3.3 平均速度与瞬时速度 教案+当堂检测+备课资源

3.3 平均速度与瞬时速度
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.知道用平均速度描述变速直线运动快慢;
2.初步了解平均速度是表示物体在某一段时间内或某一段路程内的平均快慢程度;
3.初步了解瞬时速度是表示运动物体在某一位置或某一时刻的快慢程度.
【重点难点】
重点:平均速度与瞬时速度的物理意义;用平均速度解决实际问题.
难点:瞬时速度的理解.
【新课导入】
导入1:情境导入
(1)同学们每天上学时从家到学校的这一段路程中,是不是一直以相同的速度行进?那么我们怎么来比较每个同学上学途中运动的快慢呢?
(2)请同学们看图,分析这四幅图的运动特点.
100 m跑道上的运动员,游泳池中的运动员,平直公路上行驶的汽车,正在降落的飞机,这些都可以看做是直线运动,但它们的速度是变化的这种运动叫做变速运动,如何描述它们运动的快慢呢?引出:平均速度的概念.
导入2:复习导入
复习提问:
(1)比较物体运动的快慢,需要用到几个物理量?常见的比较方法有哪些?
(2)做匀速直线运动的物体快慢是否变化?
同学们想想:公路上行驶的汽车、正在降落的飞机、正在加速的赛车、被扔出去的篮球、操场上跑步的学生,他(它)们做什么运动?他(它)们运动的快慢也不发生变化吗?
【课堂探究】
一、平均速度
1.定义:运动物体在某一段路程(或某一段时间)内的快慢程度.
2.公式:=.其中表示平均速度,用s表示路程,用t表示时间.
3.物理意义:平均速度表示运动物体在某一段路程(或某一段时间内)运动的快慢程度.
4.说明
(1)在实际应用中,一些做曲线运动的物体的快慢程度,也常用平均速度描述;
(2)通常说的某物体的速度一般指的是平均速度.平均速度要和路程段或时间段相对应,因此,平均速度只有在指明是哪一段路程或哪一段时间内的平均速度时才有意义;
(3)变速直线运动中,运动物体在全路程上的平均速度不一定等于运动物体在各段路程上的平均速度的平均值(即平均速度不一定等于速度的平均值).
5.例题
下表为D41次列车北京—济南(动车组)时刻表:
站次
站名
到达时间
开车时间
运行时间
里程
1
北京
19:15
0
0
2
德州
21:35
21:36
2 h 20 min
377 km
3
济南
22:35
3 h 20 min
495 km
求:D41次列车由北京行驶到德州和由北京行驶到济南的平均速度各是多少.
分析:要想求出哪段路程内的平均速度,必须确定出这段路程的长度和通过此段路程的时间.由列车时刻表可知,列车由北京行驶到德州的时间t1=2 h 20 min=2.33 h,路程s1=377 km;由北京行驶到济南的时间t2=3 h 20 min=3.33 h,路程s2=495 km.
解析:根据平均速度公式
=可得
从北京到德州的平均速度
==≈161.8 km/h,
从北京到济南的平均速度为
==≈148.6 km/h
答案:D41次列车由北京行驶到德州的平均速度是161.8 km/h,由北京行驶到济南的平均速度是148.6 km/h.
二、瞬时速度
展示图片:汽车的速度计
定义:运动物体在某一瞬间的速度叫做瞬时速度.
速度计的指针是随着汽车的运行速度随时变化的,所以速度计表示的并不是平均速度,而是某一个瞬间的速度.我们把运动物体在某一瞬间的速度叫做瞬时速度.
在日常生活中或一些科学研究中,我们除了了解物体运动的平均速度,有时候也需要知道物体的瞬时速度,比如交通管理的测速仪,它可以帮助交警测试出汽车的瞬间速度是不是超过了限定速度,以保证行车人安全和正常的交通秩序.
三、瞬时速度与平均速度的区别
1.平均速度和瞬时速度都是用来描述物体运动快慢的物理量,它们有什么区别呢?
平均速度
瞬时速度
区别
反映物体整个运动过程中的运动快慢
反应物体在运动过程中某一时刻或者某一位置时的运动快慢
2.下面以龟兔赛跑的故事为例
问题:兔子跑得快指的什么速度大?(瞬时速度)
乌龟最后胜利是指什么速度大?(平均速度)
3.说明
(1)平均速度与路程或时间相对应,瞬时速度与位置或时刻相对应;
(2)做匀速直线运动的物体,平均速度等于瞬时速度;
(3)汽车速度表、雷达测速器上显示的速度是瞬时速度.
三、平均速度与瞬时速度
1.平均速度
(1)定义:运动物体在某一段路程(或某一段时间)内的快慢程度.
(2)公式:=.其中表示平均速度,用s表示路程,用t表示时间.
(3)物理意义:平均速度表示运动物体在某一段路程(或某一段时间内)运动的快慢程度.
2.瞬时速度
定义:运动物体在某一瞬间的速度叫做瞬时速度.
3.区别
平均速度
瞬时速度
区别
反映物体整个运动过程中的运动快慢
反应物体在运动过程中某一时刻或者某一位置时的运动快慢
1.
如图是司机在高速公路上行驶时观察到汽车上速度表的示意图,下列说法中正确的是(　B　)
A.此汽车运动的平均速度为100 km/h
B.此时汽车的瞬时速度为100 km/h
C.汽车在高速公路上运动的瞬时速度为 100 km/h
D.汽车在1 h内运动的路程一定为100 km
2.某地区发生强烈地震后,距灾区105 km的某驻军部队接到命令立即驱车赶往灾区救援.出发50 min后中途遇山体滑坡道路阻断,经2 h抢通道路,继续前进40 min到达指定地点.救援部队全程平均速度应为(　D　)
A.126 km/h B.70 km/h
C.52.5 km/h D.30 km/h
3.某同学平常走路步行30 m需40 s的时间,现在这个同学用6分30秒的时间沿操场跑道走完一圈,那么跑道的周长最接近于(　B　)
A.400 m B.300 m C.200 m D.150 m
4.在“龟兔赛跑”这个故事中,说乌龟胜了兔子,是指乌龟的　平均　速度快;而在它们比赛开始时,又说兔子跑得真快,是指兔子的　瞬时　速度快.?
5.小明一家双休日驾车外出郊游,在汽车行驶的过程中,小明同学观察了一下速度及里程表盘如图(甲)所示,此时汽车的行驶速度为　80　km/h.汽车行驶了半个小时后,表盘的示数如图(乙)所示,那么这段时间内汽车行驶的平均速度为　80　km/h.?
6.汽车以20 m/s的速度匀速行驶,司机突然发现前方有紧急情况,经过0.5 s(反应时间)后开始制动刹车,又经过4.5 s滑行45.9 m车停止.则:
(1)汽车从发现情况到完全停止的这段时间内通过的路程是多少?
(2)汽车在滑行时的平均速度是多少?
答案:(1)汽车在反应时间内通过的路程是
s1=v1t1=20 m/s×0.5 s=10 m,
汽车从发现情况到完全停止通过的路程是
s=s1+s2=10 m+45.9 m=55.9 m.
(2)汽车在滑行时的平均速度是:v2=10.2 m/s.
速度和速率
　　日常生活、小学和初中物理中说到的“速度”,是指平均速率,平均速率是指物体移动路程与时间的比值,而平均速度是指位移与时间的比值.速度是矢量,有大小有方向,它描述物体运动的快慢,和反映物体运动的方向;速率是标量,有大小没有方向.
　　为了精确描述物体运动的快慢,取很短的时间段Δt,如果Δt非常非常小,就可以认为(位移比时间)表示的是物体在时刻t的速度,这个速度是瞬时速度.瞬时速度是矢量,是位移与时间的比值,有方向(物体运动的方向),瞬时速度的大小即速率,也可以叫做瞬时速率.
　　汽车速度计不能显示车辆运动的方向,它的读数实际是汽车的速率.单向匀速直线运动时,平均速度与瞬时速度相等,平均速率与瞬时速率相等,速度的大小等于速率.