第3節(jié)位置變化快慢的描述—速度人教版（2019）物理（必修第一冊）第一章運(yùn)動(dòng)的描述——身正心定閎中博學(xué)——學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解速度的概念，知道速度是描述物體位置變化快慢的物理量；2.理解平均速度和瞬時(shí)速度的概念；3.會(huì)運(yùn)用速度求解實(shí)際問題。復(fù)習(xí)回顧1．時(shí)刻：時(shí)間軸上的一點(diǎn)3．位移：從初位置指向末位置的有向線段

路程：物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度2．時(shí)間間隔：時(shí)間軸上的一段4．矢量：有大小和方向的物理量

標(biāo)量：只有大小沒有方向的物理量5．直線運(yùn)動(dòng)的位移：初、末位置可以用位置坐標(biāo)x1、x2表示

位移大小為：Δx＝x2－x1

復(fù)習(xí)回顧6．位移—時(shí)間圖像：把物體運(yùn)動(dòng)的初始位置作為原點(diǎn)，位置等于位移大小7．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

電源頻率是50Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)。課堂引入2021年8月1日，東京奧運(yùn)會(huì)半決賽中，32歲的短跑老將蘇炳添以9.83秒的成績闖入決賽，并打破了亞洲紀(jì)錄，成為了世界上跑得最快的亞洲人。課堂引入老蘇很厲害，但是短跑我還是無敵的。你認(rèn)為蘇炳添和博爾特誰跑得快？課堂引入生活和科學(xué)研究中經(jīng)常需要知道物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向，你還記得初中是怎樣描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的嗎?運(yùn)動(dòng)員在比賽中的不同時(shí)段，運(yùn)動(dòng)的快慢一樣嗎？

在看百米賽跑的時(shí)候，我們常說“這個(gè)人跑的真快”，我們又是根據(jù)什么來說的呢？一、速度有兩輛汽車同時(shí)從圖書大廈出發(fā)，紅車按方案1行駛，黑車按方案2行駛，如果兩車均用時(shí)27分鐘，如果利用初中所學(xué)的知識來分析，兩者的“速度”相同嗎？假如紅車從紫竹橋行駛到蘇州橋，與藍(lán)車從聯(lián)想橋行駛到蘇州橋的路程相同，時(shí)間相同，它們的運(yùn)動(dòng)情況相同嗎？它們位置變化的快慢相同嗎？四通橋聯(lián)想橋薊門橋官園橋我們研究物體運(yùn)動(dòng)的快慢，很多時(shí)候要研究物體的位置隨時(shí)間變化的快慢，此時(shí)應(yīng)如何定義速度呢？一、速度翻閱教材P21，找出：（時(shí)間3min）（1）速度的物理意義（2）速度的定義（3）速度的表達(dá)式（4）速度的單位一、速度

2.速度的矢量性(1)速度既有大小,又有方向,是矢量,方向與Δx的方向相同。(2)在一維坐標(biāo)系中,速度方向可用帶正、負(fù)號的數(shù)值表示,正號表示與規(guī)定的正方向相同,負(fù)號表示與規(guī)定的正方向相反。一、速度

一、速度【例1】(多選)甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上做勻速運(yùn)動(dòng),取向右為正方向,甲的速度為2m/s,乙的速度為-4m/s,則可知A.乙的速度大于甲的速度B.因?yàn)?2>-4,所以甲的速度大于乙的速度C.這里正、負(fù)號的物理意義是表示質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向D.若甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā),則10s后甲、乙相距60mACD

平均速率平均速度3.速度的定義式描述的△t內(nèi)運(yùn)動(dòng)快慢的平均效果。物體運(yùn)動(dòng)的要點(diǎn)在于位置的變化，位移比路程更能反映位置的變化。且運(yùn)動(dòng)具有方向性，初中沒有考慮，不能全面反映運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，兩者大小才相等。一、速度二、平均速度和瞬時(shí)速度1.觀察上面三幅截圖，我們說取得冠軍的運(yùn)動(dòng)員跑的快，那么這位運(yùn)動(dòng)員在100m全程中的每個(gè)位置跑的都是最快的嗎？2.對運(yùn)動(dòng)員的速度，我們應(yīng)該怎樣理解才更為準(zhǔn)確？二、平均速度和瞬時(shí)速度1.平均速度(3)物理意義：粗略地描述物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均快慢程度。(1)定義：位移與發(fā)生這個(gè)位移所用時(shí)間的比值，叫做物體在這段時(shí)間（或這段位移）內(nèi)的平均速度。(2)公式：(4)方向：與某段時(shí)間內(nèi)位移的方向一致。(5)注意：計(jì)算物體的平均速度時(shí)必須指明物體是在哪段時(shí)間內(nèi)或哪段位移上的平均速度。二、平均速度和瞬時(shí)速度1.平均速度描述物體在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度及方向。那么，怎樣描述物體在某一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的快慢和方向呢？用全程的平均速度描述壓線瞬間的速度準(zhǔn)確嗎？0.1S、0.01S呢？如果用最后2S時(shí)間內(nèi)的平均速度呢？如果用最后1S時(shí)間內(nèi)的平均速度呢？二、平均速度和瞬時(shí)速度(1)定義：運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻（或某一位置）的速度，叫做瞬時(shí)速度。(2)物理意義：精確地描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢。當(dāng)△t

非常非常小，

就可以看做某時(shí)刻（或某位置）的瞬時(shí)速度。(3)方向：這一時(shí)刻物體的運(yùn)動(dòng)方向。2.瞬時(shí)速度極限思想短跑光感攝影機(jī)捕捉冠軍相北京奧運(yùn)會(huì)百米賽場上，牙買加人博爾特刷新了世界紀(jì)錄，隨后，一張運(yùn)動(dòng)員沖刺圖展現(xiàn)在電視屏幕上，圖片上的根根縱線標(biāo)明，牙買加“飛人”博爾特沖過終點(diǎn)的時(shí)間是9.69s。這張百米跑選手撞線圖是由每秒可拍2000多張照片的光感應(yīng)攝影機(jī)捕捉到的。這種光感應(yīng)攝影機(jī)系統(tǒng)是時(shí)間檢測器與計(jì)時(shí)碼表的集合體。當(dāng)選手沖過終點(diǎn)線時(shí)，該系統(tǒng)每秒可拍2000多幅高清照片，且每張都能顯示相應(yīng)時(shí)間。即使所有選手幾乎同時(shí)撞線，也能很快判斷出誰是“飛人”。光感應(yīng)攝影機(jī)二、平均速度和瞬時(shí)速度二、平均速度和瞬時(shí)速度3.平均速度與瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系平均速度瞬時(shí)速度區(qū)別反映一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度和方向精確描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢及方向?qū)?yīng)一段時(shí)間(位移)，是過程量對應(yīng)某一時(shí)刻(位置)，是狀態(tài)量方向與位移的方向相同，與運(yùn)動(dòng)方向不一定相同方向就是該時(shí)刻物體的運(yùn)動(dòng)方向，不一定與位移方向相同共同點(diǎn)都是矢量，單位都是m/s聯(lián)系瞬時(shí)速度就是平均速度在時(shí)間趨于零時(shí)的極限值二、平均速度和瞬時(shí)速度4.速率

瞬時(shí)速度的大小通常叫作速率。汽車儀表盤上的示數(shù)實(shí)際上指的就是汽車的速率。

平均速度的大小不能叫作平均速率。

平均速率:物體通過的路程與通過這一路程所用時(shí)間的比叫作平均速率,在一般情況下平均速率并不等于平均速度的大小。

我們?nèi)粘Ｉ钪姓f到的“速度”可能指“平均速度”、“瞬時(shí)速度”、“速率”要根據(jù)上下文判斷。二、平均速度和瞬時(shí)速度【例2】如圖所示，交警利用測速儀對市內(nèi)道路上正常行駛的車輛進(jìn)行測速，測速儀上顯示的數(shù)值是“38”，交警的目的是測汽車的哪一個(gè)物理量（）瞬時(shí)速度，單位km/h平均速度，單位m/s瞬時(shí)速度，單位m/s平均速度，單位km/hB三、測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度回顧：怎樣選取和測量紙帶上的點(diǎn)？讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀的毫米的下一位0123456計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)時(shí)點(diǎn)

三、測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)原理：用手拉通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，紙帶運(yùn)動(dòng)確定時(shí)間內(nèi)的位移就會(huì)被記錄下來，由此我們就可以計(jì)算紙帶的速度。實(shí)驗(yàn)器材：電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器），學(xué)生電源，紙帶，刻度尺，復(fù)寫紙，導(dǎo)線，坐標(biāo)紙等。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）固定好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（2）穿過紙帶（3）啟動(dòng)電源，拉動(dòng)紙帶，隨后立即關(guān)閉電源三、測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度數(shù)據(jù)處理：（1）在紙帶上選取一點(diǎn)為起始點(diǎn)0，后面每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別用數(shù)字1，2，3……標(biāo)出這些點(diǎn)；（2）測量每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)0的距離x，記錄數(shù)據(jù)（3）計(jì)算兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移Δx

，同時(shí)記錄對應(yīng)時(shí)間Δt

；（4）計(jì)算兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度，記錄數(shù)據(jù)。三、測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度1.測量平均速度(1)實(shí)驗(yàn)思路：①用手拉通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)確定時(shí)間內(nèi)的位移信息就被記錄下來。②測出紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移Δx和所用的時(shí)間Δt，就可以算出平均速度。三、測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度2.測量瞬時(shí)速度(1)實(shí)驗(yàn)思路：①如果不要求很精確，用這個(gè)平均速度粗略地代表某個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，也未嘗不可。②如果要求更為精確，可以把包含某個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)在內(nèi)的間隔取得小一些，那么時(shí)間Δt就會(huì)變短，用兩點(diǎn)間的位移Δx和時(shí)間Δt算出的平均速度代表紙帶在該計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，就會(huì)精確一些。三、測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度E點(diǎn)的瞬時(shí)速度如何測量？測離E點(diǎn)較近的D、F兩點(diǎn)位移Δx，算出的平均速度越接近E點(diǎn)的瞬時(shí)速度。但D、F兩點(diǎn)間距離過小，測量誤差會(huì)增大，實(shí)際要根據(jù)需要及所用儀器的情況綜合考慮。2.測量瞬時(shí)速度三、測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度四、速度—時(shí)間圖像1.圖像繪制(1)以時(shí)間t為橫軸，速度v為縱軸建立平面直角坐標(biāo)系；(2)根據(jù)自己算出的是手拉紙帶的v、t，數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)；(3)用一條平滑的曲線描出這些點(diǎn)，曲線所反映的情況就是速度v隨時(shí)間t變化的情況。四、速度—時(shí)間圖像2.速度時(shí)間圖像的物理意義：直觀地反映了速度隨時(shí)間變化的情況。3.注意：①速度時(shí)間圖像并不表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，且只能描述直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樵谒俣葧r(shí)間圖像中速度只有正、負(fù)兩個(gè)方向。

②圖線在t軸上方速度方向?yàn)檎?，圖線在t軸下方速度方向?yàn)樨?fù)。四、速度—時(shí)間圖像勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖像(1)圖像特點(diǎn):平行于時(shí)間t軸的一條直線.(2)圖像的作用:可以直接找出速度;可以利用圖象與坐標(biāo)軸圍成的“面積”求出某段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移.t0vt/sv(m.s-1)oAB1234-13-2-3-4-5如圖所示為一個(gè)物體沿某一條直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像,至少從以下三個(gè)方面分別說明它的速度是怎樣變化的?(1)物體是從靜止開始運(yùn)動(dòng)還是具有一定的初速度?物體在第2s末的速度大小為多少?物體從靜止開始運(yùn)動(dòng);第2s末的速度大小為10m/s。(2)物體的速度大小變化嗎?物體是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)?變化。0~1s是加速運(yùn)動(dòng),1~3s是勻速運(yùn)動(dòng),3~4s是減速運(yùn)動(dòng),4~5s是反向加速運(yùn)動(dòng)。四、速度—時(shí)間圖像1.由v-t圖像直接讀出任一時(shí)刻所對應(yīng)的速度。2.可以從v-t圖像上直接判斷速度的方向;圖像位于t軸上方,表示物體向正方向運(yùn)動(dòng);圖像位于t軸下方,表示物體向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。3.如圖所示,v-t圖像中兩條圖線的交點(diǎn)表示兩個(gè)物體在該時(shí)刻具有相同的速度。注意:v-t圖像只能表示直線運(yùn)動(dòng),速度有正、負(fù)兩個(gè)方向。四、速度—時(shí)間圖像【例3】(多選)做直線運(yùn)動(dòng)的物體,其v-t圖像如圖所示,下列判斷正確的是A.物體在1s末改變運(yùn)動(dòng)方向B.物體在前