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高中物理 運(yùn)動(dòng)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(lǐng)會(huì)其矢量性,知道速度的方向就是運(yùn)動(dòng)的方向 2.理解平均速度。瞬時(shí)速度的概念,并且進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算 3.區(qū)別平均速度和瞬時(shí)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(xué)思維、科學(xué)探究 1.通過平均速度的學(xué)習(xí),體會(huì)等效思想 2.通過瞬時(shí)速度的學(xué)習(xí),初步體會(huì)取極限的思想方法 (三)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 1.通過相關(guān)概念的講解,是學(xué)生體會(huì)到物理作為一門科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度,實(shí)事求是的生活態(tài)度 2.通過對(duì)瞬時(shí)速度的學(xué)習(xí),使學(xué)生體會(huì)到物理作為一門科學(xué)的極限思想。同時(shí)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到,通過取極

2、限,人類是可以了解到變化莫測(cè)的自然的,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情。 學(xué)習(xí)重點(diǎn): 教學(xué)重點(diǎn)及其教學(xué)策略:重點(diǎn):速度、平均速度與瞬時(shí)速度的概念及其區(qū)別 學(xué)習(xí)難點(diǎn): 怎樣由平均速度引出瞬時(shí)速度;平均速度、速度的“初中” 教學(xué)策略:通過數(shù)學(xué)上微元法的思想來推導(dǎo)和加深學(xué)生的理解,同時(shí)可以為后面的類似的問題埋下伏筆 知識(shí)點(diǎn)梳理: 一、坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量 1.直線坐標(biāo)系:直線坐標(biāo)軸上每一點(diǎn)的數(shù)值表示該點(diǎn)的坐標(biāo),兩個(gè)坐標(biāo)的差值表示坐標(biāo)的變化量,不同含義的坐標(biāo)軸上坐標(biāo)的變化量具有不同的物理意義。 2.位移:物體沿直線運(yùn)動(dòng),以這條直線為x坐標(biāo)軸,則位移用坐標(biāo)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(fù)表示位移的方向,如圖甲。 3.時(shí)間:在時(shí)間軸上坐標(biāo)變化量表示時(shí)間,即Δt=t2-t1,如圖乙。 二、速度 1.物理意義:表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢。 2.定義:位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)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(shí)(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(shí)間內(nèi)物體位移的大小。 (2)方向:就是物體運(yùn)動(dòng)的方向。 三、平均速度和瞬時(shí)速度 1.平均速度:描述物體在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)

4、動(dòng)的平均快慢程度,只能粗略描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢。 2.瞬時(shí)速度:描述物體在某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢,可以精確描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢。 3.速率:瞬時(shí)速度的大小。 核心突破: 一、對(duì)速度的理解 1.定義式v=的理解 (1)公式v=中的Δx是物體運(yùn)動(dòng)的位移,不是路程。 (2)v=是速度的定義式,不是決定式,不能認(rèn)為v與位移成正比、與時(shí)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(shí)速度的方向就是物體此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向。 (2)比較兩個(gè)速度是否相同時(shí),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(yùn)動(dòng)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(shí)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?yàn)檎苑祷貢r(shí)速度為負(fù)值,B、D錯(cuò)誤;甲、乙兩地距離為:362 km=72 km,所以返回時(shí)的速度為=-28.8 km/h=-8 m/s,A、C正確。 答案 AC [針對(duì)訓(xùn)練1] (多選)以下說法正確的是(  ) A.物體運(yùn)動(dòng)的位移越大,其速度一定越大

6、 B.物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短,其速度一定越大 C.速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量 D.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,其位移跟時(shí)間的比值是一個(gè)恒量 解析 速度大小不僅與位移有關(guān),還與時(shí)間有關(guān),A、B不正確,C、D正確。 答案 CD 二、平均速度和瞬時(shí)速度 1.平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系    物理量 比較項(xiàng)目 平均速度 瞬時(shí)速度 區(qū) 別 對(duì)應(yīng)關(guān)系 與一段時(shí)間或一段位移對(duì)應(yīng) 與某一時(shí)刻或某一位置對(duì)應(yīng) 物理意義 粗略地描述做變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)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(yùn)動(dòng)的物體在某時(shí)刻或某位置時(shí)的快慢程度 方向 與所對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)位移方

7、向相同 物體在該時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向 聯(lián)系 (1)在公式v=中,Δt→0時(shí),平均速度即為瞬時(shí)速度 (2)勻速直線運(yùn)動(dòng)中,任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于任意時(shí)刻的瞬時(shí)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(biāo)矢性 矢量 標(biāo)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(yùn)動(dòng)的快慢 聯(lián) 系 都是描述物體運(yùn)動(dòng)情況的物理量 單位相同 表達(dá)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(yùn)動(dòng)中,當(dāng)位移的大小等于路程時(shí),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(xué)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(shí)間為100 s,打水的時(shí)間為60 s,從水房到食堂的時(shí)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(gè)過程該同學(xué)從教室到食堂的平均速度為多少? (2)整個(gè)過程該同學(xué)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(shí)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(gè)過程該同學(xué)從教室

9、到食堂的路程為s=x1+x2=100 m+40 m=140 m,時(shí)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(duì)訓(xùn)練2] (多選)牙買加選手博爾特是公認(rèn)的世界飛人,在某屆奧運(yùn)會(huì)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(xiàng)世界紀(jì)錄,獲得兩枚金牌。關(guān)于他在這兩次決賽中的運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤;平均速度等于位移與時(shí)間的比值,可知B正確;平均速率為路程與時(shí)間的比值,所以200 m決賽中的平均速率約為10.36 m/s,C錯(cuò)誤,D正確。 答案 BD 方法總結(jié): 理解高中階段對(duì)速度的定義,位移比時(shí)間,它與初中時(shí)對(duì)速度的理解不同。路程比時(shí)間稱為平均速度。理解用平均速度取極限的思想,時(shí)間取的無限小時(shí),平均速度就表示該時(shí)刻的瞬時(shí)速度。平均速度的方向與位移方向相同,瞬時(shí)速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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