高一物理《運動快慢的描述 速度》教案

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111 河北省唐山市遷西縣新集中學高一物理《運動快慢的描述 速度》教案 一、目的要求 1、理解速度的概念 （1）知道速度是表示物體運動快慢和方向的物理量； （2）明確速度的意義、公式、符號和單位； （3）知道速度是矢量. 2、理解平均速度和瞬時速度的概念，明確瞬時速率，知道速率和速度的區(qū)別. 3、初步運用極限思維方法理解瞬時速度. 二、重點難點 重點：速度概念。 難點：對瞬時速度的理解。 三、教學過程： 1、多媒體演示不同物體的運動，引出速度概念 百米競賽 汽車的運動 火箭的運動 2、速度：速度是表示物體運動快慢的物理量，它等于位移s與發(fā)生這段位移所用時間t的比值，用v表示速度，則有 v=s/t 單位：m/s 速度不但有大小，而且有方向，是矢量，速度的方向跟運動的方向相同. 3、平均速度 （1）在勻速直線運動中，物體運動的快慢程度不變，位移s跟 發(fā)生這段位移所用的時間t成正比，即速度v恒定. （2）在變速直線運動中，物體在相等的時間里位移不相等，比值s/t不恒定. （3）平均速度：在變速直線運動中，位移s跟發(fā)生這段位移所用時間t的比值叫做這段時間的平均速度，用 v- 表示，有 V v- =s/t 顯然，平均速度只能粗略描述做變速直線運動物體運動的快慢. 平均速度與時間間隔t（或位移s）的選取有關，不同時間t（或不同位移s）內的平均速度一般是 不同的. 例題1：下邊是京九鐵路北京西至深圳某一車次運行的時刻表，設火車在表中路段做直線運動，且在每一個車站都準點開出，準點到達. a.火車由北京西站開出直至到達霸州車站，運動的平均速度是多大？ b.火車由霸州車站開出直至到達衡水車站，運動的平均速度是多大？S c.在零時10分這一時刻，火車的瞬時速度是多大？ 北京西 ↓ 深圳 自 北京西 起公里 站名 北京西 ↑ 深圳 22:18 0 北京西 - 6:35 23:30 32 92 霸州 22 5:20 0:08 11 147 任丘 39 4:36 1:39 45 274 衡水 10 3:04 … … … … 解：a.北京西→霸州 位移s=92km 時間t=23:30-22:18=72min=1.2h ∴ v- =s/t=92/1.2=76.67km/h b. 霸州→衡水 位移s=274-92=182km 時間t=1:39-23:32=2:07min=2.12h ∴ v- =s/t=182/2.12=85.85km/h c. 在零時10分這一時刻，火車的瞬時速度為零。 例題2.物體沿直線AC作變速運動,B是AC的中點,在AB段的平均速度為60m/s,在BC段的平均速度為40m/s,那么在AC段的平均速度為多少? 解:設AC段位移為s,那么 通過AB段經(jīng)歷的時間t1=(1/2)s/ v- 1=s/120 s 通過BC段經(jīng)歷的時間t2=(1/2)s/ v- 2=s/80 s 總時間t=t1+t2=(s/120+s/80) s 在AC段的平均速度 v- =s/t=s/(s/120+s/80)=48m/s 本題的解答過程告訴我們,求平均速度應嚴格依據(jù)定義進行,不能無根據(jù)任意發(fā)揮.(比方說用v- =(v- 1+v- 2)/2 ) 4．瞬時速度、瞬時速率 運動物體在某一時刻（或某一位置）的速度，叫瞬時速度.瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率. 為什么要研究瞬時速度？（學生討論） 因為平均速度不能描述物體在運動過程中任一時刻（或任一位置）運動的快慢，而瞬時速度在日常生產(chǎn)，生活和現(xiàn)代科技中有廣泛的應用，例如研究飛機起飛降落時的速度，子彈離開槍口時的速度，人造衛(wèi)星入軌時的速度等. 例題3.一物體從靜止出發(fā)從某一高度向下豎直下落，它的位移大小與時間的函數(shù)關系為s=5t2(m) 求t1=2 s到t2=3 s這段時間的平均速度； 求t1=2 s到t2=2.1 s這段時間的平均速度； 求t1=2 s到t2=2.01 s這段時間的平均速度； 求t1=2 s到t2=2.001 s這段時間的平均速度. 解:由位移s與時間t的關系式s=5t2可以得到各段時間的平均速度 v- 1=s/t=5(32-22)/(3-2)=25 m/s v- 2=s/t=5(2.12-22)/(2.1-2)=20.5 m/s v- 3=s/t=5(2.012-22)/(2.01-2)=20.05 m/s v- 4=s/t=5(2.0012-22)/(2.001-2)=20.005 m/s 討論:從上面的計算,會發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?可以得到什么結論? 結論:當時間間隔取得越來越短時,物體平均速度的大小愈來愈趨近于數(shù)值20m/s，實際上, 20m/s就是物體在2s時刻的瞬時速度,它反映了物體在2s時刻運動的快慢程度.可見: 質點在某一時刻的瞬時速度,等于時間間隔趨于零時的平均速度值,用數(shù)學語言講叫瞬時速度是平均速度的極限值. (4)瞬時速度是客觀存在的.設想物體在運動過程中任一時刻沒有瞬時速度,則也可以推出在其他的任意時刻都沒有瞬時速度,這樣,又怎樣解釋物體是運動的呢? (5)瞬時速度是矢量,既有大小,也有方向,在直線運動中瞬時速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時的運動方向相同. (6)怎樣在s-t圖象中認識瞬時速度. 討論:教材第27頁第(4)題 如圖是兩個勻速直線運動的位移圖象.哪條直線所表示的運動的速度大?各是多大? 解析:根據(jù)勻速直線運動的位移公式s=vt,由于v是不變的,s與t呈正比例關系,s-t圖象是一條傾斜直線,該直線的斜率k在大小上等于勻速直線運動的速度v.顯然直線的斜率大于直線的斜率,即v2>v1 不難求出 v1=0.75m/s v2=1.5m/s 在變速直線運動s-t圖象中,某段時間內的平均速度,可用圖象在該段時間內的割線的斜率k來表示，如圖所示 在變速直線運動s-t圖象中，某時刻的瞬時速度，可用圖象上過該時刻（或該位置）對應點的切線斜率k來表示.如圖所示 k=tanα=vt (7)用正負號表示速度 如果質點做直線運動，可以先建立一維坐標軸，當質點的速度方向與坐標軸的正方向相同時，規(guī)定它為正值，而當質點的速度方向與坐標軸的方向相反時，規(guī)定它為負值，這樣，就可以用帶有正、負號的數(shù)值表示速度的大小和方向. 討論：v1=5m/s和v2=-10m/s各表示什么意思？誰的速度大？ 四、課堂小結： 　　　　　勻速直線運動：v=s/t 速度 平均速度　v- ＝s/t Δt→0 變速直線運動　　瞬時速度　v = lim (Δs/Δt) 瞬時速率 111