1.3 第1课时 速度(学案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理必修第一册同步学习指导(人教版2019)

##$有效数字的位数* 从左向右第一个非*数字开始算起的所有数字" 例如!#!/*!有三位有效数字!#!/*最末一位 数字*是不可靠的!但/是可靠的" 因此小数最后一位的数字*是有意义的!不能随便舍去或添加" #$$有效数字的表示* 为了正确表述有效数字!特别大或特别小的数都要用科学计数法表示!如*!*"$ $ 2改写为 "!$$ C"* :# 2" #%$测量仪器的读数规则* 测量误差出现在哪一位!读数就应读到哪一位!最小刻度为&"'的仪器!应估读到最小刻度的十 分之几" 例%!#"$关于误差!下列说法正确的是 #!!$ &!仔细测量可以避免误差 '!误差是实验中产生的错误 (!采用精密仪器!改进实验方法!可以消除误差 )!实验中产生误差是不可避免的!但可以设法尽量减小误差 ##$某同学用毫米刻度尺测量一物体的长度!正确记录的结果是!!!!=2" 请同学们认真完成练案!$" %" )+,-./0123345 第"课时!速度 ! !"#$%& 素养目标 学习重点 物理观念 !""理解速度的概念#领会其矢量性$ !#"理解速度定义式的含义$ !$"知道平均速度#瞬时速度和速率的意义$ 科学思维体会由极限思想求瞬时速度的方法$ 科学态度 与责任 结合生活实际#准确理解平均速度和瞬时速度#体会二者在实 际生活中的应用$ !""平均速度和瞬时 速度的理解$ !#"平均速度的计算$ !$ "由&:%图像求 速度$ 探究点 " 速度 !!!!!!!!!!! ! !!!!! ! '()* !!情境!自行车和汽车都在平直公路上 沿同一方向单向行驶!自行车在$* 234内 行驶了- D2+汽车在$* 234 内行驶了 0* D2+百米比赛中!运动员&用时"* 1!运 动员'用时"$!0 1" #!' "提示# !! " … œ ­ — † «O ÖW½‡8 &-)­—†«O !""­—ù * ú† «2 ˆáÖ8&3 ±W½‰)ú†«O "拓展#比值定义法的 理解 !!"ŠD]‹Á ‘ŒMŽ)mno )ºŠ» é]‹LM í) m n o2 S ¬ 5j~j5O !""ŠD]‹Á) ‘N‘ŠD]‹Á ]‹)mnoL’X ¼]‹3‘)mno )’:.’:O 探究!#"$自行车和汽车哪个运动得快% 你是如何进行比较的% ##$运动员&和运动员'哪个跑得快% 你是如何进行比较的% " "提示# ! +,-. !!"!物理意义!表示物体运动!!!!的物理量" #!定义!位移与发生这段位移所用!!!!的比值" $!定义式!.9!!!!" %!单位!在国际单位制中是!!!!!符号是2E1或2(1:"+常用单位还 有千米每时#D2EF或D2(F :"$)厘米每秒#=2E1或=2(1:"$等" 其中" 2E1 9$!. D2EF" 0!矢量性!速度是!!!!!方向与时间 # %内的位移 # &的方向!! !!" "判断正误# #"$物体的位移和速度都是矢量!都有方向" #!!$ ##$速度在数值上等于单位时间内通过的路程" #!!$ #$$两物体的速度分别是. " 9# 2E1!. # 9:$ 2E1!则它们的大小关系为 . " ;. # " #!!$ ! #/01 !!"!对定义式.9#& # % 的理解 #"$公式.9#& # % 中的 # &是物体运动的位移!不是路程" ##$.9 # & # % 是定义式!不是决定式!不能认为.与位移 # &成正比!与时间 # %成反比" #$$.9 # & # % 也叫物体位移对时间的变化率" " "拓展# #!对速度矢量性的理解 #"$速度既有大小!又有方向!瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动 方向" ##$一个确定的速度既有大小!又有方向" #$$当两个速度大小相等)方向相同时!两个速度才能相等" #%$速度数值的& 5'& :'号与速度大小无关!而表示方向!分别表示与 正方向相同或相反" 例"!'多选(以下说法正确的是 #!!$ &!物体运动的位移越大!其速度一定越大 '!物体运动的时间越短!其速度一定越大 (!速度是表示物体运动快慢的物理量 )!做匀速直线运动的物体!其位移跟时间的比值是一个恒量 思维引导!速度的物理意义 % 定义式 % 匀速直线运动的定义 #!( !!跟踪训练"!'多选(甲)乙两质点在同一直线上做匀速运动!取向右为正 方向!甲的速度为# 2E1!乙的速度为:% 2E1!则可知 #!!$ &!乙的速度大于甲的速度 '!因为5# ;:%!所以甲的速度大于乙的速度 (!这里正)负号的物理意义是表示质点的运动方向 )!若甲)乙两质点同时由同一点出发!则"* 1后甲)乙相距.* 2 探究点 # 平均速度#瞬时速度和平均速率的区别和联系 !!!!!!!!!!! ! !!!!! ! '()* !!情境!在一场田径室外赛百米比赛中!运动员甲跑出 "*秒%0夺得冠军!快于运动员乙跑出的"*秒0#" 探究! #"$甲在"** 2内的速度是多少% 意义是 什么% ##$甲在实际奔跑中速度是否恒为上述值% 能否用这个速度精确描述其 在"** 2内的运动情况% " "提示# ! +,-. !!"!平均速度 #"$物理意义*描述物体在某一段时间内运动的!!!!快慢程度及 方向" ##$定义式*.9!!!!" #!瞬时速度 #"$物理意义*描述物体在!!!!运动的快慢及方向" ##$标矢性*瞬时速度是矢量!其方向与物体此时刻的!!!!方向相 同" " "拓展# $!匀速直线运动!是指!!!!保持不变的运动" %!速率 #"$速率是瞬时速度的!!!!!是瞬时速率的简称!是!!!!量" ##$它精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢" "判断正误# #"$平均速度就是速度的平均值!即'.9." 5.# # #. " ). # 分别是物体的初速度和 末速度$" #!!$ ##$速率不变的运动就是匀速直线运动" #!!$ #$$在直线运动中!平均速度与瞬时速度始终相等" #!!$ "提示# !! " !' “ $+ Ø !',$+“2#¬5)] ‹”I†•| !'' - ‡)¬5 . & –/ –% — 0,+1 -232 ˜ M ¬ 5 S™x¶| !'' - ‡ )š›«œâ5O !""•|Žúj aú?žŸ M8 9)¬5¡RXÖ )2 l:¬­—2 3 4 0,+1 -23 +Y¢[ þ°®¶| !'' - ‡ ­— ) š › « œ < =2 XY£\þ°® ¶67­—<=O "拓展#极限思想理解 瞬时速度 | * N¤¥@L1 8& ** ! 2 k•­— ù|˜8&)š› ¬52 ˜M¬5I4 ¥¦þç譗ù| * N)¬5O | * N ¤¥@)8&§12 –/ ¨$©2 –% ¨$ ©2 … . & –/ –% ª'2 I4«”­—ù|˜ W½‡R¬¬­— )2 ­—ù|˜W ½‡)š›¬5­ $| * N)ÙW¬ 5O #!) "思考# 如图所示!是高速公 路路边指示牌!图中 的#"#* % #"** % #+* % #.*%是什么意思" ! #/01 !!"!平均速度与瞬时速度的区别与联系 !项目 比较! 平均速度 瞬时速度 区 别 物 理 意 义 反映一段时间内物体运动的平均 快慢程度!与一段位移或一段时 间相对应 精确描述物体运动的快慢及 方向!与某一时刻)某一位置 相对应 大 小由公式.9 # & # % 求出 .9#& # % # # %极小$ 方 向 与该段过程的位移方向相同!与 运动方向不一定相同 该状态物体运动的方向 联系 #"$瞬时速度总为零时!平均速度一定为零+平均速度为零时!瞬 时速度不一定为零 ##$在匀速直线运动中!平均速度和瞬时速度相等 #$$当位移足够小或时间足够短时!可以认为平均速度就等于瞬 时速度 " "思考# !!#!平均速度与平均速率的区别与联系 平均速度 平均速率 定义 平均速度9位移时间 平均速率9 路程 时间 标矢性 矢量!有方向 标量!无方向 联系 都粗略地表示物体运动的快慢 单位相同!在国际单位制中!单位是米每秒!符号是2E1 平均速度的大小一般小于平均速率!只有在单方向直线运动中! 平均速度的大小才等于平均速率" 但此时也不能说平均速度就 是平均速率 &特别提醒 !""我们平时所说的速度有时指平均速度#有时指瞬时速度#应根据前后文 判断$ !#"在变速直线运动中#不同时间!或不同位移"内的平均速度一般不相同# 因此#求出的平均速度必须指明是哪段时间!或哪段位移"内的平均 速度$ #!* 2345 对平均速度和瞬时速度的理解 例#!以下关于速度概念的说法正确的是 #!!$ &!子弹以+** 2E1的速度从枪口射出!指的是平均速度 '!汽车在平直的乡村公路上的行驶速度约为$* D2EF!指的是平均速度 (!某城区道路汽车的最高限速为%* D2EF!指的是平均速度 )!比较汽车和动车从宜昌开往武汉的行驶快慢!应比较它们的瞬时速度 2365 平均速度和平均速率的计算 例$!'#*#%,陕西渭南高一阶段练习(如图所示!一质点由位置"向北运动了. 2 用时$ 1到达#点!然后由#点向东运动了0 2用时" 1到达'点!再由'点 向南运动了" 2用时" 1到达(点" 质点在#点)'点没有停顿" 求* #"$整个运动过程的总位移大小和方向+ ##$整个运动过程的平均速率+ #$$整个运动过程的平均速度大小#结果可保留根号$" #!+ !!跟踪训练#!如图所示!某质点由"出发做直线运动!前0 1向东#&轴正方向$行驶了$* 2经过 #点!又向前行驶了0 1前进了.* 2到达'点!在'点停了% 1后又向西行驶!经历了. 1运动了"#* 2到达"点西侧的(点" 求* ! yz{TKLVW|}~bc€/ > !‚-67/ ƒ„!…†‡`[/ ‡`[ |VW`[ˆ‰ !!!!!!!!!!!!!!!!!!& #"$最后. 1 ############### 时间内质点的平均速度+ ##$ ######### 全过程的平均速度+ !!!!!! & !!!!!! Š‹J*yz{TKLŠ‹J*VW|Rbc€/ Š‹ J*VWKL ! Œ % *][^_/ RbcF ,& -/ Ž !…†yz{T*`[ #$$全过程的平均速率 ######### " !!!!!! & Š‹Jyz{KL‘’IJ|Rbc*€“/ ‘’IJ UF ”* . #”* , #”* ) / RbcF ,& - 素养能力提升 拓展整合!启智培优 JA &:% KLMNO !!"!利用&:%图像求速度的大小 由'.9#& # % 结合&:%图像的切线斜率/9#& # % !可知&:%图像在某点的切线斜率 表示该点的瞬时速度" #"$若&:%图线为一条直线!表示物体的速度不变!且图线斜率的绝对值表示 速度的大小" 如图所示!图线 $%& 中!图线 % 斜率的绝对值最大!速度最大" ##$若&:%图线为曲线!则表示物体做变速直线运动!当比较该过程中任意两点的速度大小 时!应比较这两点切线的斜率绝对值大小" 例如图线 ' 中速度越来越小" #!利用&:%图像判断速度的方向 斜率为正的直线表示物体沿正方向做匀速直线运动!如图线 $ +斜率为负的直线表示物体沿负 方向做匀速直线运动!如图线 % +平行于时间轴的直线表示物体静止!如图线 & " 对于图线 ' !线上 各点的切线的斜率均为正!斜率在变小!所以其表示物体沿正方向做变速直线运动" 例%!甲)乙两车在同一平直公路上相向运动!&:%图像如图所示!则下列说法正 确的是 #!!$ &!# 1末两车速度相等 '!* ,% 1内!甲车做曲线运动!乙车做直线运动 (!* ,# 1内!甲车的位移大于乙车的位移 )!* ,% 1内!甲)乙两车的平均速度大小相等 #$# !!跟踪训练$!甲)乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动!它们的 &:%图像如图!由图像可以得出在* ,% 1内 #!!$ &!甲)乙两物体始终同向运动!!!'!% 1末!甲)乙两物体速度相同 (!甲物体的平均速度为*!0 2E1 )!甲物体的平均速率为*!0 2E1 请同学们认真完成练案!%" 第#课时!测量纸带的平均速度和瞬时速度-速度*时间图像 ! !"#$%& 素养目标 学习重点 物理观念理解速度'时间图像#能通过.:%图像描述物体的运动$ 科学思维通过实验#体会由极限思想求瞬时速度的方法$ 科学探究由打点计时器打出的纸带上的点#探究物体运动的规律$ !""由.:%图像分析物体的 运动$ !#"&:%图像和.:%图像的 转化$ !$"由纸带求平均速度和瞬时 速度$ 探究点 " 实验$测量纸带的平均速度和瞬时速度 !!!!!!!!!!! ! !!!!! +,-. !!"!实验原理 #"$根据纸带计算平均速度 用刻度尺测出$个点之间的间距 # &!$个点之间的时间 # %9#$ :"$ C *!*# 1" 则平均速度.9!!!!" ##$根据打点计时器计算瞬时速度 取包含某一位置在内的一小段位移 # &!根据.9#& # % 测出这一段位移内的 平均速度!用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度" 一般地!取以 这个点为!!!!的一段位移来计算" 如图所示!0点的瞬时速度可用()1 两点间的平均速度代表!即. 0 9!!!!" " "理解# #!实验器材 电磁打点计时器#或电火花计时器$)学生电源#电火花计时器使用 ##* ?)0* @A交流电源$)!!!!)纸带)复写纸)导线)坐标纸" "理解#合理选点计算 瞬时速度 4j5 ŒN+ 6 N§ ¥2 ®•)š›¬5 x§¥ 6 N)ÙW ¬52. 4j5 ŒN ½)*+á1e¯Î °o±²P-2 ßÑ Ò67<=³@˜Œ MNO #$! 3.位置变化快慢的描述-速度 跟踪训练2:(1)20m/s 方向向西(2)1.5m/s 方向向西 (3)10.5m/s 第1课时 速度 解析:(1)最后6;时间内质点从C到D的位移大小为Ax= 120m. 探究点1 速度 △.120m-20m/s,方向向西。 基础梳理 则平均速度= 4=6s 相同 (2)全程中质点的初位置为A点,末位置为D点,其位移方向 向西, 判断正误 大小A=x -A -.=12 20 m-30 m-60m=30m. (1)V(2)x(3)x 所用时间1.=5s+5s+4s+6s=20s 120s 定大;同理,物体运动的时间短,其速度也不一定大,A、B错 (3)全过程的总路程s=Ax.+Ax.+Ar.=210m. 误;速度表示物体运动的快慢,在匀速直线运动中,位移跟时 间的比值是速度,其大小、方向不变,C.D正确。 跟踪训练1:ACD 速度是矢量,其正、负号表示质点的运动方 素养能力提升 向,比较大小只比较绝对值,故A、C正确,B错误;甲、乙两质 ( 例4:D 根据x-1图像中图线的斜率表示速度,可知2s末两车 点在同一直线上由同一点出发,向相反方向运动,10;内甲运 相遇,两车切线斜率方向相反,故两车的速度方向相反,但大 动了20m.乙运动了40m.故10;后甲.乙相距60m.D正确 小也不一定相等,A错误;x-1图像只能描述直线运动,B错 探究点2 平均速度、瞬时速度和平均速率的区别和 误;0~2s内,甲车的位移大小等于乙车的位移大小,均为 联系 10m.C错误;0~4s内.甲、乙两车的位移大小均为20m,则 基础梳理 平均速度大小相等,D正确。 1.平均 运动 2.某一时刻或某一位置 跟踪训练3:C 3.瞬时速度 4.大小 标 →①物?木改变方内、A。 判断正误 →②末,图线的地一正一。甲,乙两荡体 (1)x(2)x(3)x 7. 向不,错。 例2:B 子弹射出枪口的速度,与枪口这一位置相对应,指的是 瞬时速度,故A错误;汽车在平直公路上的行驶速度,是一个 过程中的速度,指的是平均速度,故B正确;最高限速是限制 ④0-体平均。_粒 任意时刻的速度,故所指为瞬时速度,故C错误;比较汽车和 时问 1.5: 动车在两地间的行驶快慢,比较的是一个过程中的速度,即应 比较平均速度,故D错误。 练案[4] 例3:(1)5②m 方向为北偏东45(2)2.4m/s(3)/2m/s 11.ABD 速度的定义式具有普适性,适用于任何运动,A正确; 解析:(1)质点运动情况如右图所示 速度的大小与位移Ax和时间Ai无关,B正确,C错误;速度是 整个运动过程的总位移大小为x= 表示物体运动快慢及方向的物理量,D正确。 (AB-CD)+BC=5/2m 2.A 瞬时速度是指物体在某一位置或某一时刻的速度,故A 方向为北偏东45*(或东北方向、由A指 正确:平均速度是物体在一段时间内位移与时间的比值,而不 向D)。 是速度的平均值,故B.D错误;平均速率与平均速度的大小 (2)整个运动过程的总路程为s=AB+ 无关,只有物体做单向直线运动时,平均速度大小才等于平均 BC+CD=(6+5+1)m=12m 速率,故C错误。 整个过程运动的时间为1=1.++=(3+1+1)s=5s 3.C 100m比赛时,运动员的位移是100m.根据v--.林雨 薇用时最短,平均速度一定最大,故A错误;12秒74指的是 m/s= 时间间隔,故B错误:100m比赛中,每位参赛同学的位移大 1. 小都为100m,故C正确:平均速度是矢量,平均速率是标量 /2m/s 不能说平均速度就是平均速率,故D错误。故选C -257-