内容正文:
运动快慢的描述——速度
重/难点
重点:速度、瞬时速度、平均速度三个概念,及三个概念之间的联系。
难点:对瞬时速度的理解。
重/难点分析
重点分析:平均速度只能粗糙描述质点运动的快慢,而瞬时速度能更准确地描述质点运动的快慢。速度是矢量,方向就是物体运动的方向。平均速度中,速度方向也与位移方向相同。瞬时速度的方向就是质点在那一时刻的运动方向。速率是标量,是指速度的大小。平均速度与平均速率是不同的,前者跟位移相关,后者跟路程相关。
难点分析:根据平均速度的表达式利用微分的方法引出了瞬时速度的定义:为了使描述精确些,可以把取得小一些,物体在从到这样一个较小的时间间隔内,运动快慢的差异也就小一些。越小,运动的描述就越精确。当非常非常小时,我们把称做物体在时刻的瞬时速度。
突破策略
一、坐标与坐标的变化量
“坐标”与“坐标的变化量”有何不同,又有何联系?
坐标用来表示位置,坐标的变化量表示位移,比如,我在起点的位置、我在终点的位置或我在全程中点的位置(50 m处)等,都可以在建立坐标系后用坐标上的点来表示,而在我从起点跑到终点的这段过程中,我的位移可以用起点和终点间的坐标变化量来表示。
课件投影图,让学生观察,用数轴表示坐标与坐标的变化量,能否用数轴表示时间的变化量?
[思考与讨论]
1.图中汽车(质点)在向哪个方向运动?
2.如果汽车沿x轴向另外一个方向运动,位移Δx是正值还是负值?
汽车在沿x轴正方向运动,图示汽车从坐标,在经过一段时间之后,到达坐标处,则,位移Δx >0,表示位移的方向沿x轴正方向。
我们的这种数学表述是与实际的物理情景相一致的,比如,汽车沿笔直的公路向东行驶,我们可以规定向东作为x轴的正方向,来讨论汽车的位置和位移。
例1. 绿妹在遥控一玩具小汽车,她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动,开始时在某一标记点东2 m处,第1s末到达该标记点西3m处,第2s末又处在该标记点西1m处。分别求出第1s内和第2s内小车位移的大小和方向。(对应的时刻怎样表示)
解析:根据题意可建立一维直线坐标系,以题中所述标记点为参考坐标原点,向西方向为x轴正方向。则质点的初始位置坐标为,第1 s末的位置坐标为,第2 s末的位置坐标为。这样可以根据位置坐标的变化量表示一段时间内的位移。小车在第1s内的位移,在第2s内的位移,如图所示。(对应的时刻表示)
答案:小车在第1