绪论 课件-2024-2025学年高一上学期（中职）物理高教版（2021）通用类

物理 （通用类） 同学们，大家好！今天我们一起来学习《物理》“主题一 运动和力”的“第一节 运动的描述”。 1 绪 论 什么是物理？ 物理者，万物之理也。它始于伽利略和牛顿的年代，经过几个世纪的发展，已经成为一门众多分支、令人尊敬和热爱的基础科学。 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 3 物理远到宇宙深处至咫尺之间，大到广袤苍穹，小到微观粒子的浩瀚而又精细的时空中。现代物理学定义，物理学研究物质最普遍、最基本的运动规律及物质基本结构的一门学科。 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 4 为什么学物理？ 自行车为什么能往前走？ 摆锤为什么能摆动？ 交流电机为什么能转动？ 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 5 物理学是研究自然界最普遍规律的科学，物理学的研究方法是科学方法的典型代表。物理课程对我们树立正确的世界观、人生观、价值观有着不可替代的作用。无论毕业后从事哪种类型的工作，我们都应当接受科学精神和科学方法的教育，形成正确的物理观念，掌握基本的科学方法，具有必需的科学精神。 大国工匠 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 6 怎样学好物理？ 三个方面的要求: 重视观察和实践： 物理知识来源于实践，特别是来源于观察和实验。要保持对大自然的好奇心，认真观察演示实验和生活中的各种自然现象，思考现象产生的条件和原因，建构正确的物理概念，并探索其规律。学会正确使用仪器和处理数据的方法。 1 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 7 加强思考和交流： 物理课不是要求我们死记硬背物理定律和公式而是让我们通过自主学习以及同学间的交流，了解物理概念和规律的科学实质和探索过程，体会物理学的思维方式和研究方法，提升自己的思维能力。 2 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 8 做好实践和练习： 教材、习题册设置了一些实践和练习题目，主要是为了帮助同学们巩固物理观念以及运用所学物理知识解决实际问题。大家一定要积极思考，加强练习，在与同学的不断交流中，扩展和加深自己的认识，提高分析问题和解决问题的能力，为今后专业课程的学习和将来的职业发展、终身学习打下良好的基础。 3 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 9 一、课程性质和任务 物理学是一门研究自然界物质基本结构、相互作作用和运动规律的基础学科。物理学基于观察与实践，建构科学模型，应用数学工具，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法和理论体系，是其他自然科学利口现代技术的重要基础，是工程技术发展的重要源泉。 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 10 二、课程目标 了解物质结构、运动与相互作用、能量等方面的基本概念和规律及其在生产、生活中的应用，形成基本的物理观念，能用其描述和解释自然现象，能解决实际问题。 1 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 11 具有建构模型的意识和能力，并能根据实际问题需要，选用恰当的模型解决简单的物理问题；能对常见的物理问题提出合理的猜想与假设，进行分析和推理，找出规律，形成结论；能运用科学证据对所要解决的问题进行描述、解释和预测:具有批判性思维，能基于证据大胆质疑，从不同角度思考解决问题的方法，追求技术创新。 2 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 12 了解物理在生产、生活和科学技术中的运用，初步具有工程思维和技术能力，能运用所学物理知识和技术解决简单的实际问题;具有探究设计的意识，初步具有发现问题、提出假设、设计验证方案、收集证据、结果验证、反思改进的能力。 3 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 13 具有实事求是、一丝不苟、精益求精的科学态度和精神品质；具有主动与他人合作交流的意愿和能力，了解物理与科技进步及现代工程技术的紧密联系，关心国内外科技发展现状与趋势，了解我国传统技术及当今处于世界领先水平的科技成果，具有为实现中华民族伟大复兴而不懈奋斗的信念和初步行动。 4 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 14 三、课程设置 主题一 运动和力 18学时 主题二 功和能 8学时 物理1（第1学期1学分） 物理2 （第2学期2学分） 主题三 热现象及能量守恒 4学时 主题四 直流电及其应用 4学时 主题五 电与磁及其应用 12学时 主题六 光现象及其应用 6学时 主题七 核能及其应用 2学时 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 15 三、课程设置（教材） 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 16 第一学期课程设置 本课程教学划分2个教学主题；每个教学主题为理论教学。课程合计26（2*13）学时，本课程属于考察科目（考察成绩与日常表现成绩各50%）。 教学活动 教学内容 学时 理论教学 2个理论教学主题 26 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 17 四、本学期课程内容（26学时） 1.运动的描述 2.匀变速直线运动 3.重力、弹力、摩擦力 4.力的合成与分解 5.牛顿运动定律及应用 6. 物体受力分析 7.曲线运动 8.物体的平衡 主题一 运动和力（26学时） 9.匀速圆周运动 10.简谐运动 11.机械振动和机械波（一） 12.机械振动和机械波（二） 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 18 主题一 运动和力 质点 时刻和时间 位移和路程 1 2 3 速度和速率 4 1.运动的描述 本节我们要学习的主要内容。 19 怎样才能更准确地描述它跑得有多快呢？ 2017年6月26日，两列具有完全自主知识产权的“复兴号”动车组列车在京沪高铁正式双向首发，标志着中国标准动车组新时代的到来。2017年9月21日，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350 km/h的速度运营，使我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。当风驰电掣的列车从身边驶过时，人们都会不由自主地惊叹：“它开得真快呀！” 20 宇宙中的物体都是相对运动的，在描述物体的运动状态时，要选择一个物体或系统作为参考。这些被选择作参考的物体或系统，称为参考系。 在物理学中，要准确地描述物体的运动状态，首先需要明确一些概念。 这是我们初中学过的内容。 初中为了判断物体的运动和静止，总要选取某一物体做为标准。这个作为标准的物体叫什么？ 参照物。 21 01 PART 01 质点 一、质点 一般物体的运动，既有平动，又有转动，还有振动等。 一般情况下，实际物体（如列车、汽车等）的运动都比较复杂，要详尽地描述这些运动，并非易事。例如一列正在行驶的列车的运动，既有列车整体的平动，又有车轮的转动，还有车体的振动等。 23 一、质点 在物理学中，用来代替物体的有质量的点，叫作质点。 它是物理学中的一种物理模型。 突出列车的质量、占据空间的某一位置两个因素，把列车看作一个有质量的点。 为了便于研究此类问题，需要对实际物体进行简化，突出影响问题的主要因素，忽略次要因素。 由于列车的大小、形状等因素对研究问题的影响很小，可以不予考虑。因此对列车的运动描述，只需突出列车的质量及其占据空间的某一位置这两个主要因素，把列车看作一个有质量的点。这种用来代替物体的有质量的点，叫作质点。这就是物理学中的一种物理模型。 24 一、质点 一列总长度约439.9 m的17辆编组的超长版列车。 例如，当研究在北京和上海之间往返的“复兴号”动车组列车的运动时间、平均速度等问题时，假设以一列总长度约439.9 m的17辆编组的超长版列车为例。 25 一、质点 由于从北京到上海的总里程约 1 318 km，因此列车的长度仅约为总里程的万分之三。 由于其大小、形状等因素对研究上述问题的影响很小，可以不予考虑，因此可以将列车看作一个有质量的点。 例如，当研究在北京和上海之间往返的“复兴号”动车组列车的运动时间、平均速度等问题时，假设以一列总长度约439.9 m的17辆编组的超长版列车为例，由于从北京到上海的总里程约1 318 km，因此列车的长度仅约为总里程的万分之三。 26 一、质点 当研究此列车经过南京大胜关长江大桥长1 615 m的跨水面正桥的运动问题时，就不能把列车简化为质点。 当研究此列车经过南京大胜关长江大桥长1 615 m的跨水面正桥的运动问题时，由于列车长度约为跨水面正桥长度的四分之一，这时就不能把列车简化为质点。 27 物理学中所有定律、原理其实都是针对物理模型而言的。 物理模型一般可分为物质模型、过程模型等。 建构物理模型是物理学中常用的一种研究方法，它能把复杂抽象的物理问题简单化，简明扼要地揭示事物的本质。 建构物理模型是物理学中常用的一种研究方法，它能把复杂抽象的物理问题简单化，简明扼要地揭示事物的本质。 物理学中所有定律、原理其实都是针对物理模型而言的。物理模型是在物理原型（实体物质、场物质、物理过程等）的基础上，突出主要因素，忽略次要因素，通过对物理原型进行纯化、简化、理想化而抽象出来的一种研究客体。 物理模型一般可分为物质模型、过程模型等。质点就是从实体中抽象出来的最简单的一种物质模型。在今后的学习中我们还会接触到很多物理模型，如水平地面、光滑斜面、匀速直线运动、匀变速直线运动等。 28 中国北斗卫星导航系统 中国北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，是世界上第三个卫星导航系统。目前，北斗三号全球系统空间段由30颗组网卫星组成，其中大多数为中轨道卫星，距离地面20 000 km左右。 中国北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，是世界上第三个卫星导航系统。目前，北斗三号全球系统空间段由30颗组网卫星组成，其中大多数为中轨道卫星，距离地面20 000 km左右。北斗三号全球系统能为包括“一带一路”国家和地区在内的世界各地用户提供基本导航（定位、测速、授时）、全球短报文通信、国际搜救等服务，能满足各国在城市规划、国土测绘、环境监测、防灾减灾、交通运输等领域实施现代信息化管理的需求。 29 中国北斗卫星导航系统 北斗三号卫星以固定的周期在高空环绕地球运行，由于其距离地面较远，因此不仅可以将地面上的人，甚至连汽车、飞机和轮船等物体都可以看作质点。 有三颗卫星相互配合，就可确定接收机的具体位置。 北斗三号卫星以固定的周期在高空环绕地球运行，由于其距离地面较远，因此不仅可以将地面上的人，甚至连汽车、飞机和轮船等物体都可以看作质点。卫星通过与信号接收机的无线通信联系，可计算出卫星到接收机的精确距离，从而判断出接收机处于以卫星为圆心，以该距离为半径的球形曲面上，如果有三颗卫星相互配合，就可确定接收机的具体位置。 30 02 PART 01 时刻和时间 二、时刻和时间 例如在跑步比赛时，运动员必须在发令枪声响起后才能起跑。枪声响起的瞬间就是一个时刻，即起跑时刻。运动员身体躯干抵达终点线垂直面的瞬间就是另一个时刻，即撞线时刻。 起跑时刻与撞线时刻之间的间隔，就是时间，即运动员的比赛成绩。 时刻和时间是物理学中描述物体运动时经常使用的两个重要物理量。 时刻和时间是物理学中描述物体运动时经常使用的两个重要物理量。例如在跑步比赛时，运动员必须在发令枪声响起后才能起跑。枪声响起的瞬间就是一个时刻，即起跑时刻。运动员身体躯干抵达终点线垂直面的瞬间就是另一个时刻，即撞线时刻。起跑时刻与撞线时刻之间的间隔，就是时间，即运动员的比赛成绩。 32 二、时刻和时间 图中摔倒的运动员是否赢得了该次比赛？ 时刻和时间是物理学中描述物体运动时经常使用的两个重要物理量。例如在跑步比赛时，运动员必须在发令枪声响起后才能起跑。枪声响起的瞬间就是一个时刻，即起跑时刻。运动员身体躯干抵达终点线垂直面的瞬间就是另一个时刻，即撞线时刻。起跑时刻与撞线时刻之间的间隔，就是时间，即运动员的比赛成绩。 根据田径比赛的撞线规则，当运动员跑到终点线处时，以其身体躯干（不包括头、颈、臂、腿、手或足）抵达终点线垂直面的顺序来确定名次。与同学讨论，图1-1-6中摔倒的运动员是否赢得了该场比赛？ 摔倒的运动员得了冠军。 33 二、时刻和时间 在如图所示的时间轴上标出了我国著名短跑运动员苏炳添一次 100 m比赛的起跑时刻、撞线时刻及比赛成绩。你能读出来吗？ 如果用数学中的数轴来表示时间，那么这个数轴就称为时间轴。在时间轴上可以用点来表示时刻，用线段来表示时间。 如果用数学中的数轴来表示时间，那么这个数轴就称为时间轴。在时间轴上可以用点来表示时刻，用线段来表示时间。 在国际单位制中，时间的单位是s（秒）。 如图所示的时间轴上标出了我国著名短跑运动员苏炳添在2018年国际田联男子100 m比赛时的起跑时刻、撞线时刻及比赛成绩。 约9.9 s。 34 二、时刻和时间 学习物理学中，有关时刻和时间的常用描述方法，如第2 s初、第3 s末、第1 s内、2 s内等。 35 我国古代的历法和计时法 为了准确地把握农时，相传我国从夏朝就制订了历法，称为夏历，根据月亮周期性盈亏变化而制订，因此又称阴历。为了让农业生产与时令气候能够精确配合，我国在春秋时期制订了与月亮和太阳的周期都有关的历法，因此是一种阴阳历，战国末年又在其中设置了二十四节气，就成了俗称的农历。 在农历中，一般把一年分为四季（春、夏、秋、冬），一季分为六节（节气），一节分为三候（物候），一候分为五日。我国从西周时开始，把一日分为十二个时段，西汉时期用十二地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）来表示十二个时辰。 为了准确地把握农时，相传我国从夏朝就制订了历法，称为夏历，夏历是根据月亮周期性盈亏变化而制订的，因此又称阴历。为了让农业生产与时令气候能够精确配合，我国在春秋时期制订了十九年置七闰的历法，由于这种历法与月亮和太阳的周期都有关，因此它是一种阴阳历，战国末年又在其中设置了二十四节气，就成了俗称的农历。 在农历中，一般把一年分为四季（春、夏、秋、冬），一季分为六节（节气），一节分为三候（物候），一候分为五日。我国古人从西周时开始，把一日分为十二个时段。西汉时期用十二地支（子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥）来表示十二个时辰。 你知道我国古代一个时辰有多长吗？ 2 小时。 36 03 PART 01 位移和路程 37 三、位移和路程 从北京去上海，可以选择不同的交通工具，既可以坐高铁，也可以开汽车走高速公路，还可以乘飞机，如图所示。 使用不同的交通工具，运动轨迹是不一样的，但是，就位置的变动来说，都是由北京到达了东南方向直线距离约1 100 km的上海。 从北京去上海，可以选择不同的交通工具，既可以坐高铁，也可以开汽车走高速公路，还可以乘飞机，如图所示。使用不同的交通工具，运动轨迹是不一样的，但是，就位置的变动来说，都是由北京到达了东南方向直线距离约1 100 km的上海。 38 三、位移和路程 在物理学中，位移表示质点的位置变化，用几何学中的有向线段来表示。当质点从A点运动到B点时，从初位置A到末位置B作一条有向线段，这条有向线段即表示质点在运动中发生的位移，如右图所示。 39 位移是矢量，常用字母 s 表示。在国际单位制中，位移的单位是 m（米）。 路程表示质点运动轨迹的长度。路程只有大小，没有方向。在物理学中，只有大小，没有方向的物理量，称为标量。 有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向。在物理学中，把既有大小，又有方向的物理量称为矢量。 三、位移和路程 建构物理模型是物理学中常用的一种研究方法，它能把复杂抽象的物理问题简单化，简明扼要地揭示事物的本质。 物理学中所有定律、原理其实都是针对物理模型而言的。物理模型是在物理原型（实体物质、场物质、物理过程等）的基础上，突出主要因素，忽略次要因素，通过对物理原型进行纯化、简化、理想化而抽象出来的一种研究客体。 物理模型一般可分为物质模型、过程模型等。质点就是从实体中抽象出来的最简单的一种物质模型。在今后的学习中我们还会接触到很多物理模型，如水平地面、光滑斜面、匀速直线运动、匀变速直线运动等。 40 一位同学放学后从学校大门口开始，先向东走了400 m，又转弯向南走了300 m，回到家中，在这段时间里，该同学的位移大小是 m，方向为 。 【思考与讨论】 三、位移和路程 建构物理模型是物理学中常用的一种研究方法，它能把复杂抽象的物理问题简单化，简明扼要地揭示事物的本质。 物理学中所有定律、原理其实都是针对物理模型而言的。物理模型是在物理原型（实体物质、场物质、物理过程等）的基础上，突出主要因素，忽略次要因素，通过对物理原型进行纯化、简化、理想化而抽象出来的一种研究客体。 物理模型一般可分为物质模型、过程模型等。质点就是从实体中抽象出来的最简单的一种物质模型。在今后的学习中我们还会接触到很多物理模型，如水平地面、光滑斜面、匀速直线运动、匀变速直线运动等。 41 04 PART 01 速度和速率 42 在物理学中，将物体的位移 s 与发生这个位移所用时间 t 的比值称为物体的速度，用v 表示，即 不同物体的运动，其快慢程度往往不同。例如，在一次 100 m 短跑比赛中，运动员甲在 8 s 内跑过了 64 m；运动员乙在 6 s内跑过了 54 m。这两位运动员谁跑得更快？ 四、速度和速率 43 用两个或多个已知物理量的比值定义新物理量的方法，称为比值定义法，它是一种数学方法。 速度是矢量，不但有大小，而且有方向。速度的大小在数值上等于物体单位时间内位移的大小，速度的方向跟物体运动的方向相同。这种定义物理量的方法是比值定义法。 四、速度和速率 在国际单位制中，速度的单位是 m/s，常用的单位还有 km/h，两者之间的换算关系为：1 m/s = 3.6 km/h。 44 运动员甲、乙的速度大小分别为 在一次 100 m 短跑比赛中，运动员甲在 8 s 内跑过了 64 m；运动员乙在 6 s 内跑过了 54 m。这两位运动员谁跑得更快？ 四、速度和速率 因为，所以运动员乙跑得比甲快。 45 北京到上海之间的“复兴号”动车组能以 350 km/h 的速度运营，指的就是列车在某段时间里的平均速度 v = 350 km/h ≈ 97.2 m/s。 用上面的公式计算出的速度，表示物体在某段时间（或位移）内运动的平均快慢程度，称为平均速度。 四、速度和速率 46 在物理学中，把运动物体经过某一位置（或某一时刻）的速度，称为瞬时速度。 平均速度只能粗略地描述运动的快慢。为了使描述更加精确，就要知道物体经过某一位置（或某一时刻）时运动的快慢程度。 四、速度和速率 47 【活动与探究】 用打点计时器测量瞬时速度 四、速度和速率 发现问题：如何测量物体经过某一位置时的瞬时速度？ 提出假设：如果能够测量出物体在某位置附近通过一小段位移的时间，并且该段位移和时间均很短，则用该段位移与该段时间的比值，就可近似认为是物体在该位置的瞬时速度。 设计方案：本实验使用的打点计时器是电磁打点计时器，主要结构如图所示。当交流电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一个点。让跟随物体一起运动的纸带在打点计时器上的复写纸下通过，振针即可在纸带上打出一系列的点迹。通过测量这些点迹就可以探究物体的运动规律。 48 【活动与探究】 用打点计时器测量瞬时速度 四、速度和速率 由于打点计时器打出的任意相邻两点之间的时间都是0.02 s，可知 BC 这段位移经过打点计时器的时间为0.04 s。根据平均速度的定义式，可计算出 BC 这段位移的平均速度，该平均速度即为物体在A点所对应时刻的瞬时速度。 49 【活动与探究】 用打点计时器测量瞬时速度 四、速度和速率 由于在对纸带上的某段位移进行测量时，要对末位数进行估读。例如，最小刻度是 1 mm 的刻度尺，应该估读到十分之几毫米。在上图中，BC段位移的大小应估读为 12.2 mm 或 12.3 mm 等。 收集证据：先将打点计时器固定好，让纸带在打点计时器上的复写纸下通过。再接通电源，让振片振动起来。用手拉动纸带 ，让打点计时器在其上打出一系列点迹。 每个学习小组选择一条点迹清晰的纸带，在其上标记出点A及其前后两点B和C。每位同学分别用刻度尺测量出B、C两点间的位移大小，记录下测量结果：s = m，再计算出A点对应时刻的瞬时速度 m/s。 结果验证：将本学习小组每位同学得出的瞬时速度值汇总起来，分别作为 v 1，v 2，…，v n，共同计算瞬时速度的平均值 = m/s。该平均值即可视为纸带在A点所对应时刻的瞬时速度。 将自己计算的瞬时速度值与上面的平均值比较，看差异大不大？ 反思改进：比较本学习小组每位同学的计算结果与平均值的差异，看谁的测量结果最准确。与同学交流，通过用打点计时器测量瞬时速度的实验，得到的测量结果是不是非常准确？有什么方法可以将瞬时速度测量得更加准确？  手的速度不均匀，对实验无影响，这是教学生怎样测量某一点对应的瞬时速度。 50 四、速度和速率 【行为与责任】 随着现代制造业的迅猛发展，人们对加工精度的要求越来越高，常常要求绝对误差为几微米。大国工匠钳工张新停的操作精度可以达到1 μm。有志成为大国工匠的同学要学好专业本领，树立为国家和民族努力奋斗的远大理想，勇敢地迎接新时代的挑战。 鸡蛋上刻的字是：“欢庆十九大”。 51 【观察与体验】 用光电门传感器测量瞬时速度 四、速度和速率 本实验所使用的数据信息处理系统主要由计算机、数据采集器、光电门传感器等组成。光电门传感器通过数据线与数据采集器和计算机相连。当挡光片通过光电门时，光电门可以接收其间的光线变化信息，并将其通过信息采集器传递给计算机。计算机自动计算出挡光片经过光电门时的平均速度等信息，并将其显示在屏幕上。由于挡光片比较小，挡光时间比较短，可认为该段时间内的平均速度近似等于瞬时速度。 将光电门传感器固定在轨道侧面的某一位置，并与数据采集器连接。按照程序的要求，先将最宽的挡光片固定在小车上。调节光电门的高度，让小车上的挡光片既能挡光，又能顺利通过光电门。将轨道的一端升高并固定，形成一个斜面，实验装置如图所示。 52 四、速度和速率 速度的大小称为速率，是标量。 汽车上的速度计一般只显示汽车瞬时速度的大小，不显示汽车速度的方向，所以它显示的实际上是汽车的瞬时速率。 53 四、速度和速率 【应用与拓展】 雷达测速与激光测速 雷达测速仪利用的是多普勒效应原理。当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率会高于雷达发射机信号频率，反之则会低于雷达发射机信号频率，即反射信号的频率会随着所遇到的物体的移动状态而改变。测速仪接收到反射信号后，再经过计算可得到移动物体的速率，并显示在测速仪屏幕上。左图所示是一款交通警察常用的手持式雷达测速仪。 目前更先进的测速仪器是激光测速仪（右图），该设备利用红外线脉冲多次碰撞移动物体并反射，来计算移动物体在特定时间内移动的距离，再利用物体移动的距离与时间差计算出物体的速率。 54 四、速度和速率 运动物体 v /（m·s-1 ） 运动物体 v /（m·s-1 ） 蜗牛 5.0×10-3 普通轮船 7.5 乌龟 0.28 远洋轮船 16 竞走运动员 4.2 摩托艇 32 短跑运动员 10 内燃机车 69 赛马 15 动车组列车 1.1×102 野兔 20 磁悬浮列车 1.4×102 自行车运动员 20 客机 2.8×102 摩托车 1.1×102 载人飞船 1.1×104 赛车 1.2×102 地球（公转） 3.0×104 常见运动物体的可达速率见表。 55 谢谢！ $$