高中物理人教版 (新课标)必修13 运动快慢的描述──速度备课课件ppt

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　　　课前导航　　著名物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼(,1918～1988年)曾讲过这样一则笑话：　　一位女士由于驾车超速而被警察拦住．警察走过来对她说：“太太，您刚才的车速是60英里每小时！”(1英里＝1.609千米)这位女士反驳说：“不可能的！我才开了7分钟，还不到一个小时，怎么可能走了60英里呢？”“太太，我的意思是：如果您继续像刚才那样开车，在下一个小时里您将驶过60英里。”“这也是不可能的，我只要再行驶10英里就到家了，根本不需要再开过60英里路程。”　　
　　请你思考：　　1．交警所说的“60英里每小时”指的是什么？　　2．这位女士狡辩的根据是什么？　　3．假如你是交警，你如何说服这位女士？
　　知识精析　　一、平均速度　　1．平均速度：反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段位移或一段时间相对应，不指出对应哪一个过程的平均速度是没有意义的．　　2．比较平均速度与瞬时速度　　(1)含义：平均速度指某`过程中物体位置变化的平均快慢程度；瞬时速度指某时刻或某处物体运动的快慢程度．　　 (2)对应：平均速度对应某个过程，如一段时间、一段位移；瞬时速度对应某个状态，如时刻、位置．　　
　　二、位移－时间图象　　　　　　　　　　　　　　　　图3－1 　　1．位移－时间图象(x－t图象)：在如图3－1所示的直角坐标系中，用来描述位移x与时间t关系的图象叫位移－时间图象或x－t图象．　　2．利用x－t图象描述物体的运动　　(1)从x－t图象中可以找出物体在各个时刻对应的位移．
　　(2)若物体做匀速直线运动，则x－t图象是一条倾斜的直线，直线的斜率表示物体的速度.　　　　　　图3－2 　　　　　　　　　　　　　　图3－3 　　(3)若x－t图象与时间轴平行，表示物体处于静止状态，如图3－2所示．　　(4)若物体做非匀速运动，则x－t图象是一条曲线，如图3－3所示，在时间t1～t3内的平均速度等于直线AB的斜率，t2时刻对应图象上点的切线的斜率表示该点的瞬时速度.
　　方法指导　　一、理解速度和速率　　例1 关于速率和速度，下列说法不正确的是(　　)　　A．平均速率就是平均速度　　B．瞬时速率是指瞬时速度的大小　　C．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻瞬时速度　　D．匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度均相等
　　解析 速度与速率是两个不同的概念，且前者是矢量，后者是标量．选项A中，平均速率是路程与时间的比值，而平均速度是位移与时间的比值，一般情况下，路程是大于位移的，所以两者大小不一定相等，而且平均速率无方向，也不同于平均速度，故选项A错误．选项B是瞬时速率定义表述的内容，正确．在特殊的匀速直线运动中，由于相等时间内位移相等，而且位移大小与路程也相等，所以选项C、D都正确．　　答案 A
　　二、平均速度的计算　　例2 甲做变速直线运动，前一半位移平均速度为v1，后一半位移平均速度为v2，全程的平均速度为多大？
　　变式训练1　　(1)甲做变速直线运动，若甲前一半时间的平均速度为v1，后一半时间的平均速度为v2，则全程的平均速度多大？　　(2)甲做变速直线运动，若甲前一半时间内的平均速度为v1，全程的平均速度为v2，则后一半时间内的平均速度是多少？
　　三、利用x－t图象分析物体的运动　　例3 图3－4所示是做直线运动的甲、乙两物体相对于同一参考系的位移一时间(x－t)图象，下列说法错误的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　图3－4 　　A．甲启动的时刻比乙早t1 s　　B．当t＝t2时，两物体相遇　　C．当t＝t2时，两物体相距最远　　D．当t＝t3时，两物体相距x0 m
　　解析 甲从t＝0时刻开始出发，乙在0～t1这段时间内保持静止，故甲比乙早出发的时间为t1 s，选项A正确．当t＝t2时，甲、乙两物体的位移相等，即甲、乙两物体相遇，选项B正确、选项C错误；当t＝t3时，甲的位移为零，乙的位移为x0，两物体相距x0，选项D正确．　　答案 C　　点评 解析图象问题要将图象与实际运动情况结合起来，以便建立清晰的物理情境．注意坐标轴的含义，起点、交点的物理意义，以及斜率和面积的意义．
　　变式训练2　　百米赛跑中，甲、乙、丙三人从一开始就做匀速直线运动，甲按时起跑，乙比甲落后0.5 s起跑，丙抢跑的距离为1 m，试说明图3－5中的A、B、C三条图线分别表示的是谁的图象并比较他们的速度大小．　　　　　　　　　　　　图3－5 　
　　　　解析 甲按时起跑，说明甲的图线是A，乙比甲落后0.5 s，说明乙的图线是C，丙抢跑1 m，说明丙的图线是B.　　在x－t图象中，图线的斜率表示速度，从A、B、C三条图线斜率的大小可得出甲、乙、丙三人的速度大小关系为：v甲＞v乙＞v丙．　　答案 　A－甲，B－丙，C－乙　v甲＞v乙＞v丙
　　同步达标　　一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分，每题至少有一个选项是正确的)　　1．下列有关平均速度的说法中，正确的是(　　 )　　A．平均速度为始末速度和的一半　　B．平均速度是路程与时间的比值　　C．平均速度是标量　　D．平均速度与位移段的选取密切相关　　答案 D
　　2．下列描述的几个速度中，属于瞬时速度的是(　　)　　A．子弹以790 m/s的速度击中目标　　B．信号沿动物神经传播的速度大约为102 m/s　　C．汽车上速度计的示数为80 km/h　　D．台风以36 m/s的速度向东北方向移动　　解析 瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度，所以选项A、C正确，B、D错误．　　答案 AC
　　3．雨滴落在窗台的速度为5 m/s，经过窗户的速度是4 m/s，则(　　)　　A．5 m/s是平均速度　　B．5 m/s是瞬时速度　　C．4 m/s是平均速度　　D．4 m/s是瞬时速度　　解析 平均速度是一个过程中的速度，它与一段时间或一段位移对应，瞬时速度是某时刻或某位置的速度，它与时刻和位置对应，选项B、C正确．　　答案 BC
　　4．下列关于速度的说法中，正确的是(　　)　　A．速度是表示物体运动快慢的物理量，它既有大小，又有方向　　B．平均速度就是速度的平均值，它只有大小没有方向　　C．汽车以速度v1经过某一路标，子弹以速度v2从枪口射出，v1和v2均指平均速度　　D．运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度，叫瞬时速度，它是矢量　　解析 速度的物理意义就是描写物体运动的快慢，它是矢量，有大小，也有方向，故选项A正确．平均速度指物体通过的位移和通过这段位移所用时间的比值，它描写变速直线运动的平均快慢程度，不是速度的平均值，它也是矢量，故选项B错误．选项C中v1、v2对应某一位置，为瞬时速度，故选项C错误．D为瞬时速度的定义，故选项D正确．　　答案 AD
　　5．一辆汽车向东行驶，在经过路标甲时速度计指示为50 km/h，行驶一段路程后，汽车转向北行驶，经过路标乙时速度计指仍为50 km/h，下列说法正确的是(　　)　　A．汽车经过甲、乙两路标时的速度相同　　B．汽车经过甲、乙两路标时的速率不同　　C．汽车经过甲、乙两路标时的速率相同，但速度不同　　D．汽车向东行驶和向北行驶两过程平均速度相同　　解析 题目中给出的两个速度均为瞬时速度，大小相等，方向不同，故选项A、B错误，C正确；汽车向东行驶和向北行驶的平均速度无法计算，故选项D错误．　　答案 C
　　6．甲、乙、丙三个物体同时同地出发做直线运动，它们的位x－t图象如图所示．在20 s内它们的平均速度和平均速率的大小关系是(　　)　　A．平均速度大小相等，平均速率v甲>v乙=v丙　　B．平均速度大小相等，平均速率v甲>v丙> v乙　　C．平均速度v甲>v丙=v乙，平均速率相等　　D．平均速度和平均速率大小均相等　　答案 A
　　7．三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是(　　)　　A．三个质点从N到M的平均速度相同　　B．B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向相同　　C．到达M点的瞬时速率一定是A的大　　D．三个质点到M时的瞬时速率相同　　
　　解析 三个质点的运动的初、末位置相同，故位移相同，又时间一样，故平均速度相同．B质点沿NM直线运动但有可能往返，故不能断定平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同，选项B错误，C项无法判定．到达M时，三者的瞬时速率大小无法确定．　　答案 A
　　8．图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片．该照片经放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%～2%.已知子弹飞行速度约为500 m/s，由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近(　　)　　A．10－3 s　　B．10－6 s　　C．10－9 s　　D．10－12 s　　答案 B
　　二、计算题(10分)　　9．如图所示，一列火车长100 m，速度为5 m/s.它通过一根直径为2 cm的标志杆约需要多长时间？它通过长为50 m的大桥需要多长时间？　　答案 20 s　30 s