3 位置变化的快慢与方向——速度（导学案）物理教科版2019必修第一册

第3节 位置变化的快慢与方向——速度 1.物理观念：能将速度的概念与生活中的相关现象联系起来，能通过纸带处理，正确辨析平均速度和瞬时速度。 2.科学思维：结合瞬时速度概念的建构，体会研究物理问题的极限方法和抽象思维的方法；理解v-t图像的含义，能用实验数据描绘v-t图像，能根据图像分析速度随时间的变化特点。 3.科学探究：通过比较平均速度与瞬时速度，了解瞬时速度的测量方法；会使用打点计时器测量物体的平均速度和瞬时速度，并知道二者的区别和联系。 4.科学态度与责任：知道物理学研究的很多问题就在身边，对自然界有好奇心，具有探索的兴趣；知道物理学能解决人们生产、生活中的一些问题；培养学生如实记录实验数据，实事求是的科学态度；通过介绍或了解各种工具的速度，感知科学的价值和应用，培养学生对物理的兴趣。 1.掌握速度的物理意义和定义，理解其矢量性(重点)。 2.理解平均速度，能区分平均速度和平均速率并会进行相关计算(重难点)。 3.理解瞬时速度，知道瞬时速度与平均速度的区别与联系，初步体会极限思想在研究物理问题中的应用和意义(重难点)。 【知识回顾】 第2节 位置 位移 一、确定质点位置的方法——坐标系 1.建立目的：定量地描述物体的位置。 2.坐标系的三要素：原点、正方向和单位长度。 二、位置的改变——位移 1.路程：物体运动轨迹的长度。 2.位移：由初位置指向末位置的有向线段。即Δx=x2-x1。 三、位移－时间图像 1.x－t图像：反映物体的位移随时间的变化关系的图像。 2.由x－t图像可求 (1)任一时刻所对应的位置。 (2)任意一段时间内的位移。 (3)发生一段位移所用的时间。 3.x－t图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动。 四、矢量和标量 1.矢量：既有大小又有方向的物理量。 2.标量：只有大小，没有方向的物理量。 【自主预习】 第3节 位置变化的快慢与方向——速度 一、平均速度 (1)定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。 (2)表达式： (3)方向：与这段时间内的位移方向相同。 (4)物理意义：描述物体在时间Δt内运动的平均快慢程度及方向。 二、瞬时速度 (1)定义：在表达式中，当Δt非常非常小时，把叫作物体在时刻t的瞬时速度(极限思想)。 (2)方向：物体在该时刻的运动方向。 (3)物理意义：是精确地描述物体运动快慢和方向的物理量。 (4)速率：瞬时速度的大小叫作速率，是一个标量，没有方向。 三、速度的测量 1.使用打点计时器测速度 2.用光电门测速度 四、速度—时间图像(v－t图像) x-t图像中的五点信息：纵横轴截距、斜率、折点、交点 思考与讨论1 一、平均速度 1.对于同一个物体，在某一段时间内，运动的快慢也不是每时每刻都一样。我们用公式计算出的速度，能否精确地描述物体在任一时刻运动的快慢？ 答案　不能。因为，只能反应一段时间内物体运动的快慢。 例1 如图所示为著名的湖南湘西矮寨大桥，该桥全长1 073.65米，为了让乘客欣赏美景，一辆汽车减速通过大桥，在前半段路程的平均速度为4 m/s，后半段路程的平均速度为6 m/s，则汽车在全程的平均速度为(　　) A.2 m/s B.3 m/s C.4.8 m/s D.5 m/s 答案　C 解析　汽车在全程的平均速度为＝＝4.8 m/s，故C正确。 思考与讨论2 二、瞬时速度 1.平时生活中除了描述一段时间内的平均速度外，有时候还需要表示物体在某一时刻或经过某一个点的速度，又该怎么办呢？ 答案　把时间段Δt 取得小一点，Δt 取得越小就越接近某一时刻，这样就可以精确地表示物体在某一时刻的速度大小。 2.瞬时速度是什么量？有没有方向？方向表示什么？又如何确定？ 答案　瞬时速度也是矢量，既有大小，又有方向，大小表示物体经过某一位置或者某时刻的运动快慢，方向表示物体在该时刻或经过该位置的运动方向。 3.请大家总结平均速度与平均速率的区别，瞬时速度与瞬时速率的区别。 答案　平均速度和瞬时速度是矢量，既有大小，又有方向，而平均速率和瞬时速率是标量。 例1 山东省气象台于2023年7月28日10时30分发布第5号台风“杜苏芮”预报和暴雨蓝色预警：今年第5号台风“杜苏芮”已于28日9时55分前后在福建省晋江市沿海登陆，登陆时中心附近最大风力15级(50 m/s，强台风级)。预计台风“杜苏芮”将以25 km/h的速度向北偏西方向移动，强度逐渐减弱，于30日穿过我省西部继续北上。报道中的两个速度数值分别是指(　　) A.平均速度，瞬时速度 B.瞬时速度，平均速度 C.平均速度，平均速度 D.瞬时速度，瞬时速度 答案　B 解析　50 m/s的速度是指登陆时台风中心的速度，故为瞬时速度；而以每小时25公里左右的速度向北偏西方向移动，指的是一个过程中的速度，故为平均速度，故B正确。 例2 汽车从制动到停止共用了5 s。这段时间内，汽车每1 s前进的距离分别是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m(如图)。求汽车前1 s、前2 s、前3 s、前4 s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些，还是略小些？ 答案　见解析 解析　前1 s内的平均速度v1＝m/s＝9 m/s 前2 s内的平均速度v2＝m/s＝8 m/s 前3 s内的平均速度v3＝＝m/s＝7 m/s 前4 s内的平均速度v4＝m/s＝6 m/s 全程的平均速度v5＝m/s＝5 m/s 第1 s内的平均速度v1最接近汽车刚制动时的瞬时速度，它比这个瞬时速度略小些。 思考与讨论3 三、速度的测量 1.如何测量小车的平均速度以及瞬时速度？需要哪些仪器？ 答案　可以利用打点计时器和光电门测量。 例1 打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，A、D间的平均速度为______m/s，B点的瞬时速度更接近于______m/s。 答案　0.35　0.42　0.35 解析　打点计时器的打点周期等于交变电流的周期，为0.02 s；根据平均速度的定义得，在A、C间的平均速度AC＝＝ m/s＝0.35 m/s，在A、D间的平均速度AD＝＝ m/s＝0.42 m/s。AC段时间比AD段时间更短，故AC段平均速度与B点的瞬时速度更接近，即B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s。 例2 如图所示，在气垫导轨上A处安装光电门，滑块上分别固定宽窄不等的遮光片。每次都从最高点释放滑块，则滑块上的遮光片P每次经过A时的运动快慢相同。数字计时器可以记录遮光片P从A点经过一段位移Δx所需的时间Δt(Δx为遮光片宽度)。遮光片宽度Δx和所需时间Δt列表如下： Δx/m Δt/s v/(m·s－1) 0.05 0.089 0.02 0.039 0.005 0.01 (1)求出每次遮光片通过光电门的平均速度大小，并填入上表(结果保留2位有效数字)； (2)随着Δx的减小，平均速度的大小有什么特点？这反映了什么物理意义？ (3)如何更精确地测定遮光片P经过A处的瞬时速度呢？遮光片P经过A处的速度更接近上述所求 的哪一个速度？ 答案　见解析 解析　(1)由v＝可求得三个平均速度分别为0.56 m/s、0.51 m/s、0.50 m/s。 (2)随着Δx的减小，平均速度的大小趋向某个数值。这说明，随着Δx的减小，所得的平均速度接近 遮光片P经过A处的瞬时速度。 (3)再缩小遮光片的宽度，使时间Δt尽可能小。Δt越小，就越接近遮光片P经过A处的瞬时速度，遮光片P经过A处的瞬时速度更接近0.50 m/s。 思考与讨论4 三、速度-时间图像 1.如图所示，从v－t图像中可获取哪些信息？ 答案　(1)能看出物体在每一时刻对应的瞬时速度。 (2)判断物体的运动性质。 (3)截距：纵轴截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻。 (4)图线交点：两条图线相交，交点表示两物体在该时刻的瞬时速度相同。 例1 如图是物体做直线运动的v－t图像，由图可知，该物体(　　) A.第1 s内和第3 s内的运动方向相反 B.第2 s内静止不动 C.第3 s内和第4 s内的运动方向相反 D.第2 s末和第4 s末的速度相同 答案　C 解析　物体在第1 s内和第3 s内速度都在t轴上方，故运动方向相同，故A错误；第2 s内速度保持不变，物体做匀速运动，故B错误；第3 s内速度为正，第4 s内速度为负，故C正确；第2 s末和第4 s末速度大小相等，方向相反，故D错误。 例2 (多选)A、B两个物体的速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.A、B两物体的运动方向一定相反 B.0～4 s内，A的速度一直小于B的速度 C.t＝4 s时，A、B两物体的速度相同 D.t＝4 s时，A、B两物体的速度大小相等、方向相反 答案　BC 解析　由题图可知，两物体的速度均为正，运动方向相同，故A错误；0～4 s内，A的速度一直小于B的速度，故B正确；t＝4 s时，两图线相交，表示A、B两物体的速度相同，故C正确，D错误。 课堂小结： 本节课重点学习了平均速度和瞬时速度，通过举例加深学生对平均速度和瞬时速度的理解。使用的打点计时器是高中物理实验中经常使用的仪器。通过本节课的学习，让学生能正确熟练地使用打点计时器，会根据纸带上的点迹计算运动物体的平均速度，理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法。能运用实验数据描点、拟合曲线画出v-t图像，并会根据图像分析物体速度的变化特点。 1.以下关于平均速度和瞬时速度的判断正确的是(　　) A.汽车在平直的乡村公路上的行驶速度约为30 km/h，指的是平均速度 B.某城区道路汽车的限速为40 km/h，指的是平均速度 C.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 D.某同学在校运动会男子100 m比赛中的成绩为12 s，可算出他冲线时的瞬时速度约为8.33 m/s 答案　A 解析　A项是指的平均速度，B项是指的瞬时速度，C项应比较它们的平均速度，D项中条件可求出该同学的平均速度，但由于具体的运动过程未知，无法求出该同学冲线时的瞬时速度，故A正确，B、C、D错误。 2.如图所示，图甲是电磁打点计时器的示意图，图乙是该打点计时器在某次实验中打出的纸带，则以下说法中正确的是(　　) A.将该打点计时器接在8 v的直流电源上，它将在纸带上每隔0.02 s打一个点 B.当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越疏的地方表示纸带的运动速度越小 C.若纸带上打出D、F两点的时间间隔为Δt，两点间距离为Δx，则可以大致表示纸带上D、F之间任何一点的瞬时速度 D.D、F两点间距离过小测量误差会增大，所以实际测量中D、F之间的距离越大越好 答案　C 解析　将该打点计时器接在8 v的直流电源上，它不能在纸带上打点，故A错误；当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越疏的地方表示纸带的运动速度越大，故B错误；纸带上打出D、F两点的时间间隔Δt很小时，可以大致表示纸带上D、F之间任何一点的瞬时速度，故C正确；D、F两点间距离越小，则越接近D、F之间某点的瞬时速度，实际测量中D、F之间的距离并非越大越好，故D错误。 3.用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光条的宽度为3.0 cm，则滑块通过第一个光电门的速度为________ m/s，通过第二个光电门的速度为________ m/s(结果均保留2位有效数字)。 答案　0.10　0.27 解析　由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光条挡光时间内的平均速度表示。经过第一个光电门的速度v1＝＝≈0.10 m/s，经过第二个光电门的速度v2＝＝≈0.27 m/s。 4.如图(a)、(b)分别为甲、乙两物体沿某一直线运动的v－t图像，规定向右为正方向，关于图像下列说法正确的是(　　) A.初始时甲、乙两物体的初速度都为4 m/s B.在8 s内甲始终做匀速直线运动，乙在2～5 s内做匀速直线运动 C.当t＝5 s时甲的速度方向不变，乙的速度方向发生了变化 D.整个过程中甲离出发点越来越远，乙最终又回到出发点 答案　B 解析　由题图可知甲的初速度为4 m/s，乙的初速度为0，A错误；题图(a)中的图像与题图(b)中2～5 s都为水平直线，表示该段时间物体做匀速直线运动，B正确；甲、乙的速度图像都处于t轴上方，可知速度方向都未发生变化，距离初始位置都越来越远，C、D错误。 5.让小球从斜面的顶端滚下，如图所示是用频闪照相机拍摄的小球在斜面上运动的一段过程，已知闪频为10 Hz，且O点是0.4 s时小球所处的位置，试根据此图估算： (1)小球从O点到B点的平均速度大小； (2)小球在A点和B点的瞬时速度大小。 答案　(1)0.8 m/s　(2)0.8 m/s　1.0 m/s 解析　根据题意可知，相邻两次闪光的时间间隔 T＝ s＝0.1 s。 (1)OB＝＝ m/s＝0.8 m/s。 (2)小球在A点时的瞬时速度大小为vA＝＝ m/s＝0.8 m/s 小球在B点时的瞬时速度大小为vB＝＝ m/s＝1.0 m/s。 6.如图是高速上某一区间测速的标牌，该路段全长66 km、全程限速100 km/h，一辆汽车通过监测起点和终点的速度分别为95 km/h和90 km/h，通过测速区间的时间为30 min。下列判断正确的是(　　) A.全长66 km表示位移 B.通过起点的速度95 km/h表示瞬时速度 C.该汽车全程的平均速度是92.5 km/h D.该汽车没有超速 答案　B 解析　全长66 km表示路程，故A错误；通过起点和终点的速度均是瞬时速度，故B正确；因位移未知，故不能求解平均速度，故C错误；由v＝可知，平均速率为＝＝132 km/h，大于全程限速100 km/h，该汽车超速，故D错误。 7.(多选)如图所示为一物体做直线运动的速度—时间图像，在整个运动过程中，下列说法正确的是(　　) A.BC段和CD段物体的运动方向相反 B.CD段和DE段物体的运动方向相反 C.物体在D点速度为0，此后运动方向改变 D.AB段物体静止 答案　BC 解析　物体在0～20 s内的速度均为正值，运动方向不变，物体在D点速度为0，以后运动方向改变，故A错误，B、C正确；AB段物体以速度v＝5 m/s做匀速直线运动，故D错误。 8.(1)打点计时器接________(填“交流”或“直流”)电源，当频率是50 Hz时，打点计时器每隔________秒打一个点。 (2)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是________。 A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度 (3)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是________。 A.电磁打点计时器使用的是36 v以下的直流电源 B.在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D.纸带上打的点越密，说明物体运动的越快 (4)在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，如图所示是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，则BD段的平均速度及E点的瞬时速度分别为BD＝________m/s；vE＝________m/s(结果保留2位有效数字)。 答案　(1)交流　0.02　(2)AB　(3)C (4)0.21　0.31 解析　(1)打点计时器接交流电源。当频率是50 Hz时，打点计时器的打点间隔为T＝＝0.02 s。 (2)可以从纸带上直接得到的物理量是时间间隔和位移，故选A、B。 (3)电磁打点计时器使用的是交流电源，故A错误；在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，再让物体运动，故B错误；使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；纸带上打的点越密，说明物体运动的越慢，故D错误。 (4)BD段的平均速度为 BD＝＝＝0.21 m/s E点的瞬时速度为 vE＝＝＝0.31 m/s。 9.光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。图乙中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2 s和4.0×10－3 s。用仪器测量出滑块的宽度为d＝1.20 cm。 (1)滑块通过光电门1时的速度v1＝________m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________m/s(结果均保留2位有效数字)。 (2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是近似值，它们实质上是通过光电门1和2的________。要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度________(选填“减小”或“增大”)一些。 答案　(1)1.2　3.0　(2)平均速度　减小 解析　(1)滑块通过光电门1时的速度v1＝＝ m/s＝1.2 m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝＝ m/s＝3.0 m/s。 (2)瞬时速度v1和v2是通过平均速度近似计算得来的，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度减小些。 10.某物体由A点出发做直线运动，前5 s向东行驶了30 m到达B点，又向前行驶了5 s前进了60 m到达C点，在C点停了4 s后又向西行驶，经历了6 s运动了120 m到达A点西侧的D点，如图所示，求： (1)最后6 s时间内物体的平均速度大小和方向； (2)全过程的平均速度； (3)全过程的平均速率。 答案　(1)20 m/s　方向向西　(2)1.5 m/s，方向向西　(3)10.5 m/s 解析　(1)最后6 s时间内物体从C点到D点的位移大小为Δx3＝120 m，则平均速度大小为v1＝＝＝20 m/s，方向向西。 (2)全程中物体初位置为A点，末位置为D点，其位移是，方向向西，大小Δx＝Δx3－Δx1－Δx2＝120 m－30 m－60 m＝30 m，所用时间t总＝5 s＋5 s＋4 s＋6 s＝20 s 则平均速度大小为v2＝＝＝1.5 m/s，方向向西。 (3)全过程的路程 s＝30 m＋60 m＋120 m＝210 m 全过程的平均速率＝＝＝10.5 m/s。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 位置变化的快慢与方向——速度 1.物理观念：能将速度的概念与生活中的相关现象联系起来，能通过纸带处理，正确辨析平均速度和瞬时速度。 2.科学思维：结合瞬时速度概念的建构，体会研究物理问题的极限方法和抽象思维的方法；理解v-t图像的含义，能用实验数据描绘v-t图像，能根据图像分析速度随时间的变化特点。 3.科学探究：通过比较平均速度与瞬时速度，了解瞬时速度的测量方法；会使用打点计时器测量物体的平均速度和瞬时速度，并知道二者的区别和联系。 4.科学态度与责任：知道物理学研究的很多问题就在身边，对自然界有好奇心，具有探索的兴趣；知道物理学能解决人们生产、生活中的一些问题；培养学生如实记录实验数据，实事求是的科学态度；通过介绍或了解各种工具的速度，感知科学的价值和应用，培养学生对物理的兴趣。 1.掌握速度的物理意义和定义，理解其矢量性(重点)。 2.理解平均速度，能区分平均速度和平均速率并会进行相关计算(重难点)。 3.理解瞬时速度，知道瞬时速度与平均速度的区别与联系，初步体会极限思想在研究物理问题中的应用和意义(重难点)。 【知识回顾】 第2节 位置 位移 一、确定质点位置的方法——坐标系 1.建立目的：定量地描述物体的 。 2.坐标系的三要素： 、 和 。 二、位置的改变——位移 1.路程：物体 的长度。 2.位移：由 位置指向 位置的有向线段。即Δx= 。 三、位移－时间图像 1.x－t图像：反映物体的 随 的变化关系的图像。 2.由x－t图像可求 (1)任一时刻所对应的位置。 (2)任意一段时间内的位移。 (3)发生一段位移所用的时间。 3.x－t图像只能描述 运动，不能描述 运动。 四、矢量和标量 1.矢量：既有大小又有 的物理量。 2.标量：只有大小，没有 的物理量。 【自主预习】 第3节 位置变化的快慢与方向——速度 一、平均速度 (1)定义：位移与发生这段位移所用时间的 。 (2)表达式： (3)方向：与这段时间内的 相同。 (4)物理意义：描述物体在时间Δt内运动的 及方向。 二、瞬时速度 (1)定义：在表达式中，当 时，把叫作物体在时刻t的瞬时速度(极限思想)。 (2)方向：物体在该时刻的 。 (3)物理意义：是 地描述物体运动快慢和方向的物理量。 (4)速率： 叫作速率，是一个 量，没有方向。 三、速度的测量 1.使用打点计时器测速度 2.用光电门测速度 四、速度—时间图像(v－t图像) x-t图像中的五点信息：纵横轴截距、斜率、折点、交点 思考与讨论1 一、平均速度 1.对于同一个物体，在某一段时间内，运动的快慢也不是每时每刻都一样。我们用公式计算出的速度，能否精确地描述物体在任一时刻运动的快慢？ 例1 如图所示为著名的湖南湘西矮寨大桥，该桥全长1 073.65米，为了让乘客欣赏美景，一辆汽车减速通过大桥，在前半段路程的平均速度为4 m/s，后半段路程的平均速度为6 m/s，则汽车在全程的平均速度为(　　) A.2 m/s B.3 m/s C.4.8 m/s D.5 m/s 思考与讨论2 二、瞬时速度 1.平时生活中除了描述一段时间内的平均速度外，有时候还需要表示物体在某一时刻或经过某一个点的速度，又该怎么办呢？ 2.瞬时速度是什么量？有没有方向？方向表示什么？又如何确定？ 3.请大家总结平均速度与平均速率的区别，瞬时速度与瞬时速率的区别。 例1 山东省气象台于2023年7月28日10时30分发布第5号台风“杜苏芮”预报和暴雨蓝色预警： 今年第5号台风“杜苏芮”已于28日9时55分前后在福建省晋江市沿海登陆，登陆时中心附近最大风力15级(50 m/s，强台风级)。预计台风“杜苏芮”将以25 km/h的速度向北偏西方向移动，强度逐渐减弱，于30日穿过我省西部继续北上。报道中的两个速度数值分别是指(　　) A.平均速度，瞬时速度 B.瞬时速度，平均速度 C.平均速度，平均速度 D.瞬时速度，瞬时速度 例2 汽车从制动到停止共用了5 s。这段时间内，汽车每1 s前进的距离分别是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m(如图)。求汽车前1 s、前2 s、前3 s、前4 s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些，还是略小些？ 思考与讨论3 三、速度的测量 1.如何测量小车的平均速度以及瞬时速度？需要哪些仪器？ 例1 打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，A、D间的平均速度为______m/s，B点的瞬时速度更接近于______m/s。 例2 如图所示，在气垫导轨上A处安装光电门，滑块上分别固定宽窄不等的遮光片。每次都从最高点释放滑块，则滑块上的遮光片P每次经过A时的运动快慢相同。数字计时器可以记录遮光片P从A点经过一段位移Δx所需的时间Δt(Δx为遮光片宽度)。遮光片宽度Δx和所需时间Δt列表如下： Δx/m Δt/s v/(m·s－1) 0.05 0.089 0.02 0.039 0.005 0.01 (1)求出每次遮光片通过光电门的平均速度大小，并填入上表(结果保留2位有效数字)； (2)随着Δx的减小，平均速度的大小有什么特点？这反映了什么物理意义？ (3)如何更精确地测定遮光片P经过A处的瞬时速度呢？遮光片P经过A处的速度更接近上述所求 的哪一个速度？ 思考与讨论4 三、速度-时间图像 1.如图所示，从v－t图像中可获取哪些信息？ 例1 如图是物体做直线运动的v－t图像，由图可知，该物体(　　) A.第1 s内和第3 s内的运动方向相反 B.第2 s内静止不动 C.第3 s内和第4 s内的运动方向相反 D.第2 s末和第4 s末的速度相同 例2 (多选)A、B两个物体的速度—时间图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.A、B两物体的运动方向一定相反 B.0～4 s内，A的速度一直小于B的速度 C.t＝4 s时，A、B两物体的速度相同 D.t＝4 s时，A、B两物体的速度大小相等、方向相反 课堂小结： 本节课重点学习了平均速度和瞬时速度，通过举例加深学生对平均速度和瞬时速度的理解。使用的打点计时器是高中物理实验中经常使用的仪器。通过本节课的学习，让学生能正确熟练地使用打点计时器，会根据纸带上的点迹计算运动物体的平均速度，理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法。能运用实验数据描点、拟合曲线画出v-t图像，并会根据图像分析物体速度的变化特点。 1.以下关于平均速度和瞬时速度的判断正确的是(　　) A.汽车在平直的乡村公路上的行驶速度约为30 km/h，指的是平均速度 B.某城区道路汽车的限速为40 km/h，指的是平均速度 C.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 D.某同学在校运动会男子100 m比赛中的成绩为12 s，可算出他冲线时的瞬时速度约为8.33 m/s 2.如图所示，图甲是电磁打点计时器的示意图，图乙是该打点计时器在某次实验中打出的纸带，则以下说法中正确的是(　　) A.将该打点计时器接在8 v的直流电源上，它将在纸带上每隔0.02 s打一个点 B.当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越疏的地方表示纸带的运动速度越小 C.若纸带上打出D、F两点的时间间隔为Δt，两点间距离为Δx，则可以大致表示纸带上D、F之间任何一点的瞬时速度 D.D、F两点间距离过小测量误差会增大，所以实际测量中D、F之间的距离越大越好 3.用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光条的宽度为3.0 cm，则滑块通过第一个光电门的速度为________ m/s，通过第二个光电门的速度为________ m/s(结果均保留2位有效数字)。 4.如图(a)、(b)分别为甲、乙两物体沿某一直线运动的v－t图像，规定向右为正方向，关于图像下列说法正确的是(　　) A.初始时甲、乙两物体的初速度都为4 m/s B.在8 s内甲始终做匀速直线运动，乙在2～5 s内做匀速直线运动 C.当t＝5 s时甲的速度方向不变，乙的速度方向发生了变化 D.整个过程中甲离出发点越来越远，乙最终又回到出发点 5.让小球从斜面的顶端滚下，如图所示是用频闪照相机拍摄的小球在斜面上运动的一段过程，已知闪频为10 Hz，且O点是0.4 s时小球所处的位置，试根据此图估算： (1)小球从O点到B点的平均速度大小； (2)小球在A点和B点的瞬时速度大小。 6.如图是高速上某一区间测速的标牌，该路段全长66 km、全程限速100 km/h，一辆汽车通过监测起点和终点的速度分别为95 km/h和90 km/h，通过测速区间的时间为30 min。下列判断正确的是(　　) A.全长66 km表示位移 B.通过起点的速度95 km/h表示瞬时速度 C.该汽车全程的平均速度是92.5 km/h D.该汽车没有超速 7.(多选)如图所示为一物体做直线运动的速度—时间图像，在整个运动过程中，下列说法正确的是(　　) A.BC段和CD段物体的运动方向相反 B.CD段和DE段物体的运动方向相反 C.物体在D点速度为0，此后运动方向改变 D.AB段物体静止 8.(1)打点计时器接________(填“交流”或“直流”)电源，当频率是50 Hz时，打点计时器每隔________秒打一个点。 (2)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是________。 A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度 (3)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是________。 A.电磁打点计时器使用的是36 v以下的直流电源 B.在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源 C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D.纸带上打的点越密，说明物体运动的越快 (4)在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，如图所示是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，则BD段的平均速度及E点的瞬时速度分别为BD＝________m/s；vE＝________m/s(结果保留2位有效数字)。 9.光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来。图乙中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2 s和4.0×10－3 s。用仪器测量出滑块的宽度为d＝1.20 cm。 (1)滑块通过光电门1时的速度v1＝________m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________m/s(结果均保留2位有效数字)。 (2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是近似值，它们实质上是通过光电门1和2的________。要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将滑块的宽度________(选填“减小”或“增大”)一些。 10.某物体由A点出发做直线运动，前5 s向东行驶了30 m到达B点，又向前行驶了5 s前进了60 m到达C点，在C点停了4 s后又向西行驶，经历了6 s运动了120 m到达A点西侧的D点，如图所示，求： (1)最后6 s时间内物体的平均速度大小和方向； (2)全过程的平均速度； (3)全过程的平均速率。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $