1.3 位置变化的快慢与方向——速度（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修1（教科版）

3　位置变化的快慢与方向——速度 新课程标准 学业质量目标 1.理解速度的概念，知道速度的方向即物体运动的方向。 2．能够区别平均速度和瞬时速度，并能进行计算。 3．知道速度和速率的区别和联系。 4．理解速度—时间图像。 5．会用打点计时器测平均速度。 合格 性考试 理解速度、平均速度、瞬时速度、速率的概念(物理观念) 能在问题情境中应用比值定义法、极限分析法、图像法(科学思维) 等级 性考试 能用打点计时器测量平均速度(科学探究) 能利用测速仪测车速，能解释赛跑类、自行车比赛类等问题(科学态度与责任) 一、平均速度 1．定义：物体的位移Δx与发生这段位移所用时间Δt的比叫作这段时间内的平均速度。 2．表达式：。＝＝ 3．单位：米每秒和千米每时，符号是m/s和km/h。 二、瞬时速度 1．定义：某时刻(或经过某位置时)的速度称为瞬时速度。 2．瞬时速度的大小称为速率。 3．平均速率：路程与时间之比。 三、速度的测量 1．原理：当Δt足够小时，平均速度 就可以认为是测量时刻的瞬时速度。＝ 2．使用打点计时器测速度 (1)作用：打点计时器是一种每隔相同的较短时间通过打点记录一次做直线运动的物体位置的仪器。 (2)种类：电磁打点计时器和电火花打点计时器。 (3)时间间隔：打点频率是50 Hz，即每隔0.02 s打一个点。 (4)方法：测量出某两个点迹间的距离Δx，除以相应的时间间隔Δt即得到这段时间内的平均速度，如果这段时间很短，所得的结果也可认为是瞬时速度。 3．用光电门测速度 (1)如图所示，当小车遮光板阻挡了射到B管上的光线，与光电门相连的计时器启动开始计时；而当遮光板离开，光线重新照射到B管时，计时器停止。 (2)遮光板很窄，遮挡光线的时间Δt足够短，遮光板的宽度Δx与相应的时间间隔Δt的比可以认为是小车经过光电门时的瞬时速度。 四、速度—时间图像 1．速度—时间图像(v－t图像) 在直角坐标系中，用纵轴表示速度v，用横轴表示时间t，把测量所得的各数据标注在坐标系中，再把各数据点连接成一条光滑的曲线，即是速度—时间图像，简称v－t图像。 2．v－t图像的意义 v－t图像直观地表示物体的速度随时间变化的情况。 知识点一　平均速度与瞬时速度的区别与联系 [情景探究]　(1)龟兔赛跑中，乌龟赢了，可以说是什么速度大？ 乌龟赛跑 (2)图中没打盹的兔子也比乌龟慢吗？此时指的是什么速度？ 提示：(1)是平均速度大。 (2)图中没打盹的兔子比乌龟快，此时指的是瞬时速度。 平均速度 瞬时速度 区别 对应关系 与一段时间或一段位移对应 与某一时刻或某一位置对应 物理意义 粗略描述物体在一段时间内或一段位移内运动的快慢 精确描述物体运动的快慢 矢量性 矢量，与位移的方向相同 矢量，沿轨迹上某一点的切线方向 联系 (1)中，当Δt→0时，平均速度可看成瞬时速度＝ (2)两者的大小无必然联系，即瞬时速度大，平均速度不一定大 角度1　对平均速度和瞬时速度的理解 [典例1]　关于瞬时速度、平均速度，以下说法正确的是(　　) A．瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度 B．做变速运动的物体某段时间内的平均速度，一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度的平均值大小相等 C．物体在做变速直线运动，平均速度的大小等于这段时间内初、末时刻瞬时速度的平均值的大小 D．物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值 [解析]　当时间非常短时，物体的运动可以看成在这段很短时间内的匀速运动，平均速度等于瞬时速度，A正确；平均速度是位移跟发生这段位移所用时间的比值，与初、末时刻及各个时刻的瞬时速度并没有必然的关系，B、C、D错误。 [答案]　A [名师点评] (1)平均速度必须指明是哪个过程(哪段时间或哪段位移)内的平均速度。 (2)生活中常说的速度，要根据具体情景来确定是平均速度还是瞬时速度。 角度2　平均速度的计算 [典例2]　一辆汽车沿平直公路行驶，开始以54 km/h的速度行驶了全程的的路程，已知全程的平均速度为72 km/h，则v等于(　　)，接着以速度v行驶其余的 A．22.5 km/h　　　　　 B．81 km/h C．80 km/h D．90 km/h [解析]　设全程的位移为4x，则汽车以速度v1＝54 km/h行驶了前x的位移，以速度v行驶了后3x的位移。则汽车通过前，代入数据解得v＝81 km/h，选项B正确。＝，全程平均速度位移的时间t2＝；汽车通过后位移的时间t1＝ [答案]　B [名师点评] 求解平均速度的两点注意 (1)平均速度必须依据其定义用位移与时间的比值去求解，并且必须强调针对的是哪段位移(或哪段时间)。 (2)平均速度、瞬时速度是矢