第一章 第三节 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（粤教版2019）

第三节　速度 [学习目标]　1.理解速度、平均速度、瞬时速度及速率等物理量的概念.2.理解速度—时间图像的物理意义，会画v ­t图像.3.结合瞬时速度概念的建立，体会研究物理问题的极限方法.4.掌握用v ­t图像描述直线运动的方法． 一、认识速度 1．定义：物体运动的位移与发生这段位移所用时间之比叫作速度． 2．物理意义：反映物体的运动快慢和方向的物理量． 3．定义式：v＝，s为物体在t时间内的位移． 4．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．常用单位有千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等．单位换算关系：1 m/s＝3.6 km/h. 5．矢量性：速度是矢量，它既有大小，又有方向． 二、平均速度 1．平均速度 (1)定义：在某段时间内，物体的位移s与发生这段位移所用时间t之比，叫作这段时间内(或位移上)的平均速度，通常用表示． (2)公式：＝ (3)标、矢性：平均速度是矢量，它的方向由位移的方向决定． 2．平均速率 (1)定义：路程与相应时间之比，可称为这段时间内(或路程上)的平均速率． (2)标、矢性：平均速率是标量，只有大小，没有方向． 三、瞬时速度 1．定义：物体在某位置(时刻)的速度，称为瞬时速度． 2．物理意义：瞬时速度能精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢．瞬时速度对应的是某一瞬时、某一位置． 3．方向：瞬时速度既有大小又有方向，是矢量．瞬时速度方向为该时刻物体的运动方向． 4．瞬时速率：瞬时速度的大小叫作瞬时速率．瞬时速率是标量，只有大小． 四、速度—时间图像 1．定义：用纵坐标来表示物体运动的速度v，用横坐标表示时间t，在坐标纸上建立直角坐标系，根据物体在各个时刻的速度，将(t，v)作为一组坐标在坐标系中描点，将点连线后得出的图像称为速度—时间图像或v ­t图像． 2．意义：v ­t图像非常直观地反映了物体运动的速度随时间变化的情况，但它不是物体运动的轨迹． 1．判断正误 (1)由公式v＝知，运动物体的位移s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．(　√　) 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＝可判定乌龟平均速度大．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. 探究点一　平均速度和瞬时速度 出现下述问题的主要原因是什么？ 提示：　混淆了瞬时速度和平均速度的概念． 1．平均速度与瞬时速度的区别与联系 项目 平均速度 瞬时速度 区 别 物理 意义 反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，与一段位移或一段时间相对应 精确描述物体运动的快慢及方向，与某一时刻、某一位置相对应 大小 由公式＝求出 v＝(Δt极小) 方向 与该段过程的位移方向相同，与运动方向不一定相同 该状态物体运动的方向 联系 (1)瞬时速度总为零时，平均速度一定为零；平均速度为零时，瞬时速度不一定为零 (2)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等 (3)当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速度就等于瞬时速度 2.平均速度与瞬时速度的联系 (1)在公式＝中，当t→0时，平均速度即瞬时速度． (2)在匀速直线运动中，各点的瞬时速度都相等，所以任意一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度． 实验小组想测一名自行车运动员在通过某公交车站牌时的瞬时速度．观测者从自行车前轮到达站牌下方开始计时，在前0.1 s内自行车的位移是1 m，前0.5 s内自行车的位移是9 m，前1.0 s内自行车的位移是20 m. (1)请分别求出三个时间段自行车的平均速度的大小． (2)三个平均速度哪一个更接近自行车通过站牌时的瞬时速度？ 审题指导：　 (1)运动示意图如图所示： 解析：　(1)自行车在三段时间内的平均速度分别为： 前 0.1 s内，1＝＝ m/s＝10 m/s； 前0.5 s内，2＝＝ m/s＝18