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2019-2020年高中物理教科版必修1教学案：第一章 第3节 运动快慢与方向的描述——速度(含解析)

1．速度是用来描述物体运动的快慢和运动方向的 物理量，是矢量。

2．平均速度描述物体在某个过程(或某段时间)

－Δx

的平均快慢，其大小为v＝。

Δt

3．瞬时速度是物体经过某位置(或某时刻)的速

度，

能准确描述物体运动的快慢。

4．速度—时间图像描述物体的速度随时间变化的 规律，其图像与t轴所围面积表示物体在这段

时

间内的位移大小。

一、速度 平均速度 1．速度

(1)定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。 (2)公式：v＝

Δxx2－x1＝。 Δtt2－t1

(3)单位：国际单位：m/s；常用单位：km/h、cm/s。

(4)方向：速度是矢量，不但有大小，还有方向，其方向就是物体的运动方向。 (5)物理意义：表示物体位置变化快慢(即运动快慢)和方向的物理量。 2．平均速度

(1)变速运动：物体在相等时间内的位移不相等的运动。 (2)平均速度

①定义：做变速运动的物体的位移与发生这段位移所用时间的比值。 －Δx

②公式：v＝。

Δt

③意义：粗略地描述物体运动的快慢。

二、实验：用打点计时器测量平均速度 1．打点计时器

(1)打点计时器是记录做直线运动物体的位置和时间的仪器。

(2)电火花打点计时器：①工作电压：220 V交流电源；②原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。

(3)打点周期

打点计时器一般接我国市用交流电，交流电频率为50 Hz，计时器每隔0.02_s打一次点。 2．用电火花打点计时器测量平均速度 (1)实验目的

①练习使用电火花打点计时器。

②利用打上点的纸带研究物体的运动情况。 (2)实验步骤

①如图1-3-1所示，将木板固定在铁架台上，把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上，把小车与纸带装好，接好电源。

图1-3-1

②接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放，纸带上就会打出一系列点迹。 ③关闭电源，取下纸带，以0.1 s为周期标注计数点，如图1-3-2所示。

图1-3-2

(3)分析与处理实验数据

①观察纸带上的点迹，说明如何通过点迹判断小车运动的快慢。 ②说明小车的速度是如何变化的。

③测定小车在计数点O—A、O—B、O—C、O—D、O—E、O—F区间的平均速度。 ④通过数据分析，你能推断出哪一区间的平均速度能比较准确地反映小车经过D点时运动的快慢？

三、瞬时速度 1．定义

物体在某一时刻或某一位置的速度。 2．方向

物体在某一时刻或某一位置的运动方向。 3．速率

瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率。 四、速度—时间图像 1．定义

描述速度v与时间t关系的图像，简称速度图像。

2．匀速直线运动的v-t图像是与横轴平行的直线。运动物体在时间t内的位移x＝vt，在v-t图像中就对应着边长分别为v和t的一块矩形面积。

1．自主思考——判一判

(1)速度既有大小，又有方向，是矢量。(√) (2)平均速度可以精确描述物体运动的快慢。(×) (3)电火花打点计时器使用的是低压交流电源。(×)

(4)当接通50 Hz的交流电源时，电火花计时器的打点周期是0.02 s。(√) (5)物体的瞬时速度总为零，则平均速度为零。(√) (6)平均速度是速度的算术平均值。(×) 2．合作探究——议一议

(1)发生位移越大的物体一定运动得越快吗？

Δx

[提示] 发生位移越大的物体不一定运动得越快。首先，从v＝看，若在相同的Δt

Δt情况下，Δx越大，v才越大。如果没有明确Δt的情况，Δx不能唯一确定v的大小。再者，Δx

v＝只是速度的定义式，而一个物体运动的快慢与位移大小无关，是因为物体运动才有了

Δt位移，不是因为有了位移才有速度。

(2)平均速度和瞬时速度都可以描述运动的快慢，平均速度越大的运动是否瞬时速度也一定越大？

[提示] 平均速度大不表示每一时刻的速度都大，所以平均速度越大的运动其瞬时速度不一定越大。

(3)如图1-3-3所示为甲、乙两个物体的速度—时间图像，请思考甲、乙两个物体，分别做什么运动？哪个物体运动得快些？