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（粤教版2019）

第一章　运动的描述 第三节　速 度 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 栏目索引 教材知识 梳理 随堂达标 训练 知识方法 探究 教材知识 梳理 快慢 方向 位移 时间 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 3.6 大小 方向 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 平均快慢程度 位移 路程 时间 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 某一时刻 某一位置 大小 标量 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 直线 瞬时速度 平滑的曲线 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 √ × 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 知识方法 探究 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 随堂达标 训练 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 返回导航 物理　粤教版必修第一册 第一章　运动的描述 谢谢观看！ 课程内容要求 核心素养提炼 1．理解速度的概念，领会其矢量性，知道速度的方向即物体运动的方向． 2．知道平均速度和瞬时速度的意义，了解它们的区别与联系． 1．物理观念：能将速度概念与生活中相关现象联系起来，能从物理学的视角观察身边的运动现象． 2．科学思维：结合瞬时速度概念的建构，体会研究物理问题的极限方法和抽象思维的方法． 课程内容要求 核心素养提炼 3．知道速度与速率的区别与联系． 4．会用速度－时间图像描述物体的运动． 3．科学探究：通过平均速度与瞬时速度的比较，对瞬时速度的测量方法有所了解． 4．科学态度与责任：知道物理学研究的很多问题就在身边，对自然界有好奇心，具有探索的兴趣；知道物理学能解决人们生产生活中的一些问题． eq \a\vs4\al(一、认识速度) 1．定义：速度是反映物体运动____和____的物理量，用____跟发生这段位移所用____之比来表示． 2．公式：______． v＝ eq \f(s,t) 3．单位：在国际单位制中是米每秒，符号m/s或m·s－1，常用的还有千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等．换算关系：1 m/s＝______ km/h. 4．矢量性：速度是矢量，既有____，又有____． eq \a\vs4\al(二、平均速度) 1．定义：表示物体在时间t内的____________． 2．矢量性：平均速度是矢量，它的方向由____的方向决定． 3．平均速率：____与相应的____之比． eq \a\vs4\al(三、瞬时速度) 1．定义：瞬时速度是运动物体在________或经过________时的速度． 2．速率：瞬时速度的____叫作速率，瞬时速度是矢量，而速率是____． [思考] 在下图中，交警用电子检测设备检测汽车是否超速，电子检测设备测得的速度是平均速度还是瞬时速度？ 提示　电子检测设备拍摄了车辆经过电子设备瞬间的运动情况．因此，测得的速度是瞬时速度． eq \a\vs4\al(四、速度－时间图像) 1．物理意义：v­t图像反映的是做____运动的物体的速度随时间变化的情况． 2．图像的建立 (1)以时间t为横轴，速度v为纵轴建立平面直角坐标系． (2)根据计算出的不同时刻的________值，在坐标系中描点． (3)用__________来描出这些点，曲线所反映的情况就会与实际更加接近． [判断] (1)作v­t图像时，所取的点越多，图线就越准确．( ) (2)作出的v­t图线应该通过所有的点，图线曲折也可以．( ) 探究点一　对速度的理解 如图，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？ 提示　相同时间内，汽车的位移比自行车大，汽车更快． 1．对速度定义式v＝ eq \f(s,t) 的理解 (1)公式中的s是物体运动的位移，不是路程． (2)v＝ eq \f(s,t) 是速度的定义式，不是决定式．v大小与s及t无关．不能认为v与位移成正比、与时间成反比． 2．速度的矢量性 (1)速度既有大小，又有方向，是矢量．速度的方向就是物体对应时刻的运动方向． (2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同． (多选)关于速度的定义式v＝ eq \f(s,t) ，以下叙述正确的是(　　) A．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移s成正比，与运动时间t成反比 B．速度v的大小与运动的位移s和时间t都无关 C．速度不变的运动是匀速直线运动 D．v1＝4 m/s、v2＝－5 m/s，因为4>－5，所以v1>v2 BC　[v＝ eq \f(s,t) 是计算速度的定义式，只说明速度可用位移s除以时间t来获得，并不是说v与s成正比，与t成反比，A错误，B正确；匀速直线运动是速度不变的运动，C正确；速度是矢量，正、负号表示方向，绝对值表示大小，D错误．] [训练1]　小李乘坐高铁，当他所在的车厢刚要进隧道时，看到车厢内显示屏上的示数为216 km/h，他立即观察手表秒针走动，经过20 s车厢出了隧道，则该隧道的长度约为(　　) A．600 m　　　　　　　 B．1 200 m C．2 160 m D．4 320 m B　[s＝vt＝ eq \f(216,3.6) ×20 m＝1 200 m．] 探究点二　平均速度与瞬时速度 龟兔赛跑 (1)龟兔赛跑中，乌龟赢了，可以说是什么速度大？ 提示　是平均速度大． (2)图中没打盹的兔子也比乌龟慢吗？此时指的是什么速度？ 提示　图中没打盹的兔子比乌龟快，此时指的是瞬时速度． 1．平均速度和平均速率的比较 (1)平均速度：位移与时间的比值，即平均速度＝ eq \f(位移,时间) . (2)平均速率：路程与时间的比值，即平均速率＝ eq \f(路程,时间) . 2．瞬时速度和速率 (1)瞬时速度是物体在某时刻(或某位置)的速度．瞬时速度是矢量，其方向就是该时刻(或该位置)物体运动的方向．描述物体在某时刻(或某位置)的运动快慢和运动方向． (2)速率是瞬时速度的大小．速率是标量，没有方向，速率只能反映某时刻(或某位置)物体运动的快慢，不能表示方向． 3．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 精确描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢 矢标性 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) eq \o(v,\s\up6(－)) ＝ eq \f(Δs,Δt) 中，当Δt→0时，平均速度可看成瞬时速度； (2)匀速直线运动中，瞬时速度保持不变，即任意时间段内平均速度等于任意一时刻的瞬时速度； (3)两者的大小无必然联系，即瞬时速度大，平均速度不一定大 如图所示，某质点沿边长AB＝3 m，BC＝4 m的矩形从A点沿逆时针方向匀速率运动，在5 s内运动了矩形周长的一半到达C点．求： (1)质点的位移和路程； (2)平均速度和平均速率各为多大？ [思路点拨]　　①求质点的位移和平均速度时必须指明其方向． ②求同一过程的平均速度和平均速率时对应时间相同，但前者对应质点的位移，后者对应质点的路程． 解析　(1)位移大小AC＝ eq \r(AB2＋BC2) ＝ eq \r(32＋42) m＝5 m，方向由A指向C． 路程L＝AB＋BC＝3 m＋4 m＝7 m. (2)由平均速度公式 eq \o(v,\s\up6(－)) ＝ eq \f(AC,t) ＝ eq \f(5,5) m/s＝1 m/s，方向由A指向C． 由平均速率公式 eq \x\to(v′) ＝ eq \f(L,t) ＝ eq \f(7,5) m/s＝1.4 m/s. 答案　(1)5 m，方向由A指向C　7 m　(2)1 m/s，方向由A指向C　1.4 m/s [变式]　若质点再用2 s时间沿逆时针方向运动回到A点，则质点全程的平均速度和平均速率各多大？ 解析　平均速度 eq \o(v,\s\up6(－))1＝0，平均速率v1′＝ eq \f(14,7) m/s＝2 m/s. 答案　0　2 m/s [训练2]　甲、乙两地相距60 km，一汽车用40 km/h的平均速度通过了全程的 eq \f(1,3) ，剩余的 eq \f(2,3) 路程用了2.5 h．求： (1)此汽车在后 eq \f(2,3) 路程的平均速度大小； (2)汽车在全过程中的平均速度大小． 解析　(1)汽车在前、后两段的位移大小分别是 s1＝60× eq \f(1,3) km＝20 km，s2＝60× eq \f(2,3) km＝40 km， 汽车在后 eq \f(2,3) 路程的平均速度大小： v2＝ eq \f(Δs,Δt) ＝ eq \f(40,2.5) km/h＝16 km/h. (2)汽车在全过程中的平均速度大小： v＝ eq \f(Δs,Δt) ＝ eq \f(60,\f(20,40)＋2.5) km/h＝20 km/h. 答案　(1)16 km/h　(2)20 km/h 探究点三　速度－时间图像 (1)对比位移—时间图像，速度—时间图像表示什么？ 提示　表示物体的速度随时间的变化情况． (2)v­t图像是描述直线运动还是曲线运动？ 提示　直线运动． (3)如图乙所示，用折线把这些点连起来就是物体运动的v­t图像了吗？ 提示　因为通常速度不会发生突变，所以要用一条平滑的曲线描出这些点． v­t图像的应用 如图所示为物体1、2、3、4、5在同一直线上运动的v­t图线． (1)由图像能看出物体在每一时刻对应的瞬时速度．瞬时速度为正，说明物体沿选定的正方向运动，如图中的1、4、5图线；瞬时速度为负，说明物体沿与选定的正方向相反的方向运动，如图中的2、3图线． (2)根据图线形状判断物体的运动性质：若图线平行于t轴，则表示物体做匀速直线运动，如图中所示的1、2图线；若图线不平行t轴，则表示物体做变速运动，如图中的3、4、5图线，且倾斜程度越大，表示速度变化越快． (3)截距：v­t图像的纵轴截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻． (4)图线交点：两条图线相交，交点表示两物体此时的瞬时速度相同． 如图所示是小朋友某次蹦床跳起后的图像，已知t1－0＝t2－t1，分析下列问题： (1)她跳起时的速度有多大？ (2)你能从图像乙中知道在哪段时间内是上升的，哪段时间内是下降的吗？ (3)从图像乙中你能否看出，作图时选的是上升过程还是下降过程的速度方向为正方向？ 答案　(1)纵轴的截距即为起跳时的速度，即其大小为v0. (2)0～t1时间内，做匀减速直线运动，是上升过程；t1～t2时间内，速度反向且逐渐增大，是下降过程． (3)开始为上升过程，速度越来越小，到最高点时速度为0，所以图中是以上升过程的速度方向为正方向． [变式]　若将[例3]中v­t图像改为s­t图像则图像中描述的是怎样的运动？ 答案　在0～t1内物体从初位置s0处向负方向做匀速直线运动，t1时刻到达位移为零处，t1～t2内向负方向做匀速直线运动 [训练3]　(多选)甲、乙两车停在同一水平道路上，一前一后相距L＝4 m，乙车在前，甲车在后，某时刻两车同时开始运动，两车运动的s­t图像如图所示，则下列表述正确的是(　　) A．乙车做曲线运动，甲车做直线运动 B．甲车先做匀速运动，后静止 C．乙车速度不断增大 D．两车有两次相遇 BCD　[乙车的s­t图像是曲线，但这不是乙车的运动轨迹，乙车做直线运动，A错误；由题图可知，两车的运动方向与规定的正方向相反，甲车在前6 s内做匀速运动，之后静止，B正确；由于乙车位移图像的斜率逐渐增大，即速度逐渐增大，C正确；在s­t图像中图线的交点表示两车相遇，则甲、乙两车相遇两次，D正确．] 1．(对速度的理解)小蒙骑自行车由静止沿直线运动，他在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m，则(　　) A．他4 s末的瞬时速度为4 m/s B．他第2 s内的平均速度为1.5 m/s C．他4 s内的平均速度为2.5 m/s D．他1 s末的速度为1 m/s C　[由题意无法得出自行车的运动规律，无法确定它的瞬时速度，只能求出平均速度，第2 s内平均速度为 eq \f(2,1) m/s＝2 m/s；4 s内的平均速度 eq \o(v,\s\up6(－)) ＝ eq \f(1＋2＋3＋4,4) m/s＝2.5 m/s.选项C正确．] 2．(平均速度和瞬时速度)下列情境中的速度，表示平均速度的是(　　) A．苏炳添在某次百米赛跑中以10 m/s的速度冲过终点线 B．返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中 C．由于堵车，汽车从甲地到乙地的车速仅为10 km/h D．C919以260 km/h的速度从跑道上起飞 C　[苏炳添在某次百米赛跑中以10 m/s的速度冲过终点线，对应一个点，为瞬时速度，A错误；返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中，对应一个位置，表示瞬时速度，B错误；由于堵车，汽车从甲地到乙地的车速仅为10 km/h，对应一段位移，表示平均速度，C正确；C919以260 km/h的速度从跑道上起飞，对应一个点，表示瞬时速度，D错误．] 3．(对v­t图像的理解)(多选)如图所示为某物体做直线运动的v­t图像，关于该物体在前4 s内的运动情况，下列说法正确的是(　　) A．物体始终朝同一方向运动 B．物体的速度变化是均匀的 C．物体速度在2 s末减小为零 D．4 s内物体的位移是4 m BC　[0～2 s内v＜0，物体向负方向运动，2～4 s，v＞0，物体向正方向运动，A错误；由于图线的倾斜程度不变，所以物体速度变化是均匀的，B正确；2 s末速度为零，C正确；4 s内位移为零，D错误．] 4．(平均速率和路程)下面的文字来自一篇报道：“G1次中国标准动车组‘复兴号’驶出北京南站，瞬间提速.15分钟后，激动人心的数字出现在屏幕上：350千米/小时！历经4小时28分钟的飞驰，抵达上海虹桥站.350公里时速的正式运营，标志着我国成为世界高铁商业运营速度最高的国家”．根据报道可知(　　) A．该列车在前15分钟内的平均速率是350 km/h B．该列车在前15分钟内行驶的路程是87.5 km C．屏幕上的数字“350千米/小时”表示列车当时的瞬时速率 D.列车从北京南站到上海虹桥站行驶的路程为1 563 km C　[350 km/h是15分钟时刻的瞬时速度，则该列车在前15分钟内的平均速率小于350 km/h，选项A错误；该列车在前15分钟内行驶的路程小于 eq \f(15,60) ×350 km＝87.5 km，选项B错误；屏幕上的数字“350千米/小时”表示列车当时的瞬时速率，选项C正确；因前15分钟的运动情况不明确，则无法计算列车从北京南站到上海虹桥站行驶的路程，选项D错误．] $$