2019-2020年高中物理 1.4物體運動的速度 學(xué)案 粵教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 1.4物體運動的速度 學(xué)案 粵教版必修1 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 一、知識與技能 1、理解物體運動的速度。 2、理解平均速度的意義，會用公式計算物體運動的平均速度。 3、理解瞬時速度的意義。 二、過程與方法 1、通過在坐標(biāo)圖上討論物體的運動，領(lǐng)略分析研究自然規(guī)律時的作用。 2、在討論平均速度與瞬時速度的關(guān)系的過程中，初步領(lǐng)會數(shù)學(xué)與物理相結(jié)合的方法。 三、情感態(tài)度與價值觀 了解從平均速度求瞬時速度的思想方法，體會數(shù)學(xué)與物理間的關(guān)系。 【學(xué)習(xí)重點】 平均速度與瞬時速度的概念及其區(qū)別 【知識要點】 1、速度：速度是表示運動的快慢的物理量，它等于位移s跟發(fā)生這段位移所用時間t的比值。用v＝s/t表示。 由速度的定義式中可看出，v的單位由位移和時間共同決定，國際單位制中是m每ｓ，符號為m/s或ms—1，常用單位還有km/h、cm/s等，而且速度是既具有大小，又有方向的物理量，即矢量。速度的方向就是物體運動的方向。 2、平均速度 在勻速直線運動中，在任何相等的時間里位移都是相等的，那v＝s/t是恒定的。那么如果是變速直線運動，在相等的時間里位移不相等，那又如何描述物體運動的快慢呢？就用在某段位移的平均快慢即平均速度來表示。由公式v＝s/t可求出變速直線運動的物體在時間t（或是位移S）內(nèi)的平均速度 3、瞬時速度：運動的物體在（經(jīng)過）某一時刻（或某一位置）的速度。 在直線運動中，瞬時速度的方向即物體在這一位置的運動方向，所以瞬時速度是矢量。通常我們只強調(diào)其大小，把瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱為速率，是標(biāo)量。 【典型例題】 【例1】一個做直線運動的物體，某時刻速度是10m/s，那么這個物體 ( ) A. 在這一時刻之前0.1s內(nèi)位移一定是1m B. 在這一時刻1s內(nèi)位移一定是1m C. 在這一時刻起10s內(nèi)位移可能是50m D. 如果從這一時刻起開始勻速運動，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時間一定是100s 【解析】某時刻速度是10m/s指的是該時刻的瞬時速度，不能說物體從此時起 以后運動的快慢情況，以后做直線運動或勻變速直線運動，或非勻變速直線運動均 可能。所以選項A、B均錯。如果從某時刻（速度為10m/s）起質(zhì)點做非勻變速直 線運動，從這一時刻起以后的10s內(nèi)位移可能為50m，所以選項C正確，如果從這 一時刻起物體做勻速直線運動，那么經(jīng)過1000m路程所需時間t=100s。正確選項是 C、D。 【例2】一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續(xù) 向前運動60m，物體在整個運動過程中平均速度是多少？ 【解析】根據(jù)平均速度的定義公式，s為總位移，t為總時間，等于前一 段位移與后一段位移所用時間之和。 全過程的位移s=120m 物體在前一段位移用的時間為 后段位移用的時間為 整個過程的用的總時間為t=t1+t2=50s 整個過程的平均速度m/s=2.4m/s *注意：全過程的平均速度只能只能由全過程的總位移與通過全路程所用的總 時間的比值得出。如果用求速度的平均值去做=2.5m/s這樣得出 【當(dāng)堂反饋】 【參考答案】 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】 1．下列關(guān)于速度方向的說法正確的是( ) A．速度方向就是物體的運動方向； B．位移的方向和速度的方向一定不同； C．勻速直線運動的速度方向是不變的； D．勻速直線運動的速度方向是可以改變的。 2．為了比較物體運動的快慢,可以采用的方法有( ) A．在位移相同的情況下,比較所用時間的長短,時間越長的運動越快； B．在位移相同的情況下,比較所用時間的長短,時間越長的運動越慢； C．在時間相同的情況下,比較所通過的位移大小,位移越長的運動越快； D．在時間相同的情況下,比較所通過的位移大小,位移越長的運動越慢。 3．關(guān)于瞬時速度,下列說法中正確的是( ) A．瞬時速度是物體在某一段時間內(nèi)的速度； B．瞬時速度是物體在某一段位移內(nèi)的速度； C．瞬時速度是物體在某一位置或某一時刻的速度； D．瞬時速度與平均速度相等。 4．關(guān)于平均速度,下列說法中不正確的是( ) A．講平均速度,必須說明是哪段時間內(nèi)的平均速度； B．講平均速度,必須說明是哪段位移內(nèi)的平均速度； C．對于勻速直線運動,其平均速度與哪段時間或哪段位移無關(guān)； D．平均速度和瞬時速度都能精確的描述變速直線運動。 5．物體沿直線A到B,前半時以速度v1勻速運動,接著的后半時以速度v2勻速運動,則全程的平均速度是( ) A. B. C. D. 6．火車以76km/h的速度經(jīng)過某一段路,子彈以600m/s的速度從槍口射出，則 A．76km/h是平均速度 B．76km/h是瞬時速度 C．600m/s是平均速度 D．600m/s是瞬時速度 7．下列說法中正確的是（ ） A．平均速度就是速度的平均值 B．瞬時速率是指瞬時速度的大小 C．火車以速度v經(jīng)過某一段路，其中v是指瞬時速度 D．子彈以速度v從槍口射出，其中v是指平均速度 8．關(guān)于平均速度的下列說法中,物理含義正確的是( ) A．汽車在出發(fā)后10s內(nèi)的平均速度是5m/s； B．汽車在某段時間內(nèi)的平均速度是5m/s,表示汽車在這段時間的每1s的位移都是5m； C．汽車經(jīng)過兩路標(biāo)之間的平均速度是5m/s； D．汽車在某段時間內(nèi)的平均速度都等于它的初速度與末速度之和的一半。 9．在100m競賽中,測得某一運動員5s末瞬時速度為10.4m/s，10s末到達(dá)終點的瞬時速度為10.2m/s.則他在此競賽中的平均速度為( ) A.10m/s B.10.2m/s C.10.3m/s D.10.4m/s 10.有關(guān)瞬時速度、平均速度、平均速率，下列說法中正確的是( ) A．瞬時速度是物體在某一位置或某一時刻的速度； B．平均速度等于某段時間內(nèi)物體運動的位移與所用時間的比值； C．作變速運動的物體，平均速率就是平均速度的大??； 圖1 D．作變速運動的物體，平均速度是物體通過的路程與所用時間的比值。 11．如圖1所示為在同一直線上運動的甲、乙兩物體的s-t圖象,則甲物體的運動速度v1=_ ____,乙物體的運動速度v2=__ ___。t=15s時,甲、乙兩物體相距__ ________m 圖2 12．如圖2所示為甲、乙、丙3個物體在同一直線上運動的s-t圖象,比較前5s內(nèi)3個物體的平均速度:;比較前10s內(nèi)3個物體的平均速度大小有: (均填>、=或<) 13.某物體沿直線向一個方向運動，先以速度v1運動，發(fā)生了位移s，再以速度v2運動，發(fā)生了位移s，它在整個過程中的平均速度為__ ____。若先以速度v1運動了時間t，又以速度v2運動了時間3t，則它在整個過程的平均速度為__ ____。 14.一輛汽車在平直公路上作直線運動，先以速度v1行駛了三分之二的路程，接著又以v2=20km／h跑完三分之一的路程，如果汽車在全過程的平均速度v=28km／h，則v1=____ __km／h。 15． 我國鐵路交通高速發(fā)展，已經(jīng)數(shù)次提速．當(dāng)你外出時可上網(wǎng)查詢最新鐵路旅客列車時刻表．下表是某同學(xué)暑假旅游前在中國鐵路網(wǎng)（Http：//train.tielu.org）上查詢的T721次空調(diào)特快的運行時刻表． 車次：T721 南京西－－－－上海 　 站次 車站 日期 停車時間 開車時間 公里數(shù) 1　 南京西　 當(dāng)日　 始發(fā)站　 14:28　 0　 2　 南京　 當(dāng)日　 14:36　 14:46　 6　 3　 常州　 當(dāng)日　 15:58　 16:02　 144　 4　 無錫　 當(dāng)日　 16:26　 16:30　 183　 5　 上?！? 當(dāng)日　 17:33　 終點站　 309　 你能從此表中得到哪些信息，列車全程的運行時間、全程的平均速度是多少？在哪兩個城市間行駛最快？當(dāng)日16：00列車的瞬時速度多大？ 16．電視臺把無線電信號傳送到高空中的通信衛(wèi)星上，衛(wèi)星再把信號傳到地面上的其他地區(qū)，這樣就實現(xiàn)了衛(wèi)星電視傳播．在調(diào)試過程中，電視臺本身也需要接收衛(wèi)星傳回的信號，并和演播室用電纜傳來的信號進(jìn)行比較．這時發(fā)現(xiàn)，衛(wèi)星傳來的畫面上，人物動作的變化總比電纜傳來的畫面上相應(yīng)的變化發(fā)生得晚一些． （1）解釋產(chǎn)生這種時間延遲的原因． （2）已知通信衛(wèi)星的高度大約是36000km，無線電信號傳播的速度與光速相同，估算畫面延遲的時間． 17．同學(xué)們在坐火車外出的過程中，在火車上有人提出一個問題：如何利用火車上現(xiàn)有的條件，設(shè)計一個簡易可行的方法測出火車在某個過程中的平均速度？（簡述方法和結(jié)論） 18.甲、乙兩地相距220km，A車用40km／h的速度由甲地向乙地勻速運動，B車用30km／h的速度由乙地向甲地勻速運動.兩車同時出發(fā)，B車出發(fā)后1h，在途中暫停2h后再以原速度繼續(xù)前進(jìn)，求兩車相遇的時間和地點。 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練參考答案】 1、AC 2、BC 3、C 4、D 5、D 6、AD 7、BC 8、AC 9、A 10、AB 11、30m/s;15m/s;225 12、＞;＞;=;= 13、， 14、35 15. 由上表可得，列車全程運行的時間t=3小時5分=11100s，南京到常州的時間t1=1小時12分=4320s，常州到無錫的時間t2=24分=1440s，無錫到上海的時間t3=1小時3分=3780s，所以 全程的平均速度m/s 南京到常州的平均速度m/s 常州到無錫的平均速度m/s 無錫到上海的平均速度m/s所以，列車從無錫到上海速度最快．16:00時，列車停在常州車站，所以此時的瞬時速度為零． 16、（1）衛(wèi)星信號傳播的距離大約是236000km，而信號通過光纜傳播時，光纜距離可以忽略，所以通過衛(wèi)星傳來的畫面動作時間要長一些．（2）光速C=3105km/s，所以有 延遲的時間 17、參考方案1：根據(jù)車輪通過鐵軌交接處時發(fā)出的響聲估測火車速度 步驟：從火車到兩根鐵軌結(jié)合處時發(fā)出的某一次撞擊響聲開始計時，并從此以后數(shù)著車輪響聲的次數(shù)．記錄在時間內(nèi)，響聲次數(shù)為n次，說明火車通過了n根鐵軌，設(shè)每根鐵軌長l，則有火車速度 （火車提速后，鐵軌越來越長，甚至已出現(xiàn)無縫鐵軌．可將聽聲音測路程改為觀察鐵路邊里程標(biāo)志測火車運動路程） 參考方案2: 從火車時刻表上查出兩地間的路程, 用計時工具測火車運動的時間, 計算此段時間內(nèi)火車的平均速度.。 18、4h,離甲地160km 【反思】 收 獲 疑 問 【閱讀資料】 速度在1米/秒以下的表演 　　(1)10的負(fù)11次方米／秒(10微微米/秒) 青藏高原緩慢上升 　　青藏高原只是在近二百萬年左右的時間內(nèi)，從海拔1000米的高度達(dá)到了現(xiàn)在的海拔4700米的高度。它的平均上升速度是58.7微微米/秒。但每個地質(zhì)時期它隆升的速度并不均勻，在距今兩百萬年前的早更新世時期，它上升了1000米；在距今一百萬年前的中更新世時期又上升了1000米；但從晚更新世以來的僅10余萬年，它卻上升了1500米以上，平均每年升高10毫米，其中，從距今一萬年前起，它上升的速度加快，平均每年上升70毫米。現(xiàn)在，它仍處在快速上升的時期。 　　應(yīng)當(dāng)說明的是，迄今為止，10微微米/秒的速度并不是人類觀測到的物質(zhì)運動的最慢速度。物質(zhì)運動的最慢速度仍有待于進(jìn)一步的觀測和確定。 　　(2)10的負(fù)10次方米／秒(1埃/秒) 爾威茲加樹慢慢長高 　　自然界樹木生長的速度，真是千差萬別，有的快得驚人，有的慢得出奇。例如在前蘇聯(lián)的喀拉哈里沙漠中，有一種名叫爾威茲加的樹，個子很矮，整個樹冠是圓形的，從正面看，象是沙地上的小圓桌。它的生長速度極慢，100年才長高30厘米，即1埃/秒。也就是說，每秒鐘它僅僅長高十億分之一厘米。 　　(3)10的負(fù)9次方米／秒(1納米/秒) 東非大裂谷不斷開裂 　　據(jù)地球物理勘探資料分析，東非裂谷帶存在著許多活火山。這些活火山的不間斷活動，導(dǎo)致大裂谷不停地向兩邊開裂，雖然速度非常緩慢，但近200萬年來，卻達(dá)到了平均每年開裂大約2～4厘米的速度。按中間數(shù)每年開裂3厘米的速度計算，速度達(dá)到了1納米/秒?？蓜e小看這個速度，它1萬年就是300多米。如果依此不停地開裂下去，未來的某一天，東非大裂谷終會將它東面的陸地從非洲大陸分離出去，從而產(chǎn)生一片新的海洋以及眾多的島嶼。 　　(4)10的負(fù)8次方米／秒(10納米/秒) 海岸一步步后退 　　本世紀(jì)初，我國局部地區(qū)海岸侵蝕還相當(dāng)嚴(yán)重。特別是在采沙過度的海岸，近2～3年內(nèi)海水向陸地侵蝕100多米，侵蝕最嚴(yán)重的地方達(dá)200～300米。黃河入?？谝粠У暮０叮砸?.3米/年、即72納米/秒的速度后退。 　　(5)10的負(fù)7次方米／秒(100納米/秒) 沙丘緩緩移動 　　自1950年以后，由于我國塔里木河上游耕墾不斷擴大，致使塔里木河下游生態(tài)環(huán)境急劇惡化，主要表現(xiàn)在水源減少，特別是若羌縣所屬阿拉干以下，在1972年后已經(jīng)斷流，地下水位下降，水質(zhì)變壞，森林植被衰敗，土地沙漠化加劇發(fā)展。到1985年，低矮沙丘以10米/年、317納米/秒的速度向前移動。由于水源枯竭和植被死亡，更使原有的灌叢沙堆迅速向流動沙丘方向發(fā)展。 　　(6)10的負(fù)6次方米／秒(1微米/秒) 大氣塵粒降落 　　大氣中還含有大量的塵粒和其它固體物質(zhì)。尤其是粒徑為0.1微米到5微米的微粒，對于地表能量平衡影響甚大。根據(jù)測定，此類塵粒中的少部分塵粒在大氣中的下沉速度約為1厘米/小時，即2.8微米/秒。如在2公里高空處存在著這類粒子時，約需20多年的時間才能沉降到地面。 　　在英國發(fā)現(xiàn)一種生長很快的花卉植物，這種花卉屬于西洋丁香家族的一種。在14天的時間里它長高3.65米，也就是說每天長254毫米，長高速度達(dá)到了2.9微米/秒。 　　(7)10的負(fù)5次方米／秒(1忽米/秒) 黃河下游河道抬升 　　在近幾十年間，由于我國黃土高原嚴(yán)重的水土流失，致使每年進(jìn)入黃河的泥沙達(dá)到了16億噸，其中4億噸淤積在黃河下游河道，下游河床由此以平均10厘米/年、即2.8忽米/秒的速度抬升。 　　電流上導(dǎo)體中自由電子以很小的速度運動所形成的，金屬導(dǎo)體中自由電子的定向移動速度最慢可達(dá)到幾忽米每秒。 　　(8)10的負(fù)4次方米／秒(1絲米/秒) 細(xì)胞質(zhì)流動 　　動植物細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞質(zhì)的流動速度約為1絲米/秒。 　　電流由電荷移動產(chǎn)生，但這些電荷移動很慢，速度約為60厘米/小時，相當(dāng)于1.7絲米/秒。 　　(9)10的負(fù)3次方米／秒(1毫米/秒)蝸牛速爬 　　蝸牛的爬行緩慢，其速度約為1.6毫米/秒，全速疾爬的速度為2.3毫米/秒，大約8.5米/小時。 　　食物在腸里移動的速度約為5毫米/秒。 　　(10)10的負(fù)2次方米／秒(1厘米/秒)口腔飛沫傳播 　　特定時期的傳染性病毒病常常通過近距離空中飛沫傳播。如病人一次劇烈的咳嗽，會產(chǎn)生一百萬粒左右的小飛沫，其中含有大量的病毒或其他病原體，這些飛沫在靜止的空氣中以1厘米/秒的速度向四周擴散。在室外，這些危險的夾帶病毒的飛沫可能被吹散或者被陽光殺滅；而如果在室內(nèi)通風(fēng)狀況不好的情況下，人群就就易被感染。 　　(11)烏龜快速行走的速度約為5厘米/秒。 　　(12)10的負(fù)1次方米／秒(1分米/秒)經(jīng)絡(luò)傳感 　　醫(yī)學(xué)實驗證明，經(jīng)絡(luò)的傳感速度慢于神經(jīng)傳導(dǎo)速度，其速度為1分米/秒左右。因經(jīng)絡(luò)是隱形的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，不像神經(jīng)傳導(dǎo)，是借助于顯形的神經(jīng)系統(tǒng)，所以其傳感速度要慢于神經(jīng)傳導(dǎo)速度。 　　蟑螂一般的爬行速度約為1分米/秒。 　　血液壓入主動脈的速度約為2分米/秒。