第1章 第3节 速度-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册创新导学案word（鲁科版2019）

物理 必修·第一册 第3节　速度 1．物理观念：(1)理解瞬时速度、平均速度的物理意义、概念和区别。(2)知道瞬时速率的概念，知道速度和速率的区别，知道平均速率的概念。2.科学思维：初步体会由极限思维求瞬时速度的方法。3.科学探究：了解用光电门测量物体的瞬时速率的方法。4.科学态度与责任：能区分日常生活中的“速度”指的是平均速度还是瞬时速度、平均速率还是瞬时速率。 1．平均速度 (1)定义：物体运动的位移与所用时间之比，称为这段位移(这段时间)内的平均速度。通常用来表示。 (2)定义式：＝。 (3)物理意义：大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向。 (4)标矢性：平均速度是矢量，其方向与位移方向相同。 (5)单位：若位移的单位是米，时间的单位是秒，则平均速度的单位是米/秒，符号为m/s或m·s－1。 2．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)极限思维：当位移足够小(时间足够短)时，物体的速度变化很小，可近似认为物体在这段位移(时间)内的运动是匀速的，对应的平均速度可近似视为这段位移(时间)内某位置(时刻)的瞬时速度。 (3)物理意义：准确描述物体在某位置(时刻)运动的快慢。 (4)标矢性：瞬时速度是矢量，其方向与物体的运动方向相同。 (5)瞬时速率：瞬时速度的大小，简称速率。如果瞬时速度始终保持不变，则物体做匀速直线运动。 (6)平均速率：物体运动的路程与所经历时间之比。 1．想一想 (1)一辆汽车以10 m/s的速度沿平直的公路从甲地开往乙地，又以20 m/s的速度从乙地开往丙地。已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等，求该汽车在从甲地开往丙地的过程中平均速度的大小。有一位同学是这样解答的：＝ m/s＝15 m/s。 请问上述解法正确吗？为什么？应该如何解？ 提示：不正确。平均速度不是速度相加后再求平均值，这两者在数值上也往往不相等。应根据平均速度的定义求解，平均速度是物体的位移与所用时间之比。正确的解法应该是：设甲、乙两地间和乙、丙两地间的距离均为s，则有＝＝ m/s≈13.3 m/s。 (2)在道路上设有很多检测车辆车速的仪器，你知道它是利用什么方法得出车辆的瞬时速率的吗？ 提示：测得较短时间内车辆的平均速度大小，可近似视为车辆在这段时间内某时刻的瞬时速率。 2．判一判 (1)平均速度与位移成正比，与时间成反比。(　　) (2)平均速度的方向总与物体运动方向相同。(　　) (3)瞬时速度的大小是瞬时速率(速率)，平均速度的大小是平均速率。(　　) (4)瞬时速度可以准确描述物体在某时刻运动的快慢。(　　) (5)A、B两个物体某时刻速度大小相等，即该时刻瞬时速度相同。(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× 课堂任务　平均速度和瞬时速度 1．平均速度 (1)平均速度反映的是一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段位移或一段时间相对应。 (2)在变速运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同时间段内或不同位移上的平均速度一般不同，必须指明平均速度是对应哪段时间或哪段位移，不指明对应过程的平均速度是没有意义的。 (3)平均速度是矢量，其大小可由公式＝求出，其方向与一段时间t内发生的位移的方向相同，与运动方向不一定相同。 (4)平均速度是采用比值定义法定义的，定义式＝中，表征物体运动的快慢，但物体运动的快慢不是由这个比值决定的，不能说与s成正比，与t成反比。 2．瞬时速度 (1)瞬时速度准确地描述了物体运动的快慢及方向，与某一时刻或某一位置相对应。 (2)瞬时速度是矢量，其方向就是该时刻或经过该位置时物体运动的方向。 3．平均速度和瞬时速度的关系 (1)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等，平均速度也是各个时刻的瞬时速度。在变速运动中，位移和时间选取不同，平均速度一般不同。若位移足够小(所对应的时间足够短)，那么这段小位移上的平均速度就可近似认为是物体通过其间某位置时的瞬时速度。 (2)平均速度的大小与瞬时速度的大小没有必然的关系，即瞬时速度大的物体，其平均速度不一定大。 4．平均速度和瞬时速度在s­t图像中的表示 (1)如图，a为倾斜直线，表示物体做匀速直线运动，平均速度与瞬时速度相等，均为。 (2)如图，b为曲线，表示物体做变速直线运动，0～t1时间内物体的平均速度＝，t1时刻物体的瞬时速度为曲线在该时刻的切线斜率，为v1＝。 (3)平均速度和瞬时速度都是矢量，由s­t图像中斜率求得的速度，绝对值表示速度的大小，正负号表示速度的方向(“＋”表示速度方向与选定的正方向相同，“－”表示速度方向与选定的正方向相反)。 例1　为了使公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志。如图所示，甲图是限速标志，表示允许行驶的最大速度是80 km/h；乙图是路线指