内容正文:
第一单元 运动和力
1.1 运动的描述(2)
人教版《物理(通用类)》
SZ-LWH
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本课教材段156—177及182—185;边界:速度与速率、单位换算、平均速度、瞬时速度、测速及速度计。
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人教版物理(通用类) 教材封面;用户提供的人教版封面
[Teaching]
题干初始可见;点击显示答案与解析。
1.说出速度、速率、平均速度与瞬时速度的含义,写出对应比值公式及国际单位,并掌握m/s与km/h换算。
2.能从直线运动的初末位置确定区间位移,计算平均速度并说明方向,能依据测量方式区分速度计与区间测速结果。
3.在方向辨析和交通测速交流中,依据条件与数据说明判断理由,形成区分描述范围、规范表达和重视交通安全的科学态度。
学习目标
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[Teaching]
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位移可以描述物体位置的变化,那如何在数值上定量描述物体位置变化的快慢呢?
径赛中,可先比较相同时间的位移,再比较完成相同直线位移的用时。
在相同10 s内,甲沿直线向东移动30 m,乙沿直线向东移动50 m,谁的位置变化更快?若位移、时间都不同,怎样比较?
答案:乙更快;位移、时间都不同时,可比较单位时间内的位移。
怎样定量描述运动的快慢?
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RJ02-INTRO-01
教材图1-1-7只有图号,无嵌入原图;不补绘、不借图。
[Teaching]
教师归纳:用位移和所用时间的比值,可以定量比较位置变化的快慢,进而学习速度。
物体的位移与发生这段位移所用时间的比值,叫作速度。
速度用 v 表示,位移用 s 表示,时间用 t 表示。
该比值描述所取时间内的位置变化,匀速直线运动中也等于任一时刻的速度。
v
=
s
t
速度
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速度是矢量,不但有大小,而且有方向;速度的大小也叫速率。某时刻速率为零,表示该时刻静止。匀速直线运动中,速度的大小和方向都不变。
瞬时速度方向沿该时刻的运动方向;平均速度方向沿所选时间内的位移方向。
两物体速率相同不代表速度相同,还必须比较方向;往返运动一段时间内平均速度为零,也不能据此说全过程静止。
速度与速率
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一辆小车20 s内沿直线向东运动120 m,且速度保持不变。它每秒位置改变多少?速度和速率应怎样表述?
答案:小车速度为6 m/s、方向向东,速率为6 m/s。
v
=
120 m
20 s
= 6 m/s
典型例题一
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RJ02-CASE-01
[Teaching]
先指出位移方向并独立列式;数值表示快慢,方向是速度不可缺少的信息。
国际单位为米每秒(m/s或m·s−1),常用千米每小时(km/h或km·h−1)及厘米每秒(cm/s或cm·s−1)。
1 m/s = 3.6 km/h
1 km/h =
1000 m
3600 s
=
5
18
m/s
速度的单位与换算
从km/h换成m/s除以3.6,反向换算乘以3.6。
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1.甲车向东行驶,速率为36 km/h;乙车向西行驶,速率为12 m/s。哪辆车运动较快?两车速度是否相同?
答案:乙车较快;两车速度不同。
解析:小于12 m/s;方向也不同。
36 km/h =
36
3.6
m/s = 10 m/s
即时练习
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RJ02-INSTANT-01
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2.两台搬运车均做匀速直线运动,速率均为2 m/s,一台向北、一台向南。它们的速率和速度分别有什么关系?
答案:速率相同;速度大小相同、方向相反,速度不同。
即时练习
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RJ02-INSTANT-02
[Teaching]
描述速度要给出大小和方向,比较数值前先统一单位;实际运动常会变快或变慢。
物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内通过的位移不相等,这种运动叫变速直线运动。
在变速直线运动中,物体的位移与发生这段位移所用时间之比,叫作这段时间(或位移)的平均速度。
平均速度必须指明对应的时间或位移,方向与该时间内的位移方向相同。
v
=
s
t
变速直线运动与平均速度
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运动物体在某一位置(或时刻)时的速度叫作瞬时速度。它表示运动物体在某一位置或某一时刻时运动的快慢。
汽车、火车开动后速度越来越大,刹车时速度越来越小,直到停止。“整个启动过程”和“开始刹车时刻”分别对应哪一类速度?
答案:整个启动过程对应平均速度;开始刹车的特定时刻对应瞬时速度。
瞬时速度
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RJ02-CASE-02
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小车在同一直线上先向东走90 m,再向西走30 m,共用40 s。求这40 s内的平均速度。
取向东为正方向;先求全程位移,再用全程时间计算,不把路程当位移,也不把各段速度大小直接平均。
答案:平均速度大小为1.5 m/s,方向向东。
s
= 90 m − 30 m = 60 m
v
=
60 m
40 s
= 1.5 m/s
典型例题二
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RJ02-CASE-03
[Teaching]
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指出以下速度是平均速度还是瞬时速度。
(1)子弹离开枪口时的速度是900 m/s。
(2)汽车在高速公路上行驶的速度是100 km/h。
(3)某列车进站前开始减速时的速度是120 km/h。
答案:(1)瞬时速度;(3)瞬时速度。(2)若指速度计在某一时刻的读数,是瞬时速度大小;若指一段行程的位移与用时之比,是该段平均速度大小。
解析:第(1)(3)项都指明了特定时刻。第(2)项未明确时间范围或测量方式,判断需结合语境,不能仅凭100 km/h判定。
教材练习
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RJ02-BOOK-03
[Teaching]
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3.快递车在直路上向北行驶450 m,用时30 s;经过路口时速度计显示54 km/h。这两个数值分别描述什么速度?
答案:450 m与30 s的比值描述这30 s内的平均速度;54 km/h描述经过路口时的瞬时速度大小。
解析:方向向北;两个数值恰好相等,也不能说明全过程速度不变。
v
=
450 m
30 s
= 15 m/s
即时练习
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RJ02-INSTANT-03
[Teaching]
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4.一名同学从教室门口出发,在走廊走动后于50 s时回到原位置。这50 s内的平均速度是多少?能否据此说他没有运动?
答案:平均速度为0;不能说他没有运动。
解析:初末位置相同,位移为0,但走过的路程不为0。
即时练习
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RJ02-INSTANT-04
[Teaching]
先判断时间段还是时刻;平均速度按选定区间的位移和时间计算。
用物体在某一位置附近的平均速度,可近似表示这一位置的瞬时速度;取的时间间隔越短,越接近这一位置的瞬时速度。
激光测速仪测出汽车经过时的瞬时速度大小;区间测速测得汽车经过该段位移的平均速度大小。汽车速度计不能显示运动方向,读数是该时刻瞬时速度的大小。
在同一直线上,测得物体经过某位置附近短距离的位移及用时,求其平均速度;在测量可靠的前提下缩短时间间隔,用所得结果近似该位置的瞬时速度。
测速方法
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[Teaching]
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观察刻度和指针:读数表示什么?汽车启动、加速或刹车时,读数怎样变化?能否读出方向?
答案:读数表示该时刻的瞬时速率,不能读出方向;启动、加速时读数通常增大,刹车时逐渐减小至0。
汽车速度计
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RJ02-CASE-04
人教版物理(通用类) 图1-1-8;word/media/image16.jpeg
[Teaching]
【案例·教材物理与生活】对照汽车速度计(图1-1-8),学生说明指针读数的含义,并描述汽车启动、加速或刹车时读数的变化。教师引导学生观察刻度和指针,判断它能提供哪些运动信息。
5.某直线测速区间位移为2.4 km,汽车通过用时120 s。求该区间平均速度大小,并换算成km/h。
答案:20 m/s或72 km/h。
解析:先将2.4 km化为2400 m,再按区间位移和总时间计算;方向沿区间起点指向终点。
v
=
2400 m
120 s
= 20 m/s
20 m/s = 20 × 3.6 km/h = 72 km/h
即时练习
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RJ02-INSTANT-05
[Teaching]
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6.汽车经过测速点时显示60 km/h,而相邻直线区间的平均速度大小为65 km/h。两个结果是否一定矛盾?说明原因。
答案:不一定矛盾。
解析:60 km/h对应某一时刻,65 km/h对应整个区间;区间内速度可以变化。
即时练习
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RJ02-INSTANT-06
[Teaching]
教师归纳:选用何种速度取决于描述任务;单点测速和速度计对应瞬时速率,区间测速对应区间平均速度大小,不能互相代替。
1.请完整说出速度的教材定义,并写出公式。
答案:物体的位移与发生这段位移所用时间的比值,叫作速度。
2.速度是矢量还是标量?速率表示什么?
答案:速度是矢量,有大小和方向;速率是速度的大小。
v
=
s
t
课堂背诵
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RJ02-RECITE-01, RJ02-RECITE-02
[Teaching]
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5.汽车速度计和区间测速分别显示哪一类速度?
答案:速度计显示该时刻瞬时速度大小;区间测速显示该区间平均速度大小。
课堂背诵
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RJ02-RECITE-05
[Teaching]
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3.填空:速度的国际单位是____;1 m/s等于____km/h。
答案:米每秒(m/s);3.6。
4.请完整说出瞬时速度的教材定义。
答案:运动物体在某一位置(或时刻)时的速度叫作瞬时速度。
课堂背诵
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RJ02-RECITE-03, RJ02-RECITE-04
[Teaching]
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6.请完整说出平均速度的定义,并写出公式。
答案:在变速直线运动中,物体的位移与发生这段位移所用时间之比,叫作这段时间(或位移)的平均速度。
v
=
s
t
课堂背诵
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RJ02-RECITE-06
[Teaching]
同桌互问互答,核对“位移”“所用时间”“某一时刻”,纠正用路程代替位移。
对于“速度是个矢量,不但有大小,而且有方向”你是否感到不可思议?其实,速度的方向就伴随着你的生活。例如,你离家去上学,首先要明确行走的方向,其次才考虑行走的快慢。请你想一想,如果方向出了问题,还能顺利到达学校吗?汽车、火车、飞机等现代化交通工具,如果不考虑速度的方向会出现什么样的问题?
答案:方向错误不能保证顺利到达目的地;交通工具忽略方向可能偏离路线、走错目的地,甚至造成碰撞等安全风险。
师生互动:速度的方向
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RJ02-INTERACT-01
[Teaching]
两人一组,一人解释方向,一人检查描述语境;准确方向关系交通安全。
同一条直线公路上,甲仪器显示汽车经过测速点时为72 km/h,乙仪器记录汽车经过3.0 km区间用时200 s。两组分别解释测量对象并判断是否矛盾。
答案:甲为该时刻的瞬时速度大小;乙为区间平均速度大小。两者不矛盾。
解析:乙的结果等于54 km/h,甲等于20 m/s;不同测量范围的结果不能直接当成同一物理量比较。
v
=
3000 m
200 s
= 15 m/s
师生互动:瞬时速度与平均速度
SZ-LWH
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RJ02-INTERACT-02
[Teaching]
题干初始可见;点击显示答案与解析。
1.关于速度和速率,下列说法正确的是( )。
A.速度只有大小,没有方向
B.两物体速率相同,速度一定相同
C.速度既有大小,也有方向
D.速率就是物体经过的路程
答案:C。
解析:速率是速度的大小,只有大小相等且方向相同,速度才相同。
课堂练习
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RJ02-EXERCISE-01
[Teaching]
题干初始可见;点击显示答案与解析。
2.90 km/h等于____m/s;匀速直线运动中,速度的____和____都不变。
答案:25;大小;方向。
90 km/h =
90
3.6
m/s = 25 m/s
课堂练习
SZ-LWH
[Sources]
D:\上好课(物理)\物理上好课(通用类)人教版\第二课时生成/1.1运动的描述(2)(教案)-人教版《物理(通用类)》【上好课】.docx
C:/Users/xkw/Desktop/物理人教版通用类.docx
本课教材段156—177及182—185;边界:速度与速率、单位换算、平均速度、瞬时速度、测速及速度计。
模板:D:/上好课(物理)/物理上好课生产材料/第十六课时生成/ppt-build/source-template.pptx
RJ02-EXERCISE-02
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题干初始可见;点击显示答案与解析。
3.下列记录明确表示瞬时速度大小的是( )。
A.送货车10 min内向北行驶3 km
B.运动员冲过终点时速度为8 m/s
C.列车经过直线区间的平均速度为20 m/s
D.小车在5 s内向东移动15 m
答案:B。
解析:“冲过终点时”明确对应某一时刻;其余记录均对应一段时间或位移。
课堂练习
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RJ02-EXERCISE-03
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4.一辆小车沿直线向西移动84 m,用时12 s。求这12 s内的平均速度,并说明方向。
答案:已知位移大小84 m、时间12 s;平均速度方向向西。
解析:结果必须同时包含大小、单位和方向;此结果不能确定任一时刻的瞬时速度。
v
=
84 m
12 s
= 7 m/s
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RJ02-EXERCISE-04
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5.机器人沿直线先向北移动24 m,再向南移动8 m,全程用时8 s。求全程平均速度,并说明用32 m直接计算是否正确。
答案:平均速度方向向北。用32 m计算不正确。
解析:全程路程为32 m,但位移大小为16 m;平均速度定义式中的分子应取位移。
s
= 24 m − 8 m = 16 m
v
=
16 m
8 s
= 2 m/s
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RJ02-EXERCISE-05
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6.某车经过测速点时速度计显示80 km/h,但通过前方直线测速区间的平均速度大小为70 km/h。能否说速度计失准?速度计能否显示汽车向哪个方向运动?
答案:不能仅凭这两个数值判断速度计失准;速度计不能显示运动方向。
解析:速度计对应某一时刻的瞬时速度大小,区间测速对应区间平均速度大小;汽车速度可能变化。
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RJ02-EXERCISE-06
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核心知识
速度与速率:速度既有大小又有方向,速率表示速度大小;匀速直线运动的速度保持不变。
平均速度
位移与时间之比,必须对应明确的时间或位移;全程用全程位移和全程时间。
瞬时速度
对应某一位置或时刻;附近短时间的平均速度可作近似。
单位与测量
1 m/s=3.6 km/h;速度计和单点测速看瞬时速率,区间测速看区间平均速度大小。
课堂小结
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RJ02-SUMMARY-01, RJ02-SUMMARY-02, RJ02-SUMMARY-03, RJ02-SUMMARY-04, RJ02-SUMMARY-05, RJ02-SUMMARY-06
[Teaching]
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1.复习本节课的知识点;
2.完成课后练习;
3.整理笔记和易错题。
作业布置
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本课教材段156—177及182—185;边界:速度与速率、单位换算、平均速度、瞬时速度、测速及速度计。
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题干初始可见;点击显示答案与解析。
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