第1章 第3节 速度（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理必修第一册【金版新学案】同步导学（鲁科版2019）

第3节　速　度 【核心素养目标】 物理观念 理解平均速度瞬时速度的概念，知道平均速度和瞬时速度在描述运动快慢的区别与联系。 科学思维 通过平均速度的学习体会用比值定义法；通过瞬时速度的教学，初步体会极限思想。 科学探究 由平均速度公式及推导过程及矢量的方向性，体验极限思想。 科学态度与责任 掌握瞬时速度解法，感受物理学的数学思想。 一、平均速度 1．定义：物体运动的位移与所用时间之比，通常用表示，则＝。 2．物理意义：大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向。 3．单位：在国际单位制中是m/s。常用单位还有km/h，1 m/s＝3.6 km/h。 4．方向：平均速度是矢量，既有大小又有方向，其方向与位移的方向相同。 二、瞬时速度 1．定义：物体在某时刻或某位置的速度。瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。 2．物理意义：准确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢和方向。 3．方向：瞬时速度是矢量，既有大小又有方向。其方向与物体运动方向相同。 4．瞬时速度的测量 (1)原理：用很短时间内的平均速度大小近似作为瞬时速度。 (2)方法 ①光电门法：用光电门实验装置可测物体在极短时间内的平均速度，认为它就是测得的瞬时速度。 ②测量仪应用：用速度计可直接读出物体在某一时刻或某一位置的瞬时速度的大小。 1．判断正误 (1)匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度。(　√　) (2)瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动。(　×　) (3)瞬时速度的大小叫瞬时速率，平均速度的大小叫平均速率。(　×　) (4)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度。(　√　) (5)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态。(　×　) (6)子弹以速度v从枪口射出，v指瞬时速度。(　√　) 2．链接实景 如图所示，在寓言“龟兔赛跑”中，乌龟先到达终点。你认为乌龟和兔子谁跑得更快？请作出解释。若兔子跑过某位置时的瞬时速度为6 m/s，能否说兔子每1 s都跑了6 m，或者说每跑6 m都用了1 s的时间？其含义是什么？ 提示：　乌龟跑得快，乌龟、兔子前进位移相同，乌龟用时少，由＝可判定乌龟速度大。瞬时速度表示物体在某一时刻或某一位置的速度，与一段时间内的平均速度是两个不同的概念；瞬时速度为6 m/s，既不能说每1 s跑6 m，也不能说跑6 m用时1 s。 知识点一　平均速度和瞬时速度的理解 在英国伯明翰室内田径大奖赛60米栏中，刘翔以7秒41战胜古巴选手罗伯斯夺得冠军。通过测量，得知刘翔在5 s末的速度是8.00 m/s，到达终点时的速度是9.80 m/s。 (1)材料中的“8.00 m/s”和“9.80 m/s”是平均速度还是瞬时速度？ (2)刘翔在60米栏中的平均速度是多大？ 提示：　(1)“8.00 m/s”和“9.80 m/s”都是对应某一时刻的速度，故都是瞬时速度。 (2) ＝＝60 ÷(7＋) m/s＝7.8 m/s 。 1．平均速度和瞬时速度的区别与联系 物理量 比较项目 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 粗略地描述做变速直线运动的物体在某段时间内或某段位移上的平均快慢程度 精确地描述做变速直线运动的物体在某时刻或某位置时的快慢程度 方向 与所对应时间内位移方向相同 物体在该时刻的运动方向 联系 (1)在公式＝中，Δt→0时的平均速度即为瞬时速度 (2)匀速直线运动中，任意一段时间内的平均速度等于任意时刻的瞬时速度 2.光电门测量瞬时速度 遮光条通过光电门时的瞬时速度近似等于遮光条通过光电门时的平均速度，即得v＝，其中d表示遮光板的宽度，t为遮光板通过光电门的时间。 (多选)下列说法正确的是(　　) A．小球第3 s末的速度为6 m/s，这里是指平均速度 B．汽车从甲站行驶到乙站的速度是20 m/s，这里是指瞬时速度 C．“复兴号”动车组列车速度计显示的速度为350 km/h，这里的速度是指瞬时速度 D．为了解决偏远地区的配送问题，某快递公司采取“无人机快递”，无人机从某一投递站带着快件到达指定位置后又返回该投递站，这一过程中无人机的平均速度为零 CD　[第3 s末的速度是指瞬时速度，故A错误；汽车从甲站行驶到乙站的速度为平均速度，故B错误；速度计显示的速度为瞬时速度，故C正确；无人机回到了原位置，位移为零，故平均速度为零，故D正确。] (多选)如图所示，物体沿曲线由A运动到E，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线运动所用的时间分别是：1 s、2 s、3 s、4 s。下列说法正确的是(　　) A．物体在AB段的平均速度为1 m/s B．物体在ABC段的平均速度为 m/s C．AB段的平均速度比ABC段的平均速度更接近物体在A点时的瞬