第一章 第3节 位置变化快慢的描述——速度（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修 第一册（人教版2019）

第3节　位置变化快慢的描述——速度 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.理解速度、速率的含义，知道速度的定义式、单位和方向。理解平均速度和瞬时速度的区别与联系，能进行相应计算。 2．能在实际问题中正确应用速度的概念。 3．理解vt图像的含义，能运用实验数据描绘vt图像，并能根据图像分析物体运动速度随时间的变化。 结合平均速度和瞬时速度的建构，体会平均速度概念建立过程中的等效思想方法，体会极限方法在研究物理问题中的应用和意义。 熟练使用打点计时器测量平均速度和瞬时速度。 培养如实记录数据、实事求是的科学态度。结合相关实例，体会物理学在生产、生活中的应用，提高学习物理的兴趣。 [对应学生用书P11] 一、速度 1．物理意义：表示物体运动的快慢。 2．定义：位移与发生这段位移所用时间之比。 ↓ 3．定义式：v＝。 4．单位：国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或m·s－1。常用单位还有千米每时( km/h或 km· h－1)、厘米每秒(cm/s或 cm· s－1)等。 5．矢量性：速度既有大小又有方向，是矢量。 (1)大小：在数值上等于单位时间内物体位移的大小。 (2)方向：物体的运动方向。 二、平均速度和瞬时速度 1．平均速度：描述物体在时间Δt内运动的平均快慢程度，只能粗略描述物体运动的快慢。 2．瞬时速度：描述物体在某时刻或某位置运动的快慢，可以精确描述物体运动的快慢。 3．速率：瞬时速度的大小。 4．匀速直线运动：瞬时速度保持不变的运动。 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 1．纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移内的平均速度表示，即根据v＝，当Δt或Δx较小时，用这个平均速度代表纸带经过 ↓ 该位置的瞬时速度。 2．如图所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度表示，即vE＝。 四、速度—时间图像 1．以时间t为横轴，速度v为纵轴，坐标系中的图像即为速度—时间图像或vt图像。注：速度不会发生突变。 2．vt图像的建立 (1)用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立平面直角坐标系。 (2)根据测量的速度v、时间t数据在坐标系中描点。 (3)用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到vt图像。 ↓ 1．(物理与体育)2023年3月22日，世界田联公布纪念田径世锦赛40周年系列海报，刘翔位列其中。2006年，在瑞士洛桑举办的田径超级大奖赛中，中国选手刘翔以12秒88的成绩勇夺男子110米栏比赛的冠军。请判断以下说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)刘翔跑到终点的冲刺速度为8.54 m/s。(　　×　　) (2)刘翔跑到终点的冲刺速度为瞬时速度。(　　√　　) (3)刘翔在110米栏比赛中的平均速度为8.54 m/s。(　　√　　) 2．(教材拓展P23)应用极限法推导瞬时速度。 极短时间内，平均速度可近似代替某点的瞬时速度。所取的时间间隔越小，算出的平均速度越接近该点的瞬时速度。 [对应学生用书P12] 探究点一___速度、平均速度和瞬时速度 为保证交通安全，高速公路上会不时地出现各种各样的交通标志牌，标示各种注意事项。某处路边的限速标志牌如图所示，观察并回答下列问题。 [问题设计] 图中的“120”“100”“90”“60”指示的是什么意思？ 提示：“120”是指小汽车最高限速120 km/h，“100”是指大巴车最高限速100 km/h，“90”是指大货车最高限速90 km/h，所有上高速公路的车辆最低限速是60 km/h，这些都是瞬时速度。 1．速度的方向 (1)与物体的运动方向相同； (2)由Δt时间内位移Δx的方向决定，直线运动中，v的正号表示与规定的正方向相同，负号表示与规定的正方向相反； (3)平均速度的方向：物体的位移方向。 2．平均速度和瞬时速度的区别与联系 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 粗略地描述物体在某段时间或某段位移内的平均快慢程度 精确地描述物体在某一时刻或某一位置时的快慢程度 方向 与所对应时间内位移的方向相同 物体在该时刻或该位置的运动方向 联系 (1)在公式v＝中，当Δt→0时，平均速度即为瞬时速度； (2)在匀速直线运动中，任意一段时间内的平均速度均等于任意时刻的瞬时速度 3.平均速率 (1)定义：路程与发生这段路程所用时间之比。 (2)表达式：平均速率＝。 (3)单向直线运动中，平均速度的大小等于平均速率。 注意：求矢量时既要求出大小，同时还要指出方向！ 【例1】 (多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正方向，甲质点的速度为2 m/s，乙质点的速度为－4 m/s，可知(　　) A．乙质点的