【教案】教科版选修3-2物理速度教案高二物理.docVIP

1.3 速度快慢的描述—速度 教案 本节开始学习运动快慢的描述——速度。 一、坐标和位移 物体沿直线运动，规定一个起点作为参考点（相当于数轴规定原点），物体所达到的位置都对应一个坐标。物体在A、B两点的坐标分别为x1和x2，从A到B的坐标变化量Δx＝x2－x1，又位移是初位置指向末位置的有向线段，所以Δx的大小表示位移的大小、正负表示位移的方向。 二、速度 1．速度公式 用Δx表示坐标变化量、用Δt表示时间变化量Δt＝t2－t1，如果Δx为Δt时间内通过的位移，则物体的速度v＝。 注意：Δx为物体运动位移、而不是运动路程；Δx和Δt必须是对应的，Δx为Δt时间内的位移、Δt为运动位移Δx所用时间。 2．理解速度公式 （1）如果Δt→0时，v为物体在此时刻的瞬时速度；如果Δt为一段时间，v为物体在该段时间内的平均速度； （2）如果Δt相同，由数学知识可知Δt一定、v与Δx成正比，则Δt相同、Δx越大v越大、Δx越小v越小； （3）如果Δx相同，由数学知识可知Δx一定、v与Δt成反比，则Δx相同条件下、所用时间Δt越大v越小、Δt越小v越大。 说明：在（2）和（3）中的v指平均速度。 三、平均速度与瞬时速度 1．二者区别 （1）定义不同：在变速直线运动中，速度分为两种： 一是平均速度，即物体在一段时间内所通过的位移与所用时间的比值，即v＝，平均速度一定对应一段时间或一段位移，在讨论平均速度是，必须指明是哪段时间（或位移）内的平均速度，在不同的时间（位移）内的平均速度一般不同。 二是瞬时速度，物体在某个时刻或通过某位置时的速度，瞬时速度一定与时刻或位置相对应。 （2）方向不同：某段时间内平均速度的方向与这段时间发生的位移的方向相同，即平均速度的方向由这段时间内的初位置指向末位置，而瞬时速度的方向就是物体每时刻的运动方向。 （3）意义不同：平均速度只能粗略地描述一段时间内物体运动方向或运动的快慢，即描述物体在这段时间内运动的平均快慢程度，而瞬时速度能够精确地描述每时刻物体的运动方向及运动快慢。 2．二者联系 瞬时速度是一个特殊的平均速度，即瞬时速度就是某个时刻附近短时间内的平均速度的极限，通常所说的速度即为瞬时速度的简称，二者都是矢量。 例1 指出下列各种情况下的速度哪一个为平均速度？哪一个为瞬时速度？ ①子弹出膛的速度；②足球被踢飞时的速度；③物体从静止开始被抛出手的过程中的速度；④火车过广告牌的速度；⑤子弹头过某点的速度. 解析：依据平均速度和瞬时速度的概念可知：平均速度是过程量，它对应着某一段时间或某一段位移；瞬时速度是状态量，它对应着某一时刻或某一位置.①、⑤为经过某一位置的状况，②为在某一时刻的状况，故①②⑤都是瞬时速度.③为物体经过某一段时间的状况，④为物体通过某一段位移的状况，故③④为平均速度。 答案：③④为平均速度 ①②⑤为瞬时速度 点评：该题考察了对平均速度、瞬时速度的理解，解题的关键是看某个速度是过程量还是状态量：与某一段时间或某一段位移相对应的表示一个运动过程，用过程量表示；与某一时刻或某一位置相对应的表示一个运动状态，用状态量表示. 四、速度与速率 1.平均速度与平均速率 （1）含义不同：平均速度是位移与所用时间的比值，平均速率是路程与时间的比值。 （2）大小不同：一段时间内物体的平均速率、平均速度的大小取决于这段时间内的位移与路程，关于路程和位移的关系再上节内容中已详细讲过，在此不再赘述。 例 如图所示，一质点沿直线AB运动，先以速度v从A匀速运动到B，接着以速度2v沿原路返回到A，已知AB间距为s，求整个过程的平均速度和平均速率。 解析整个过程的总位移x=0，所以整个过程的平均速度为0 整个过程质点通过的总路程为2s，所用时间为 所以平均速率为。 答案 0 ； 点评：平均速度是指质点通过的总位移与所用时间的比值，方向与位移的方向相同；而平均速率是指质点通过的总路程与所用时间的比值，是标量。在处理复杂过程的问题时，一定要弄清位移和路程以及它们所对应的时间，以免出错。 2.速度、速率、平均速度、平均速率的矢量性 速率是速度的大小，即瞬时速度的大小；速度是矢量，而速率是标量； 平均速率是路程与时间的比值，是标量，而平均速度是位移与时间的比值，是矢量。 平均速率在一般情况不等于平均速度的大小，只有在单方向的直线运动中，二者才相等。 3.平均速度与速度的平均值 平均速度与速度的平均值是意义完全不同的两个概念，一般情况下两者不相等，只有在匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度才等于该段时间初、末速度的算术平均值. 例3 一辆汽车以20m/s的速度沿平直的公路从甲地开往乙地，又以30m/s的速度从乙地开往丙地。已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等。求该汽车在从甲地开往丙地的过程中平均速度的大小。