2.3 物体运动的速度（教学课件）物理教科版2024八年级上册

第3节 物体运动的速度 八年级物理上册 •教科版 第二章—运动与能量 教学引入 1 　　从人们开始通过实验研究运动起，速度一直是一个重要的测量对象。物理学、天文学中的许多规律就是在测量速度的过程中建立起来的；在日常生活、生产实践和科学实验中，也常常需要对某些物体的速度进行测量。 高速行驶的高体列车 快速移动的台风 湍急的水流 匀速直线运动 2 小车运动轨迹 直线运动 　　物理学中研究问题总是从最简单的情况着手因此，我们选取一个简单的直线运动进行探究；欣赏视频请说出小车沿直线运动还是曲线运动？运动快慢如何变化？ 【欣赏视频】 【视频欣赏】 选择小车运行轨迹中间段，通过测量你能发现什么规律呢？ 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm 2cm 相同的时间间隔，小车运动的距离相等。 不变 不变 不变 匀速直线运动 2 匀速直线运动 2 匀速直线运动 1.定义：在物理学中，一个物体沿着直线运动，在任意相同时间内，通过的路程始终相等，这样的运动叫作匀速直线运动。 2.特点： ①运动方向保持不变，路径是直线。 ②速度保持不变，任意时刻的速度都相同。 ②路程的表达式：s=vt，即路程与时间成正比。 匀速直线运动是最简单的机械运动。认识匀速直线运动是研究复杂运动的基础。 匀速直线运动 2 3.匀速直线运动图象 时间t/s 1 2 3 4 路程s/m 2 4 6 8 v=2m/s s-t图象：过原点的直线 时间t/s 1 2 3 4 速度v/m·s-1 2 2 2 2 v=2m/s v-t图象：平行于时间轴的直线 图像法：用图像采记录数据，易于直观了解物理过程，并找出其中的规律。 1 2 3 4 2 4 6 8 1 2 3 4 2 匀速直线运动 2 　　自然界中匀速直线运动的情形比较少。如果物体在运动过程中速度变化不大，轨迹近似为直线，就可以近似看作匀速直线运动。 【视频欣赏】 站在自动扶梯上缓缓上楼 匀速直线运动 2 前一段 后一段 分别选取小车前一段和后一段运行轨迹，你能发现什么规律呢？ 相同时间间隔内，小车运动的距离越来越远。 相同时间间隔内，小车运动的距离越来越近。 变速直线运动 3 变速直线运动 1.定义：物体沿直线运动时，在相同的时间内通过的路程不相等，这种运动叫作变速育线运动。 飞机起飞或降落 高铁进站和出站 汽车启动或停止 变速直线运动 3 如图两辆小车在各时间段内的速度有什么特点？它们的运动有何不同？ 匀速直线运动 变速直线运动 1200m 900m 600m 300m 0m 40s 30s 20s 10s 0s 40s 30s 20s 10s 0s 1200m 750m 450m 200m 0m 30m/s 30m/s 30m/s 30m/s 20m/s 25m/s 30m/s 45m/s 平均速度相同 v=30m/s 变速直线运动 3 平均速度 1.定义：在变速运动中，用物体通过某段总路程与通过这段路程所用总时间之比表示物体在这段路程上的平均速度。 2.意义：平均速度表示的是物体通过某段路程(或在某一段时间内)的平均快慢程度。 3.公式： 区间测速的标志牌 　　公路上有许多速度监测设备，其中一种测速设备采用的是区间测速的方法，即通过测算车辆在两个监测点之间的平均速度，判断车辆在该路段是否超速。 这种测速设备的原理时什么吗? 变速直线运动 3 变速直线运动 3 　　从公式　　　可知,测算平均速度一般需要测量路程和时间两个物理量。在公路一段固定距离的路段两端分别放置一个摄像头，当车辆经过这两个摄像头时都会被拍照。系统根据这两张照片的拍摄时刻就能算出车辆通过这段距离的时间，从而算出车辆的平均速度。这就是区间测速的原理。 车辆在该区间内的行驶时间为 车辆在该区间内的平均建度为 t=t2-t1 v=s/t=s/(t2-t1) 如果车辆的平均速度大于该区间的限速值，则表示车辆在该区间内超速。 变速直线运动 3 利用公式　　　　计算得出，只是对应的路程和时间非常短，近似看作瞬时速度。 瞬时速度 平均速度 思考：导航中显示的瞬时速度是如何测量的呢？ 【视频欣赏】北斗全球卫星导航系统 变速直线运动 3 我们应该怎样测量物体的平均速度呢？ 下面我们实际测量下沿斜面下滑小车的平均速度？ 测量物体的平均速度 4 实验原理 【实验探究】测量小车运动全程的平均速度。 实验器材 刻度尺 停表 金属片 小车 长木板 木块 测量物体的平均速度 4 步骤一：组装实验装置，将斜面的一端用木块垫起来，使它保持较小的坡度，选取小车为研究对象。 实验过程 步骤二：将可移动挡片移至斜面底端，将小车置于轨道顶端；释放小车，同时启动秒表，小车撞击挡片时，停止计时，读出小车从斜面顶端到撞击挡片所用时间t1；用刻度尺测出小车运动路程s1。 注意：刻度尺读数时，要估读到分度值下一位 t1 测量物体的平均速度 4 步骤三：记下数据，将数据计入表格，代入公式　　　　计算出小车的平均速度v。 步骤四：重复二、三，分别求v2、v3。 步骤五：整理器材。 实验次数 路程(m) 时间(s) 平均速度(m·s-1) 1 s1=0.90 t1=5 v1=0.18 该实验设计合理吗？ 2 3 s2=0.90 t2=4.9 v2=0.18 平均速度的平均值 s3=0.90 t3=4.8 v3=0.19 0.18 思考：测量小车在斜面前后半段路程的平均速度，该怎么设计实验呢? 测量物体的平均速度 4 【实验探究】测量小车前后半路程的平均速度。 实验思路 ①测出后半段路程s2和后半段的时间t2，再去计算其平均速度。 ②我们也可以用全程运动的时间减去上半段路程所用时间，得出后半段路程时间，再去计算平均速度。 测量物体的平均速度 4 将金属片移动至中部，测量出小车从斜面顶端到金属片的距离s2，并测量出小车通过该路程所需的时间t2，并计算出小车通过上半段路程的平均速度v2，并记入表中。 实验过程 t1 t2 路程(m) 时间(s) 平均速度(m·s-1) s1=0.90 t1=5 v1=0.18 s1=0.45 t1=3 v2=0.15 测量物体的平均速度 4 　　小车在下半段路程的平均速度v3，是否还需要测量，若将小车从斜面的中部开始释放、进行测量是否可行？这样测得的平均速度与上面的实验中小车在下半段路程的平均速度是否相等? 说明原因。 s3=s1-s2=0.90m-0.45m=0.45m t3=t1-t2=5s-3s=2s t1 t2 t3 测量物体的平均速度 4 v1 v2 v3 < < 结论：小车沿斜面顶端到底端的速度在逐渐增大 实验次数 路程(m) 时间(s) 平均速度(m·s-1) 全程 s1=0.90 t1=5 v1=0.18 前半程 后半程 s2=0.45 t2=3 v2=0.15 s3=0.45 t3=2 v3=0.225 测量物体的平均速度 4 　　实验中，在轨道顶端固定一个位移传感器，可实时测量传感器到小车的距离。若传感器每秒测量25次，计算机将自动计算出每个0.04s内的平均速度，并标在坐标系上，用光滑曲线连接。从图像可看出小车运动过程中速度随时间的变化情况。 欣赏：动物世界里的速度 5 猎豹是短跑冠军，速度可达 31m/s 藏羚羊奔跑速度可达22m/s 游隼向下偷冲的速度为98.6m/s 雨蒸是长距离飞行较快的鸟，速度约为48/m/s 旗鱼是游洋中的游泳冠军，速度可达28m/s 蛇鸟跑得极快，速度可达20/m/s 1. 下列关于匀速直线运动的速度公式 的理解正确的是（　　） A．速度与路程成正比，与时间成反比 B．通过的路程越大，速度一定越大 C．运动所用的时间越长，速度一定越小 D．速度与运动路程无关，与运动时间也无关 D 课堂练习 6 课堂练习 6 2. 某短跑运动员在某次百米赛跑中测得5s末的速度为9.0m/s，10s 末到达终点时的速度为10.2m/s，则下列说法正确的是（ ） A．前 5s 内运动员的平均速度为 5.5m/s B．后 5s 内运动员的平均速度为 9.1m/s C．本次百米赛跑中，运动员的平均速度为 10m/s D．本次百米赛跑中，运动员的平均速度为 9.0m/s C 3．关于平均速度，下列叙述中错误的是（　　） A．平均速度就是物体在各处运动速度的平均值 B．在相同路程内，物体运动的时间越少则平均速度越大 C．做变速直线运动的物体，在不同时间内，平均速度一般不相同D．做变速直线运动的物体，在不同路程内，平均速度有可能相同 A 课堂练习 6 4. 探究物体运动速度的变化情况，往往先确定一个时间间隔，再分别测量在每段相同的时间间隔内物体运动的路程，下图是探究天鹅飞行时的速度，由图可知有关速度的说法，正确的是（　　） A．3～6s时，天鹅飞行75m B．天鹅通过30m标杆处的速度一定为10m/s C．0～9s的平均速度是15m/s D．前6s天鹅一定做匀速直线运动 C 课堂练习 6 5. 一列长为S的队伍以速度u沿笔直的公路匀速前进。一个传令兵以较快的速度v从队末向队首传递文件，又立即以同样速度返回队末。如果不计递交文件的时间，那么这个传令兵往返一次所需的时间是（　　） D 课堂练习 6 6. 如图所示是“测量小车沿斜面下滑的平均速度”的实验，若路程s1段的平均速度为v1，路程s2段的平均速度为v2，路程s3段的平均速度为v3，则下列说法正确的是（　　） A．小车沿斜面从顶端到底端的运动是匀速直线运动 B．要测得小车通过路程s3的时间t3，可以使小车从B点 由静止释放并开始计时，到达C点时停止计时 C．可以用 计算全程的平均速度 D．要测得小车通过路程s2的时间t2，可以将小车从A点 由静止释放并开始计时，车头到达B点时停止计时 课堂练习 6 D 7. 小明和小陈在沿直线向前跑步，他们通过的路程和时间的关系如图所示，则下列说法中正确的是( ) A.两人都不是做匀速直线运动 B.两人全程的平均速度相同 C.前2s内，小新跑得较快 D.两人都做匀速直线运动 B 课堂练习 6 物体运动的速度 匀速直线运动 课堂小结 7 变速直线运动 平均速度 测量物体运动的平均速度 实验原理 实验器材 实验步骤 实验数据记录表格 实验结果 动物世界里的速度 发展空间 8 频闪摄影 频闪摄影是借助电子闪光灯的连续闪光，在同一张底片上记录运动物体相隔同样时间的不同位置。 用于物体运动的研究 变速直线运动 舞蹈运动员跳舞动作 青蛙跳跃运动轨迹 你认为该司机的说法正确吗？ 　　某城市中心路段汽车限速为40km／h．一位女士因开车超速被警察罚款，下图是警察和这位女士的一段对话。 【讨论一下】 不正确 　　由于该女士不明白速度的物理意义，60公里每小时指的是汽车行驶的速度，而不是7分钟所通过的路程。60km/h大于40km/h，已经超速所以被罚款。 发展空间 8 $$