《-位置变化快慢的描述——速度》课件

,第3节 位置变化快慢的描述速度,第一章 运动的描述,新高考教学设计,第3节 位置变化快慢的描述速度第一章 运动的描述,1,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,情景引入,问题,生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向，你记得初中是怎样描述物体运动的快慢的吗？运动员在比赛中不同时段，,运动的快慢一样吗？,？,第一章 运动的描述,2,比较下列物体,位置变化,的快慢,【问题,2,】,运动会上举行百米赛跑，甲同学用时,13.5s,，乙同学用时,12s,。,【问题,1,】,自行车在,30min,内行驶,8km,，汽车在相同时间内行驶,50km,。,【问题,3,】,比较上两题中自行车和乙同学运动的快慢。,方法：单位时间内走过的位置变化（即位移）,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,比较下列物体位置变化的快慢【问题2】,3,物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是,速度,。,速度通常用字母 表示，如果在时间 内物体的位移是 ，它的速度就可以表示为：,在,国际单位制中，速度单位是米每秒，符号是,m/s(,或,ms,-1,),。,常用的单位还有千米每时,(km/h,或,kmh,-1,),，厘米每秒,(cm/s,或,cms,-1,),等。,速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度的方向（物体运动的方向）和位移方向相同。,一、速度,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,注意：这里的速度和初中所学速度的含义不完全相同。,物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物,4,物体在某一段时间内，运动的快慢通常是变化的。所以，由 求得的速度 ，表示的只是物体,在时间 内运动的平均快慢程度，叫作,平均速度,。,思考：,平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向。,那么，怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢？,可以设想，用由时刻,t,到,t+,一小段时间内的平均速度来代替时刻,t,物体的速度，如果 取得小一些，物体在 这样一个较小的时间内，运动快慢的差异就不会太大。越小，运动快慢的差异越小，当 非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，此时，我们就把 叫作物体在,t,时刻的,瞬时速度,。,二、平均速度和瞬时速度,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,物体在某一段时间内，运动的快慢通常是变化的。所,5,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,平均速度,瞬时速度,定义,方向,物体在某一段时间内运动的平均快慢程度,物体在某一时刻或某一位置的运动快慢,与位移方向相同,与该位置物体运动轨迹的切线方向相同,匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中平均速度与瞬时速度相等。,瞬时速度的大小叫作,速率,。汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的示数实际是汽车的速率。日常生活中说道的,“,速度,”,，有时是指速率，要根据上下文判断。,平均速度和瞬时速度的比较,注意：,平均速度并非速度的平均值，平均速度是指总位移与总时间的比值，平均速率是指总路程与总时间的比值，学习时需注重理解与区分。,第一章 运动的描述,6,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,【例,1,】,下面描述的几个速度中，属于平均速度的是(),A子弹以790 m/s的速度击中目标,B信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/s,C汽车上速度计的示数为80 km/h,D足球以20 m/s的速度飞入球门,典例讲解,【答案】,B,【解析】,790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度；信号沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度；汽车速度计上显示的是瞬时速度；足球飞入球门的速度是瞬时速度。,第一章 运动的描述,7,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,【,例,2,】,(多选)如图所示，一人骑自行车晨练，由静止开始沿直线运动，她在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m，则(),A她在4 s末的瞬时速度为4 m/s,B她在第2 s内的平均速度为2 m/s,C她在4 s内的平均速度为2.5 m/s,D她在1 s末的速度为1 m/s,典例讲解,【答案】BC,【解析】由 可得该人在第2s内的平均速度为2m/s,选项B正确；前4s内的平均速速为 m/s=2.5m/s,C正确；因无法确定该人的瞬时速度，选项A、D均错误。,第一章 运动的描述,8,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,【,例,3,】,某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速率为,v,1,，下山的平均速率为,v,2,，求往返的平均速度的大小和平均速率,.,【答案】,0,；,【解析】,平均速度是位移与时间的比值，由于此人爬山往返一次，位移为零，平均速度等于,=0,；而平均速率是路程与时间的比值，由于此人往返一次，路程为山脚到山顶距离的,2,倍，平均速率：,第一章 运动的描述,9,测量平均速度,用手拉通过打点计时器的纸带时，纸带运动确定时间内的位移就被记录下来，据此可以计算纸带运动的速度。,图,1.3-2,是打点计时器打出的一条纸带示意图。若想计算实验时运动纸带在,D,、,G,两点的平均速度，只需测出,D,、,G,间的位移 和所用时间 ，就可以算出平均速度：,三、实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,图,1.3-2,计算每隔,01s,的平均速度纸带示意图,测量平均速度 用手拉通过打点计时器的纸带时,10,每隔,0.1s(,或更短,),计算一次平均速度。,1.,在图,1.3-2,中选取纸带上一点为起始点,0,，后面每,5,个点取一个计数点，分别用数字,1,2,3,，,.,标出这些计数点；,2.,测量各计数点到起始点,0,的距离,x,记录在表,1,中；,3.,计算两相邻计数点间的位移 ，同时记录对应的时间 ；,4.,根据 和 计算纸带在相邻计数点间的平均速度 。,表,1,手拉纸带的位移和平均速度,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,位置,0,1,2,3,4,.,x,/m,/m,/s,/(m/s),每隔0.1s(或更短)计算一次平均速度。第一,11,测量瞬时速度,下面考虑如何测量图,1.3-2,中,E,点的瞬时速度。,E,点在,D,、,G,两点之间，,D,、,G,两点间的平均速度也可以求出。,如果不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表,E,点的瞬时速度，,也未尝不可，如果把包含,E,点在内的间隔取得小一些，例如取图,1.3-3,中的,DF,线段，那么经过,D,、,F,两点所用的时间 就会变短，,用两点间位移 和时间 算出的平均速度代表纸带在,E,点瞬时速度，,就会精确一些。,D,、,F,两点离,E,点越近，算出的平均速度越接近,E,点,的瞬时速度。,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,图,1.3-3,计算每隔,0.06s,的平均速度纸带示意图,D,、,F,两点间的距离过小，测量误差会增大。所以实际测量过程中要根据需要及所用仪器的情况，在要测量的点附近选取合适的位移和时间。请考虑此实验中产生误差的原因。,思考：,此实验中产生误差的原因有哪些？,测量瞬时速度 下面考虑如何测量图1.,12,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,请根据上述测量瞬时速度的方法，计算上节实验中纸带上各级计数点的瞬时速度。,每隔,0.06s,计算一次速度。,1.,从纸带起始点,0,算起，后面每,3,个点取一个计数点；,2.,测量各计数点到起始点,0,的距离,x,记录在表,2,中；,3.,计算两相邻计数点间的位移 ，同时记录对应的时间 ；,4.,根据 和 算出的速度值就可以代表在 这一区间内任意一点的瞬时速度。,将算出的各计数点的速度值记录在表,2,中。,表,2,手拉纸带各计数点的瞬时速度,位置,0,1,2,3,4,.,x,/m,/m,/s,/(m/s),第一章 运动的描述,13,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,四、速度,时间图像,物体运动的速度随时间变化的情况可以用图来直观表示。以时间,t,横轴，速度,v,为纵轴，坐标中的图像为速度,时间图像或,v-t,图像。,思考：,如下图是一个物体运动的,v-t,图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的,(1),物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？,(2),运动的方向是否变化？,(3),速度的大小是否变化？怎样变化？,【答案】（,1,）具有一定的初速度；（,2,）运动方向在,t,3,时刻发生变化；（,3,）,0t,1,时间段内，速度均匀增大；,t,1,t,2,时间段内，速度不变；,t,2,t,3,时间段内，速度均匀减小；,t,3,时刻后，速度反向均匀增加。,第一章 运动的描述,14,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,【,例,4,】,用打点计时器可测纸带运动的时间和位移下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处,A在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压_(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上,B把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_，,并压在_下面,C用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离x.,D切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间t_.,E打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点,F利用公式,典例讲解,第一章 运动的描述,15,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,【答案】交流限位孔复写纸(n1)0.02 sBAEDCF,【解析】A项中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B项中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并压在复写纸的下面；D项中纸带上记录的时间t(n1)0.02 s合理的实验步骤为BAEDCF.,【例,5,】,如图所示，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离如图所示，则：,AC,_ mm，,AD,_ mm.那么由此可以算出纸带在,AC,间的平均速度为_ m/s，纸带在,AD,间的平均速度为_m/s；,B,点的瞬时速度更接近于,_ m/s.,第一章 运动的描述,16,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,【答案】14.025.00.350.420.35,【解析】,AC,14.0 mm，,AC,间的平均速度为 ,20.02(,14.0103,),m/s0.35 m/s；,AD,25.0 mm，,AD,间的平均速度为 ,30.02(,25.0103,),m/s0.42 m/s.对描述,B,点的瞬时速度来说，,AC,段所取的位移间隔更小，更能接近,B,点的真实速度，即,B,点的瞬时速度更接近于,0.35 m/s.,【例,6,】,某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两点之间还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz.,(1)相邻两个计数点间的时间为_ s.,(2)打第4个计数点时纸带的速度,v,4,_ m/s.(保留三位有效数字),第一章 运动的描述,17,第一章 运动的描述,第3节 位置变化快慢的描述速度,新课教学,【答案】(1)0.1(2)1.20,【解析】(1)每两个计数点间有5个打点间隔，所以,T,50.02 s0.1 s.,(2)打第4个计数点时的瞬时速度近似等于3、5两点间的平均速度，所以,【例,7,】某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出,A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,、,G,共7个计数点其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻