第1章 第3节 速度（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（鲁科版2019）

第一章 运动的描述 第3节　速　度 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 栏目索引 课前 自主学习 课堂 互动探究 课堂 达标训练 课前 自主学习 位移 时间 快慢 方向 m/s 矢量 位移 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 × × × 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 速度 瞬时速率 速率 时刻 位置 矢量 运动 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 平均速度 平均速度 瞬时速度 大小 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 √ √ × 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 课堂 互动探究 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 0.2 m 12 m/s 12 m/s 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 课堂 达标训练 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 返回导航 高中物理　必修 第一册（L） 第一章 运动的描述 谢谢观看！ 核心素养 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 知道速度、平均速度、瞬时速度的概念，知道它们是矢量，方向怎样确定．理解它们的区别． 掌握平均速度和瞬时速度的区别与联系，理解比值定义法和极限思维方法． 学会探究常见生活现象中的平均速度和瞬时速度． 掌握比值法与极限法在物理学中的应用，并会渗透到现实生活中去． 知识点一 平均速度 1.定义：物体运动的____与所用____之比，通常用v表示，即v＝__． 2．物理意义：大致描述一段时间内物体运动的____和____． 3．单位：在国际单位制中是______．常用单位还有km/h． 4．方向：平均速度是____，既有大小又有方向，其方向与____的方向相同． eq \f(s,t) 1．速度在数值上等于单位时间内通过的路程．(　 　) 2．两物体的速度分别是v1＝2 m/s，v2＝－3 m/s，则它们的大小关系为v1＞v2.(　 　) 3．速度的大小与位移大小成正比，与运动时间成反比．(　 　) 知识点二 瞬时速度 1.定义：物体在某时刻或某位置的____．瞬时速度的大小叫________，简称____． 2．物理意义：准确描述物体在某____或某____的运动快慢和方向． 3．方向：瞬时速度是____，既有大小又有方向．其方向与物体____方向相同． 4．瞬时速度的测量 (1)原理：用很小位移或很短时间内的________大小近似作为瞬时速率． (2)方法 ①光电门法：用光电门实验装置可测物体在极短时间内的________，认为它就是测得的________． ②速度计法：用速度计可直接读出物体在某一时刻或某一位置的瞬时速度的____． 1．匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度．(　 　) 2．瞬时速度是运动时间t→0时的平均速度．(　 　) 3．子弹以速度v从枪口射出，v指平均速度．(　 　) 探究点一　平均速度和瞬时速度　(运动观念之形成) ►情境探究 气象台对某次台风的预报是：风暴中心以18 km/h左右的速度向西北方向移动；在登陆时，风暴中心的最大风速达到33 m/s…报道中的两个速度分别是指？ 提示：平均速度　瞬时速度 ►探究归纳 平均速度与瞬时速度的比较 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 粗略描述物体在一段时间内或一段位移内运动的快慢 精确描述物体运动的快慢 矢量性 矢量，与位移的方向相同 矢量，沿轨迹上某一点的切线方向 平均速度 瞬时速度 联系 (1)v＝ eq \f(s,t) 中，当t→0时，平均速度可看成瞬时速度 (2)两者的大小无必然联系，即瞬时速度大，平均速度不一定大 ►对点例练 有一高度为1.70 m的田径运动员正在进行100 m短跑比赛，在终点处，有一站在跑道旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲刺动作．摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少)是16，快门(曝光时间)是 eq \f(1,60) s，得到照片后测得照片中人的高度为1.7×10－2 m，胸前号码布上模糊部分的宽度是2×10－3 m，由以上数据可得运动员冲刺时 eq \f(1,60) s内的位移是_________，该段时间内的平均速度为___________，冲刺时的速度大小是___________． 解析：人的身高和照片中人的高度之比为100∶1，又运动员胸前号码布上模糊部分的宽度是2×10－3 m，得运动员 eq \f(1,60) s内的位移s＝0.2 m．则 eq \f(1,60) s内运动员的平均速度v＝ eq \f(s,t) ＝ eq \f(0.2,\f(1,60)) m/s＝12 m/s，即运动员冲刺时的速度大小为12 m/s. [训练1] (2021·进贤县第一中学高二月考)一骑自行车的人由静止开始沿直线骑车，他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的距离分别为1 m、2 m、3 m、4 m．关于这个运动，下列说法正确的是(　　) A．4 s末的瞬时速度为2.5 m/s B．4 s末的瞬时速度为4 m/s C．前4 s的平均速度为2.5 m/s D．第4 s的平均速度为2.5 m/s C　解析：根据第1、2、3、4秒内，通过的路程分别为1米、2米、3米、4米，无法判断自行车所做的运动，无法求出4秒末的瞬时速度，故A、B错误；4 s内的平均速度v＝ eq \f(x,t) ＝2.5 m/s，故C正确，第4 s内的平均速度为v＝ eq \f(x,t) ＝4 m/s，故D错误．故选C． 探究点二　平均速度和平均速率　(运动观念之形成) ►情境探究 智能手机上装载的众多软件改变着我们的生活．如图所示为某地图app软件显示的一张导航截图，图中显示的信息：7.6公里表示剩余行程的位移大小还是路程大小？根据“7.6公里，15分钟”这两个数据，可以算出剩余行程的平均速度还是平均速率？ 提示：7.6公里表示剩余行程的路程大小． 根据“7.6公里，15分钟”这两个数据，7.6公里是路程，可以算出剩余行程的平均速率． ►探究归纳 　　项目 比较　　 平均速度 平均速率 区 别 定义式 平均速度＝ eq \f(位移,时间) 平均速率＝ eq \f(路程,时间) 标矢性 矢量，有方向 标量，无方向 　　项目 比较　　 平均速度 平均速率 联系 (1)都能粗略地描述物体运动的快慢 (2)单位相同，在国际单位制中，它们的单位是米/秒，符号是m/s (3)平均速度的大小一般小于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率，但这种情况下也不能说平均速度就是平均速率 ►对点例练 (2021·上海交大附中高一期末)如图所示为一边长为1 m的立方体包装纸箱，有一只聪明的蚂蚁沿纸箱表面以最短的路程从顶点A到达顶点G用了10 s时间，则该过程中蚂蚁的平均速度大小和平均速率分别是(　　) A． eq \f(\r(3),10) m/s、 eq \f(\r(5),10) m/s B． eq \f(\r(3),10) m/s、 eq \f(3,10) m/s C． eq \f(\r(5),10) m/s、 eq \f(\r(2)＋1,10) m/s D． eq \f(\r(3),10) m/s、 eq \f(\r(2)＋1,10) m/s A　解析：根据几何关系，可得蚂蚁的位移为AG两点的直线距离，则有x＝ eq \r(3) m，所以平均速度为v＝ eq \f(x,t) ＝ eq \f(\r(3),10) m/s，由题可知，展开ACGE面即可得蚂蚁所走过的最短路程，如图所示 根据几何关系，可得最短路程为 s＝AG＝ eq \r(12＋22) m＝ eq \r(5) m 则平均速率为vs＝ eq \f(s,t) ＝ eq \f(\r(5),10) m/s，故选A． [训练2] (2021·四川成都高一期末)为了响应节能减排缓堵的号召，某教师下班后骑自行车回家，手机导航(如图所示)显示有三种方案．方案一“30分钟，6.0公里”，方案二“33分钟，6.4公里”，方案三“36分钟，7.0公里”．关于该老师回家的下列说法，正确的是(　　) A．老师在骑行回家的过程中不能被当成质点 B．三种方案回家的位移相等 C．三种方案回家的平均速度相等 D．三种方案回家的平均速率相等 B　解析：老师在骑行回家的过程中能被当成质点，A错误；三种方案的初末位置相同，回家的位移相等，B正确；三种方案位移相同，运动时间不相同，回家的平均速度不相等，C错误；三种方案回家的平均速率分别为 v1＝ eq \f(6.0,30) 公里/分钟＝0.2公里/分钟 v1＝ eq \f(6.4,33) 公里/分钟≈0.19公里/分钟 v1＝ eq \f(7.0,36) 公里/分钟≈0.194公里/分钟 三种方案回家的平均速率不相等，D错误． 故选B． 探究点三　位移—时间图像的应用 ►探究归纳 用s­t图像表示运动 1．斜率：斜率的大小表示速度的大小，斜率的正负表示物体运动的方向，如图中的图线a表示物体沿规定的正方向运动，图线b表示物体沿规定的负方向运动．图线为平行于时间轴的直线，则表示物体处于静止状态，如图中的图线c所示． 2．截距：纵轴截距表示运动物体的初始位置，如图所示，图线b的截距表示物体从s2位置处开始运动． 3．交点：表示物体的相遇位置，如图中的交点表示a、b、c三个物体在t1时刻距坐标原点s1的位置处相遇． ►对点例练 (2021·四川凉山彝族自治州高一期末)如图所示是甲、乙两物体从同一位置出发的运动—时间图像，y轴不慎没有标注，已知4 s时两物体相遇，由图像可以看出在0～4 s这段时间内(　　) A．图像是速度—时间图像 B．甲、乙两物体始终同向运动 C．甲的平均速度等于乙的平均速度 D．甲、乙两物体之间的距离一直增大 C　解析：已知4 s时两物体相遇，则通过图像可知，在4 s时两物体的图像形成交点，可知此图像为s­t图像，故A错误；由于位移—时间图像的斜率表示该时刻的速度，可以从图中看出乙物体的速度(斜率)始终为正值，即速度始终为正方向，甲物体前两秒内速度为正方向，2秒末到4秒末速度为负方向，故B错误；由图知：4 s内甲的位移大小为Δx甲＝2 m－0＝2 m，乙的位移大小为Δx乙＝2 m－0＝2 m，可见位移相等，所用时间也相等，则由平均速度公式v＝ eq \f(Δs,Δt) ， 得知平均速度相等，故C正确；由s­t图像可知，甲乙两物体的距离先增大，后减小，最终在4 s时两物体相遇，故D错误；故选C． [训练3] (2021·山东临沂高一期末)甲、乙两同学在操场沿百米同一跑道上奔跑的位移—时间图像如图所示．下列说法正确的是(　　) A．两同学同时同地出发 B．两同学奔跑的方向相同 C．两同学奔跑得一样快 D．乙同学比甲同学奔跑得快 C　解析：由图可知，他们出发时相距为s0，是同时但是不是同地，A错误；两直线倾斜方向相反，则两质点运动的方向相反，B错误；图像的倾斜程度表示物体运动的速度，由图可知，两图线倾斜程度相同，因此两质点运动得一样快，D错误，C正确．故选C． [训练4] (生活情境)(2021·北京高一期末)小明乘坐电梯，从一层到六层．他站在电梯里，可以简化为如图所示的示意图．从一层升到六层电梯上升的高度为15 m，所用的时间为15 s，则小明乘坐的电梯的平均速度为(　　) A．1 m/s B．1.2 m/s C．5 m/s D．5.2 m/s A　解析：小明乘坐的电梯的平均速度为v＝ eq \f(s,t) ＝ eq \f(15,15) m/s＝1 m/s，故选A． 探究点四　解决实际问题　(科学态度与责任) [训练5] (交通情境)(多选)(2021·河南高一月考)超级高铁(又称“胶囊高铁”)利用磁悬浮技术将列车“漂浮”在真空管道中，由于没有摩擦，可获取远大于目前高铁的运行速度．世界上第一个商业“胶囊高铁”于2020年在阿联酋的阿布扎比运行．在某次测试中，“胶囊高铁”在一个曲线路段加速行驶了9.6公里，用时28.8 s，达到了最高速度1 500 km/h.则下列说法正确的是(　　) A．“1 500 km/h”指的是平均速度 B．“1 500 km/h”指的是瞬时速度 C．在加速过程中，胶囊高铁的平均速度是1 200 km/h D．在加速过程中，超级高铁的平均速率为1 200 km/h BD　解析：最高速度1 500 km/h指的是瞬时速度，故A错误，B正确；由于列车在曲线路段行驶，9.6公里是路程，无法确定其位移，因此无法计算出胶囊高铁的平均速度，故C错误；平均速率是单位时间内的路程，在加速过程中，超级高铁的平均速率v＝ eq \f(s,t) ＝ eq \f(9.6 km,\f(28.8,3 600)h) ＝1 200 km/h，故D正确．故选D． A组 学业基础练 1.下列关于平均速度、平均速率、瞬时速度、瞬时速率的说法中正确的是(　　) A．瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置时的速度 B．平均速度是物体在某一段时间内瞬时速度的平均值 C．运动方向不变时，平均速率就是平均速度 D．平均速度是指物体通过的路程与对应时间的比值 A　解析：瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置时的速度，A正确；平均速度是物体在某一段时间内的速度，一般不是瞬时速度的平均值，B错误；平均速率是标量，而平均速度是矢量；运动方向不变时，平均速度的大小等于平均速率，C错误；平均速度是指物体通过的位移与对应时间的比值，D错误．故选A． 2．(2021·临颍县南街高级中学高一期末)在学校运动会男子100米比赛中，张三以9秒99的成绩获得第一名，他在比赛中的平均速度约为(　　) A．3 m/s B．6 m/s C．10 m/s D．13 m/s C　解析：百米赛跑为直线运动，则位移为100 m，根据平均速度公式可知，他的平均速度v＝ eq \f(s,t) ＝ eq \f(100,9.99) m/s≈10 m/s，故选C． 3．(2021·湖南娄底市·娄底一中高二期中)在下列所示的图像中，表示匀速直线运动规律的是(　　) D　解析：s­t图像的斜率等于速度，图表示物体速度逐渐变大，A错误；图表示物体速度逐渐减小，B错误；图表示物体静止，C错误；图表示物体做匀速运动，D正确．故选D． 4．(多选)(2021·浙江高一月考)2017年8月份开始，浙江高速公路都将实施“区间测速”．交警局一位负责人解释，区间测速是一项先进的监控手段，利用车辆通过前后两个监控点的时间计算平均车速的简单原理，只需测算距离与通行时间就可以换算出有没有超速行为，图为高速公路上的一个交通标识．一辆汽车于8月2日上午8：03通过监测起点时速度为115 km/h，上午8：11分通过监测终点时的速度也为115 km/h，由此可判断(　　) B组 等级提升练 A．汽车在该测速区间以115 km/h的速度做匀速率运动 B．汽车在起点和终点的速度都小于120 km/h，因此没有超速 C．根据区间测速的原理，该汽车超速了 D．在该测速区间，汽车某时刻的瞬时速度可能为100 km/h CD　解析：测速器测出的速度为瞬时速率，在该区间内速度大小比115 km/h可能大、可能小、可能相等，可能为100 km/h，故A错误，D正确；根据区间测速原理可知v＝ eq \f(s,t) ＝ eq \f(20 km,\f(8,60)h) ＝150 km/h>120 km/h所以该车超速了，故B错误，C正确．故选CD． $$