内容正文:
第二章 机械运动 第四节 平均速度
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【学习目标】
1.理解匀速直线运动的概念,能识别匀速直线运动的\(s - t\)图像。
2.掌握平均速度的概念及计算公式,能运用公式解决实际问题。
3.了解瞬时速度的概念,区分平均速度与瞬时速度。
【学习重点】
1.平均速度的计算。
2.匀速直线运动的识别。
【学习难点】
1.平均速度与瞬时速度的区别。
2.运用平均速度公式解决复杂的实际问题。
【学习过程】
一、情景导入
展示刘翔在 2004 年雅典奥运会 110m 栏比赛的图片(如图 2.4 - 1),提问:“同学们,刘翔在 110m 栏比赛中以 12.91s 的成绩夺冠,某同学计算出他的速度约为 8.52m/s,这个速度是他整个比赛过程中一直保持的吗?今天我们就来学习‘平均速度’,探究其中的奥秘。”
二、快乐预习・感知
1.如果物体沿直线运动,并且速度保持不变,那么这种运动称为______。
2.平均速度表示物体在______内(或______内)运动的快慢程度,公式为______。
3.运动物体在某一______或经过某一______时的速度叫作瞬时速度。
4.若物体做匀速直线运动,它在任意时刻的瞬时速度都______,且等于______。
三、合作探究・快乐学习
活动任务一:认识匀速直线运动
小组结合图 2.4 - 2,讨论:
分析图中斜线表示的物体运动情况,说明匀速直线运动\(s - t\)图像的特点(是一条过原点的倾斜直线)。
按照 “交流讨论” 的要求,在图 2.4 - 2 中作出速度为 4m/s 的物体的\(s - t\)图像,比较两条图线,讨论如何通过图线直观判断物体运动速度的大小(图线越陡,速度越大)。
列举生活中近似匀速直线运动的实例,如自动扶梯上楼、汽车在平直公路平稳行驶等,并交流对理想化处理方法的理解。
活动任务二:探究平均速度的计算
小组结合教材中的例题,进行以下活动:
分析例题中汽车在海底沉管隧道段和全程的平均速度计算过程,明确平均速度计算需要确定的物理量(路程和时间)。
小组内成员分别选取不同的运动场景(如跑步、骑车等),假设路程和时间,互相计算平均速度。
结合 “交流讨论” 中刘翔跨栏的时刻表(表 2.4 - 1),分析刘翔在各阶段的平均速度是否相同,讨论平均速度与瞬时速度的区别(平均速度反映一段时间或一段路程的快慢,瞬时速度反映某一时刻或某一位置的快慢)。
活动任务三:区分平均速度与瞬时速度
小组讨论:
举例说明瞬时速度的应用场景,如交通管理中定点测速、武器装备试验中测量子弹速度等。
结合匀速直线运动的特点,讨论其瞬时速度与平均速度的关系(匀速直线运动中瞬时速度等于平均速度)。
四、智能演练・快乐升级
一、选择题
1.下列运动属于匀速直线运动的是()
A. 苹果从树上落下
B. 汽车在平直公路上匀速行驶
C. 过山车的运动
D. 篮球从手中抛出后的运动
2.关于平均速度,下列说法正确的是()
A. 平均速度就是速度的平均值
B. 平均速度是表示物体在某一时刻运动的快慢
C. 平均速度是表示物体在某一段路程内运动的快慢
D. 平均速度能精确描述物体运动的快慢
3.某物体做匀速直线运动,它在 20s 内通过的路程是 160m,它的速度是()
A. 8m/s
B. 16m/s
C. 40m/s
D. 无法确定
二、填空题
1.一个物体做匀速直线运动,其s - t图像是一条______,速度越大,图线越______。
2.小明在 50m 游泳比赛中,前 25m 用了 20s,后 25m 用了 15s,他在全程的平均速度是______m/s。
3.汽车在某时刻的速度表显示速度为 60km/h,这是______速度。
三、实验题
根据图 2.4 - 5 的s - t图像:
(1)步行过程对应的是图像中的哪一段?
(2)计算骑车的速度。
(3)计算整个过程的平均速度。
四、计算题
1.小明家到学校有一条 500m 长的平直马路,他从学校回家,前一半路程以 1m/s 的速度行走,后一半路程以 5m/s 的速度跑回家,求他从学校到家整个过程的平均速度。
2.复兴号 G1 次列车从北京南到上海虹桥的里程为 1318km,全程耗时 4h29min,计算列车的平均速度。
3.监控点 A、B 相距 66km,全程限速 100km/h,一辆客车通过监控点 A 的速度为 80km/h,通过监控点 B 的速度为 90km/h,从 A 行驶到 B 的时间为 30min。
(1)采用 “定点测速”,该客车通过监控点 A、B 时会不会被判超速?
(2)采用 “区间测速”,该客车在该路段会不会被判超速?
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