《2.3 物体运动的速度》课件（2024）——2024～2025学年教科版物理八年级上册

2024年教科版物理上册系列课件 第二章 运动与能量 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 一、匀速直线运动 　　物理学中研究问题总是从简单的情况着手。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？ 小车运动轨迹 直线运动 【链接视频】 【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？ 1cm 1cm 1cm 1cm 1cm 1cm 相同的时间间隔，小车运动的距离相等。 不变 不变 不变 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=υt，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。 3.对匀速直线运动的理解： 匀速直线运动是最简单的动作，是速度不变的运动。做匀速直线运动的物体，速度可以利用公式 来计算，但速度的大小与 s ，t 的大小无关，不能认为速度 v 与路程 s 成正比，与时间 t 成反比，但通过的路程与所用时间成正比。 4.匀速直线运动图象 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。 时间t/s 1 2 3 4 路程s/cm 1 2 3 4 υ=1cm/s s-t图象：过原点的直线 时间t/s 1 2 3 4 速度υ/cm·s-1 1 1 1 1 υ=1cm/s υ-t图象：平行于时间轴的直线 　　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。 站在自动扶梯上缓缓上楼 点击视频 【例题】汽车的驾驶仪表盘上安装着速度显示装置，它可以显示汽车的行驶速度。如果显示装置的指针如图2-3-4 所示，汽车保持这个速度行驶，经过3h能行驶多远？ 图2-3-4汽车里配备有显示行驶速度大小的装置 解：根据速度公式υ=s/t 进行求解。已知速度υ和时间t，则时间t内通过的路程s=υt。 故汽车经过 3 h 行驶的路程： s = υt = 80 km/h×3 h = 240 km 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。 二、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 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 υ=30m/s 2.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： ④对平均速度的理解 平均速度与路程及时间的对应性 平均速度总是对某一段路程(或时间间隔)而言的.在描述一个物体的平均速度时,必须指出是哪段时间内或哪段路程中的平均速度,否则平均速度的含义就不明确。 平均速度和速度的平均值是两个概念 平均速度不是各段路程上速度的平均值,求平均速度时应用总路程除以总时间。 某些情况下 也可描述曲线运动 在实际应用中,一些做曲线运动的物体,其运动的快慢也常用平均速度来描述。 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? 3.实际应用 　　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 υ=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。 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？ 【链接视频】北斗全球卫星导航系统 我们应该怎样测量物体的平均速度呢？ 下面我们实际来测量一下沿斜面下滑小车的平均速度？ 三、实验：测量物体运动的平均速度 实验装置 实验原理 实验器材 刻度尺 停表 金属片 小车 长木板 木块 1.实验探究：测量小车运动全程的平均速度 实验过程 t1 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。 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 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υ。 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? 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。 2.实验探究：测量小车前后半路程的平均速度。 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υ2，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 υ1=0.18 s2=0.45 t2=3 υ2=0.15 　　小车在下半段路程的平均速度υ3，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 υ2<υ1<υ3 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 υ1=0.18 前半程 后半程 s2=0.45 t2=3 υ2=0.15 s3=0.45 t3=2 υ3=0.225 记忆： 上小下大全中间 实验注意事项： 1.通过反复练习计时工具，使时间测量得更准确。 2.斜面坡度不要太大，也不要太小。 3.为了方便测量时间，斜面应尽量长一些。 4.保证每次测量小车都是从同一高度静止释放。 5.为避免偶然性，实验中应多次测量取平均值。 　　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（图2-3-7）。从图像可看出小车运动过程中速度随时间的变化情况。 四、欣赏：动物世界里的速度 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 1.什么是匀速直线运动？匀速直线运动中不同时间段的平均速度有什么关系？ 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，这样的运动叫做匀速直线运动。在匀速直线运动中，不同时间的平均速度都是相等的。 2.根据图2-3-9所示的列车时刻表，计算该次列车从北京南站到上海虹桥站运行的平均速度，以及从济南西站到常州北站运行的平均速度。 站名 到点 开点 里程/km 北京南 始发 15:00 —— 济南西 16:25 16:27 406 南京南 18:24 18:26 1023 常州北 18:55 18:57 1153 上海虹桥 19:34 终点 1318 图2-3-9 某列车时刻表 解：列车从北京南站到上海虹桥站通过的路程s1= 1318 km，运行的时间t1=19 h 34 min-15 h=4 h 34 min= h，则列车在该路段运行的平均速度： 2.根据图2-3-9所示的列车时刻表，计算该次列车从北京南站到上海虹桥站运行的平均速度，以及从济南西站到常州北站运行的平均速度。 站名 到点 开点 里程/km 北京南 始发 15:00 —— 济南西 16:25 16:27 406 南京南 18:24 18:26 1023 常州北 18:55 18:57 1153 上海虹桥 19:34 终点 1318 图2-3-9 某列车时刻表 列车从济南西站到常州北站通过的路程s2=1153km-406km=747km，运行的时间t2=18h55min-16h27min =2h28min= h，则列车在该路段运行的平均速度： 课堂小结 物体运动的速度 匀速直线运动 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 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。 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。 讨论交流 下 课 咯~ $$nullnullnull