第一章 3.1 位置变化快慢的描述——速度-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】配套教师用书（人教版）

3．位置变化快慢的描述——速度 第1课时　位置变化快慢的描述——速度 素养目标 知识图解 物理观念 速度与速率、平均速度与瞬时速度的概念、知道速度—时间图像的意义 科学思维 (1)比值定义法 (2)理解平均速度和瞬时速度的区别与联系 (3)初步体会极限法在研究物理问题中的应用和意义 科学探究 能用实验数据绘制v ­t图像，并会根据图像理解速度的变化特点 科学态度 与责任 联系与速度有关的实例，体会物理学在生产、生活中的用途，增强对物理学习的兴趣 一、速度 1．定义：物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度(velocity)(用字母v表示)。 2．定义式：v＝。 3．单位 在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或m·s－1。常用的单位还有千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。 4．矢标性 速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度的方向(物体运动的方向)和位移的方向相同。 二、平均速度和瞬时速度 1．平均速度 (1)概念：由求得的速度v，表示的只是物体在时间Δt内运动的平均快慢程度，叫作平均速度(average velocity)。 (2)公式：v＝。 (3)矢标性：是矢量，方向与Δt时间内发生的位移的方向相同。 2．瞬时速度 (1)概念：用由时刻t到t＋Δt一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度，当Δt非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，此时，我们就把叫作物体在时刻t的瞬时速度(instantaneous velocity)。 (2)匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。 3．速率 瞬时速度的大小通常叫作速率(speed)，速率是标量。 4．匀速直线运动 瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。 三、速度—时间图像 1．图像的建立过程 (1)建立坐标系：在方格纸上，以v为纵横、t为横轴，建立平面直角坐标系，根据实验数据设定合适的标度，标准单位。 (2)描点：根据计算出的不同时刻的速度值，在坐标系中描点。 (3)连线：用平滑的曲线来“拟合”描出的点，得到的即为v ­t图像。 2．图像的物理意义 反映做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。 (1)由公式v＝知，运动物体的位移Δx越大，速度越大。(　　) (2)子弹以速度600 m/s从枪口射出，600 m/s指瞬时速度。(　　) (3)速度在数值上等于单位时间内通过的路程。(　　) (4)两物体的速度分别是v1＝2 m/s、v2＝－3 m/s，则它们的大小关系为v1＞v2。(　　) (5)物体的瞬时速度总为零，则平均速度一定为零。(　　) (6)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态。(　　) (7)时间越短，平均速度越接近某点的瞬时速度。(　　) 答案：　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√ 比值定义法 (1)比值定义法：就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。 (2)比值定义法的特点：用比值定义法定义的物理量往往不随定义所用的物理量的大小而改变。在v＝中，不能认为v∝Δx或v∝。 限速指示牌 限速指示牌上的速度是指瞬时速度。 速度的方向 (1)平均速度的方向与对应时间内发生的位移Δx的方向相同，与某一时刻的运动方向不一定相同。 (2)瞬时速度的方向，就是物体在某一时刻运动的方向。 (3)如果物体在一条直线上运动，可以用“＋”“－”号表示速度的方向。 [拓展] 极限思维方法 极限法在现代数学乃至物理等学科中有着广泛的应用，由有限小到无限小，由有限多到无限多，由有限的差别到无限的接近，极限地接近，就达到了事物的本质。极限法揭示了变量与常量，无限与有限的对立统一关系。 在公式v＝中，如果时间Δt足够小，趋近于零，这时的速度就称为瞬时速度。也就是说瞬时速度等于物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。因此，将平均速度转化为瞬时速度就是利用了极限(思维)法。 [随手记]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 探究点一　平均速度和瞬时速度 1．如