(教案)第1章 3 位置变化快慢的描述——速度-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019)

3　位置变化快慢的描述－－速度 核心素养目标 物理观念 科学思维 科学探究 知道速度与速率、平均速度与瞬时速度等概念 1．理解平均速度与瞬时速度的联系，学会极限思维 2．理解平均速度和平均速率的不同 3．会利用速度－时间图像描述物体的运动 探究利用纸带测量平均速度、瞬时速度的方法 一、速度 1．定义式：v＝。 2．单位：米每秒；符号：m/s(或m·s－1)。 3．矢量性：速度的方向与时间t内位移的方向相同。 二、平均速度和瞬时速度 1．平均速度 (1)定义式：v＝。 (2)只表示Δt时间内运动的平均快慢程度。 2．瞬时速度 (1)定义：在时刻t到t＋Δt的一段时间内，当Δt非常非常小时，就叫作t时刻的瞬时速度。 (2)速率：瞬时速度的大小。 (3)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等。 三、速度－时间图像 1．建系：以时间t为横轴，速度v为纵轴建立直角坐标系。 2．描点：根据计算出的不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点。 3．连线：用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图线，即v­t图像。 4．v­t图像的意义：v­t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况，但它不是物体运动的轨迹。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)建立直线坐标系时，规定运动方向一定为正方向。 (×) (2)时间变化量可以为负值。 (×) (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＝3 m/s，v2＝－5 m/s，则它们的大小关系为v1＞v2。 (×) (5)匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度。 (√) 2．在短跑运动员100 m竞赛中，测得7 s末的速度是9 m/s,10 s末到达终点时的速度是10.2 m/s，则运动员全程的平均速度大小为(　　) A. 9 m/s B. 9.6 m/s C. 10 m/s D. 10.2 m/s C　解析：整个过程中运动员的位移大小为100 m，所用时间为10 s，由平均速度公式可得v＝＝ m/s＝10 m/s，故C正确，A、B、D错误。 3．如图所示是物体运动的v­t图像，在现实生活中不可能存在的是(　　) 　　　 A　　　　　B　　　　　C　　　　　D D　解析：物体在同一时刻不可能有两个速度，所以A、B、C是可能存在的，D不可能存在。 　　 　　速度、平均速度、瞬时速度 全运会男子百米飞人大赛，谢震业夺冠，如图所示。 (1)如何比较不同运动员运动的快慢？ 提示：在位移相同的情况下，时间短的运动得快；在时间相等的情况下，位移大的运动得快；如果他们的位移、时间都不同，单位时间内位移大的运动得快。 (2)如何确定物体运动的速度的方向？ 提示：速度的方向即物体的运动方向，与对应时间内的位移方向一致。 (3)本节所学的速度，与我们初中时理解的速度有何不同？ 提示：初中阶段，速度＝；高中阶段，速度＝。初中阶段只考虑速度的大小，高中阶段，既要考虑速度的大小，又要考虑速度的方向。 1．速度是用比值法定义的物理量，用比值法定义物理量是物理上常用到的一种方法，这样用速度可以很直观地比较物体位置改变的快慢和方向。 2．在速度的定义式v＝中，Δx是位移而不是路程，Δx与Δt具有统一性和对应性，并不是v与Δx成正比，与Δt成反比，v与Δx、Δt均无关。 3．速度的正、负不表示大小，只表示方向。 4．平均速度和瞬时速度的比较 平均速度 瞬时速度 区别 对应 关系 与运动过程中的一段时间或一段位移对应 与运动过程中的某一时刻或某一位置对应 物理 意义 粗略描述物体在一段位移或一段时间内位置变化的快慢和方向 精确描述物体在某一位置或某一时刻运动的快慢和方向 矢量 性 与对应时间内的位移方向相同 与物体所在位置的运动方向相同 联系 (1)在公式v＝中，当Δt→0时，平均速度即瞬时速度。 (2)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等 (多选)为了提高百米赛跑运动员的成绩，教练员分析了运动员跑百米全程的录像带，测得运动员在前7 s跑了61 m,7.0 s末到7.1 s末跑了0.92 m，跑到终点共用10.8 s，则运动员(　　) A. 全程的平均速度大小是9.26 m/s B. 在前7 s内的平均速度大小是8.71 m/s C. 在第7 s末的瞬时速度大小约是9.2 m/s D. 到达终点的冲刺速度大小是9.26 m/s [自主解答] ABC　解析：全程的平均速度大小v＝ m/s＝9.26 m/s，故A项正确；前7 s内的平均速度大小 v′＝ m/s＝8.71 m/s，故B项正确；7.0 s末到7.1 s末的平均速度大小 v″＝ m/s＝9.2 m/s，因为时间变化只有0.1 s，所以该平均速度可视为