运动快慢的描述——速度.doc

第三课时 运动快慢的描述速度学海导航课标导引【内容目标】1、理解质点运动与坐标变化的关系，会用坐标变化量表示位移。2、理解速度的概念，知道速度是描述物体运动快慢的物理量，知道速度是矢量3、理解平均速度，知道瞬时速度的概念4、知道速度和速率以及它们差别【提示与建议】认识比值定义法定义物理量的思维过程，体会科学的方法。本节概念较多，且都有一定的联系，比较相似，这种情况下要特别注意它们之间的区别。生活探知【关键词】1.位移的大小是20m, 位移的方向是由位置A指向位置B，坐标变化量， x的大小表示位移的大小，x正负表示位移的方向。2甲最快，丙次之，乙最慢比较思想：比较在相等时间内位移的大小，比较发生相等的位移所用时间的长短，比较单位时间内发生位移的大小。3物理学中用位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的快慢4起跑阶段特拉梅尔比刘翔跑的快，特拉梅尔在起跑阶段的平均速度大；途中跑和冲刺两个阶段中刘翔比特拉梅尔跑的快，刘翔的平均速度大，全程中刘翔比特拉梅尔跑的快，刘翔的平均速度大。5行程1600千米是路程，速度是80km/h, 这个速度反映了火车平均速率的大小。在初中，我们已学过速度这个概念，并能作一些简单计算可是物质世界的运动是复杂的，有的物体运动一时快，一时慢，有时又朝不同的方向运动，还不一定是直线运动，因此我们有必要对描述运动快慢的物理量速度这个概念作深人的探讨汽车在行驶时，如果你注意观察速度计，会发现其指针位置时常发生变化，这说明了什么？汽车速度计能显示汽车的哪些运动情况？学点探究经历发现【探究问题一】坐标与坐标变化量1如图1-1即为课本图1.31,图1-1该汽车（质点）从初位置A到末位置B所发生的位移的大小和方向如何？坐标变化量如何计算？可归纳出物体运动的位移与坐标变化量之间有何关系？【探究问题二】如何描述物体运动的快慢2有甲、乙、丙三个运动物体，甲在6s内发生了60m的位移，乙在10s内发生了60m的位移，丙在10 s内发生了80m的位移，试比较三个物体的运动快慢，你能说明自己的比较思想吗?3物理学中是怎样表示物体运动快慢的？对于比值定义法你有何认识？【探究问题三】平均速度和瞬时速度42007年田径世锦赛男子110米栏决赛于8月31日晚上21：20分准时开始。发令枪响后，刘翔第五个冲出起跑线，在刘翔攻完第一个栏之后，处在第四的位置，而美国选手特拉梅尔凭借出色的起跑处在领跑的位置。之后，刘翔依靠无人能及的攻栏技术逐步缩短与特拉梅尔之间的距离。在攻第九个栏时，刘翔已与特拉梅尔并驾齐驱，最后刘翔凭借惊人的后程冲刺能力一举超越特拉梅尔，以12秒95的成绩夺冠，特拉梅尔获得了银牌。我们把赛跑分为起跑、途中跑和冲刺三个阶段，该怎样描述刘翔和特拉梅尔的快慢？【探究问题四】速度和速率5一列火车从西安到徐州行程1600千米,历时20小时,这个行程1600千米是路程还是位移?它的速度是多大?这个速度反映了什么?知识梳理【学点1】坐标与坐标的变化量1.物体沿着直线的运动,以这条直线为x坐标轴,这样物体的位移就可以通过 来表示。x的大小表示 ，x的正负表示 .2.建立直线t坐标轴,则t表示 .【学点2】速度3.速度的定义：位移与发生这段位移所用时间的 叫做速度.4.速度的定义式： . 单位 .5.矢量性：速度是矢量，其大小在数值上等于 内物体位移的大小，其方向就是物体 6.物理意义：速度是表示物体 的物理量,也就是表示物体位置 的物理量.【学点3】平均速度和瞬时速度7平均速度的定义： 平均速度的物理意义：表示运动物体在某段时间或位移内的 程度.8.平均速度也是矢量，其方向与这段时间内的 方向相同9. 瞬时速度表示的是运动物体在 (或某一位置)的速度能够 描述物体运动的快慢.(填“精确”或“粗略”)【学点4】速度和速率10.速率的定义: 11.速率是标量,没有方向,只表示物体运动的 核心讲解1（重点解读）速度、平均速度、瞬时速度、速率、平均速率、瞬时速率之间的联系与区别：速度、平均速度、瞬时速度都是矢量，既有大小又有方向，求物体速度时应明确要求解的是平均速度还是瞬时速度。速率、平均速率、瞬时速率都是标量，只有大小，求速率时同样要明确是求平均速率还是瞬时速率。日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。它们的区别见下表：概念定义物理意义速度平均速度位移与发生这段位移所用时间的比值粗略描述变速运动的快慢和方向瞬时速度运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度精确描述变速运动的快慢和方向速率平均速率路程与通过这段路程所用时间的比值粗略描述变速运动的快慢瞬时速率瞬时速度的大小叫做瞬时速率精确描述变速运动的快慢特别提醒：平均速度必须指明对应于哪段时间或哪段位移；瞬时速度必须指明对应于哪个时刻或哪个位置。2.（难点剖析）如何理解平均速度和瞬时速度 在变速运动中，为了粗略地描述质点运动的快慢和方向，常把变速运动等效为匀速直线运动，即用某一相等时间通过相等位移的匀速直线运动替代了真实的变速运动，这个位移与时间的比值就是变速运动在这段位移上(或这段时间内)的平均速度应该注意，对变速运动来说，不同时间内(或不同位移上)的平均的值可能不一样【关键词】1.坐标的变化量；位移的大小；位移的方向2时间的变化量 3比值 4；米每秒5单位时间；运动的方向 6运动快慢和运动方向；变化快慢 7位移与发生这段位移所用时间的比值；平均快慢 8. 位移 9.某一时刻; 精确10. 瞬时速度的大小 11.快慢 为了精确描述做变速运动质点运动的快慢程度和运动方向，可以把一段变速运动分割成足够多的小段，将质点在每小段的运动看成匀速直线运动，这样在每小段中计算出的速度，反映了质点在该时刻或该位置的运动快慢和运动方向，这个速度叫做瞬时速度，有时简称为速度，对变速运动来说各点的瞬时速度是变化的在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度3.（疑点点拨）平均速率与平均速度的大小平均速度是位移和发生这段位移所用时间的比值，平均速率是路程和通过这段路程所用时间的比值，它们是完全不同的概念。如某同学沿400m的环形跑道跑步，80s跑完一圈，则在该段时间内，他发生的位移是0，所以该段时间内的平均速度的大小等于0，但该段时间内平均速率等于5ms 典例精析【例1】一质点沿x轴运动，下表记录了质点在各个时刻所对应的位置，则质点开始运动后 (1)几秒内的位移最大 ( )A.1 s B.2 s C.3 s D.4 s(2)第几秒内的位移最大 ( )A.第1 s B.第2 s C.第3 s D.第4 s(3)几秒内的路程最大 ( )A.1 s B.2 s C.3 s D.4 s(4)第几秒内的路程最大 ( )A.第1 s B.第2 s C.第3 s D.第4 s【解析】按题意画出直线坐标系，如图l-2所示解题技巧:画出直线坐标系，使问题形象直观，得以简化图l-2在1 s，2 s，3 s，4 s，5 s末物体的位置分别为A、B、C、D、E各点由于位移是起点指向终点的有向线段，路程则是实际的路线长度，所以有：(1)4 s内位移最大，(2)第2 s内位移最大，(3)5 s内路程最大，(4)第2 s内路程最大【答案】(1)D (2)B (3)D (4)B【例2】关于速度的说法，下列各项正确的是 ( )A.速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动快B速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化大C速度越大，位置变化越快，位移也就越大D一段时间内物体的位置不变化，则这段时间内物体速度为零【解析】根据速度的定义可知，速度大表示物体的位置变化快，但在很短时间内物体位置变化即位移也不一定大，所以B、C错A、D正确【答案】 A D【例3】某物体沿直线向一个方向运动，先以速度v1发生了位移x，后以速度v2发生了位移x，那么它在2x位移内的平均速度是多少?若先以速度v1运动了时间t，后又以速度v2运动了时间t，则它在全部时间内的平均速度为多少?【解析】根据平均速度的定义，它在2x位移内的平均速度是： 它在全部时间内的平均速度为特别提示： 根据平均速度的定义求平均速度时应注意两点：位移和时间的对应关系；X表示的是位移而不是路程【例4】下列说法中正确的是 ( )A瞬时速度的方向是物体运动的方向，平均速度的方向不一定是物体运动的方向B平均速度小的物体，其瞬时速度一定小C某段时间内的平均速度为零，说明这段时间内物体一定是静止不动的D甲、乙、丙都做直线运动，甲的速度最大，乙的平均速度最大，则在相同时间内，乙的位移最大【解析】物体的运动方向是由物体的瞬时速度方向确定的，只有在物体做单方向的直线运动时，其瞬时速度的方向才是与平均速度方向相同的，所以A正确，平均速度的大小等于某段时间内位移与该段时间的比值，平均速度小，并不能说明物体的瞬时速度小，所以B错；如果物体运动了一段路程又回到了原点，则物体的位移为零，其平均速度也为零，但物体并没有处于静止状态，所以C错；不论物体做怎样的变速运动，平均速度较大的相同时间内的位移一定较大，D正确【答案】 A D解后反思：物体做曲线运动时，其瞬时速度方向时刻改变，但起点到终点的位移是一定的，平均速度的方向是确定的学力测评基础巩固知识点1：坐标与坐标的变化量1如图1-3所示，一辆汽车从位置A运动到位置B，坐标系已经建好，试写出这辆汽车在A、B两地的坐标及从A到B的过程中坐标的变化量图1-3知识点2：速度、平均速度和瞬时速度2关于物理量“速度”，以下说法正确的是 ( ) A速度是描述物体位置变化的物理量 B速度是描述物体运动快慢和运动方向的物理量 C瞬时速度的方向就是那时刻物体运动的方向 D速度的方向就是位移的方向3对做变速直线运动的物体，有如下几种叙述其中表示平均速度的是 ( )A物体在第l s内的速度是3 ms B物体在第l s末的速度是3ms C物体在通过其路径上某一点的速度为3 ms D物体在通过一段位移s时的速度为3 ms4一个骑自行车的人由静止开始沿直线骑车，他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的距离分别为：1 m、2 m、3 m、4 m.关于这个运动下列说法正确的是 ( ) A.2 s末的瞬时速度为25 ms B.4 s末的瞬时速度为40 ms C.前4 s的平均速度为25 ms D.第4 s内的平均速度为40 ms知识点3：速率、平均速率和瞬时速率5北京时间2008年8月16日，在奥运男子百米飞人大战中，牙买加飞人博尔特以9秒69的成绩夺得冠军，这个成绩也打破了世界纪录。假定他在起跑后10 m处的速度是88 ms，到达终点时的速度是 11 ms，则他在全程中的平均速率约为 ( ) A.8.8m/s B.9.6 m/s C.11.0m/s D.10.3 m/s6 长达1300多公里的京沪高速铁路将是我国继三峡工程之后的第二大工程，如果采用轮轨技术，时速可达250到300公里，全程只需4到5个小时这里所说的速度跟物理学中的平均速度的意义是否一样?为什么?能力提升【选择题】7下面列举的几种速度，其中是瞬时速度的是( ) A.火车以76 kmh的速度经过“深圳到惠州”这一路段 B.汽车速度计指示着速度50 kmh C城市繁华路口速度路标上标有“15 kmh注意车速”字样 D.足球以12 ms的速度射向球门8一辆汽车向东行驶，在经过路标甲时速度计指示为50 kmh，行驶一段路程后，汽车转向北行驶，经过路标乙时速度计指示仍为50 kmh，下列说法中正确的是( ) A.汽车经过甲、乙两路标时的速度相同 B.汽车经过甲、乙两路标时的速率不同 C.汽车经过甲、乙两路标时的速率相同，速度不同 D.汽车向东行驶和向北行驶两过程平均速度相同9.三个质点A、B、C的运动轨迹如下图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是( ) A.三个质点从N到M的平均速度相同 BB质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同 C到达M点时的瞬时速率一定是质点A的大 D三个质点从N到M的平均速率相同 【非选择题】10.游泳作为一项体育活动，十分普及，游泳可以健身，陶冶情操北京体育大学青年教师张健是第一个不借助任何漂浮物而横渡渤海海峡的，创造了男子横渡渤海海峡最长距离的世界纪录，为我国争得了荣誉，2000年8月8日8时整，张健从旅顺老铁山南山甲角准时下水，于8月10日22时抵达蓬莱阁东沙滩，游程12358 km，直线距离109 km试求： (1)在这次横渡中，张健游泳的平均速度为多大?(保留两位有效数字) (2)在这次横渡中，张健游泳的平均速率又是多少?11.一架飞机匀速地在某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方约与地面成60o角的方向上，据此可估算飞机的速度约为声速的多少倍?12一门反坦克炮直接瞄准所要射击的一辆坦克射击后，经过t1O6 s，在炮台上看到炮弹爆炸经过t221 s才听到爆炸的声音，问坦克离炮台的距离多远?炮弹飞行的水平速度多大?(声音在空气中的传播速度是340 ms，空气阻力不计)拓展创新13.坐在汽车司机旁的乘客，发现前方约200 m处有一拖拉机正向前行驶这时他开始用手表计时，30 s后汽车追上了拖拉机从汽车的速度表上乘客看到车速一直是45 kmh，如果拖拉机是匀速行驶的，求拖拉机的速度是多少?14.某学校在进行乒乓球比赛时，一位同学拍摄比赛照片，洗出照片后发现照片上的乒乓球不是圆形的，而是带了一段“尾巴”，经测量，照片上的乒乓球连尾巴在内共长7.2mm.已知乒乓球的直径为4cm,照片与实物大小之比为1:20,照相机的曝光时间为1/60s,求乒乓球飞过镜头时的速度.学习延伸我们行动得有多快优秀的径赛运动员跑完1500m大约需要3min 35s（1978年的世界纪录是3min 32.2s），运动员跑的速度达到7m/s之多，而人的正常步行的速度仅约为1.5m/s。不过步行的人虽然只能走5km/h，却能连续走上几个小时，而运动员的速度虽然很高，却只能够维持很短一会儿，步兵部队在急行军的时候，速度只是赛跑时的1/3，他们每秒钟约走2m，或者每小时走7km多些，但是跟赛跑的人相比，他们的长处是能够走很远很远的路程。假如我们把人的正常步行速度去跟行动缓慢的动物的速度相比，那才有趣哩。蜗牛这东西，确实可以算是最缓慢的动物：它每秒钟一共只能够前进1.5mm，也就是每小时5.4m恰好是人步行速度的1/1000，另外一种典型的行动速度缓慢的动物，就是乌龟，它只比蜗牛爬得稍快一点，它的普通速度是每小时70m人跟蜗牛、乌龟相比显得十分敏捷，但如果想跟每秒钟飞行5m的苍蝇来较量，那人就只有用滑雪撬在雪地上滑溜的时候，才能够追得上，至于想追过一头野兔或是猎狗的话，那么人即使骑上快马也办不到，如果想跟老鹰比赛，那么人只有一个办法：坐上飞机。人类发明了机器，这就成了世界上行动最快的一种动物。学力测评参考答案1【点拨】坐标的变化量等于末位置的坐标与初位置的坐标之差【答案】 2【点拨】严格根据物理量的概念进行判断【答案】 BC3【点拨】平均速度等于位移与