内容正文:
5.1.2 瞬时变化率—导数(2)
选择性必修第一册 第5章《导数及应用》
——瞬时速度和瞬时加速度
2/18/2025
1
学习目标
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1.了解切线的含义.
2.理解瞬时速度与瞬时加速度.
3.掌握瞬时变化率——导数的概念,会根据定义求一些简单函数在某点处的导数.
在数学中,平均变化率反映了在某一区间上函数值变化的快慢.
在物理中,对应概念是平均速度,它反映了在某一时间段内物体位移变化的快慢.
函数 y=f (x),自变量从 变为 时,函数的平均变化率为:
复习回顾
1.平均变化率
复习回顾
2.曲线上一点P处的切线斜率
2.求出割线PQ的斜率 ,并化简
求曲线y=f (x)上一点P(x0,f(x0))处切线斜率
的一般步骤:
3. 令Δx 趋向于0,若上式中的割线斜率“逼近”一个常数,
则其即为所求切线斜率.
1.设曲线上另一点Q(x0+Δx,f(x0 + Δx))
问题探究
瞬时速度:物体在某一时刻的速度。
如何求呢?
在物理学中,物体的运动位移与所用时间的比称为平均速度.
平均速度反映物体在某一段时间段内运动的快慢程度.那么如何刻画物体在某一时刻运动的快慢程度?
举例:跳水运动员从10m高跳台腾空到入水的过程中,不同时刻的速度是不同的.假设t 秒后运动员相对于水面的高度为H(t)=-4.9t2+6.5t + 10,试确定t=2s时运动员的速度.
(1)计算运动员在2s到2.1s(t∈[2,2.1])内的平均速度.
(2)计算运动员在2s到2+Δts(t∈[2,2+Δt])内的平均速度.
(3)如何计算运动员在更短时间内的平均速度.
探究活动:
探究活动
(1)计算运动员在2s到2.1s(t∈[2,2.1])内的平均速度.
(2)计算运动员在2s到2+Δt s(t∈[2,2+Δt])内的平均速度.
(3)如何计算运动员在更短时间内的平均速度.
当△t→0时,
该常数可作为运动员
在2s时的瞬时速度.
探究结论
0
常数
常数
常数
常数
获得新知
例1.一质点按 (位移单位:m,时间单位:s)做直线运动.求:(1)该质点在前3秒内的平均速度;
(2)质点在3s时的瞬时速度.
数学运用
解: (1)
=8(m/s),
所以该质点在前3s内的平均速度为8 m/s.
所以质点在3 s时的瞬时速度为14 m/s.
=2Δt+14.
当Δt趋近于0时,2Δt+14无限趋近于14.
(2)因为
导学探究
思考:瞬时变化率与平均变化率有什么关系?
时,平均变化率就趋近于函数在 处的瞬时变化率,
它刻画的是函数在一点处变化的快慢.
趋近于
平均变化率
瞬时变化率
逼近
对于函数y=f (x),在自变量x从 变到 时,若设 ,
函数的平均变化率为:
趋于即逼近,是数学中的“极限”思想
学习感悟
趋近于即逼近,“极限”思想
曲线
物理
平均变化率
刻画
瞬时变化率
函数在某区间
函数值变化的快慢
函数在某一点处
变化的快慢
某时刻的瞬时速度, 瞬时加速度
求某一点处切线的斜率
刻画
课堂检测
1.逼近法求曲线上某一点处的切线斜率
曲线 y=f (x)上一点P( ),另一点
割线PQ的斜率为 ,
无限趋近于点P( ) 处的切线的斜率.
2.瞬时速度和瞬时加速度
如果当 无限趋近于0 时,运动物体位移 的平均变化率 无限
趋近于一个常数,那么这个常数称为物体在 时的瞬时速度,也就是位移对于时间的
瞬时变化率.
如果当 无限趋近于0 时,运动物体速度 的平均变化率 无限
趋近于一个常数,那么这个常数称为物体在 时的瞬时加速度,也就是速度对于时间的
瞬时变化率.
令Δx 无限趋近于0,
课堂总结
再见
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