1.3《运动快慢的描述——速度》学案
【课标要求】
1．理解速度的概念，知道它的含义，公式，符号和单位，知道速度是矢量 2．掌握平均速度、瞬时速度和瞬时速率的概念和区别 【重点难点】
1.速度的概念的理解 2.由平均速度通过极限的思维方法引出瞬时速度 【课前预习】
1．坐标与坐标变化量
当质点沿一条直线运动时，我们可以以这条直线为x坐标轴，规定正方向，这样就可以用 表示质点的位置。 用 表示质点的位移。用 表示位移的方向。 2．速度：
（1）定义：物理学中用 表示物体运动的快慢，这就是速度． （2） 速度公式：v?
注：速度是矢量， 比较这里的速度与初中所学的速度的区别与联系． 3．平均速度：
（1）定义：运动物体在某段时间间隔内的 与 的比值．
（2）说明：①平均速度是矢量，它的方向由位移的方向决定，它的大小表示这段时间内物体运动的平均快慢．
②平均速度是对变速直线运动快慢的粗略描述．平均速度与一段特定的时间间隔有关．
③区别平均速度的大小与平均速率，平均速度是 与 的比值；平均速率是 与 的比值．只有在 运动中二者的大小才相等． 4．瞬时速度：
概念：瞬时速度是 (或 )的速度。
矢量性：瞬时速度是矢量．大小：反映了物体此时刻的运动快慢;方向：就是物体此时刻的 ，即物体运动轨迹在该点的 ， 叫做瞬时速率，即速率． 【探讨与生成】
【问题1】概念的理解
例1：下列对各种速率和速度的说法中，正确的是（ ） A．速率就是速度
B．速率通常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的瞬时速度 D．匀速直线运动中任何一段位移内的平均速度都相等 【小结】
1．如何区分平均速度和瞬时速度
平均速度与某一过程中的一段位移、一段时间相对应，而瞬时速度与某一位置、某一时刻相对应。 平均速度只能粗略描述质点的运动情况，而瞬时速度能精确地描述质点的运动情况。
平均速度的方向与所对应时间内位移的方向相同，瞬时速度的方向与质点所在位置的运动方向相同。 2．对瞬时速度的理解
（1）在匀速直线运动中，由于速度不变，所以匀速直线运动的速度既是平均速度，也是各个时刻的瞬时速度。
（2）在变速运动中，平均速度随位移和时间的选取不同而不同。对做变速运动的物体，我们采用无限取微逐渐逼近的方法（极限思想），即以质点经过某点起在后面取一小段位移，求出质点在该段位移上的平均速度，从该点起所取的位移越小，质点在该段时间内的速度变化就越小，即质点在该段时间内的运动越趋近
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于匀速直线运动。当位移足够小（或时间足够短）时，质点在这段时间内的运动可以认为是匀速的，求得的平均速度就等于质点通过该点时的瞬时速度。 3．对速度和速率的理解
速度是矢量，既有大小，又有方向，速度的大小叫速率，速率是标量，只反映物体运动的快慢，瞬时速度的大小叫瞬时速率，但要特别注意的是，平均速度的大小不能称为平均速率。平均速度的大小等于位移的大小与通过这段位移所用时间的比值；而平均速率是路程和通过这段路程所用时间的比值，这是两个不同的概念。由于一般情况下，质点的路程要大于位移的大小，所以平均速率一般也要大于平均速度的大小，只有在单向直线运动中平均速率才等于平均速度的大小。
【拓展与分享】：
一个同学沿操场400m跑道跑一圈回到起跑位置，用时为80s，请问他的跑步速度多大？
（提示：有时说到的速度并非位移和时间之比，而是路程和时间之比，该同学沿操场跑道跑一圈回到起跑位置，虽然他的位移为0，但我们说到他的跑步速度，这时指的是路程和时间之比。因此当我们遇到“速度”这个术语时，要根据具体的情境判断它的含义。）
v?【问题2】平均速度公式
?xx?tt及其应用
例2：一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地，又以30m/s的速度从乙地运动到丙地。已知
甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等，求汽车从甲地开往丙地的平均速度。(已知汽车运动的方向不变)
v?【小结】平均速度的公式
?xx?tt是定义式，不论物体做什么性质的运动，都可以用此公式计算平均速度，
即公式普遍适用，可以求任意位移Δx或任意时间Δt内的平均速度。解题时一定要理解题意，找到与Δx
（或Δt）对应的Δt（或Δx），然后用公式求解。
【拓展与分享】： （1）有的同学可能会认为平均速度
＝（v1+ v2）/ 2＝25m/s，其实这是不对的。计算平均速度还是要根
据其定义。
(2)如果把上题中的“已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等”改成“已知甲到乙地与乙到丙地的所用时间相等”其他不变，又怎么做？
【课堂练习】
1.下列关于速度的描述中正确的是（ ） 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，物体在单位时间内的位移越大 D. 速度越大，物体的位移越大。
2．下面的几个速度中表示平均速度的是（ ）
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A．子弹射出枪口的速度是800 m/s，以 790 m/s的速度击中目标 B．汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/h C．汽车通过站牌时的速度是72 km/h D．小球第3 s末的速度是6 m/s．
3．如图为甲乙两物体相对同一参考系的位移-时间图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲乙两物体的出发点相距x○ B．甲乙两物体都做匀速直线运动 C．甲物体比乙物体早出发时间t1 D．甲乙两物体向同方向运动
4．一物体由静止开始作变速直线运动，已知经前4s时间发生12m的位移时速度达到8m/s，紧接着作3s的匀速运动，以后又以10m/s的平均速度通过20m的位移。问：整过过程的平均速度为多少？（保留一位小数）
1.4 《实验：用打点计时器测速度》学案
【课标要求】
1. 了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法
2. 知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率决定的
3.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和瞬时速度 4. 学会用图象表示速度变化规律的方法。 【重点难点】
重点：学会使用打点计时器；能根据纸带计算物体运动的速度； 难点：处理纸带的方法,用描点法画图像的能力。 【课前预习】
1.电磁打点计时器是一种使用 电源的 仪器，工作电压在 ，当电源的频
率是50Hz时,它每隔 打一次点.通电以前，把纸带穿过 ，再把套在轴上的 压在 的上面.
2．电火花计时器是利用 在纸带上打出墨点而显示出点迹的 仪器，工作电压是 ，使用时， 套在纸盘轴上,把纸带穿过限位孔.当电源频率是50Hz时,它也是每隔 打一次点．
3．如图1-4-1所示,测量打过点的纸带，根据量出的A、D间的距离?x和时间?t算出A、D间的平均速度
v??x?t。用这个速度可以近似地表示纸带经过A点时的 ，如果?t再小些（如A、C之间或A、
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B之间），用平均速度代表A点的瞬时速度会 。
4．物体的运动也可以用图象描述，它可以更 地反映速度变化的规律．以速度v为 轴，时间t为 轴在方格纸上建立直角坐标系，描述速度v与时间t的变化规律，这种图象叫做 图象或 图象． 【探讨与生成】
【问题1】关于打点计时器
例1：打点计时器的打点周期取决于（ ）
A.交流电压的高低 B.交流电的频率
C.交流电的电流大小 D.振针与复写纸间的距离
拓展与分享：若打点计时器所接交流电的频率为50HZ,则打点周期为多少？
例2：关于电磁式打点计时器的使用，下列说法中正确的是( ) A．应接低于10V的直流电源
B．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面； C．要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源； D．要先释放纸带，后通电，纸带通过后立即切断电源；
【小结】1.电磁打点计时器是利用交流电源在线圈中产生不断变化的磁场，并磁化振片使之在永磁铁的作用下，产生了与交流电方向变化步调相同的振动，即振片的振动频率和交流电频率相同，电磁打点计时器的打点时间间隔等于交流电源频率的倒数。所以打点计时器必须使用交流电源，通常的工作电压是10V以下，我国的民用电源的频率为50Hz，所以电磁打点计时器每打两个点的时间间隔为0.02s。 2.在使用打点计时器时，（1）纸带上的点可能不清晰或不打点，出现这种情况的原因比较多。如振针过高；电压太低，振幅小；复写纸用的太久，可采取的相应调节方法是：把振针适当调低；调高电压；换新的复写纸。（2）若打出的是短线而不是小圆点，说明振针在复写纸上停留时间过长，可能原因是振针过低；电压太高，使振幅过大。相应的措施为把振针调高些；适当调低电压。（3）打双点的原因有可能是振针松动，只要把振针固定好就行。（4）另外注意打点计时器只能连续工作很短时间，打点后要立即关闭电源。 3.电火花计时器的原理与电磁打点计时器不同，它是在放电针与墨粉纸盘两端加高压，纸带通过限位孔，利用放电针的放电产生电火花在纸带上烧出黑点的，不过打点时时间隔也是0.02s。两种计时器的联系与区别见下表：赞同 比较内容 电磁打点计时器 电火花计时器 电源种类 交流电 交流电 工作电压 10V以下 220V 打点频率 50Hz 50Hz 相邻点时间间隔 0.02s 0.02s 打点原理 机械压力 火花放电 纸带条数 1条 2条
【问题2】用打点计时器测量瞬时速度
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例3 ．如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0．02s，纸带旁边是一支最小刻度为1mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度和在B点的瞬时速度。
【小结】测量瞬时速度的方法实际上是利用了一种极限逼近的方法来进行的。
如下图要测量E点的瞬时速度，可以选取较为靠近E点的两个点如D、F两点，根据D、F两点间的位移△x和时间△t，算出纸带在这两点间的平均速度v=△x/△t，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度．△x/△t可以大致表示E点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度．然而D，F两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点． 拓展与分享：（1） 用最小刻度是mm的尺，读数时应该估读到0.1mm位，不能为了“方便”而“凑整数”，这是实验的规则。
（2）若所接交流电的频率为50HZ突然变成40HZ,而实验者不知，其他操作正确，请你分析他所测得的速度值是偏大还是偏小？
【问题3】用图象表示速度
例4 ．如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．求出各计数点的瞬时速度并画出速度一时间图线．
【小结】为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。要求学生明确下列问题:
(1)图象上每一点的意义是什么?(表示该时刻物体的瞬时速度)
(2)如要求这些点中间一个时刻的速度是多少,应怎么办?(把这些点连接起来,在连线上与该时刻对应的点的速度就是该时刻的瞬时速度)
(3)把这些点连接起来,是什么形状?(是折线。因速度的实际变化是比较平滑的,故要用平滑的曲线把它们连
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高中物理 第一章《运动的描述》学案（无答案）新人教版必修1
