5.3 直线运动 （教学课件）-【上好课】八年级物理上册同步高效课堂（苏科版2024）

江苏凤凰科学技术出版社 八年级物理 上册 义务教育教科书 第五章 物体的运动 “朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。 两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。” 李白用诗的语言描述了顺水轻舟的快捷程度。 在物理学中，人们是如何描述物体运动的？ 致老师、同学 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约60MB. 本ppt共有49张、2段视频，可根据需要选择点播. 本ppt使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放. 视频 资源 ①视频讲解—《研究气泡的运动规律》 ②演示实验—《匀速直线运动的s-t图像》 免责 声明 ppt中的部分视频来源于自有媒体，其版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系我们删除。 导入新课 三、直线运动 想一想：商场里运行的电梯与高铁进站时的运动情况，它们有什么不同吗？ 商场里运行的电梯快慢不变，高铁进站时速度变慢。 商场里运行的电梯 进站的高铁 知道直线运动的分类，知道匀速直线运动和变速直线运动的特点。 01 知道平均速度的概念，会用平均速度公式进行简单的计算。 02 学习目标 学习新课 一 一、匀速直线运动 1. 匀速直线运动 物体的运动，按运动路径的曲直可分为直线运动和曲线运动。在直线运动中，按照速度是否改变，又可分为匀速直线运动和变速直线运动。 （1）匀速直线运动的定义 我们把物体沿直线且速度不变的运动叫作匀速直线运动。匀速直线运动是一种最简单的运动。 （2）匀速直线运动的实例 在日常生活中，匀速直线运动并不常见，但有一些运动可以近似看成匀速直线运动。例如，沿直线滑冰停止用力后的一段滑行，站在商场自动扶梯上人的运动，等等。 滑冰 自动扶梯上人的运动 一、匀速直线运动 2. 学生实验：研究气泡的运动速度 【实验与记录】 （1）在长约120 cm的玻璃管中注水近满，上端留一小段空气柱，用橡皮塞塞住管口。 （2）先将玻璃管右端抬高，使气泡处在右端；再把右端放到桌面上，观察气泡的运动情况，如图所示。 （3）测量气泡从点 O 运动到 20cm、40cm、60cm 和 80cm 处所用的时间，并填入表1（见下页）。 通过测量物体运动的速度，可以研究它的运动特点。 研究气泡的运动速度 一、匀速直线运动 表一 从点O开始的路程s/cm 0 20 40 60 80 从点O开始计时的时间t/s 【数据处理】 （1）根据表 1 中的数据，计算气泡通过各区间的时间和相应的速度，填入表2。 表二 区间s'/cm 0～20 20～40 40～60 60～80 通过各区间的时间t'/s 通过各区间的速度v/（m·s-1） 7.3 14.1 21.3 28.5 0 2.74 2.82 2.78 2.78 7.3 7.1 7.2 7.2 画出气泡运动的 s - t 图像 （2）根据表1中的数据，在图所示的坐标系中，画出气泡运动的s-t 图像。 7 14 21 28 一、匀速直线运动 【交流与小结】 （1）根据气泡通过各区间的速度，你能得出什么结论？ （2）对你画出的 s-t 图像进行分析：气泡运动一段距离后，其通过的路程与所用的时间有什么关系？ （1）根据气泡通过各区间的速度，得出结论：气泡在上升一段路程后，运动的速度可以看成是不变的。 （2）对你画出的 s-t 图像进行分析，得出结论：气泡运动一段距离后，其通过的路程与所用的时间成正比。 一、匀速直线运动 【反思评价】 （1）为什么不从玻璃管的底端开始做标记开始计时？ （2）本活动对路程和时间同时读数，难度较大，你是怎样解决这一问题的？ （1）因为开始时气泡做加速运动，没有做匀速直线运动。刚开始气泡不一定在最下端。 计时点离试管底部约20cm左右，可以使气泡运动一段路程后速度趋于稳定，同时便于计时。 （2）两人合作进行。 一、匀速直线运动 视频演示——《研究气泡的运动规律》 一、匀速直线运动 3. 匀速直线运动的特点 做匀速直线运动的物体，在相等的时间内通过的路程相等，路程与时间成正比。 t1=10s S1=150m t2=10s S2=150m t3=10s S3=150m t4=10s S4=150m 一、匀速直线运动 通过研究气泡的运动规律，可得出匀速直线运动的特点。 【例题1】下列有关做匀速直线运动的物体的说法中，正确的是（ ） A. 由速度公式v=s/t 可知，速度与路程成正比 B. 由速度公式v=s/t 可知，速度与时间成反比 C. 物体运动的时间越长，则路程越大 D. 匀速直线运动的物体的速度不能由公式v=s/t 计算 匀速直线运动有两个特点：①速度大小不变；②运动方向不变，也就是说速度是恒定的；故AB错误。 匀速直线运动的速度与路程、时间无关。当物体运动的时间越长，则通过的路程就越长，即路程与时间成正比，故C正确。 匀速直线运动的速度可以由公式v=s/t计算，故D错误。 C 故选C. 一、匀速直线运动 【例题2】用如图甲玻璃管及刻度尺来“探究气泡的运动”，记录气泡不同时刻在刻度尺上的位置s，用测量的数据绘出s-t图像如图乙，由实验装置及图像的信息可以得出的结论是：气泡做__________运动：气泡的速度为______ m/s。 由图像可知路程与时间成正比，所以小气泡做匀速直线运动。 气泡的速度为 0.075 一、匀速直线运动 匀速直线 二、变速直线运动 1. 频闪照片 频闪照片也是研究物体运动的一种实验方法。 频闪照片，简单的说，在一张照相机底片上进行多次曝光，显现出物体运动轨迹的照片。是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一个画面上记录动体的连续运动过程。 苹果下落的 频闪照片 二、变速直线运动 s1 s2 s3 s8 s7 s6 s5 s4 用频闪照片研究运动员的运动情况： 图中是运动员起跑后拍摄的频闪照片，每两次闪光之间的时间间隔是相等的。由图可看出，在相等的时间内，所通过的路程是逐渐变大的。 结论：运动员的速度是逐渐变大的。 二、变速直线运动 2. 变速直线运动 （1）变速直线运动 我们把速度变化的直线运动叫作变速直线运动。 图是苹果下落过程中每隔相等时间曝光一次所得到的照片。从图中可以看出，苹果下落的速度越来越大。 （2）平均速度 变速直线运动的速度是变化的，所以用速度公式v=s/t求得的速度，只能粗略地反映物体运动的快慢，这个速度称为平均速度。 我们在“活动 5.3”中测得的纸锥下落的速度就是平均速度。 苹果下落的 频闪照片 （3）对平均速度的理解 ①平均速度用来粗略地描述做变速运动的物体的平均快慢程度，但不能精确地知道它的运动情况。 ②我们说一个物体的平均速度时，必须指出在哪段时间内，或在哪段路程中，因为在不同的时间或路程中，平均速度一般不同。 ③平均速度不是速度的算术平均值，全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值。 二、变速直线运动 【例题3】 如图所示，南京长江大桥是长江上第一座由我国自行设计和建造的双层式铁路、公路两用桥梁。铁路桥全长 6.77 km，设一辆全长为 400 m 的高速列车通过铁路桥，所用时间为 2 min。请问：该高速列车运行的速度是多少？高速列车以该速度从上桥开始行驶到扬州，全程为 95 km，需要多长时间？ 二、变速直线运动 分析：“高速列车通过铁路桥”是指从车头驶上大桥到车尾离开大桥，运行的距离s1 为桥长 s 加上车长l，即s1= 6.77km + 0.4 km =7.17 km。 如图所示，高速列车从上桥开始行驶到扬州的路程为 s2= 95 km，此路程比高速列车的长度要长得多，因此在计算时可以不考虑高速列车的长度。 解： 高速列车通过铁路桥运行的路程 s1=s+l = 6.77km + 0.4 km =7.17 kms 在桥上运动的时间t1=2 min =1h/30 则高速列车运行的速度 高速列车以该速度从上桥开始行驶到扬州，需要的时间 二、变速直线运动 【例题4】由北京南站到上海虹桥站的某次高速列车运行信息如下表所示。根据列车运行信息回答下列问题。 （1）列车由北京南站驶往上海虹桥站全程的平均速度是多少? （2）列车在哪个路段运行得最快?在哪个路段运行得最慢? 二、变速直线运动 （1）根据题意可知，列车由北京南驶往上海虹桥的时间为 t=16h38min-12h=4h38min=4.63h 列车由北京南驶往上海虹桥的路程为s=1318km 列车由北京南驶往上海虹桥全程的平均速度为 v＝284.6km/h （1）列车由北京南站驶往上海虹桥站全程的平均速度是多少? 二、变速直线运动 由北京南驶往天津南的平均速度v＝232.6km/h 由天津南驶往济南西的平均速度v＝286km/h 由济南西驶往南京南的平均速度v＝313.7km/h 由南京南驶往上海虹桥的平均速度v＝281km/h （2）列车在哪个路段运行得最快?在哪个路段运行得最慢? 列车在济南西驶往南京南路段运行得最快；由北京南驶往天津南路段运行得最慢。 二、变速直线运动 三、运动图像 1. 匀速直线运动的s-t图像 物体做匀速直线运动时，路程与时间的关系除用公式表示外，还可以用图像来表示，这是一种更形象直观的方法。 用横坐标表示时间t，纵坐标表示路程s，就得到了s-t图象。 路程s/m 0 5 10 15 20 400 300 200 100 时间t/s 三、运动图像 如图甲所示，该图象是过原点的倾斜直线，物体通过的路程与时间成正比，表示物体做匀速直线运动； 同一图象中直线的倾斜度越大，表示物体的速度越大，如图甲所示，速度v。图乙中随时间的增加路程不变，表示物体静止。 甲 乙 三、运动图像 0 5 10 15 20 30 20 10 时间t/s 2. 匀速直线运动的v-t图像 速度 v/m·s-1 用横坐标表示时间，纵坐标表示速度，就得到了速度—时间（v-t）图象. 匀速直线运动的v-t图像，是一条与t轴平行的直线，说明做匀速直线运动的速度是不变的。 三、运动图像 在速度—时间（v-t）图象中，同一坐标系，截距越大，速度越大。如图所示，随时间的增加速度不变，表示物体做匀速直线运动，且v。 三、运动图像 3. s-t或v-t图像的应用 ①读出任一时间内物体通过的路程或通过一段路程所用的时间 根据如图所示的图像，物体甲在5s内通过的路程为____m. 20 ②求出做匀速直线运动物体的速度，比较运动的快慢情况 v＝4m/s v＝1m/s v 三、运动图像 ③在同一坐标系中比较运动的快慢 时间相同 t=t2时，比较路程： 因为s2＞s1，所以A物体运动的快。 路程相同s=s1时，比较时间： 因为t1＜t2，所以A物体运动的快。 ④在不同坐标系中比较运动的快慢 v＝0.4m/s v＝0.1m/s 因为v所以甲运动的快. 三、运动图像 视频讲解——《匀速直线运动的s-t图像》 三、运动图像 【例题5】甲、乙两小车在笔直公路上同向行驶，如图所示，图甲是小车甲位置s与时间t的关系的s-t图像，图乙是小车乙运动速度v与时间t的关系的v-t图像，由图像可知（　　） A．甲由静止开始运动，乙一直做匀速直线运动 B．甲、乙两车相对静止 C．甲、乙两车运动5s所通过的路程不同 D．甲车的速度越来越快，乙车的速度不变 如图甲所示，甲的通过的路程与时间的图像为一条过原点的直线，为正比例关系，即甲车做匀速直线运动，速度为 如图乙所示，时间改变时，乙车的速度为2m/s保持不变，为匀速直线运动。故两车速度相同，相同时间通过路程相同，如果甲、乙两小车在笔直公路上同向行驶，则两车相对位置保持不变，为静止状态。故ACD不符合题意，B符合题意。 B 故选B. 02 课堂总结 课堂总结 直线运动 ①物体沿直线且速度不变的运动叫作匀速直线运动。 ②做匀速直线运动的物体，在相等的时间内 通过的路程相等， 路程与时间成正比。 ③用速度表示物体的运动快慢v 。 ④用s-t图像表示物体的运动情况。 ①速度变化的直线运动叫作变速直线运动。 ②用平均速度表示物体的运动快慢：v， 粗略地描述做变速运动的物体的平均快慢程度。 变速直 线运动 匀速直 线运动 03 实践与练习 1．物体运动快慢通常用速度来描述，为什么运动会竞速项目的成绩可以用时间来描述？ 实践与练习 因为运动会竞速项目的名称包含了运动路程的信息，如刘翔的参赛项目为“男子110m栏”，运动员通过相同的路程所用的时间越短，他运动的速度就越大，比赛的成绩就越好。 2． 从地球表面向月球表面发射的一束激光，经2.56s后被反射回地球。已知光在真空中传播的速度为 3×108m/s，从地球表面到月球表面的距离为多少米？ 实践与练习 已知：v=3×108m/s t =2.56s/2=1.28s 求：s 解：根据v=s/t 得 s=vt= 3×108m/s×1.28s= 3.84×108m 答：地球表面到月球表面的距离为3.84×108m 3. “朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”，这是唐朝诗人李白的名句。试根据诗中的描述，估算他所乘船的平均速度。 实践与练习 解：船的平均速度 答：船的平均速度41.7km/h（实际上，当时船速不可能这么快，这只是文学上的夸张性的描述）。 已知：“千里”即s=500km “一日”即 t=12h 求：v v = =41.7km/h 4. 下表是某高速列车从上海到南京的运行时刻表。根据列车运行时刻表回答下列问题。 实践与练习 （1）已知：s=301km t=11:40-10:00=1h40min=100min 列车由上海驶往南京全程的平均速度是 v = =3.01km/min=184.2km/h 答：列车由上海驶往南京全程的平均速度约为180.6km/h。 （1）列车由上海驶往南京的平均速度是多大？ （2）列车从苏州到无锡和从常州到南京，它在哪一路段的平均速度较大？ （2）列车从苏州到无锡和从常州到南京，它在哪一路段的平均速度较大？ 实践与练习 苏州至无锡段 s1=126km-84km=42km t1=10:42-10:27=15min 苏州至无锡的平均速度为： v1 = =2.8km/min=168km/h 常州至南京段 s2=301km-165km=136km t2=11:40-11:00=40min 常州至南京的平均速度为： v2 = =3.4km/min=204km/h 在常州至南京路段运行得较快。 04 综合提升训练 综合提升训练 1. “龟兔赛跑”新传：龟兔同时从同一地点沿同一条道路向同一目标前进，兔子半途睡了一觉，醒来时发现龟离目标很近了，撒腿就跑，结果龟兔同时到达终点，下列说法中错误的是（ ） A．在这段时间内，龟兔的平均速度相等 B．在这段路程内，龟兔的平均速度相等 C．在兔子睡觉前一段时间内，龟兔的平均速度不相等 D．无论如何，兔子的平均速度大于龟的平均速度 因为龟兔同时从同一地点沿同一条道路向同一目标前进，龟兔同时到达终点，所以路程与时间都相等。根据平均速度公式可知： 在这段时间或这段路程内，龟兔的平均速度相等 。 在兔子睡觉前一段时间内， 兔子的平均速度小于乌龟的平均速度。 综合以上分析，错误的是D。 D 综合提升训练 2. 如图所示记录了两辆汽车在平直公路上行驶时，在相同的时间内通过的路程情况。由图可知：甲图汽车做____________运动；乙图汽车做_____________运动，它们在40s内的平均速度_______（选填“相等”或“不相等”）。 由图可知，甲车在相同的时间段内通过的路程大小不变，由可知，甲车的速度保持不变，所以甲车在做匀速直线运动。 由图可知，乙车在相同的时间段内通过的路程越来越大，由可知，乙车的速度越来越快，所以乙车在做变速直线运动。 由图示可知，在0～40s内，甲、乙两车通过的路程均为1200m；甲乙通过的路程和运动时间相同，由 可得，甲、乙两车的平均速度大小相等。 变速直线 匀速直线 相等 综合提升训练 3. 在学校运动会上，小敏参加的项目是百米赛跑。起跑后，小敏越跑越快，最终以12.5s的优异成绩获得冠军。关于上述小敏的百米赛跑过程，下列说法正确的是（　　） A．小敏在前50m一定用了6.25s B．小敏每秒钟通过的路程都是8m C．小敏的平均速度是8m/s D．小敏的平均速度是8km/s CD．由题意可知，小敏参加的项目是百米赛跑，因此路程s=100m 所用时间t=12.5s 所以全程的平均速度 故C正确，D错误； AB．小敏在整个百米比赛中是变速直线运动，根据题目中数据无法得出前50m所用的时间与每秒钟通过的路程，故AB错误。故选C。 C 综合提升训练 4. 甲、乙两小车在笔直公路上同向行驶，如图所示，图甲是小车甲位置s与时间t的关系的图像，图乙是小车乙运动速度v与时间t的关系的 图像，由图像可知（　　） A．甲由静止开始运动，乙一直做匀速直线运动 B．甲、乙两车相对静止 C．甲、乙两车运动5s所通过的路程不同 D．甲车的速度越来越快，乙车的速度不变 如图甲所示，甲的通过的路程与时间的图像为一条过原点的直线，为正比例关系，即甲车做匀速直线运动，速度为 如图乙所示，时间改变时，乙车的速度为2m/s保持不变，为匀速直线运动。故两车速度相同，相同时间通过路程相同，如果甲、乙两小车在笔直公路上同向行驶，则两车相对位置保持不变，为静止状态。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 B v＝2m/s 综合提升训练 5．十一放假时，海玲乘动车从南京到北京游玩，下表为她乘坐列车运行时刻表的一部分。根据列车运行时刻表回答下列问题： （1）该列车从南京到北京全程的平均速度是多少？ （2）若列车从南京到徐州的平均速度为264km/h，则本次列车到达徐州站的时刻是多少？ （3）若列车以108km/h的速度通过南京长江大桥，已知南京长江大桥全长6172m，列车长128m，则列车完全通过大桥所需的时间是多少？ 站名 南京 徐州 泰安 济南 北京 到站时间     11：23 11：42 13：15 发车时间 9：15   11：25 11：45   路程/km   330 558 617 1024 综合提升训练 （1）列车从南京到北京所用的时间为 t＝13：15﹣9：15＝4h 则列车由南京到北京的平均速度为 （2）列车从南京到徐州所用的时间为 所以，列车到达徐州站的时刻为 9：15+1h15min ＝10：30 （3）列车完全通过大桥行驶的路程为 s总＝L车+L桥＝128m+6172m＝6300m 则列车完全通过大桥需要时间为 v＝256km/h t＝1.25h=1h15min t＝210s 综合提升训练 6．如图所示，某学习小组研究“充水玻璃管中气泡的运动规律”时，在内径为1cm、长约50cm的玻璃管中注满水，管内留一小气泡。 （1）在此实验中，我们研究______（玻璃管/水柱/汽泡）的运动情况； （2）为了判断气泡是否做匀速直线运动，需要测量气泡运动的路程和时间，为了便于测量，应使气泡在管内运动得较_______（快/慢）； （3）实验中气泡经过A点开始计时，测出气泡从A点运动到10cm处、20cm处、30cm处、40cm处所用时间分别为10.0s、20.0s、30.0s、40.1s；根据测量结果，以路程s为纵坐标，时间t为横坐标，在如图所示的坐标上画出s-t图象_________ ； （4）根据（3）中的数据可判断 气泡做_______ 运动，你判断的依据 是_________ 。 气泡在相等时间内通过的路程相等 气泡 慢 匀速直线 见解析 综合提升训练 （1）因为本实验是研究“充水玻璃管中气泡的运动规律”，因此在此实验中，我们研究气泡的运动情况。 （2）物体运动的越慢，运动时间会越长，越容易测量时间，故应使气泡在管内运动得较慢。 （3）先根据测量的数据在s﹣t图象中描点，然后将各点用直线连接起来，如图所示. （4）根据s﹣t图象可知，相同时间内通过的路程相等，路程与时间成正比例关系，路程与时间之比即速度是一个定值，因此气泡做匀速直线运动。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$