高中物理 運動的描述3 速度精講精練.doc

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第三講 速度精講精練 物理核心素養(yǎng) （一）物理觀念 1.理解速度的概念，領會其矢量性，知道速度的方向就是運動的方向 2.理解平均速度。瞬時速度的概念，并且進行相應的計算 3.區(qū)別平均速度和瞬時速度 4.區(qū)別速度和速率，區(qū)別平均速度和平均速率 （二）科學思維、科學探究 1.通過平均速度的學習，體會等效思想 2.通過瞬時速度的學習，初步體會取極限的思想方法 （三）科學態(tài)度與責任 1.通過相關概念的講解，是學生體會到物理作為一門科學的嚴謹性。培養(yǎng)學生嚴謹態(tài)度，實事求是的生活態(tài)度 2.通過對瞬時速度的學習，使學生體會到物理作為一門科學的極限思想。同時使學生認識到，通過取極限，人類是可以了解到變化莫測的自然的，激發(fā)學生學習物理的熱情。 學習重點： 教學重點及其教學策略：重點：速度、平均速度與瞬時速度的概念及其區(qū)別 學習難點： 怎樣由平均速度引出瞬時速度；平均速度、速度的“初中” 教學策略：通過數(shù)學上微元法的思想來推導和加深學生的理解，同時可以為后面的類似的問題埋下伏筆 知識點梳理： 一、坐標與坐標的變化量 1.直線坐標系：直線坐標軸上每一點的數(shù)值表示該點的坐標，兩個坐標的差值表示坐標的變化量，不同含義的坐標軸上坐標的變化量具有不同的物理意義。 2.位移：物體沿直線運動，以這條直線為x坐標軸，則位移用坐標的變化量表示，即Δl＝Δx＝x2－x1。Δx的大小表示位移的大小，Δx的正負表示位移的方向，如圖甲。 3.時間：在時間軸上坐標變化量表示時間，即Δt＝t2－t1，如圖乙。 二、速度 1.物理意義：表示物體運動的快慢。 2.定義：位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值。 3.定義式：v＝ 4.單位：國際單位制單位：米每秒，m/s或ms－1。常用單位：千米每小時(km/h或kmh－1)、厘米每秒(cm/s或cms－1)等。 5.矢量性：速度既有大小又有方向，是矢量。 (1)大?。涸跀?shù)值上等于單位時間內(nèi)物體位移的大小。 (2)方向：就是物體運動的方向。 三、平均速度和瞬時速度 1.平均速度：描述物體在一段時間內(nèi)運動的平均快慢程度，只能粗略描述物體運動的快慢。 2.瞬時速度：描述物體在某一時刻運動的快慢，可以精確描述物體運動的快慢。 3.速率：瞬時速度的大小。 核心突破： 一、對速度的理解 1.定義式v＝的理解 (1)公式v＝中的Δx是物體運動的位移，不是路程。 (2)v＝是速度的定義式，不是決定式，不能認為v與位移成正比、與時間成反比。 2.速度是矢量的理解 (1)速度既有大小，又有方向，是矢量。瞬時速度的方向就是物體此時刻的運動方向。 (2)比較兩個速度是否相同時，既要比較其大小是否相等，又要比較其方向是否相同。 [例1] (多選)甲地與乙地正好位于一段筆直的公路旁邊，汽車以36 km/h的速度從甲地運動到乙地用了2 h，汽車從乙地返回甲地的過程中速度大小保持不變，用了2.5 h回到甲地，那么汽車返回時的速度為(　　) 圖2 A.－8 m/s B.8 m/s C.－28.8 km/h D.28.8 km/h 解析　汽車從甲地到乙地的速度為36 km/h，為正值，隱含著從甲地到乙地的方向為正，所以返回時速度為負值，B、D錯誤；甲、乙兩地距離為：362 km＝72 km，所以返回時的速度為＝－28.8 km/h＝－8 m/s，A、C正確。 答案　AC [針對訓練1] (多選)以下說法正確的是(　　) A.物體運動的位移越大，其速度一定越大 B.物體運動的時間越短，其速度一定越大 C.速度是表示物體運動快慢的物理量 D.做勻速直線運動的物體，其位移跟時間的比值是一個恒量 解析　速度大小不僅與位移有關，還與時間有關，A、B不正確，C、D正確。 答案　CD 二、平均速度和瞬時速度 1.平均速度和瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系 　　　物理量 比較項目 平均速度 瞬時速度 區(qū) 別 對應關系 與一段時間或一段位移對應 與某一時刻或某一位置對應 物理意義 粗略地描述做變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)或某段位移上的平均快慢程度 精確地描述做變速直線運動的物體在某時刻或某位置時的快慢程度 方向 與所對應時間內(nèi)位移方向相同 物體在該時刻的運動方向 聯(lián)系 (1)在公式v＝中，Δt→0時，平均速度即為瞬時速度 (2)勻速直線運動中，任意一段時間內(nèi)的平均速度等于任意時刻的瞬時速度 2.平均速度和平均速率的區(qū)別與聯(lián)系 平均速度 平均速率 區(qū) 別 定義 平均速度＝ 平均速率＝ 標矢性 矢量 標量 物理意義 粗略表征物體位置變化的快慢 粗略表征物體運動的快慢 聯(lián) 系 都是描述物體運動情況的物理量 單位相同 表達式都可寫成＝的形式，但注意“x”的意義不同 平均速度的大小不大于平均速率，只有在單向直線運動中，當位移的大小等于路程時，平均速度的大小才等于平均速率 [例2] 如圖3所示，為某同學下課后到食堂吃飯的路線圖，他從教室先到水房打了一壺水，然后再到食常吃飯。他從教室到水房的時間為100 s，打水的時間為60 s，從水房到食堂的時間為40 s。若教室到水房的距離為100 m，水房到食堂的距離為40 m，那么 圖3 (1)整個過程該同學從教室到食堂的平均速度為多少？ (2)整個過程該同學從教室到食堂的平均速率為多少？ 思路探究 解析　(1)從教室到食堂的總位移大小為x＝x1－x2＝100 m－40 m＝60 m，總時間為t＝100 s＋60 s＋40 s＝200 s，所以平均速度大小是v＝＝0.3 m/s。 (2)整個過程該同學從教室到食堂的路程為s＝x1＋x2＝100 m＋40 m＝140 m，時間為t′＝100 s＋60 s＋40 s＝200 s，平均速率v′＝＝0.7 m/s。 答案　(1)0.3 m/s　(2)0.7 m/s [針對訓練2] (多選)牙買加選手博爾特是公認的世界飛人，在某屆奧運會中他在男子100 m決賽和男子200 m決賽中分別以9.69 s和19.30 s的成績破兩項世界紀錄，獲得兩枚金牌。關于他在這兩次決賽中的運動情況，下列說法正確的是(　　) A.200 m決賽中的位移是100 m決賽的兩倍 B.100 m決賽中的平均速度約為10.32 m/s C.200 m決賽中的平均速度約為10.36 m/s D.200 m決賽中的平均速率約為10.36 m/s 解析　200 m決賽中的軌跡為曲線，100 m決賽的軌跡為直線，由此可知200 m決賽中的位移不是100 m決賽的兩倍，A錯誤；平均速度等于位移與時間的比值，可知B正確；平均速率為路程與時間的比值，所以200 m決賽中的平均速率約為10.36 m/s，C錯誤，D正確。 答案　BD 方法總結(jié)： 理解高中階段對速度的定義，位移比時間，它與初中時對速度的理解不同。路程比時間稱為平均速度。理解用平均速度取極限的思想，時間取的無限小時，平均速度就表示該時刻的瞬時速度。平均速度的方向與位移方向相同，瞬時速度的方向就是物體運動的方向。