人教版高中物理必修第一册 第一章 第3节 位置变化快慢的描述——速度（42张PPT课件）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修第一册 第一章 第3节 位置变化快慢的描述——速度（42张PPT课件） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-12-03 10:45:06 | ||
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文档简介
课件42张PPT。第3节 位置变化快慢的描述——速度知识点一 速 度[观图助学]1.定义：位移与发生这段位移所用时间 ，表示物体运动的 。之比 怎样描述男女跑步者运动的快慢？3.单位：国际单位制单位： ，符号：m/s或m·s－1。常用单位：
（km/h或km·h－1）、厘米每秒（cm/s或cm·s－1）等。
4.矢量性：速度既有大小，又有方向，是 。速度的方向和 的方向相同。快慢米每秒千米每时矢量位移××√知识点二 平均速度和瞬时速度
[观图助学]汽车速度表上的数字表示的是平均速度，还是瞬时速度？1.平均速度：描述物体在 运动的平均快慢程度，只能 描述物体运动的快慢。
2.瞬时速度：描述物体在 运动的快慢，可以 描述物体运动的快慢。
3.速率： 的大小。
[思考判断]
（1）物体的位移越大，则平均速度越大。（ ）
（2）物体的瞬时速度越大，则平均速度越大。（ ）
（3）平均速度的大小一定等于平均速率。（ ）一段时间内粗略某一时刻精确瞬时速度×××知识点三 速度—时间图像
1.以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系。
2.根据计算出的不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点。
3.用 曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图线，即v－t图像。如图所示。平滑对速度的理解[情景探究]
（1）在百米赛跑中，中国飞人苏炳添的成绩是9秒92，谢震业的成绩是9秒93，两人谁跑得更快？你是怎样判断的？
（2）在1 h时间内中国的动车沿平直铁路行驶了350 km，小轿车行驶了100 km， 动车和小轿车谁行驶得更快？你是怎样判断的？核心要点（3）雨燕是长距离飞行最快的鸟类，3 h可以飞行500 km；北京到伦敦的航行距离是8 130 km，乘飞机大概要飞行10 h。飞机和雨燕哪一个运动得更快？你是怎样判断的？
答案 （1）苏炳添 经过的位移相同，苏炳添的时间短，苏炳添跑得快
（2）动车 经过相同的时间，动车运动的位移大，动车跑得快
（3）飞机 二者的位移和时间均不相同，通过位移和时间之比来确定答案 BCD [针对训练1] （多选）甲、乙两质点在同一直线上做匀速运动，取向右为正方向，甲的速度为2 m/s，乙的速度为－4 m/s，则可知（ ）
A.乙的速度大于甲的速度
B.因为＋2＞－4，所以甲的速度大于乙的速度
C.这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s后甲、乙相距60 m
解析 速度是矢量，其正、负号表示质点的运动方向，故A、C正确，B错误；甲、乙两质点在同一直线上向相反方向运动，10 s内甲运动了20 m，乙运动了40 m，故10 s后甲、乙相距60 m，D正确。
答案 ACD平均速度和瞬时速度[情景探究]
小明、小红和小兵由家到学校选择了3条不同的路径，所用时间如图所示。三人同时出发。核心要点（1）小明、小红和小兵在运动过程中哪个物理量是相同的？谁更“快”到达学校？这个“快”是怎么比较的？可以用哪个物理量来表示？
（2）能说小红在任何时刻的速度都大于小明和小兵的速度吗？
答案 （1）位移 小红 通过相同的位移，小红所用的时间少 平均速度
（2）不能[探究归纳]
平均速度和瞬时速度的区别与联系[试题案例]
[例2] 如图所示为某同学下课后到食堂吃饭的路线图，他从教室先到水房打了一壶水，然后再到食堂吃饭。他从教室到水房的时间为100 s，打水的时间为60 s，从水房到食堂的时间为40 s。若教室到水房的距离为100 m，水房到食堂的距离为40 m，求（1）整个过程该同学从教室到食堂的平均速度；
（2）整个过程该同学从教室到食堂的平均速率。答案 （1）0.3 m/s 方向由教室指向食堂 （2）0.7 m/s[针对训练2] （多选）下列说法正确的是（ ）
A.小球第3 s末的速度为6 m/s，这里是指平均速度
B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是20 m/s，这里是指瞬时速度
C.“复兴号”动车组列车在京沪高铁线按时速350 km运行，这里的时速是指平均速度
D.为了解决偏远地区的配送问题，某快递公司采取“无人机快递”，无人机从某一投递站带着快件到达指定位置送达后又返回该投递站，这一过程中无人机的平均速度为零解析 第3 s末的速度是指瞬时速度，故A错误；只有瞬时速度可以精确描述变速运动，平均速度只是粗略描述物体在某一段时间或位移内的快慢，不能表示物体在某时刻运动的快慢，故B错误，C正确；无人机回到了原位置，位移为零，故平均速度为零，故D正确。
答案 CD
关键点拨 判断瞬时速度和平均速度时，主要看题目中给出的速度的对应关系，对应某一时刻（或某一位置）的为瞬时速度，对应一段时间（或一段位移）的为平均速度。[要点归纳]
1.测量平均速度利用纸带求平均速度和瞬时速度核心要点[试题案例]
[例3] 如图是实验中得到的一条纸带，从0点开始每5个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50 Hz），依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得x1＝1.22 cm，x2＝2.00 cm，x3＝2.78 cm，x4＝3.62 cm，x5＝4.40 cm，x6＝5.18 cm。（1）相邻两计数点间的时间间隔为T＝ s。
（2）计数点2、4之间的平均速度v24＝ m/s。
（3）打点计时器打计数点3时，小车的速度大小v3＝ m/s。思路点拨 解答本题应注意以下两点：
（1）因为相邻两计数点间还有4个计时点，所以相邻计数点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s。
（2）计数点3的瞬时速度近似等于计数点2、4之间的平均速度。解析 （1）两相邻计数点之间的时间间隔为
T＝5×0.02 s＝0.1 s。
（2）根据平均速度的计算公式得答案 （1）0.1 （2）0.32 （3）0.32
解题通法 （1）确定时间。确定时间时注意相邻计数点间计时点个数及打点周期。
（2）确定位移。确定位移时注意起始点和终止点。
（3）计算瞬时速度都是用一段时间内的平均速度来代替瞬时速度。 [针对训练3] 用电火花计时器（或电磁打点计时器）打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02 s，按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s。用刻度尺量得OA＝1.50 cm，AB＝1.90 cm，BC＝2.30 cm，CD＝2.70 cm。由此可知，纸带运动速度 （选填“增加”“减小”或“不变”），打C点时纸带的速度大小为 m/s。解析 相邻计数点间时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s；
由给出的数据知，相同时间内纸带运动的距离变大，则纸带做加速运动；
打C点时的速度答案 0.1 增加 0.251.由图像的纵、横坐标可知任一时刻速度的大小和方向或物体的某一速度所对应的时刻。
2.v－t图像非常直观地反映了物体运动的速度随时间变化的规律，它并不表示物体运动的轨迹。
3.v－t图像只能描述直线运动的情况，在v－t图像中速度只有正负两个方向。
4.图线上的“点”表示物体所处的状态，“图线”表示速度随时间的变化规律。v－t图像[要点归纳] 核心要点[试题案例]
[例4] 如图所示是一条打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示。求出1、2、3、4、5等计数点的瞬时速度并画出速度—时间图像。解析 1点在0和2两点之间，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出。0和6两个点的瞬时速度不便求出，但不影响画出速度—时间图像。注意相邻计数点的时间间隔Δt＝0.1 s。答案 见解析以O点为坐标原点建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度。
根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到图像如图所示。关键提醒 作图像的规范要求
（1）明确坐标轴的意义并选取合理标度，既要把数据标注在图像上，又要匀称直观。
（2）图像中的点要用平行于坐标轴的虚线形象直观地表示出其位置。
（3）如果图像是直线，要求尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧；如果图线是曲线，要用平滑的曲线连接各点，不要用折线连接各点。[针对训练4] （多选）甲、乙两个物体在同一条直线上运动，它们的速度—时间图像分别如图中直线a、b所示，在t1时刻（ ）
A.它们的运动方向相同
B.甲一定在乙的后面
C.甲的速度比乙的速度大
D.乙的速度比甲的速度大
解析 图线在横轴上方，速度均为正值，表示物体的运动方向均沿正方向，运动方向相同，A正确；由于在初始时刻甲、乙的位置关系未知，所以无法判断在t1时刻甲、乙的位置关系，B错误；在t1时刻b图线对应的坐标值大，故乙的速度比甲的速度大，C错误，D正确。
答案 AD科学态度与责任——速度与现代社会
人类自发明公元前2000年印度河谷哈拉巴人所用的车辆的泥塑模型
木轮车直到制成时速500 km/h的磁悬浮列车，以及超音速飞机，
为了获得高速交通工具，奋斗了几千年。从某种意义上说，在
人类发明的各种机械中，交通工具最深刻地改变了我们的生活。
我们所用的物品，几乎没有一件不是由铁路或公路运输而来。
不难想像，如果没有了汽车、火车、高铁和飞机，现代社会将
会瘫痪。公元前2000年印度河谷哈拉巴人所用的本辆的泥塑模型[针对训练1] 为了传递信息，周朝形成了邮驿制度；宋朝增设“急递铺”，设金牌、银牌、铜牌三种投递，“金牌”一昼夜行500里（1里＝500米），每到一驿站换人换马接力传递。那么“金牌”传递的快慢（ ）
A.与成年人的步行速度相当（成年人的步行速度约为v1＝1.3 m/s）
B.与人骑自行车的速度相当（骑自行车速度约为v2＝3 m/s～5 m/s）
C.与高速公路上汽车的速度相当（汽车速度约为v3＝100 km/h≈28 m/s）
D.与磁悬浮列车的速度相当（磁悬浮列车速度约为v4＝60 m/s）解析 一昼夜的时间t＝24 h＝86 400 s，路程x＝500×500 m＝2.5×105 m。答案 B[针对训练2] （多选）从郑州到西安的高速客运专线开始经营，
动车时速达到350 km，方便了人们出行。已知郑州到西安
线路全长505 km，列车总长200 m，动车组运行时间约
2 h。根据上述信息可知（ ）
A.由于动车组列车总长200 m，动车组列车在郑州到西安正常运行时不能视为质点
B.动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速率约为250 km/h
C.动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速度约为350 km/h
D.由题目信息不能求出动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速度答案 BD靖宸靖宸
（km/h或km·h－1）、厘米每秒（cm/s或cm·s－1）等。
4.矢量性：速度既有大小，又有方向，是 。速度的方向和 的方向相同。快慢米每秒千米每时矢量位移××√知识点二 平均速度和瞬时速度
[观图助学]汽车速度表上的数字表示的是平均速度，还是瞬时速度？1.平均速度：描述物体在 运动的平均快慢程度，只能 描述物体运动的快慢。
2.瞬时速度：描述物体在 运动的快慢，可以 描述物体运动的快慢。
3.速率： 的大小。
[思考判断]
（1）物体的位移越大，则平均速度越大。（ ）
（2）物体的瞬时速度越大，则平均速度越大。（ ）
（3）平均速度的大小一定等于平均速率。（ ）一段时间内粗略某一时刻精确瞬时速度×××知识点三 速度—时间图像
1.以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系。
2.根据计算出的不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点。
3.用 曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图线，即v－t图像。如图所示。平滑对速度的理解[情景探究]
（1）在百米赛跑中，中国飞人苏炳添的成绩是9秒92，谢震业的成绩是9秒93，两人谁跑得更快？你是怎样判断的？
（2）在1 h时间内中国的动车沿平直铁路行驶了350 km，小轿车行驶了100 km， 动车和小轿车谁行驶得更快？你是怎样判断的？核心要点（3）雨燕是长距离飞行最快的鸟类，3 h可以飞行500 km；北京到伦敦的航行距离是8 130 km，乘飞机大概要飞行10 h。飞机和雨燕哪一个运动得更快？你是怎样判断的？
答案 （1）苏炳添 经过的位移相同，苏炳添的时间短，苏炳添跑得快
（2）动车 经过相同的时间，动车运动的位移大，动车跑得快
（3）飞机 二者的位移和时间均不相同，通过位移和时间之比来确定答案 BCD [针对训练1] （多选）甲、乙两质点在同一直线上做匀速运动，取向右为正方向，甲的速度为2 m/s，乙的速度为－4 m/s，则可知（ ）
A.乙的速度大于甲的速度
B.因为＋2＞－4，所以甲的速度大于乙的速度
C.这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s后甲、乙相距60 m
解析 速度是矢量，其正、负号表示质点的运动方向，故A、C正确，B错误；甲、乙两质点在同一直线上向相反方向运动，10 s内甲运动了20 m，乙运动了40 m，故10 s后甲、乙相距60 m，D正确。
答案 ACD平均速度和瞬时速度[情景探究]
小明、小红和小兵由家到学校选择了3条不同的路径，所用时间如图所示。三人同时出发。核心要点（1）小明、小红和小兵在运动过程中哪个物理量是相同的？谁更“快”到达学校？这个“快”是怎么比较的？可以用哪个物理量来表示？
（2）能说小红在任何时刻的速度都大于小明和小兵的速度吗？
答案 （1）位移 小红 通过相同的位移，小红所用的时间少 平均速度
（2）不能[探究归纳]
平均速度和瞬时速度的区别与联系[试题案例]
[例2] 如图所示为某同学下课后到食堂吃饭的路线图，他从教室先到水房打了一壶水，然后再到食堂吃饭。他从教室到水房的时间为100 s，打水的时间为60 s，从水房到食堂的时间为40 s。若教室到水房的距离为100 m，水房到食堂的距离为40 m，求（1）整个过程该同学从教室到食堂的平均速度；
（2）整个过程该同学从教室到食堂的平均速率。答案 （1）0.3 m/s 方向由教室指向食堂 （2）0.7 m/s[针对训练2] （多选）下列说法正确的是（ ）
A.小球第3 s末的速度为6 m/s，这里是指平均速度
B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是20 m/s，这里是指瞬时速度
C.“复兴号”动车组列车在京沪高铁线按时速350 km运行，这里的时速是指平均速度
D.为了解决偏远地区的配送问题，某快递公司采取“无人机快递”，无人机从某一投递站带着快件到达指定位置送达后又返回该投递站，这一过程中无人机的平均速度为零解析 第3 s末的速度是指瞬时速度，故A错误；只有瞬时速度可以精确描述变速运动，平均速度只是粗略描述物体在某一段时间或位移内的快慢，不能表示物体在某时刻运动的快慢，故B错误，C正确；无人机回到了原位置，位移为零，故平均速度为零，故D正确。
答案 CD
关键点拨 判断瞬时速度和平均速度时，主要看题目中给出的速度的对应关系，对应某一时刻（或某一位置）的为瞬时速度，对应一段时间（或一段位移）的为平均速度。[要点归纳]
1.测量平均速度利用纸带求平均速度和瞬时速度核心要点[试题案例]
[例3] 如图是实验中得到的一条纸带，从0点开始每5个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50 Hz），依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得x1＝1.22 cm，x2＝2.00 cm，x3＝2.78 cm，x4＝3.62 cm，x5＝4.40 cm，x6＝5.18 cm。（1）相邻两计数点间的时间间隔为T＝ s。
（2）计数点2、4之间的平均速度v24＝ m/s。
（3）打点计时器打计数点3时，小车的速度大小v3＝ m/s。思路点拨 解答本题应注意以下两点：
（1）因为相邻两计数点间还有4个计时点，所以相邻计数点之间的时间间隔为T＝5×0.02 s＝0.1 s。
（2）计数点3的瞬时速度近似等于计数点2、4之间的平均速度。解析 （1）两相邻计数点之间的时间间隔为
T＝5×0.02 s＝0.1 s。
（2）根据平均速度的计算公式得答案 （1）0.1 （2）0.32 （3）0.32
解题通法 （1）确定时间。确定时间时注意相邻计数点间计时点个数及打点周期。
（2）确定位移。确定位移时注意起始点和终止点。
（3）计算瞬时速度都是用一段时间内的平均速度来代替瞬时速度。 [针对训练3] 用电火花计时器（或电磁打点计时器）打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02 s，按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D几个计数点，如图所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为 s。用刻度尺量得OA＝1.50 cm，AB＝1.90 cm，BC＝2.30 cm，CD＝2.70 cm。由此可知，纸带运动速度 （选填“增加”“减小”或“不变”），打C点时纸带的速度大小为 m/s。解析 相邻计数点间时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s；
由给出的数据知，相同时间内纸带运动的距离变大，则纸带做加速运动；
打C点时的速度答案 0.1 增加 0.251.由图像的纵、横坐标可知任一时刻速度的大小和方向或物体的某一速度所对应的时刻。
2.v－t图像非常直观地反映了物体运动的速度随时间变化的规律，它并不表示物体运动的轨迹。
3.v－t图像只能描述直线运动的情况，在v－t图像中速度只有正负两个方向。
4.图线上的“点”表示物体所处的状态，“图线”表示速度随时间的变化规律。v－t图像[要点归纳] 核心要点[试题案例]
[例4] 如图所示是一条打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示。求出1、2、3、4、5等计数点的瞬时速度并画出速度—时间图像。解析 1点在0和2两点之间，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出。0和6两个点的瞬时速度不便求出，但不影响画出速度—时间图像。注意相邻计数点的时间间隔Δt＝0.1 s。答案 见解析以O点为坐标原点建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度。
根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到图像如图所示。关键提醒 作图像的规范要求
（1）明确坐标轴的意义并选取合理标度，既要把数据标注在图像上，又要匀称直观。
（2）图像中的点要用平行于坐标轴的虚线形象直观地表示出其位置。
（3）如果图像是直线，要求尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布在直线两侧；如果图线是曲线，要用平滑的曲线连接各点，不要用折线连接各点。[针对训练4] （多选）甲、乙两个物体在同一条直线上运动，它们的速度—时间图像分别如图中直线a、b所示，在t1时刻（ ）
A.它们的运动方向相同
B.甲一定在乙的后面
C.甲的速度比乙的速度大
D.乙的速度比甲的速度大
解析 图线在横轴上方，速度均为正值，表示物体的运动方向均沿正方向，运动方向相同，A正确；由于在初始时刻甲、乙的位置关系未知，所以无法判断在t1时刻甲、乙的位置关系，B错误；在t1时刻b图线对应的坐标值大，故乙的速度比甲的速度大，C错误，D正确。
答案 AD科学态度与责任——速度与现代社会
人类自发明公元前2000年印度河谷哈拉巴人所用的车辆的泥塑模型
木轮车直到制成时速500 km/h的磁悬浮列车，以及超音速飞机，
为了获得高速交通工具，奋斗了几千年。从某种意义上说，在
人类发明的各种机械中，交通工具最深刻地改变了我们的生活。
我们所用的物品，几乎没有一件不是由铁路或公路运输而来。
不难想像，如果没有了汽车、火车、高铁和飞机，现代社会将
会瘫痪。公元前2000年印度河谷哈拉巴人所用的本辆的泥塑模型[针对训练1] 为了传递信息，周朝形成了邮驿制度；宋朝增设“急递铺”，设金牌、银牌、铜牌三种投递，“金牌”一昼夜行500里（1里＝500米），每到一驿站换人换马接力传递。那么“金牌”传递的快慢（ ）
A.与成年人的步行速度相当（成年人的步行速度约为v1＝1.3 m/s）
B.与人骑自行车的速度相当（骑自行车速度约为v2＝3 m/s～5 m/s）
C.与高速公路上汽车的速度相当（汽车速度约为v3＝100 km/h≈28 m/s）
D.与磁悬浮列车的速度相当（磁悬浮列车速度约为v4＝60 m/s）解析 一昼夜的时间t＝24 h＝86 400 s，路程x＝500×500 m＝2.5×105 m。答案 B[针对训练2] （多选）从郑州到西安的高速客运专线开始经营，
动车时速达到350 km，方便了人们出行。已知郑州到西安
线路全长505 km，列车总长200 m，动车组运行时间约
2 h。根据上述信息可知（ ）
A.由于动车组列车总长200 m，动车组列车在郑州到西安正常运行时不能视为质点
B.动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速率约为250 km/h
C.动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速度约为350 km/h
D.由题目信息不能求出动车组列车在郑州到西安正常运行时的平均速度答案 BD靖宸靖宸