1.3 位置变化的快慢与方向 导学案-2023-2024学年高一上学期教科版（2019）物理必修第一册

第三节 位置变化的快慢与方向 一、学习目标 课标要求：1.理解速度的概念，知道速度的方向即物体运动的方向。 2．能够区别平均速度和瞬时速度，并能进行计算。 3．知道速度和速率的区别和联系。 4．理解速度—时间图像。 5．会用打点计时器测平均速度。 考向分析：理解速度、平均速度、瞬时速度、速率的概念(物理观念)能在问题情境中应用比值定义法、极限分析法、图像法(科学思维)能用打点计时器测量平均速度(科学探究) 能利用测速仪测车速，能解释赛跑类、自行车比赛类等问题(科学态度与责任) 知识目标：1.理解速度的概念，知道高中物理中速度与初中所学的速度含义不完全相同，知道速度是矢量。2.能区别平均速度、瞬时速度与速率。3.知道速度—时间图像的意义。重点知识：理解速度的概念，知道高中物理中速度与初中所学的速度含义不完全相同，知道速度是矢量能区别平均速度、瞬时速度与速率，知道速度—时间图像的意义 难点知识：速度—时间图像的意义 二、新知问题导学 一、平均速度 1．定义：物体的________与发生这段位移所用_______的比叫作这段时间内的平均速度。 2．表达式：＝＝________。 3．单位：______和千米每时，符号是______和km/h。 二、瞬时速度 1．定义：某______ (或经过某位置时)的速度称为瞬时速度。 2．瞬时速度的大小称为_________。 3．平均速率：______与_______之比。 三、速度的测量 1．原理：当足够小时，平均速度＝_______就可以认为是测量时刻的瞬时速度。 2．使用打点计时器测速度 (1)作用：打点计时器是一种每隔相同的较短时间通过打点记录一次做直线运动的物体_____的仪器。 (2)种类：_______打点计时器和电火花打点计时器。 (3)时间间隔：打点频率是50 Hz，即每隔______s打一个点。 (4)方法：测量出某两个点迹间的________，除以相应的__________即得到这段时间内的平均速度，如果这段时间很短，所得的结果也可认为是瞬时速度。 3．用光电门测速度 (1)如图所示，当小车遮光板阻挡了射到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。 (2)遮光板很窄，遮挡光线的时间足够短，遮光板的________与相应的时间间隔的比可以认为是小车经过光电门时的_______速度。 四、速度—时间图像 1．速度—时间图像(图像) 在直角坐标系中，用纵轴表示________，用横轴表示________，把测量所得的各数据标注在坐标系中，再把各数据点连接成一条光滑的曲线，即是速度—时间图像，简称图像。 2．图像的意义 图像直观地表示物体的速度随时间变化的情况。 三.典型例题 (一)、速度 1. 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图甲，自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向单向行驶，在10分钟内自行车行驶了3 km，汽车行驶了13 km，自行车和汽车哪个更快？ 活动2：如图乙，百米短跑比赛中，运动员A用时10 s，运动员B用时12.5 s，运动员A和运动员B哪个更快？ 活动3：应该怎样比较汽车和运动员A的快慢？ （二）、平均速度和瞬时速度的理解与计算 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：根据x­t图像，该同学百米短跑全程的速度是多少？ 活动2：该同学起跑前2 s的速度是多少？第5 s内的速度呢？ 活动3：比较活动1、2的结论，有什么启发？ 活动4：活动1中的速度v＝叫作全程的平均速度，同样，活动2中第5 s内的速度即第5 s内的平均速度。那么该如何精确地描述第5 s初运动的快慢程度呢？ （三）速度的测量 1．用打点计时器测量瞬时速度 纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地用包含这一位置在内的一小段位移Δx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。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＝。 2．利用光电门测速度 如图所示，当滑块通过光电门时，光电计时器记录了遮光条通过光电门的时间，而遮光条的宽度d已知，且非常小。由于滑块通过光电门的时间Δt非常短，在这段时间内滑块的运动可以近似看作匀速直线运动，所以可认为遮光条通过光电门时的瞬时速度等于其通过光电门的平均速度，即v＝＝。 （四）速度—时间图像 v－t图像中反映的物理量 (1)某一时刻瞬时速度的大小，可以从图像上直接读出。 (2)速度的方向，选v轴中的正方向为正方向，如果速度为负值则说明运动的方向跟选择的正方向相反。 (3)匀速直线运动的图像是一条平行于t轴的直线。 (4)从匀速直线运动的速度—时间图像中不仅可以看出速度的大小，而且可以求出位移。据位移公式x＝vt，在速度图像