2.3 速度和加速度 课件 (5)

课件65张PPT。教师用书独具演示●课标要求
1．理解速度概念，领会其矢量性．
2．知道平均速度和瞬时速度、速度和速率的区别和联系．第3节 速度和加速度
●课标解读
1．初步了解和体会极限思想方法在建立瞬时速度概念中的作用，知道平均速度和瞬时速度的区别和联系．
2．理解加速度的物理意义，定义式和单位．
3．通过平均速度和加速度的建立，了解和体会比值定义法在科学研究中的作用．
●教学地位
教材从平均速度入手，通过极限的思维方式过渡到瞬时速度，说明瞬时速度表示物体在时刻t的速度．而加速度是运动学中的重要概念，教材先举例，让学生讨论它们速度变化的快慢以增强感性认识，教材还展示磁悬浮列车及火箭发射情景，让学生了解“速度快，速度变化大，速度变化快”的含义，进而给出加速度概念，本节为以后学习匀变速直线运动奠定基础.
●新课导入建议
通过视频展放刘翔跨栏运动情景及火车和小型轿车运动情况．
图教2－3－1
提出问题：(1)怎样判断运动员跑得快慢？
(2)小型轿车和火车的速度都在增加，怎样反映它们速度增加的快慢不一样？
学习了本节内容，这些问题都迎刃解决．
课前预习安排：
1．指导学生阅读教材
2．完成【课前自主导学】 ●教学流程设计 步骤1：
导入新课，教材分析 步骤2：
师生互动，通过“平均速度”中的探究交流完成“平均速度”教学 步骤3：
“平均速度”教学的学情检测，见思考判断及当堂双基达标第2题 步骤4：
引导学生分析，讨论教材图2－22，完成瞬时速度概念的教学，例题见例1 步骤5：学情检测：见思考判断及例1的迁移应用，当堂双基达标第5题 步骤6：
提出问题，让学生分析、交流、自主研讨加速度概念，教师总评，问题见探究交流，例题见例2 步骤7：
“加速度”概念学情检测，见迁移应用2及当堂双基达标第3题 步骤8：
本节思想方法总结，见例3 步骤9：
师生互动，总结本节内容，教师点评，布置作业，完成【课后知能检测】 演示结束平均速度 位移时间s/t矢时间位移
2．思考判断
(1)某质点在一段时间内的平均速度为零，在这段时间内该质点一定静止．(×)
(2)平均速度只能大致描述物体运动的快慢和方向．(√)
(3)平均速度的大小就是速度的平均值．(×)
3．探究交流
蜗牛要横向爬过一本教科书，至少得用2 min的时间．乌龟爬行1 m需要50 s，猎豹平均每秒可跑32 m．如何比较哪种动物运动得快呢？有几种比较方法？
【提示】　有两种比较的方法．一种是同样的位移，比较所用时间的长短，时间短的，运动得快．另一种是用相同的时间，比较发生的位移大小，位移大的，运动得快．如要发生1 m的位移，蜗牛所用时间最长，猎豹所用时间最短；如在1 s的时间内，蜗牛的位移最小，猎豹的位移最大，所以猎豹运动得最快.1.基本知识
(1)定义：运动物体在某时刻或 的速度．
(2)物理意义：瞬时速度能精确地描述做变速运动的物体在 或某一位置运动的快慢程度．
(3)瞬时速度是 (选填“矢量”或“标量”)，其方向是物体 的方向．瞬时速度 某位置某一时刻矢量运动
2．思考判断
(1)物体的瞬时速度总为零，则平均速度一定为零．(√)
(2)物体的平均速度为零，则瞬时速度总为零．(×)
(3)经提速后列车的速度达150 km/h是指平均速度．(√)3．探究交流
在图2－3－1中，交警用电子检测设备检测车速是否超速，电子检测设备测得的速度是平均速度还是瞬时速度？
【提示】　电子检测设备拍摄了车辆经过电子设备时的瞬间的运动情况，因此，测得的速度是瞬时速度.图2－3－1 1.基本知识
(1)定义：物体 变化跟发生这一变化所用 的比值．通常用字母a来表示．
(2)物理意义：是描述物体 变化快慢的物理量．加速度反映的是速度变化的 ，而不是速度变化的大小．
(3)公式：a＝ .
(4)单位：在国际单位制中，加速度的单位是“米每二次方秒”，符号是 .加速度 速度时间速度快慢m/s2
2．思考判断
(1)加速度就是指速度的增加．因此，有加速度，物体的速度就一定增大．(×)
(2)加速度越大，速度就越大．(×)
(3)速度变化越快，加速度就越大．(√)
3．探究交流
我国第16颗北斗导航卫星于2012年10月25日23时33分在西昌卫星发射中心点火发射，如图2－3－2所示．据悉，“卫星”发射时，在10 s的时间内速度能从0增加到大约100 m/s.一只以8 m/s的速度飞行的蜻蜓能在0.7 s的时间内停下来．你能不能比较出“卫星”和蜻蜓的速度变化的快慢呢？应该怎样去比较？【提示】　我们可以类比运动的快慢的研究方法，看看相同的时间内谁的速度的变化大或者发生相同的速度的变化时谁用的时间少．通过比较我们可以看出蜻蜓的速度变化快．图2－3－2【问题导思】
1．平均速度和瞬时速度的含义是什么？
2．现实中怎样区分平均速度和瞬时速度？
3．对于同一个物体的运动，平均速度的方向和瞬时速度的方向一定相同吗？平均速度和瞬时速度的区别和联系
1．平均速度
(1)反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段位移或一段时间相对应．
(2)在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同时间段内或不同位移上的平均速度一般不同，必须指明求出的平均速度是对应哪段时间内或哪段位移的平均速度，不指明对应的过程的平均速度是没有意义的．
2．瞬时速度
(1)瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢及方向，是矢量，一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度．
(2)瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应，即对应于某一状态．
(3)瞬时速度的方向就是该状态物体运动的方向．
(4)瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率．
3．两者的关系
(1)当位移足够小或时间足够短时，可以认为瞬时速度就等于平均速度．
(2)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等．
1．平均速度的大小与瞬时速度的大小没有必然的关系，即瞬时速度大的物体，其平均速度不一定大．
2．平均速度与速度的平均值是不同的，速度的平均值并不一定等于平均速度．
3．平均速度的大小不叫平均速率，平均速率是路程与时间的比值． (2013·澄迈一中高一检测)2012年第22号热带风暴“玛莉亚”于10月15日05时位于我国台湾省台北市东偏南方大约2 200公里的西北太平洋洋面上，据报道“玛莉亚”以每小时25公里左右的速度向北偏西方向移动，近中心最大风速将达18 m/s……报道中的两个速度值分别是指(　　)
A．平均速度，瞬时速度
B．瞬时速度，平均速度
C．平均速度，平均速度
D．瞬时速度，瞬时速度
【审题指导】　(1)平均速度与某段时间或某段位移对应．
(2)瞬时速度与某时刻或某位置对应．
【解析】　由题意知，25 km/h指的是台风移动的平均速度，而18 m/s指的是台风某时刻的瞬时速度，故A项正确．
【答案】　A平均速度与瞬时速度的大小无关
1．平均速度的大小与瞬时速度的大小无必然关系，平均速度大的物体，其瞬时速度不一定大．
2．平均速度为零的物体，其瞬时速度也可能很大．
3．在匀速直线运动中，物体的平均速度等于瞬时速度，而在其他运动中，物体的平均速度一般不等于其瞬时速度．1．下列所说的速度，指平均速度的是(　　)
A．百米赛跑运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线
B．上海磁悬浮列车行驶过程中的速度为400 km/h
C．乒乓球运动员王励勤扣出的乒乓球速度达23 m/s
D．子弹以800 m/s的速度撞击墙壁
【解析】　A、C、D三项中的速度都是瞬时速度，B项中400 km/h是平均速度．
【答案】　B【问题导思】
1．加速度大，速度的变化量Δv一定大吗？
2．物体的速度大，它的加速度是否也一定大？
3．物体的加速度的方向与速度的方向，速度变化量的方向有何关系？对加速度的正确理解 2．速度、速度变化量、速度变化率的比较1．公式Δv＝vt－v0中各量都是矢量，只有物体做直线运动时，才可应用代数运算计算Δv.
2．加速度a与速度v无直接关系，与速度变化量Δv也无直接关系，v大a不一定大；Δv大，a也不一定大． 如图2－3－3所示，一小球沿光滑的水平桌面以10 m/s的速度向右匀速滑行，与竖直墙壁碰撞后做反向运动，已知碰撞时间t＝0.1 s，碰撞后小球的速度大小为8 m/s.求小球与墙壁碰撞过程中的加速度．图2－3－3 【审题指导】　利用加速度定义求加速度时，一要注意正方向的规定，二要会寻找研究对象的初、末速度进而求解Δv.再求加速度．
【答案】　加速度的大小等于180 m/s2，方向与初速度的方向相反．求解加速度时，一定要规定好正方向，找准物体的初速度和末速度，紧扣加速度的定义求解．2．我国空军研究人员在飞机零高度、零速度的救生脱险方面的研究已经取得成功．有关报道称：由于飞机发生故障大多在起飞、降落阶段，而此时的高度几乎是零．另外在飞行过程中也会出现突然停机现象，在这种情况下，飞行员脱险非常困难．为了脱离危险，飞行员必须在0.1 s的时间内向上弹离飞机，若脱离飞机的速度为20 m/s，认为飞行员在弹离飞机的过程中的加速度保持不变，试求飞行员在弹离过程中的加速度需要多大．【答案】　200 m/s2 (2013·漳州一中高一检测)像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图2－3－4甲所示，a、b分别是光电门的激光发射、接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示装置测量，图中MN是水平桌面，PQ是长1 m左右的木板，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出．综合解题方略——运用极限思想 求速度 让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2 s和2.0×10－2 s．用游标卡尺测量滑块的宽度d＝5.015 cm.则：
(1)滑块通过光电门1的速度v1的大小是多少？
(2)滑块通过光电门2的速度v2的大小是多少？
　
甲 　　　　　 乙
图2－3－4【答案】　(1)1.003 m/s　(2)2.508 m/s 用平均速度代表瞬时速度的条件是t趋近于零，即t很小．也就是说，我们可以利用较小时间内的平均速度来代替这段时间内某一点的瞬时速度．这样做体现了一种极限的思想，这是一种科学的近似方法，应通过实验体会感悟这种方法的优越性．
【备课资源】(教师用书独具)
加速度对人体的影响
一名由昆明飞往武汉的旅客，刚下飞机就一头栽倒在候机楼大厅门口，昏了过去．由于患者是独自外出，身边没有同伴，病史无从询问，给诊断救护工作带来非常大的困难，在医护人员的努力下，终于明确诊断其为病死率十分高的“糖尿病高渗性昏迷”，经过抢救，患者才脱离危险．这是怎么回事呢？
原来，该患者平常仅出现多饮多尿，并没发现自己患有糖尿病．在乘机前几天一直腹泻，在飞机上由于晕机发生剧烈呕吐，从而导致身体严重脱水．我们知道，在飞机起飞和降落以及气流导致飞机颠簸时，人体会出现一定程度的加速度的变化．实验证明，在存在加速度时，血糖浓度升高，糖原含量降低．动物试验证明，在高空气压降低缺氧时，糖的异化作用增强，血糖升高．患者在以上诸多因素的作用下，血糖较正常高出近5倍，从而出现高渗性昏迷，差点危及生命．
冲击性加速度或过载对人体的影响与持续性加速度不同，它主要不是引起血液动力学改变，而是引起疼痛、短暂意识丧失和各种机械性损伤，如组织器官变形、撕裂及破坏等，严重时可致死亡．其影响的程度除了与冲击过载峰值、作用时间、过载速率3个基本参数有关外，还与过载作用的方向、人的体位、束缚状况等因素有关.1．假如轨道车长度为22 cm，记录仪记录的信息如图2－3－5所示，则轨道车经过该监测点的速度为(　　)
图2－3－5
A．0.20 cm/s　　 B．2.0 cm/s
C．22 cm/s D．220 cm/s【答案】　C 2．(2012·漳州一中高一检测)根据给出的速度和加速度的正、负，对下列运动性质的判断正确的是(　　)
A．v0＞0，a＜0，物体做加速运动
B．v0＜0，a＜0，物体做减速运动
C．v0＜0，a＞0，物体做减速运动
D．v0＞0，a＞0，物体做加速运动
【解析】　由于速度和加速度都是矢量，若二者的符号相同，就表示它们的方向相同，则物体就做加速运动，故B错，D正确；若二者符号相反，就表示它们的方向相反，则物体就做减速运动，故A错，C正确．
【答案】　CD3．如图2－3－6所示是汽车的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化．开始时指针指示在如图甲所示的位置，经过8 s后指针指示在如图乙所示的位置，若汽车做匀加速直线运动，那么它的加速度约为(　　)
甲　　　　　　　　　　乙
图2－3－6A．11 m/s2 B．5.0 m/s2
C．1.4 m/s2 D．0.6 m/s2
【答案】　C
4．甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时，设物体的运动方向为正方向，甲的加速度恒为2 m/s2，乙的加速度恒为－3 m/s2，下列说法中正确(　　)
A．甲的速度一定比乙的速度大
B．甲一定跑在乙的前面
C．甲的速度一定在增大，乙的速度一定在减小
D．甲的加速度一定比乙的加速度大
【解析】　由于不知道甲、乙两个物体的起点位置，甲、乙两物体的初速度大小，故A、B无法判断．甲的加速度为正的，表明加速度方向与规定的正方向一致，物体做加速运动，乙的加速度为负值表明加速度方向与规定的正方向相反，物体做减速运动，速度减小，故C项正确，正、负号只表示方向不表示大小，D项错．
【答案】　C
5．(2013·白沙一中高一检测)光电门传感器是测定瞬时速度的仪器，如图所示．它的原理是发射端发出一束很细的红外线到另一端的接收窗口，当固定在运动物体上的一个已知宽度的挡光板通过时，它可以通过数据采集器记下挡光板经过的时间，再用挡光板的宽度与经过的时间求得运动物体的瞬时速度．
图2－3－7
(1)用光电门测变速运动物体的瞬时速度，在测量速度较小时，为了减小测量误差，应选择宽度比较________(填“宽”或“窄”)的挡光板．
(2)实验中选用的挡光板宽度是5 mm，测得挡光板通过光电门的时间是0.5 ms，则物体通过光电门时的速度v＝________m/s.【答案】　(1)窄　(2)10