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高中物理 運動的描述3 速度精講精練

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1、 第三講 速度精講精練 物理核心素養(yǎng) (一)物理觀念 1.理解速度的概念,領會其矢量性,知道速度的方向就是運動的方向 2.理解平均速度。瞬時速度的概念,并且進行相應的計算 3.區(qū)別平均速度和瞬時速度 4.區(qū)別速度和速率,區(qū)別平均速度和平均速率 (二)科學思維、科學探究 1.通過平均速度的學習,體會等效思想 2.通過瞬時速度的學習,初步體會取極限的思想方法 (三)科學態(tài)度與責任 1.通過相關概念的講解,是學生體會到物理作為一門科學的嚴謹性。培養(yǎng)學生嚴謹態(tài)度,實事求是的生活態(tài)度 2.通過對瞬時速度的學習,使學生體會到物理作為一門科學的極限思想。同時使學生認識到,通過取極

2、限,人類是可以了解到變化莫測的自然的,激發(fā)學生學習物理的熱情。 學習重點: 教學重點及其教學策略:重點:速度、平均速度與瞬時速度的概念及其區(qū)別 學習難點: 怎樣由平均速度引出瞬時速度;平均速度、速度的“初中” 教學策略:通過數(shù)學上微元法的思想來推導和加深學生的理解,同時可以為后面的類似的問題埋下伏筆 知識點梳理: 一、坐標與坐標的變化量 1.直線坐標系:直線坐標軸上每一點的數(shù)值表示該點的坐標,兩個坐標的差值表示坐標的變化量,不同含義的坐標軸上坐標的變化量具有不同的物理意義。 2.位移:物體沿直線運動,以這條直線為x坐標軸,則位移用坐標的變化量表示,即Δl=Δx=x2-

3、x1。Δx的大小表示位移的大小,Δx的正負表示位移的方向,如圖甲。 3.時間:在時間軸上坐標變化量表示時間,即Δt=t2-t1,如圖乙。 二、速度 1.物理意義:表示物體運動的快慢。 2.定義:位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值。 3.定義式:v= 4.單位:國際單位制單位:米每秒,m/s或ms-1。常用單位:千米每小時(km/h或kmh-1)、厘米每秒(cm/s或cms-1)等。 5.矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量。 (1)大小:在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)物體位移的大小。 (2)方向:就是物體運動的方向。 三、平均速度和瞬時速度 1.平均速度:描述物體在一段時間內(nèi)運

4、動的平均快慢程度,只能粗略描述物體運動的快慢。 2.瞬時速度:描述物體在某一時刻運動的快慢,可以精確描述物體運動的快慢。 3.速率:瞬時速度的大小。 核心突破: 一、對速度的理解 1.定義式v=的理解 (1)公式v=中的Δx是物體運動的位移,不是路程。 (2)v=是速度的定義式,不是決定式,不能認為v與位移成正比、與時間成反比。 2.速度是矢量的理解 (1)速度既有大小,又有方向,是矢量。瞬時速度的方向就是物體此時刻的運動方向。 (2)比較兩個速度是否相同時,既要比較其大小是否相等,又要比較其方向是否相同。 [例1] (多選)甲地與乙地正好位于一段筆直的公路旁邊,汽

5、車以36 km/h的速度從甲地運動到乙地用了2 h,汽車從乙地返回甲地的過程中速度大小保持不變,用了2.5 h回到甲地,那么汽車返回時的速度為(  ) 圖2 A.-8 m/s B.8 m/s C.-28.8 km/h D.28.8 km/h 解析 汽車從甲地到乙地的速度為36 km/h,為正值,隱含著從甲地到乙地的方向為正,所以返回時速度為負值,B、D錯誤;甲、乙兩地距離為:362 km=72 km,所以返回時的速度為=-28.8 km/h=-8 m/s,A、C正確。 答案 AC [針對訓練1] (多選)以下說法正確的是(  ) A.物體運動的位移越大,其速度一定越大

6、 B.物體運動的時間越短,其速度一定越大 C.速度是表示物體運動快慢的物理量 D.做勻速直線運動的物體,其位移跟時間的比值是一個恒量 解析 速度大小不僅與位移有關,還與時間有關,A、B不正確,C、D正確。 答案 CD 二、平均速度和瞬時速度 1.平均速度和瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系    物理量 比較項目 平均速度 瞬時速度 區(qū) 別 對應關系 與一段時間或一段位移對應 與某一時刻或某一位置對應 物理意義 粗略地描述做變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)或某段位移上的平均快慢程度 精確地描述做變速直線運動的物體在某時刻或某位置時的快慢程度 方向 與所對應時間內(nèi)位移方

7、向相同 物體在該時刻的運動方向 聯(lián)系 (1)在公式v=中,Δt→0時,平均速度即為瞬時速度 (2)勻速直線運動中,任意一段時間內(nèi)的平均速度等于任意時刻的瞬時速度 2.平均速度和平均速率的區(qū)別與聯(lián)系 平均速度 平均速率 區(qū) 別 定義 平均速度= 平均速率= 標矢性 矢量 標量 物理意義 粗略表征物體位置變化的快慢 粗略表征物體運動的快慢 聯(lián) 系 都是描述物體運動情況的物理量 單位相同 表達式都可寫成=的形式,但注意“x”的意義不同 平均速度的大小不大于平均速率,只有在單向直線運動中,當位移的大小等于路程時,平均速度的大小才等于平均速率 [例

8、2] 如圖3所示,為某同學下課后到食堂吃飯的路線圖,他從教室先到水房打了一壺水,然后再到食常吃飯。他從教室到水房的時間為100 s,打水的時間為60 s,從水房到食堂的時間為40 s。若教室到水房的距離為100 m,水房到食堂的距離為40 m,那么 圖3 (1)整個過程該同學從教室到食堂的平均速度為多少? (2)整個過程該同學從教室到食堂的平均速率為多少? 思路探究 解析 (1)從教室到食堂的總位移大小為x=x1-x2=100 m-40 m=60 m,總時間為t=100 s+60 s+40 s=200 s,所以平均速度大小是v==0.3 m/s。 (2)整個過程該同學從教室

9、到食堂的路程為s=x1+x2=100 m+40 m=140 m,時間為t′=100 s+60 s+40 s=200 s,平均速率v′==0.7 m/s。 答案 (1)0.3 m/s (2)0.7 m/s [針對訓練2] (多選)牙買加選手博爾特是公認的世界飛人,在某屆奧運會中他在男子100 m決賽和男子200 m決賽中分別以9.69 s和19.30 s的成績破兩項世界紀錄,獲得兩枚金牌。關于他在這兩次決賽中的運動情況,下列說法正確的是(  ) A.200 m決賽中的位移是100 m決賽的兩倍 B.100 m決賽中的平均速度約為10.32 m/s C.200 m決賽中的平均速度約為10

10、.36 m/s D.200 m決賽中的平均速率約為10.36 m/s 解析 200 m決賽中的軌跡為曲線,100 m決賽的軌跡為直線,由此可知200 m決賽中的位移不是100 m決賽的兩倍,A錯誤;平均速度等于位移與時間的比值,可知B正確;平均速率為路程與時間的比值,所以200 m決賽中的平均速率約為10.36 m/s,C錯誤,D正確。 答案 BD 方法總結(jié): 理解高中階段對速度的定義,位移比時間,它與初中時對速度的理解不同。路程比時間稱為平均速度。理解用平均速度取極限的思想,時間取的無限小時,平均速度就表示該時刻的瞬時速度。平均速度的方向與位移方向相同,瞬時速度的方向就是物體運動的方向。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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