3第一章 3．位置变化的快慢与方向——速度（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理必修第一册【正禾一本通】同步课堂高效讲义（教科版2019）

3.位置变化的快慢与方向——速度 课程标准 核心素养 1.理解平均速度的定义，知道与瞬时速度的区别 2.会使用打点计时器测速度 3.理角速度—时间图像的意义 物理观念：速度与速率、平均速度与瞬时速度的概念 科学思维：(1)比值定义法　(2)v ­t图像的应用 科学探究：由打点计时器打出的纸带上的点，测量平均速度和瞬时速度 科学态度与责任：从生活情景中认识速度与速率 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．方向：平均速度的方向就是物体位移的方向。 3．公式：＝＝ 二、瞬时速度 1．定义：物体在某时刻(或经过某位置时)的速度称为瞬时速度。 2．速率：瞬时速度的大小。 3．平均速率：路程与时间的比值，一般情况下，平均速度的大小不等于平均速率。 三、速度的测量 1．使用打点计时器测速度 (1)打点计时器的类型：电磁打点计时器和电火花打点计时器。 (2)打点计时器的频率：打点频率为50_Hz，即每隔0.02_s打一个点。 (3)测量原理：测量出某两个点迹间的距离Δx，除以相应的时间间隔Δt，即得该时段内的平均速度。 2．用光电门测速度 如图所示，以运动小车为研究对象，在小车上固定一块窄窄的遮光板，在小车经过的轨道上某处固定一个光电门。光电门的A为发光管、B为接收管，当小车经过时，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。由于遮光板很窄(例如5 mm)，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的比就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．定义：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(速度v及相应的时间t的数值)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．意义：速度—时间图像描述物体速度随时间变化的情况。 1．某游泳运动员在标准泳池内进行的50 m蛙泳比赛中，以30.68 s的成绩获得金牌。高科技记录仪测得她冲刺时的最大速度为4.0 m/s，则她在全程的平均速度约为(　　) A．1.63 m/s　　　　　　　　 B．0.65 m/s C．2.0 m/s D．4.0 m/s A　[根据平均速度的定义得＝＝ m/s≈1.63 m/s，A正确。] 2．判断正误 (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。(×) 3．如图所示是电源频率为50 Hz的电磁打点计时器在纸带上连续打下的6个点。则a至f之间的时间为(　　) A．0.02 s B．0.10 s C．0.12 s D．0.60 s B　[相邻计时点时间间隔相同，都是0.02 s，a到f共5个时间间隔，则t＝5×0.02 s＝0.10 s。] 4．如果甲、乙、丙、丁四个物体沿直线运动的v ­t图像如图所示，则在虚线所示时刻，甲、乙、丙、丁谁的速度最大？甲、乙、丙、丁分别做什么运动？谁的速度变化得最快？为什么？ 解析：　虚线所示时刻丙的速度最大，因为此时丙的纵坐标值最大。甲做速度由零均匀增大的加速直线运动，乙也做速度由零均匀增大的加速直线运动，丙做匀速直线运动，丁做速度均匀减小的减速直线运动。丁的速度变化得最快，若取相等的时间间隔，丁的速度变化量最大(图线的斜率绝对值最大)。 答案：　见解析 知识点一　平均速度和瞬时速度 如图所示，区间测速对小型车限速为120 km/h，如果在区间测速范围内超过了120 km/h，就会被判超速行驶。这里的120 km/h指的是平均速度还是瞬时速度？ 提示：　 区间测速的目的是控制汽车行驶的平均速度。所以120 km/h指的是平均速度。 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．用极限思想理解瞬时速度 在分析变速直线运动的