1、物 理 必修 人教版新课标导学第一章 运动的描述 3 运动快慢的描述速度理解速度的概念，掌握它的意义、单位及矢量性理解平均速度、瞬时速度的概念，会计算平均速度知道速度和速率以及它们的区别1 课前预习 2 课内探究 3 素养提升 4 课堂达标 5 课时作业 课 前 预 习 1坐标变化量：物体沿直线运动，沿着所在直线建立直线坐标系(x轴)。则物体的坐标变化量x_。2位移的表示：物体沿直线运动时，物体的位移可以通过坐标量的变化表示，即x_，如图甲所示。其中，x的大小表示位移的_，x的正负表示位移的_。3时间的变化量：在时间轴上，时间的变化量用t表示，t_，如图乙所示。坐标与坐标的变化量x2x1 x2
2、x1 大小方向t2t1 1定义：速度v等于位移和发生这段位移所用_的比值。2定义式：v_ 3单位：国际单位制中是_(m/s或ms1)，常用单位还有千米每小时(km/h)、厘米每秒(cm/s)等。4物理意义：速度是表示物体_的物理量，速度越大，表示物体运动的_，其位置变化也_。5矢量性：速度是矢量，不但有大小，而且也有_，速度的方向就是物体_的方向。速度时间xt米每秒运动快慢越快越快方向运动平均速度和瞬时速度1平均速度(1)定义：在变速直线运动中，位移 x 跟发生这段位移所用_的比值叫作变速直线运动的平均速度。(2)公式：v _。(3)物理意义：_地描述物体运动的快慢。时间t xt粗略2瞬时速度
3、(1)定义：物体在某一_(或经过某一_)的速度叫作瞬时速度。(2)物理意义：_地描述物体运动的快慢。(3)瞬时速度和平均速度的关系：如果时间 t_时，就可以认为平均速度 vxt表示的是物体在_的瞬时速度。(4)初中学到的匀速直线运动，就是瞬时速度_的运动。时刻位置精确非常小t时刻保持不变 1速率：瞬时速度的_叫作速率，是标量，只有大小，没有方向。2平均速率：物体通过的_与通过这一路程所用时间的比值，在一般情况下平均速率并不等于平均速度的大小。速率和平均速率大小路程 判一判(1)建立直线坐标系时，一定要规定运动方向为正方向。()(2)时间变化量一定为正值。()(3)速度在数值上等于单位时间内通过
4、的路程。()(4)两物体的速度分别是v12m/s，v23m/s，则它们的大小关系为v1v2。()(5)物体的瞬时速度总为零，则平均速度一定为零。()(6)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态。()解析：红线表示禁止，内部的100是表示100km/h，即该段路上瞬时速度不能超过100km/h，故A、C、D错误，B正确。选一选(江苏省徐州市 20172018 学年高一上学期期中)近几年我省高速公路发展迅猛，高速公路已通过所有县市，在高速公路上，可以看到这样一块标志牌，标志牌上圈一个数字，如图所示，该数字表示 导学号 1321411()A驶入此段高速公路的汽车平均速度不得超过 100km/hB
5、驶入此段高速公路的汽车瞬时速度不得超过 100km/hC驶入此段高速公路的汽车平均速度不得超过 100m/sD驶入高速公路的汽车经过这块标志牌时速度不得超过 100m/sB 想一想在日常生活中，人们常把物体运动的路程与运动时间的比值定义为物体运动的平均速率。某同学假日乘汽车到南京观光，在公路上两次看到路牌和手表如图所示，则该同学乘坐的汽车在该段时间内行驶的平均速率是多少呢？导学号 1321411答案：60km/h。解析：20min13h，故平均速率 vxt2013km/h60km/h。课 内 探 究探究一 对速度的理解 (1)如图甲，30min内自行车行驶了8km、汽车行驶了50km，应该如何
6、比较它们运动的快慢呢？(2)如图乙，百米赛跑，优秀运动员跑10s，而某同学跑13.5s，应该如何比较他们运动的快慢呢？提示：(1)相同时间内通过位移大的运动的快。(2)相同的位移所用时间短的运动的快。1对速度的理解(1)这里的速度指运动物体的位移与所用时间的比值，而不再是初中所学的路程与时间的比值。(2)两种速度的定义并不矛盾，因为初中只研究匀速直线运动，不注重运动方向，路程即位移大小。2对定义式 vxt的理解(1)公式 vxt中的 x 是物体运动的位移，不是路程。(2)vxt是速度的定义式，不是决定式，不能认为 v 与位移成正比、与时间成反比。3速度是矢量(1)速度既有大小，又有方向，是矢量
7、。瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向。(2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同。4路程与速度的关系(1)物体在某一阶段的路程为零时，物体的速度一定为零。(2)物体在某一阶段的路程不为零时，由于位移可能为零，也可能不为零，所以物体的速度可能为零，也可能不为零。特别提醒：(1)分析物体的运动速度时，既要计算速度的大小，又要确定速度的方向，不可只关注速度的大小。(2)初中的速度概念实际是物体路程与相应时间的比值，既平均速率，与高中的速度概念是不同的。一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动。司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道
8、，于是鸣笛，5s 后听到回声；听到回声后又行驶10s 司机第二次鸣笛，3s 后听到回声。请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度，看客车是否超速行驶，以便提醒司机安全行驶。已知此高速公路的最高限速为 110km/h，声音在空中的传播速度为 340m/s。导学号 1321411 解题指导：(1)听到第一次回声和第二次回声时，客车距隧道的距离分别多远？(2)客车行驶的距离与声音传播的距离间存在怎样的关系？解析：设客车行驶速度为 v1，声速为 v2，客车第一次鸣笛时客车离悬崖的距离为 L。由题意可知，在第一次鸣笛到听到回声的过程中，应有 2Lv15v25；当客车第二次鸣笛时，客车距离悬崖的距离为 L
9、Lv115，同理有 2Lv13v23，即 2(Lv115)v13v23，解得 v1v21424.3m/s87.5km/h，小于 110km/h，故客车未超速。答案：87.5km/h，未超速 解析：因为速度是矢量，所以其正、负号表示物体的运动方向，选项C正确。速率是标量，等于速度的大小，甲、乙的速率分别为2m/s、4m/s，故选项A正确，选项B错误；甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，10s后的距离等于两者位移之和，计算可得选项D正确。对点训练 1(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为 2m/s，乙质点的速度为4m/s，则可知 导学号 1321411()A乙质点
10、的速率大于甲质点的速率B因为 24，所以甲质点的速率大于乙质点的速率C这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D若甲、乙两质点同时由同一点出发，则 10s 后甲、乙两质点相距 60mACD 一辆汽车沿直线行驶，从出发地到目的地用时1.5h，行程90km，所以它的速度为60km/h。某时刻，它的速度计显示为100km/h。探究二 平均速度、瞬时速度、平均速率的区别与联系 请思考：(1)上面提到的两个速度为什么会不同？有什么区别？(2)若汽车的行驶路线不是直线，从出发地到目的地用时 1.5h，行程 90km，v90km1.5h 60km/h吗？此时的 60km/h 有什么意义？提示：(1)60km
11、/h是平均速度，反映一段时间内汽车运动的快慢；100km/h是瞬时速度，描述汽车在某一时刻的速度大小。(2)此时描述的是汽车在这段时间内的平均速率。1平均速度与瞬时速度的区别与联系项目比较平均速度瞬时速度物理意义反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，与一段位移或一段时间相对应精确描述物体运动的快慢及方向，与某一时刻、某一位置相对应区别大小由公式 v xt求出vxt(t 极小)项目比较平均速度瞬时速度区别方向与该段过程的位移方向相同，与运动方向不一定相同该状态物体运动的方向联系(1)瞬时速度总为零时，平均速度一定为零；平均速度为零时，瞬时速度不一定为零(2)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相
12、等(3)当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速度就等于瞬时速度 2平均速度与平均速率的区别与联系平均速度平均速率定义平均速度位移时间平均速率路程时间标矢性矢量，有方向标量，无方向都粗略地表示物体运动的快慢单位相同，在国际单位制中，单位是米每秒，符号是 m/s联系平均速度的大小一般小于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率。但此时也不能说平均速度就是平均速率 特别提醒：(1)我们平时所说的速度有时指平均速度，有时指瞬时速度，应根据前后文判断。(2)在变速直线运动中，不同时间(或不同位移)内的平均速度一般不相同，因此，求出的平均速度必须指明是哪段时间(或哪段位移)内的平
13、均速度。(多选)下列说法中正确的是 导学号 1321411()A平均速率是平均速度的大小B瞬时速率是瞬时速度的大小C瞬时速率是指较短时间内的平均速度D对于匀速直线运动，平均速度与瞬时速度相等BD 解题指导：(1)瞬时速度对应 某一时刻或某个位置。(2)平均速度对应 某段位移或某段时间。解析：瞬时速度是指物体在某一位置(或某一时刻)的速度，即 vxt，当 t趋近于零时的速度值。由于 t 趋近于零时，x 已足够小，无论运动的轨迹是直线还是曲线，位移的大小与路程几乎无差别，因而瞬时速率是指瞬时速度的大小。值得注意的是，t 趋近于零，不能认为是较短时间。对于匀速直线运动，因为速度的大小、方向始终不变，
14、所以平均速度与瞬时速度相等。对点训练 2(多选)(山东省临朐一中 20162017 学年高一上学期月考)“枫叶落秋风，片片枫叶转。”离地 10m 的枫树树梢上一片枫叶在萧瑟的秋风中颤抖着飘落到地面，完成了它最后叶落归根的使命，如图所示，若枫叶下落时间为 5s，则下列论述中正确的是 导学号 1321411()A枫叶下落过程中的平均速度一定是 2m/sB枫叶下落过程中的平均速度可能大于 2m/sC枫叶刚着地时的瞬时速度一定等于 2m/sD枫叶刚着地时的瞬时速度可能等于 1m/sBD 解析：枫叶在秋风的吹动下通常不会沿直线下落到地面，也就是说枫叶的位移大小大于 10m，由于枫叶的下落时间为 5s，由
15、平均速度的定义式 vst可知，A 项错误，B 项正确；而枫叶的“飘落”是难以确定的变速运动，它运动的速度常常会时大时小，变幻莫测，故 C 项错误，D 项正确。素 养 提 升求平均速度时常见的两种错误错误一：认为平均速度就等于速度的平均值，即 v v1v22(v1、v2 分别是物体的初、末速度)。实际上这个式子对于极个别的运动适用，但对于一般的直线运动和曲线运动是不适用的。错误二：认为平均速度大小等于平均速率。在计算平均速度时，用路程与时间的比值去求解。而实际上平均速度必须依据其定义用位移与时间的比值去求解，并且必须强调针对的是哪段位移(或哪段时间)。某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶，再从坡顶到
16、坡底往返一次，已知上坡时的平均速度大小为 4m/s，下坡时的平均速度大小为 6m/s，则此人往返一次的平均速度大小是 导学号 1321411()A10m/s B5m/s C4.8m/s D0D 易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：易错选项错误原因A不理解速度的定义，直接将前后两速度相加B误认为总平均速度为前后两速度的平均值，即 vv1v225m/sC误认为平均速度大小等于平均速率，即等于路程与时间的比值，即 v2ssv1 sv2 2v1v2v1v24.8m/s正确解答：此人沿斜坡往返一次的位移为 0，由平均速度的定义式 vxt可知，此人往返一次的平均速度大小是 0，故 D 正确。课 堂 达 标课 时 作 业