新教材物理RJ必修一课件1.3位置变化快慢的描述——速度28张PPT

第3节 位置变化快慢的描述——速度
任务1：理解速度概念．
任务2：理解平均速度和瞬时速度．
任务3：用打点计时器测平均速度和瞬时速度
任务4：画出纸带运动的速度一时间图象．
学习目标
问题情景:
A.子弹离开枪口的速度是500m/s
B.列车从衢州开往杭州的速度是200km/h
C.小李骑车可快了，最快可达10m/s
D.地球绕太阳运动的速度约为30km/s
E.在上班高峰期，6km的车程大约花了1小时，车速只有6km/h
F.雷达信号显示，战斗机正以300m/s的速度向东偏南30°方向飞行
任务1：理解速度概念
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
1.左侧是我们在生活中经常听到的关于速度的说法?你们觉得这些说法间有差异吗?
2.我们有同学将ACDE看作一类，BF看作另一类，分类的依据是是否有方向?你认为要更精确地描述运动，速度是否应该有方向?
3.速度有方向，是矢量，初中速度概念是矢量吗?是否应该把这两个概念进行区分?
4.速率与速度是高中阶段常用的概念，初中的速度概念在高中其实是什么?
5.描述运动的方向也是重要的，你认为在高中阶段，速度的定义式应是怎样的?
6.????=Δ?????????与????=????????的区别有哪些?????的方向由什么决定?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
1.左侧是我们在生活中经常听到的关于速度的说法?你们觉得这些说法间有差异吗?
2.我们有同学将ACDE看作一类，BF看作另一类，分类的依据是是否有方向?你认为要更精确地描述运动，速度是否应该有方向?
3.速度有方向，是矢量，初中速度概念是矢量吗?是否应该把这两个概念进行区分?
4.速率与速度是高中阶段常用的概念，初中的速度概念在高中其实是什么?
5.描述运动的方向也是重要的，你认为在高中阶段，速度的定义式应是怎样的?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
提示
素养目标
1.以上是我们在生活中经常听到的关于速度的说法?你们觉得这些说法间有差异吗?
有差异，有的是经过某一位置的，有的是一段位移的速度
认识初中速度概念
的局限性(物理观念)
2.我们有同学将ACDE看作一类，BF看作另一类，分类的依据是是否有方向?你认为要更精确地描述运动，速度是否应该有方向?
考虑方向更准确一些
知道高中速度概念与初中速度概念的区别(物理观念)
3.速度有方向，是矢量，初中速度概念是矢量吗?是否应该把这两个概念进行区分?
初中的速度不考虑方向性
理解速度概念及矢量性(物理观念)
4.速率与速度是高中阶段常用的概念，初中的速度概念在高中其实是什么?
初中的速度在高中其实是指的速率，只有大小，没有方向
5.描述运动的方向也是重要的，你认为在高中阶段，速度的定义式应是怎样的?
位移与时间的比值
速度方向与位移方向一致
6.????=Δ?????????与????=????????的区别有哪些?????的方向由什么决定?
路程和位移的区别，????的方向跟位移方向一致
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
提示
素养目标
1.以上是我们在生活中经常听到的关于速度的说法?你们觉得这些说法间有差异吗?
有差异，有的是经过某一位置的，有的是一段位移的速度
认识初中速度概念
的局限性(物理观念)
2.我们有同学将ACDE看作一类，BF看作另一类，分类的依据是是否有方向?你认为要更精确地描述运动，速度是否应该有方向?
考虑方向更准确一些
知道高中速度概念与初中速度概念的区别(物理观念)
3.速度有方向，是矢量，初中速度概念是矢量吗?是否应该把这两个概念进行区分?
初中的速度不考虑方向性
理解速度概念及矢量性(物理观念)
4.速率与速度是高中阶段常用的概念，初中的速度概念在高中其实是什么?
初中的速度在高中其实是指的速率，只有大小，没有方向
5.描述运动的方向也是重要的，你认为在高中阶段，速度的定义式应是怎样的?
位移与时间的比值
速度方向与位移方向一致
任务2：理解平均速度和瞬时速度
问题情景：校运会上某同学参加100米比赛，如图所示，
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
1.在前面分类时，有的同学将ACF和BDE分成两类，你认为该同学分类的依据是什么?
2.你认为平均速度和瞬时速度的区别是什么?这两种速度是否可以取消一种?
3.某同学的比赛成绩恰好是12s，他的速度是多少?
4.????=8.33m/s表示他每一秒都跑了8.33m吗?如果不是，那是什么含义呢?
5.如果想知道该运动员冲线时的速度，该如何计算?
6.用最后10米的平均速度表示冲线的瞬时速度精确吗?如果想更精确，应该怎么办?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
1.在前面分类时，有的同学将ACF和BDE分成两类，你认为该同学分类的依据是什么?
2.你认为平均速度和瞬时速度的区别是什么?这两种速度是否可以取消一种?
3.某同学的比赛成绩恰好是12s，他的速度是多少?
5.如果想知道该运动员冲线时的速度，该如何计算?
6.用最后10米的平均速度表示冲线的瞬时速度精确吗?如果想更精确，应该怎么办?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
提示
素养目标
1.在前面分类时，有的同学将ACF和BDE分成两类，你认为该同学分类的依据是什么?
ACF是指的瞬时速度
BDE是指的平均速度
理解平均速度的含义，会用等效思想计算物体的平均速(物理观念)
2.你认为平均速度和瞬时速度的区别是什么?这两种速度是否可以取消一种?
平均速度反应一个过程的快慢程度
瞬时速度反应某一瞬间的快慢程度
不能取消一种
3.某同学的比赛成绩恰好是12s，他的速度是多少?
8.33m/s，隐含条件:位移100m
4.????=8.33m/s表示他每一秒都跑了8.33m吗?如果不是，那是什么含义呢?
不是
是指跑完100m的的平均速度
5.如果想知道该运动员冲线时的速度，该如何计算?
可以取冲线前的极短时间，用位移比时间计算的平均速度来代替
理解瞬时速度的意义，知道平均速度与瞬时速度的区别与联系(物理观念)
6.用最后10米的平均速度表示冲线的瞬时速度精确吗?如果想更精确，应该怎么办?
不精确
如要更精确，应取冲线前的距离再短一点，如最后1m的平均速度
会用极限思维和近似处理理解并计算瞬时速度(科学思维)
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
提示
素养目标
1.在前面分类时，有的同学将ACF和BDE分成两类，你认为该同学分类的依据是什么?
ACF是指的瞬时速度
BDE是指的平均速度
理解平均速度的含义，会用等效思想计算物体的平均速(物理观念)
2.你认为平均速度和瞬时速度的区别是什么?这两种速度是否可以取消一种?
平均速度反应一个过程的快慢程度
瞬时速度反应某一瞬间的快慢程度
不能取消一种
3.某同学的比赛成绩恰好是12s，他的速度是多少?
8.33m/s，隐含条件:位移100m
不是
是指跑完100m的的平均速度
5.如果想知道该运动员冲线时的速度，该如何计算?
可以取冲线前的极短时间，用位移比时间计算的平均速度来代替
理解瞬时速度的意义，知道平均速度与瞬时速度的区别与联系(物理观念)
6.用最后10米的平均速度表示冲线的瞬时速度精确吗?如果想更精确，应该怎么办?
不精确
如要更精确，应取冲线前的距离再短一点，如最后1m的平均速度
会用极限思维和近似处理理解并计算瞬时速度(科学思维)
小结
平均速度与瞬时速度的区别与联系
{ED083AE6-46FA-4A59-8FB0-9F97EB10719F}?
平均速度
瞬时速度
区
别
定义
运动物体的位移与所用时间的比值
运动物体在某一时刻或某一位置的速度
物理意义
粗略描述物体运动的快慢
精确描述物体运动的快慢
方向
与Δx方向一致
与某时刻或某位置运动方向一致
联系
（1）瞬时速度可看做当Δt→0时，Δt内的平均速度；
（2）在匀速直线运动中，瞬时速度和平均速度始终相同
任务3：用打点计时器测量平均速度和瞬时速度
问题情景：所打纸带如图所示
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
1.纸带上记录了哪些信息?
2.要测量0.1s内的平均速度需要测量并记录什么量?
3.你能计算2、3和4、5间的平均速度吗?时间间隔如何确定?结果是多少?
4.如果想知道3点的瞬时速度，时间间隔应该取多少?为什么?
5.如果点2和4距离O的距离分别为5.05cm和23.05cm，则3点的瞬时速度是多少?
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
提示
素养目标
1.纸带上记录了哪些信息?
记录了物体运动的位移和时间
能正确读出纸带上记录的位移和时间信息(科学探究)
2.要测量0.1s内的平均速度需要测量并记录什么量?
需要测量这段时间内的位移
养成尊重测量的原始数据这一实事求是的科学态度(科学态度与责任)
3.你能计算2、3和4、5间的平均速度吗?时间间隔如何确定?结果是多少?
2、3和4、5中间还有两个点，时间间隔为0.06s
能通过纸带测量物体的平均速度(科学探究)
4.如果想知道3点的瞬时速度，时间间隔应该取多少?为什么?
时间间隔可以取1.2s
可用2和4点之间的平均速度来代替
会选取合理的时间间隔测量物体瞬时速度(科学探究)
5.如果点2和4距离O的距离分别为5.05cm和23.05cm，则3点的瞬时速度是多少?
????3=(23.05?5.05)×0.011.2m/s=0.15m/s
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
提示
素养目标
1.纸带上记录了哪些信息?
记录了物体运动的位移和时间
能正确读出纸带上记录的位移和时间信息(科学探究)
2.要测量0.1s内的平均速度需要测量并记录什么量?
需要测量这段时间内的位移
养成尊重测量的原始数据这一实事求是的科学态度(科学态度与责任)
3.你能计算2、3和4、5间的平均速度吗?时间间隔如何确定?结果是多少?
2、3和4、5中间还有两个点，时间间隔为0.06s
能通过纸带测量物体的平均速度(科学探究)
4.如果想知道3点的瞬时速度，时间间隔应该取多少?为什么?
时间间隔可以取1.2s
可用2和4点之间的平均速度来代替
会选取合理的时间间隔测量物体瞬时速度(科学探究)
5.如果点2和4距离O的距离分别为5.05cm和23.05cm，则3点的瞬时速度是多少?
任务4：画出纸带运动的速度时间图像
问题情景:如图所示
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
1.我们如何知道测量点之外的那些点的速度?
2.用图象方法处理问题有什么好处?第一个图上的点你能试着连一下吗?
3.第二个图是用折线将每个点连接起来，是否合适?该用什么样的线连起来?连接时“顺势”该如何理解?
4.从速度时间图像能读出哪些信息？
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
提示
素养目标
1.我们如何知道测量点之外的那些点的速度?
通过做图象来找出规律
会通过作????－????图的方法将测量数据转化为直观的图线，知道连线时的“顺势”指作图时受到物理规律的制约，根据图线的特征分析物体的运动情况(科学探究)
2.用图象方法处理问题有什么好处?第一个图上的点你能试着连一下吗?
直观、形象
3.第二个图是用折线将每个点连接起来，是否合适?该用什么样的线连起来?连接时“顺势”该如何理解?
曲线连接不合适，应该用平滑的曲线连接
“顺势”体现了规律性
4.从速度时间图象能读出哪些信息？
可以知道某个时刻物体的速度
可以看出物体速度的变化情况
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}问题
提示
素养目标
1.我们如何知道测量点之外的那些点的速度?
通过做图象来找出规律
2.用图象方法处理问题有什么好处?第一个图上的点你能试着连一下吗?
直观、形象
3.第二个图是用折线将每个点连接起来，是否合适?该用什么样的线连起来?连接时“顺势”该如何理解?
曲线连接不合适，应该用平滑的曲线连接
“顺势”体现了规律性
4.从速度时间图象能读出哪些信息？
可以知道某个时刻物体的速度
可以看出物体速度的变化情况
常考题型
题组一　速度
题1［2019?昆明高一月考］下列关于速度的说法正确的是 （　　）
A.由v= 可知，v与Δx成正比，与Δt成反比
B.速度大小不变的运动是匀速直线运动
C.因为2>-3，所以2 m/s>-3 m/s
D.速度的方向与物体运动的方向一致
【点拨】　对物理公式不能单纯从数学角度去理解，特别是用比值定义法定义的物理量的定义式。
【解析】　
A错：v是按比值定义法定义的物理量，与Δx、Δt无关。
B错：匀速直线运动是速度的大小和方向都不变的运动。
C错：速度是矢量，正、负号表示方向，绝对值表示大小。
D对：速度的方向与物体运动的方向一致。
D
题2［2019·石家庄期中］如图所示，根据打点计时器打出的纸带，物体做匀速直线运动的是（　　）
B
解析：物体做匀速直线运动，则物体在相等时间内通过的位移相等，所以纸带上相邻的两个点之间的距离相等，故选项B正确。
题3［2019·中央民族大学附中高一月考］一质点始终向着一个方向做直线运动，运动时间为t，在前 时间内平均速度为 ，后 时间内平均速度为2v，则质点在全过程的平均速度大小是（　　）
A. B. C. v D.
C
题组二　平均速度和瞬时速度
题4［2019·西北工大附中高一月考］如图所示，甲、乙两同学同时从P点出发，分别沿不同的路径1和2同时抵达Q点。设甲同学在全过程中的位移为x1，平均速度为v1，乙同学在全过程中的位移为x2，平均速度为v2，则（　　）
A. x1>x2，v1>v2 　　　B. x1>x2，v1C. x1=x2，v1=v2 　　　D. x1C
题5［2019?郑州高一期末］一辆汽车在平直公路上行驶，若以速度v1匀速行驶全程的一半，接着以v2=20 km/h走完剩下的一半路程，若它全程的平均速度????=24 km/h，则v1应为 （　　）
28 km/h B. 30 km/h
C. 32 km/h D. 36 km/h
?
B
题6 如图所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片，该照片经放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。已知子弹飞行速度约为500 m/s，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近 （　　）
?
A. 10-3 s 　　　　　B. 10-6 s
C. 10-9 s 　　　　　D. 10-12 s
【解析】　苹果的直径大约为10 cm，照片中子弹的长度大约与苹果的半径相等，即可设子弹的长度约为5 cm，则曝光时间内子弹移动的距离为x=5 cm×1%=0.05 cm=5×10-4 m，曝光时间
B
【点拨】　估算类题目常涉及一些大家熟知的物体，物体的一些参数可作为已知条件使用。此类题目对数值的精确度要求不高，但数量级不能弄错。
题7［2019?杭州模拟］ “朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”的诗句中，根据“千里江陵一日还”可估算出船速大小约为（　　）
13 km/h B. 21 km/h
C. 68 km/h D. 83 km/h
B
题8住13楼的雨涵小朋友站在窗前吃苹果，不慎使苹果坠落楼下，下面给出的几个选项中，与苹果运动的平均速度最接近的是（　　）
100 m/s B. 80 m/s
C. 12 m/s D. 1 m/s
C
题9［2019?浙江宁波高一期末］关于速度的描述，下列说法中正确的是（　　）
A.某列车最高速度可达484 km/h，指的是瞬时速度
B.电动自行车限速20 km/h，指的是平均速度
C.子弹射出枪口时的速度为500 m/s，指的是平均速度
D.某运动员百米跑的成绩是10 s，则他冲刺时的速度一定为10 m/s
【解析】　A对：列车的最高速度指的是在安全情况下某时刻达到的最大速度，为瞬时速度。
B错：电动自行车限速20 km/h，限制的是瞬时速度，不是平均速度。
C错：子弹射出枪口时的速度与枪口这一位置点对应，因此为瞬时速度。
D错：根据运动员的百米跑成绩是10 s可知，其平均速度为10 m/s，而其冲刺速度不一定为10 m/s。
A
题10［2019·沈阳二中高一月考］下列情况中的速度，指平均速度的是（　　）
A.百米赛跑的运动员冲过终点线时的速度为9.5 m/s
B.由于堵车，汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2 m/s
C.返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8 m/s
D.子弹射到墙上时的速度为800 m/s
B
题11［2019·湖北荆门期末］现在汽车和高铁是我们出行的重要交通工具，假设甲、乙两地的直线距离是50 km，从甲地到乙地乘汽车需要1 h，乘高铁需要0.5 h，则（　　）
A.汽车行驶的瞬时速度一定是50 km/h
B.汽车行驶的平均速率一定是50 km/h
C.高铁运行的平均速度大小大于100 km/h
D.高铁运行的平均速度大小等于100 km/h
D
题12 有一高度为1.70 m的田径运动员正在进行100 m短跑比赛，在终点处，有一站在跑道旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲刺动作。摄影记者使用的照相机的光圈（控制进光量的多少）是16，快门（曝光时间）是160 s，得到照片后测得照片中人的高度为1.7×10-2 m，胸前号码布模糊部分的间距是2×10-3 m，由以上数据可得运动员冲刺时160 s内的位移是　　　　，该段时间内的平均速度为　　　　，冲刺时的速度大小是　　　　。
?
【点评】　测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx，然后可由v= 求出物体在该位置的瞬时速度，这样瞬时速度的测量便可转化成为微小时间Δt和微小位移Δx的测量。
题13 如图所示，两路灯灯杆A、B相距40 m，一辆汽车用3.2 s时间经过两灯杆，求：
（1）汽车在这段位移中的平均速度为多大？
（2）若灯杆A的近旁相距0.42 m处有一路牌，汽车驶过灯杆和路牌的这一小段距离只用了0.03 s，在这段时间里的平均速度为多大？
（3）你认为汽车驶过灯杆A时的瞬时速度为多大？
题组三 测量纸带的平均速度和瞬时速度
题14 ［2019?合肥一中高一月考］ 打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺进行测量，如图所示，则纸带在A、C间的平均速度为　　　　m/s，在A、D间的平均速度为　　　　m/s，B点的瞬时速度更接近　　　　m/s。
提示：用一段时间内的平均速度表示C点的瞬时速度。由题图知相同时间内的位移变大，瞬时速度也变大。A、D选项中的速度值偏小，C选项中的速度值偏大。
B
题组四　速度—时间图像
题16 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。
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。
（4）如果图像是曲线，物体在各个时刻都有速度，速度随时间是连续变化的，观察描出的点的分布特点，然后用平滑的曲线表示出速度随时间变化的规律，这一过程称为“拟合”。
　甲　
　乙
题17［2019·河南周口月考］在“用打点计时器测速度”的实验中，一条记录小车运动情况的纸带如图甲所示，在其上取了A、B、C、D、E 5个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点没有画出。打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz。
（1）由纸带上的数据计算vB=　　　　 m/s，vC=　　　　 m/s，vD=　　　　 m/s。（计算结果保留三位有效数字）
（2）在如图乙所示坐标系中作出小车运动的v-t图像（以打出A点时开始计时）。
题18［2019·广东揭阳期末］甲、乙两物体在同一直线上运动的v-t图像如图所示，在t1时刻（　　）
A.甲一定在乙前面
B.甲的速度比乙的小
C.甲、乙的速度都在增大
D.甲、乙的运动方向不同
解析：
A错：因为不知道甲、乙的初始位置，所以无法判断在t1时刻甲和乙谁在前面。
B对：由题图可知，在t1时刻乙的速度大于甲的速度，故甲的速度比乙的小。
C错：甲的图线倾斜向上，速度正在增大，乙的图线倾斜向下，速度正在减小。
D错：甲、乙两物体的v-t图像都在时间轴的上方，速度均为正值，表示甲、乙两物体的运动方向均沿正方向，运动方向相同。
B
题19［2020·北京八一学校高一检测］［多选］ 在如图所示的位移—时间（x-t）图像和速度—时间（v-t）图像中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（　　）
A.甲、丁两车做曲线运动，乙、丙两车做直线运动
B.甲、乙两车在t1时刻相遇
C. 0~t1时间内，甲、乙两车的平均速度大小相等，方向相同
D. 0~t2时间内，丙、丁两车的平均速度大小相等，方向不同
解析：A错：四辆车均做直线运动。
B对：t1时刻甲、乙位置坐标相同，故甲、乙相遇。
C对：0~t1时间内，甲、乙位移相同，时间相同，故平均速度相同。
D错：由v-t图线与时间轴所围面积表示位移可知，0~t2时间内，丙、丁位移不同，时间相同，故平均速度不同。
BC