图片是视频缩略图,如需使用此资源,请插入视频“百米赛跑”。
活动过程
2.初中学习的速度定义是什么?
初中时,把路程与时间之比叫做速度。
活动过程
3.有两辆汽车同时从图书大厦出发,红车按方案1行驶,黑车按方案2行驶,已知红车从紫竹桥行驶到苏州桥,与蓝车从联想桥行驶到苏州桥的路程相同,时间相同,它们的运动情况相同吗?它们位置变化的快慢相同吗?
四通桥
联想桥
蓟门桥
官园桥
如果利用初中所学的知识来分析,两者的“速度”是相同的,但在实际运动过程中,两辆汽车运动的方向是不同的,所以位移不同,位置变化快慢不同。
活动过程
4.如何更科学、全面地描述物体位置变化的快慢?
物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢,就是速度。
比值定义法
四通桥
联想桥
蓟门桥
官园桥
活动过程
5.速度的国际单位是什么?速度有哪些常用单位?它们的换算关系是怎样的?
m
s
m/s
在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s或m·s -1。 常用单位还有千米每时(km/h或km·h -1)、厘米每秒(cm/s或 cm·s -1)等。
1 m/s = 3.6 km/h = 100 cm/s
活动过程
6.速度是标量还是矢量?速度的方向是怎样的?
矢量
标量
矢量
速度的方向与__________相同。
任务二 形成瞬时速度、平均速度的概念
活动过程
1.百米赛跑视频中,运动员在整个运动过程中做的是匀速运动吗?结合生活经验说明怎样才能更精确地描述一个变速运动的快慢?
注:此图片是视频缩略图,如需使用此资源,请插入视频“百米赛跑”。
活动过程
2.视频中穿白色上衣的运动员在整个百米运动过程中的速度是多大?整个一百米跑过程中,他都跑这么快吗?
注:此图片是视频缩略图,如需使用此资源,请插入视频“百米赛跑”。
3.下表是该白衣运动员在比赛中每10米的数据,请计算出不同位移段的速度并填在表格中。
位移段/m 0~10 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 90~100
时间显示/s 1.89 2.88 3.80 4.66 5.49 6.31 7.12 7.94 8.78 9.62
时间间隔/s 1.89 0.99 0.92 0.86 0.83 0.82 0.81 0.82 0.84 0.84
位移段速度/m·s-1
4.运动员不同位移段的速度相等吗?每个阶段的速度表示的含义是什么??
位移段/m 0~10 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 90~100
时间显示/s 1.89 2.88 3.80 4.66 5.49 6.31 7.12 7.94 8.78 9.62
时间间隔/s 1.89 0.99 0.92 0.86 0.83 0.82 0.81 0.82 0.84 0.84
位移段速度/m·s-1 5.29 10.10 10.87 11.63 12.05 12.20 12.35 12.20 11.90 11.90
由 求得的速度v,表示的只是物体在时间Δt内运动的平均快慢程度,叫作平均速度。
5. 请依次计算出运动员在 0~6.31 s,1.89 s~5.49 s,2.88 s~4.66 s 这三个时间段内的平均速度。
位移段/m 0~10 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 90~100
时间显示/s 1.89 2.88 3.80 4.66 5.49 6.31 7.12 7.94 8.78 9.62
时间间隔/s 1.89 0.99 0.92 0.86 0.83 0.82 0.81 0.82 0.84 0.84
位移段速度/m·s-1 5.29 10.10 10.87 11.63 12.05 12.20 12.35 12.20 11.90 11.90
0~6.31 s:v1 = 9.51 m/s
1.89 s~5.49 s :v2 = 11.11 m/s
2.88 s~4.66 s :v3 = 11.24 m/s
6. 哪个时间段的平均速度最接近运动员在 3.80 s 时的速度(v3.80=11.25 m/s )?
用由时刻 t 到 t+Δt 一小段时间内的平均速度来代替时刻 t 物体的速度,如果 Δt 取得小一些,物体在Δt 这样一个较小的时间内,运动快慢的差异就不会太大。Δt 越小,运动快慢的差异就越小。当 Δt 非常非常小时,运动快慢的差异可以忽略不计,此时,我们就把 叫作物体在时刻 t 的瞬时速度。
0~6.31 s:v1 = 9.51 m/s
1.89 s~5.49 s :v2 = 11.11 m/s
2.88 s~4.66 s :v3 = 11.24 m/s
7. 有瞬时速度和平均速度总是相等的运动吗?
匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等。
8. 汽车速度计所显示的是汽车的速度吗?
瞬时速度的大小通常叫做速率。
活动拓展
短跑光感摄影机捕捉冠军相
北京奥运会百米赛场上,牙买加人博尔特刷新了世界纪录,随后,一张运动员冲刺图展现在电视屏幕上,图片上的根根纵线标明,牙买加“飞人”博尔特冲过终点的时间是9.69 s。
这张百米跑选手撞线图是由每秒可拍2000多张照片的光感应摄影机捕捉到的。这种光感应摄影机系统是时间检测器与计时码表的集合体。当选手冲过终点线时,该系统每秒可拍2000多幅高清照片,且每张都能显示相应时间。即使所有选手几乎同时撞线,也能很快判断出谁是“飞人”。
光感应摄影机
活动作业
1. 下面所说的速度:A.返回地面的太空舱以 8 m/s 的速度落入太平洋中; B.复兴号高铁从上海到北京的速度达到 350 km/h;C.一架失事飞机撞向山坡时的速度达 100 m/s;D.由于堵车,在隧道内的车速仅为 1.2 m/s,比人步行还慢。
属于平均速度的是__________;属于瞬时速度的是__________。
2. 设想在某次海上军事演习中,一艘驱逐舰以 90 km/h 的速度追赶在它前面 120 km 处正向同方向匀速航行的航空母舰,驱逐舰总共追赶了 270 km 才赶上,则航空母舰的航速为多大?
知识结构图