高中物理 《运动快慢的描述——速度》学案3 新人教版必修

1.3 位置变化快慢的描述——速度[学习目标]1．理解速度的概念，领会其矢量性，体会其在初中基础上的深化，知道速度的方向即物体运动的方向。

2．能在具体问题的描述中正确使用平均速度和瞬时速度的概念，并能进行相应的计算。

3．知道瞬时速度是表示某一时刻的速度，了解平均速度与瞬时速度的区别与联系。

4．知道速度与速率的区别与联系，能在生活中正确使用速度和速率。

5．知道怎样测量纸带的平均速度和瞬时速度6．能运用实验数据描绘v-t图象，并会根据画出的图象描绘物体运动速度的变化特点。

[课前预习]1．速度表示质点运动的物理量。

（1）定义：质点的位移跟发生这段位移所用时间的。

（2）定义式：v=。

（3）单位：、、等。

（4）矢量性：速度的大小用公式计算，在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体的。

2．平均速度（1）定义：在变速运动中,运动质点的位移和所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度。

（2）理解：在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同或不同内的平均速度一般不同，必须指明求出的平均速度是哪段或哪段内的平均速度。

3．瞬时速度（1）定义：运动质点在某一或某一的速度叫做瞬时速度。

（2）理解：①直线运动中，瞬时速度的方向与质点经过某一位置时的相同。

②瞬时速度与时刻或位置对应，平均速度跟或对应。

③当位移足够小或时间足够短时，认为平均速度就等于。

④在匀速直线运动中，和瞬时速度相等。

4．速率瞬时速度的叫做速率，是量。

[学习进阶]一、速度1．定义：物理学中用物体的位移跟发生这段位移所用时间的的比值称为物体的速度，通常用字母v 表示，如果在时间Δt 内物体的位移是Δx ，它的速度就可以表示为：v =ΔxΔt 。

2．速度是表示物体运动快慢物理量，也就是描述物体位置变化快慢的物理量，也表示单位时间物体发生的位移大小。

速度越大，表示物体运动越快，其位置变化也越快，其单位时间物体发生的位移越大。

3．在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s ，常用单位还有千米每小时（km/h ），厘米每秒（cm/s ），1km/h=3.6m/s ，1km/h 大于1m/s 。

v1 v 2 2
2v3v4 v3 v4
4.（１）29.4m/s（２）36.6m/s（３）０
ห้องสมุดไป่ตู้
方法二：时间△t相同，比较位移△x的大小。
方法三：位移△x和时间△t不相同，单位时间位移
的大小
知识归纳
速度
(1)定义：速度是描述物体运动快慢的物理量，它等 于位移和发生这段位移所用时间的比值。 （2）表达式： v
x t
（3）单位：国际单位制：m/s(或m•s-1 )
其它常用单位：km/h(或km•h-1 )
知识归纳 ⑴平均速度： 物体在某段时间内的位移跟发生这段位移所用时 间的比值，叫做这段位移（或这段时间）的平均速度 即v=Δx/Δt，单位是“m/s”。 矢量，其方向跟位移Δx的方向相同。 平均速度的意义在于能粗略地描述变速运动的快慢。
⑵瞬时速度： 在公式v=Δx/Δt中，如果时间Δt非常小，接近于零， 表示的是某一瞬时，这时的速度称为瞬时速度。 瞬时速度对应某一瞬间，或者说某一时刻，某一位置， 即：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度。瞬时速度的 方向是此刻物体的运动方向。
瞬时速度
2、物理意义：精确描述物体的运动。 3、矢量性：方向与物体经过某一位置的运动方向相同。 4、大小 ：叫瞬时速率，简称速率。
课后作业
巩固、总结、完善NO.３。
高质量做好课后限时训练。 完成第四节预习案。
对照答案，自主订正
NO.3课后限时训练答案
１.A
2.（１）9.46x1015（２）1.33x108s 3.
对照答案，自主订正
NO.3预习答案
一、1. 10m,30m，20m 2.沿x轴正方向运动
３.负值
二、比较相等时间内的位移；比较相等位移上所 用的时间

第三节运动快慢的描述—速度【教学目标】1．理解平均速度概念；知道平均速度是粗略地描述变速运动快慢的物理量。

理解平均速度的定义式，并会用平均速度的公式解答有关问题。

2．知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量。

知道瞬时速度是物体在某一时刻或(通过某一位置)的速度；知道瞬时速度与平均速度的区别和联系。

知道速度和速率以及它们的区别。

3.理解什么是速度－时间图象（v-t图象），知道如何用图象表示速度和时间的关系.4.通过实例学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度。

【重点难点】重点：1.速度.瞬时速度.平均速度三个概念，及三个概念之间的联系。

2.根据测量数据画物体运动的v-t图象。

难点：1.对瞬时速度的理解。

.瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的．2.对图象物理意义的理解和应用。

【核心素养发展】核心知识1.了解如何描述运动的快慢和方向。

知道速度的意义、公式、符号、单位。

2.能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。

知道速度和速率的区别。

3.理解什么是速度－时间图象（v-t图象），知道如何用图象表示速度和时间的关系4.用打点计时器测速度，根据测量数据画物体运动的v-t图象。

核心能力1.通过描述方法的探索，体会如何描述一个有特点的物理量，体会科学的方法。

2.同时通过实际体验感知速度的意义和应用。

3.让学生在活动中加深对平均速度的理解．通过生活中的实例说明平均速度的局限性．4.让学生在相互交流中逐渐领会瞬时速度与平均速度的关系，同时初步领略极限的思想并初步领会数学与物理相结合的方法，进而直接给出瞬时速度的定义．5.通过对打点计时器的使用，增强学生对物理的兴趣。

科学品质1.通过介绍或学习各种工具的速度，去感知科学的价值和应用。

2.培养对科学的兴趣，坚定学习思考探索的信念。

3.了解从平均速度求瞬时速度的思想方法，体会数学与物理间的关系．4.培养学生认识事物的规律：由简单到复杂．培养学生抽象思维能力．教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。

3 运动快慢的描述——速度[学习目标] 1.[物理观念]理解速度的概念，领会其矢量性，知道速度的方向．(重点) 2.[科学思维]知道平均速度和瞬时速度的区别与联系，并能进行相应的计算．(难点) 3.[科学思维]知道速度与速率的区别与联系．一、坐标与坐标的变化量1．坐标：以直线为x 坐标轴，物体的位置就可以用坐标来表示．2．坐标的变化量：Δx ＝x 2－x 1，Δx 的大小表示位移的大小，Δx 的正负表示位移的方向． 3．时间的变化量：Δt ＝t 2－t 1. 二、速度1．定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫作速度． 2．表达式：v ＝ΔxΔt.3．单位：米每秒，符号是m/s 或m·s －1.1 m/s ＝6 km/h. 4．矢量性：速度是矢量，速度的方向就是物体运动的方向． 5．物理意义：表示物体运动快慢的物理量． 三、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Δx 跟发生这段位移所用时间Δt 的比值叫作变速直线运动的平均速度．(2)公式：v ＝ΔxΔt.(3)物理意义：粗略地描述物体运动的快慢．(4)矢量性：平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间Δt 内发生的位移的方向相同． 2．瞬时速度(1)定义：物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度叫作瞬时速度．(2)物理意义：精确地描述物体运动的快慢． 3．速度和速率(1)速率：瞬时速度的大小叫作速率．(2)速度与速率的区别：速度是矢量，速率是标量；速率只反映物体运动的快慢，而速度却同时反映运动的快慢和运动的方向．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)时间变化量一定为正值．(√)(2)由公式v ＝ΔxΔt 知，运动物体的位移Δx 越大，速度越大．(×)(3)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度． (√) (4)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态． (×) (5)子弹以速度v 从枪口射出，v 指瞬时速度． (√)2．(多选)下列关于速度的说法正确的是( ) A ．速度是矢量，既有大小也有方向 B ．速度描述物体运动的快慢，只有大小 C ．速度越大，物体的位移越大D ．速度越大，物体在单位时间内的位移越大AD [速度是描述物体运动快慢的物理量，既有大小，也有方向；位移的大小，既与速度大小有关，又与时间长短有关．]3．下列速度中，指平均速度的是( ) A ．雨滴落地时的速度B ．汽车通过汕头海湾大桥的速度C ．子弹射出枪口时的速度D ．跳水运动员起跳后，到达最高点的速度B [平均速度是指物体在某段时间内或某段位移内的速度，A 、C 、D 都是指物体在某一位置时的速度，均表示瞬时速度，所以只有B 正确．]对速度的认识1．公式v ＝ΔxΔt 是速度的定义式，用比值定义法定义，不能认为v 与位移成正比、与时间间隔成反比．2．矢量性：速度有大小、方向．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．[跟进训练]1．(多选)下列关于速度的说法中，正确的是( )A ．速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动快B ．速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化大C ．速度越大，位置变化越快，位移也就越大D ．一段时间内物体的位置不变化，则这段时间内物体速度为零AD [根据速度的定义知A 、D 正确．速度大表示物体的位置变化快，但在很短的时间内物体位置变化即位移不一定大，故B 、C 错误．]2．小李乘坐高铁，当他所在的车厢刚要进隧道时，看到车厢内显示屏上的示数为216 km/h ，他立即观察手表秒针走动，经过20 s 车厢出了隧道，则该隧道的长度约为( )A ．600 mB ．1 200 mC ．2 160 mD ．4 320 m B [x ＝vt ＝2163.6×20 m＝1 200 m ，B 正确．]平均速度和瞬时速度3．关于瞬时速度，下列说法中不正确的是( )A．瞬时速度是矢量，能精确地描述物体运动的快慢和方向B．瞬时速度是物体在某一段位移内的速度C．匀速直线运动是瞬时速度不变的运动D．瞬时速度是运动物体在某一时刻或某个位置的速度B [瞬时速度是矢量，表示某一时刻或者某个位置时物体的运动快慢，能精确地描述物体运动的快慢和方向，A、D正确，B错误；匀速直线运动过程中速度恒定不变，即每一刻的瞬时速度都是相等的，C 正确．]4．下列说法正确的是( )A．平均速度即为速度的平均值B．速率是指瞬时速度的大小C．火车以速度v经过某一段路，v是指瞬时速度D．子弹以速度v从枪口射出，v是平均速度B [平均速度是指物体在一段时间内或者一段位移内平均运动的快慢，不是速度的平均值，平均速度对应一段位移或者一段时间，所以A 、C 错误；瞬时速度是指物体经过某一位置或在某一瞬间时的速度大小，对应的是一个位置或者某一瞬间，故B 正确，D 错误．]5．一辆汽车沿平直公路行驶，开始以54 km/h 的速度行驶了全程的14，接着以速度v 行驶其余的34的路程，已知全程的平均速度为72 km/h ，则v 等于( )A ．22.5 km/hB ．81 km/hC ．80 km/hD ．90 km/hB [设全程的位移为4x ，则汽车以速度v 1＝54 km/h 行驶了前x 的位移，以速度v 行驶了后3x 的位移．则汽车通过前14位移的时间t 1＝x v 1；汽车通过后34位移的时间t 2＝3x v ，全程平均速度v ＝4xt 1＋t 2，代入解得v ＝81 km/h ，选项B 正确．]平均速度、平均速率和速率的比较1．平均速度＝时间.2．平均速率＝路程时间.3．速率：瞬时速度的大小．4．注意：(1)因为位移一般小于路程，所以平均速度一般小于平均速率，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．(2)瞬时速度的大小叫速率，但是平均速度的大小不是平均速率．【例】 如图所示，某质点沿边长AB ＝3 m ，BC ＝4 m 的矩形从A 点沿逆时针方向匀速率运动，在5 s 内运动了矩形周长的一半到达C 点．求：(1)质点的位移和路程；(2)平均速度和平均速率各为多大？思路点拨：①求质点的位移和平均速度时必须指明其方向．②求同一过程的平均速度和平均速率时对应时间相同，但前者对应质点的位移，后者对应质点的路程． [解析] (1)位移大小AC＝AB 2＋BC 2＝32＋42m ＝5 m ，方向由A 指向C .路程L ＝AB ＋BC ＝3 m ＋4 m ＝7 m. (2)由平均速度公式v ＝AC t＝55m/s ＝1 m/s ，方向由A 指向C .由平均速率公式v ′＝L t ＝75m/s ＝1.4 m/s.[答案] (1)5 m ，方向由A 指向C 7 m (2)1 m/s ，方向由A 指向C 1.4 m/s上例中，若质点再用2 s 时间沿逆时针方向运动回到A 点，则质点全程的平均速度和平均速率各多大？ 提示：平均速度v 1＝0平均速率v 1′＝147 m/s ＝2 m/s.[跟进训练]6．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，在公路上两次看的路牌和手表的数据如图所示，该同学乘坐的汽车在该段时间内行驶的平均速率为( )A ．60 km/hB ．29 km/hC ．19 km/hD ．9 km/h A [20 min ＝13 h ，故平均速率v ＝Δx Δt ＝2013km/h ＝60 km/h.]1．[物理观念]速度、平均速度、瞬时速度．2．[科学思维]瞬时速度和平均速度的区别和联系．3．[科学方法]类比法区分平均速度、瞬时速度、极限法理解两者联系．1．(多选)对于各种速度、速率，下列说法中正确的是( ) 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 ．瞬时速度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 [平均速率并不是平均速度的大小，一般情况下，平均速率要大于平均速度的大小，故A 错误；瞬时速度的大小即瞬时速率，B 正确；v ＝ΔxΔt ，即使Δt 很短，v 仍为平均速度，只有当Δt →0时才为瞬时速度，C 错误；匀速直线运动的速度大小和方向均不变，故D 正确．]2．某同学用手机计步器记录了自己从家到公园再回到家的锻炼情况，如图所示，则下列说法正确的是( )A ．图中的速度5.0 km/h 为平均速度B ．图中的速度5.0 km/h 为瞬时速度C ．图中的速度5.0 km/h 为平均速率D ．图中的速度5.0 km/h 为平均速度的大小C [手机计步器记录的步数和行程为该同学在这段时间内行走的路程，图中对应的速度5.0 km/h 为平均速率，故选项C 正确．]3．一辆汽车在平直的公路上运动，全程前13的时间以18 m/s 的速度运动，全程后23的时间接着以12m/s 的速度运动，则全程的平均速度为( )A ．17 m/sB ．16 m/sC ．15 m/sD ．14 m/sD [设总时间为3t ，则可知，总位移为x ＝18×t ＋12×2t ＝42t ，则全程的平均速度为v －＝x t ＝42t3t ＝14 m/s ，故D 正确，A 、B 、C 错误．]4．某人沿着平直公路由A 出发到达D 点，前t 1＝5 s 内向东运动了Δx 1＝30 m 经过B 点，又运动了t 2＝5 s 前进了Δx 2＝60 m 到达C 点，在C 点停了t 3＝4 s 后又向西行，经历了t 4＝6 s 运动Δx 4＝120 m 到达A 点西侧的D 点，其运动图如图所示，求：(1)全过程的平均速度； (2)全过程的平均速率．[解析] (1)全程的平均速度大小为 v ＝Δx 4－Δx 1＋Δx 2＋Δx 3t 1＋t 2＋t 3＋t 4＝1.5 m/s平均速度的方向向西． (2)全程的平均速率为v ＝Δx 1＋Δx 2＋Δx 3＋Δx 4t 1＋t 2＋t 3＋t 4＝10.5 m/s.[答案] (1)1.5 m/s 方向向西 (2)10.5 m/s。