(完整版)芜湖一中物理竞赛内部教材第二节速度加速度.doc
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第二节 速度 加速度1.平均速度在一段时间t 内,质点的位移为∆r ,那么,位移∆r 与时间∆t 的比值叫做平均速度。
平均速度可以粗略描述一段时间内物体运动的快慢和运动方向。
trv ∆∆=平均 2.即时速度我们把t ∆趋近于零时,平均速度tr∆∆所趋近的极限值,叫做运动质点在t 时刻的即时速度(也称为瞬时速度)。
即lim t rv t ∆→∆=∆即时速度可以精确、如实地描述质点在任一时刻的邻近时间内变速直线运动的快慢,平均速度、即时速度都是矢量,具有大小和方向。
描述质点的运动,有时也采用一个叫做“速率”的物理量。
速率是标量,等于运动质点所经过的路程与经过该路程所用时间的比值,而不考虑质点运动的方向。
所以平均速率可定义为ts v =一般情况下平均速率与平均速度的大小是不相等的。
例如,在某一时间内,原点沿闭合曲线环行一周,虽然质点的位移等于零,平均速度也为零,而质点的平均速率是不等于零的。
而即时速率就是即时速度的大小,而不考虑方向。
3.加速度在变速运动中,速度改变的快慢一般是不同,为了研究速度随时间而改变的特征,物理学中引入了加速度的概念,它等于速度对时间的变化率,即va t∆=∆。
从上式求得的实际上是质点运动的平均加速度,依平均速度和瞬时速度知识可得即时加速度为limt v a t∆→∆=∆例题1.已知某质点的运动学方程为x=(t 2+4)m ,试求第1秒到第2秒这段时间内的平均速度及即时速度、加速度。
解析:平均速度为1221221212)4()4(t t t t t t x x t x v -+-+=--=∆∆= s m /31258=--=方向沿x 轴的正方向。
即时速度为220()4(4)limlimt t x t t t v tt∆→∆→∆+∆+-+==∆∆222/limt t t t tm s t∆→∆+∆==∆因此,1秒末和2秒末的速度分别为2m /s 、4m /s 。
加速度为202()22/limlimvt t v t t ta m s tt→∆→∆+∆-===∆∆点评:该题主要是练习如何运用数学中的极限来求瞬时速度和瞬时加速度,从而加深物理量对时间的变化率的理解。
高一物理速度和加速度的教案(优秀5篇)高一物理必修一速度教案怎么设计篇一物理学是一门以实验为基础的自然科学。
本节课为实验课,目的是让学生自主探究学习打点计时器的使用方法,测定物体牵引纸带的速度,并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系。
根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法,让学生用求平均速度的方法,粗略表示物体运动的瞬时速度。
教材这样处理更进一步加深了上节课对平均速度和瞬时速度概念的理解。
当然这种用平均速度代替瞬时速度的方法,在匀变速直线运动中有它的准确性,这要在下一章中学习,在此可不必要向学生介绍这种结论性的知识,以免冲淡学习重点,加重学生负担。
本节课旨在让学生学到科学实验中探究的方法,而不是注重探究的结果多么完美,所以千万不能让学生养成不尊重实验事实、拼凑实验结果的习惯。
要让学生在亲身体验描点法作图象的思想方法,向学生讲清图象的横、纵坐标,描点法,图象的物理意义。
要充分发挥学生的主观能动性,让学生积极参与。
教师要补充一些更为典型的、学生非常熟悉的、不一定是物理方面的图象,要突出图象的直观性,使学生对图象的作用有更多、更深入的了解,为本节建立物理图象来分析、寻找物体运动的规律打下基础。
高一物理速度的教案有哪些篇二高一物理《运动快慢的描述速度》教案教学目标知识目标1、理解平均速度的概念:(1)知道平均速度是粗略描述变速运动的快慢的物理量。
(2)理解平均速度的定义,知道在不同的时间内或不同的位移上的平均速度一般是不同的。
(3)会用平均速度的公式解答有关的问题。
2、理解瞬时速度的概念(1)知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量。
(2)知道瞬时速度是物体在某一时刻的速度或在某一位置时的速度。
3、理解用比值法定义物理量的方法。
能力目标培养学生自主学习的能力。
情感目标培养学生认真思考问题的习惯。
教学建议教材分析速度的定义是高中物理中一次向学生介绍用比值定义物理量的方法,教材的讲述比较详细,通过两种通俗的比较运动快慢的方法,过渡到一个统一标准,自然地给出比值法定义速度。
加速度课件高中物理一、教学内容本节课的教学内容选自高中物理教材第二章《运动的描述》第四节“加速度”。
具体内容包括:加速度的定义,加速度的物理意义,加速度的计算方法,以及加速度在实际运动中的应用。
二、教学目标1. 让学生掌握加速度的定义及其物理意义,理解加速度与速度、时间的关系。
2. 培养学生运用加速度概念解决实际问题的能力。
3. 培养学生的逻辑思维能力和团队合作精神。
三、教学难点与重点难点:加速度的计算方法,加速度与速度、时间的关系。
重点:加速度的定义,加速度的物理意义,以及加速度在实际运动中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:PPT课件,速度与加速度的关系图,实际运动视频。
2. 学具:计算器,笔记本,教材。
五、教学过程1. 导入:通过展示实际运动视频,让学生观察速度的变化,引出加速度的概念。
2. 基本概念:介绍加速度的定义,解释加速度的物理意义。
3. 理论知识:讲解加速度的计算方法,分析加速度与速度、时间的关系。
4. 例题讲解:选取典型例题,引导学生运用加速度知识解决实际问题。
5. 随堂练习:设计针对性练习题,巩固所学知识。
6. 小组讨论:分组讨论加速度在实际运动中的应用,培养学生的团队合作精神。
8. 课后作业布置:布置作业,要求学生课后巩固所学知识。
六、板书设计1. 加速度的定义2. 加速度的物理意义3. 加速度的计算方法4. 加速度与速度、时间的关系5. 实际运动中的加速度应用七、作业设计1. 作业题目:(1)计算下列各题中物体的加速度:A. 物体在2秒内从静止加速到10m/s。
B. 物体在3秒内从15m/s减速到5m/s。
(2)分析下列运动过程中加速度的变化:C. 汽车从静止开始加速,速度随时间的变化如图所示。
2. 答案:(1)A. 5m/s² B. 3.33m/s²(2)C. 加速度逐渐减小,趋于稳定。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实际运动情景引入加速度概念,让学生理解加速度的物理意义。
第一章 运动学第一节 质点运动的位移和路程1.质点运动学只是客观地描述物体的运动,它并不考虑物体运动状态改变的原因,若在所研究的问题中,物体的形状、大小可以忽略时,我们就可以把物体近似地看成是一个有同等质量的点,称为质点。
质点突出了“物体具有质量”和“物体占有的位置”这两个根本性质。
2.参照物宇宙间的一切物体卖都在永恒不停的运动中,绝对静止的物体是不存在的,因此物体在空间的位置只能相对于另一个物体来确定。
要正确地确定质点的位置及其变化,必须事先选取另外一个假定为不动的物体作为参照才有意义。
这个选来作为参照的物体,就叫做参照物。
为了能准确地、定量地来表示物体相对于参照物的位置和位置的变化,我们就需要建立一个坐标系,参照系是参照物的数学抽象,固结于参照物上的坐标系叫做参照系。
在参照物中引入坐标系,质点P 的位置就可以用坐标系中一组坐标来确定。
以直角坐标系为例,质点P 的位置可用一组直角坐标x 、y 、z 确定,如图1-1-1所示。
质点运动时,它可分别表示为时刻t 的函数()x x t =()y y t =()z z t =这就是用坐标表示的运动学方程。
如果在方程中消去t ,就可得到质点的轨道方程。
为了更简捷地表示质点的位置,人们还常引入位置矢量(简称位矢)的概念,在直角坐标系中,位矢r 定义为自坐标原点到质点位置P (x 、y 、z )所引的有向线段,故有()()()r x t i y t j z t k =++222z y x r ++=r 的方向为原点O 指向质点P 。
3、位移和路程位移是指质点运动过程中,在一段时间△t 内位置的变化,即是位矢的增量,如图1-1-2所示。
()()B A r r r r t t r t ∆=-=+∆-其中k t t z j t t y i t t x t t r )()()()(∆++∆++∆+=∆+r xi yj zk ∆=∆+∆+∆)()(t x t t x x -∆+=∆)()(t y t t y y -∆+=∆)()(t z t t z z -∆+=∆从中我们不难看出,在计算位移时,通常先求出x 轴、y 轴、z 轴三个方面向上位移的三个分量后,再按矢量合成法则求合位移。
运动的描述3速度一、运动快慢与方向的描述物理学中用速度来描述物体运动的快慢及方向.1、物理意义:反映物体位置变化快慢(运动快慢)及方向2、定义:位移与发生这段位移所用时间的比值3、公式:v=∆x/∆t=(x2−x1)/(t2−t1)4、单位:米每秒(m/s)常用的还有km/h、cm/s5、矢量性:方向与运动方向相同平均速度匀速直线运动的速度的特点:做匀速直线运动的物体任意相等时间内位移都相等。
当物体做单位时间内位移不相同的变速运动时引入平均速度的概念。
1、物理意义:粗略反映物体运动快慢及方向的物理量2、定义:位移与发生这段位移所用时间的比值3、公式:v=∆x/∆t4、单位:m/s、km/h、cm/s5、矢量性:方向与这段时间内发生的位移方向相同平均速率(初中所学的平均速度):是物体运动的路程与所用时间的比值。
v=s/t。
瞬时速度:①述运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,简称速度②在直线运动中,瞬时速度的方向与物体经过某一位置时运动方向相同。
它的大小叫瞬时速率。
在技术上通常用速度计来测瞬时速率。
③在匀速直线运动中,各时刻瞬时速度都相等,且与各段时间内的平均速度都相等。
在位移时间图象中,图线的倾斜程度表示速度的大小,斜率越大,速度越大。
斜率为正,表示速度方向与所选正方向相同,斜率为负,表示速度方向与所选正方向相反。
④在以后的叙述中,“速度”一词有时是指平均速度,有时指瞬时速度,要根据上下文判断。
问题:1.同一物体的同一段运动的平均速率的大小一定等于平均速度的大吗?2.同一物体的同一段运动的瞬时速率的大小一定等于瞬时速度的大小吗?【例一】下列关于速度和速率的说法中正确的是()A.速度是矢量,用来描述物体运动的快慢。
B.平均速度是速度的平均值,它只有大小没有方向。
C.汽车以速度v1经过某路标,子弹以速度v2从枪筒射出,两速度均为平均速度。
D.平均速度就是平均速率。
【例二】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的 s-t图。
第一章运动学
E=mC
第二节速度加速度
知识导航
1.平均速度
在一段时间t 内,质点的位移为r,那么,位移r 与时间t 的比值叫做平均速度。
平均速度可以粗略描述一段时间内物体运动的快慢和运动方向。
r
v
平均
t
2.即时速度
我们把t 趋近于零时,平均速度r
所趋近的极限值,叫做运动质点在t 时刻的即时速度(也称为瞬t
时速度)。
即
r
v lim
t0t
即时速度可以精确、如实地描述质点在任一时刻的邻近时间内变速直线运动的快慢,平均速度、即时
速度都是矢量,具有大小和方向。
描述质点的运动,有时也采用一个叫做“速率”的物理量。
速率是标量,等于运动质点所经过的路程
与经过该路程所用时间的比值,而不考虑质点运动的方向。
所以平均速率可定义为
s
v
t
一般情况下平均速率与平均速度的大小是不相等的。
例如,在某一时间内,原点沿闭合曲线环行一周,虽然质点的位移等于零,平均速度也为零,而质点的平均速率是不等于零的。
而即时速率就是即时速度的
大小,而不考虑方向。
3.加速度
在变速运动中,速度改变的快慢一般是不同,为了研究速度随时间而改变的特征,物理学中引入了加
速度的概念,它等于速度对时间的变化率,即a v。
t
从上式求得的实际上是质点运动的平均加速度,依平均速度和瞬时速度知识可得即时加速度为
a lim v
t
t 0
例题分析
第一章 运动学
E=mC
例题 1.已知某质点的运动学方程为 x=( t 2 +4) m ,试求第 1 秒到第 2 秒这段时间内的平均速度及即
时速度、加速度。
解析: 平均速度为
v
x x 2 x 1
(t 22 4) (t 12 4)
t
t 2 t 1
t 2 t 1
8
5
3m / s
2 1
方向沿 x 轴的正方向。
即时速度为
lim
x (t
t) 2 4 (t 2
4)
v
t
lim
t
t
t
lim
t0 2t t t 2 2tm / s
t
因此, 1 秒末和 2 秒末的速度分别为 2 m / s 、 4 m / s 。
加速度为
a
lim
v lim 2(t
t ) 2t 2m / s 2
vt
t
t 0
t
点评: 该题主要是练习如何运用数学中的极限来求瞬时速度和瞬时加速度,从而加深物理量对时间的 变化率的理解。
如位移对时间的变化率就是瞬时速度,速度对是时间的变化率就是加速度等。
例题 2. 蚂蚁离开巢沿直线爬行,它的速度与到蚁巢中心的距离成反比,当蚂蚁爬到距巢中心 l 1=1 m
的 A 点处时,速度是 v 1 2cm/ s ,试问蚂蚁从 A 点爬到距巢中心 l
2=2
m 的 B 点所需的时间为多少?
解法一 :蚂蚁爬行作变速运动,为了求解,可将 AB 间距拆分成很小的 n 等份,则在任一等份内蚂蚁
的运动可看成是匀速运动,但在各等份中运动的速度并不相等,将蚂蚁经过各等份所需时间加起来即是所
求的时间。
将蚁巢中心定为坐标原点
O ,OA 连线即为 x 轴正向,则坐标
x 处蚂蚁的速度可表示为
v k / x l 1v 1 / x
即
1 1 x
v
l 1 v 1
图 1-2-1
将 A 、B 连线分成 n 等份,如图 1-2-1 所示,
每份长 x (l 2
l 1 ) / n ,对应的速度为 v 1 、v 1 ′、 v 2′ v n-1 ′、 v 2,当 n 很大时,每小段运动可看成匀
速运动,由 A 到 B 所需的总时间为
T
x x
x
x
v 1 v 1 '
v 2 ' v n 1 '
x(
1
1 1
x )
第一章 运动学
E=mC
( 1
1 ) n
l 1 ( 1
1 )
l 2
l 1 v 1
v'n 1 l 2
n
2
2
v 1 v'n 1
当 n
时, v'n 1 v 2 ,则上式可变为
l 2
l
1
v v l 2
l 2
T 1
2
2
1
75s
2v 1v 2
2l 1v 1
解法二: 蚂蚊爬完每一段路程
x 所用的时间 t 为: t
x
1 x 可见,如果作
1
x 图像时,
v
v v
其中阴影区的面积恰为
t 。
又因为
1
x ,所以做出的 1 x 图像是一条 v v 时,梯形 abcd
过原点的直线, 如图 1-2-2 所示。
从图中不难看出, 当 n
的面积即为蚂蚁从 A 到 B 的时间,
1 1
)(l 2 l 1 )
(
v 2 v 1
T
2
l 22 l 12 75s
2l 1v 1
图 1-2-2
点评: 比较两种解法,显然解法二比解法一简便清晰得多,可见图像法解题在物理问题中十分有
用。
另外还需注意两种解法中都用到了分割求和的处理手法,这种方法在解决一些物理问题时是非常有效的,以后会经常遇到,学生们一定要熟练掌握。
历届赛题回访
赛题:(第一届全国中学生力学竞赛预赛试题 )地下电车站的自动扶梯在 1 分钟内可以把一个静止的
站在梯上的人送上地面。
如果自动扶梯不动,这个人沿扶梯走上地面需要 3 分钟,那么这个人沿着动的自
动扶梯走上地面需要
分钟。
解析: 设扶梯的长度是 s ,自动扶梯的速度大小为
v 1
s t 1 ,人相对扶梯的速度大小为 v 2 s t 2 ,人
v 3 v 1 s s s
在动的自动扶梯上走动时相对地面的速度大小为
v 2 ,即
t 1
,得
t 3
t 2
t 3
t 1t 2 3
min
t 1 t 2
4
第一章运动学
E=mC
导航练习二
1.一位电脑动画爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画游戏。
如图1-2-3
所示。
在一个边长为 a 的大立方体木箱的一个顶角 A 上,老鼠从猫的爪间逃出,
选择了一条最短的路线,沿着木箱的棱边奔向洞口,洞口处在方木箱的另一顶角
B 处,若老鼠在奔跑中保持速度大小v 不变,并不重复跑过任一条棱边及不再回
到 A 点。
聪明的猫也选择了一条最短的路线奔向洞口(设猫和老鼠同时从 A 点
出发),则猫奔跑的速度为多大时,猫恰好在洞口再次捉住老鼠?(答案:
v0
5 图 1-2-3
v )
3
2.在听磁带录音机的录音时发觉:带轴上带卷的半径经过时间t1 20min 减小一半。
问此后半径又
减小一半需要多少时间?(答案:5min )
3.磁带录音机的空带轴以恒定角速度转动,重新绕上磁带,绕好后带卷的末半径r末为初半径 r初的3 倍。
绕带的时间为t 。
要在相同的带轴上重新绕上带长相同、厚度为原磁带一半的薄磁带,问需要多少时
间?(答案: ( 5 1)t )
4.有两把齿距不同的梳子,其中白色的一把每厘米有 4 个齿,黑色的一把每厘米有 5 个齿。
将其重叠起来,如图 1-2-4 所示,再透过其齿间的缝隙去看亮光,则可以
看到亮段和暗段交替出现。
如果把其中的一把梳子以1cm/s 的速
度移动,问亮的部位将以多大的速度移动?(答案:5cm/s 或 4cm/s)
5. 3 个芭蕾舞演员同时从边长为l 的正三角形三顶点出发,
以相同的速率始终保持 A 朝着 B,B 朝着 C,C 朝着 A 运动。
问
经过多少时间 3 人相聚?每个演员跑了多少路程?(答案: 2l 3v ;
2l 3 )
图 1-2-4 6.一只蟑螂和两只甲虫在一水平大桌面上爬行,每只甲虫的速度都能达到 v 1cm / s。
开始时这些虫子恰位于一个等边三角形的三个顶点上。
问蟑螂应具有什么样的速度,才能在两只甲虫任意移动的情况之
下仍能保持三者分别位于一等边三角形的三个顶点上?(答案:v0 2cm / s)。