2020-2021学年高中物理(沪科版)必修一学案：第1章-学案2-怎样描述运动的快慢.docx

学案2怎样描述运动的快慢学习目标定位1.理解速度概念，知道速度概念的比值定义方法.2.理解平均速度概念，会利用平均速度公式计算物体的平均速度.3.知道平均速度与某段时间(或某段位移)相对应，知道平均速度只能粗略描述物体运动的快慢一、匀速直线运动物体沿直线运动，假如在相等的时间内通过的位移相等，这种运动叫匀速直线运动二、速度1定义：物体通过的位移s跟发生这段位移所用时间t的比值2定义式：v.3在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号为m/s.交通运输中常用单位还有km/h，则1 m/s3.6 km/h.4平均速度：在物理学中，把运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所需时间的比值，叫做平均速度，用公式表示.一、速度问题设计自行车和汽车都在平直大路上沿同一方向单向行驶，自行车在30 min内行驶8 km；汽车在30 min内行驶50 km；百米竞赛中，运动员甲用时10 s，运动员乙用时13.5 s.(1)自行车和汽车哪个运动得快？运动员甲和运动员乙哪个跑得快？(2)汽车和运动员甲哪个运动得快？如何进行比较的？答案(1)汽车运动得快，相同时间内位移大运动员甲运动得快，通过相同位移所需时间短(2)对于汽车和运动员甲，通过比较两物体单位时间内的位移，可比较两物体运动的快慢汽车：27.8 m/s.运动员甲：10 m/s.所以汽车运动得快要点提炼1定义式：v.其中s是位移，不是路程说明这里的定义方法是比值定义法比值定义法是高中常见的一种定义物理量的方法，被定义的物理量不是由其他两个量打算，即不能说v与s成正比，与t成反比学校曾学习过、R也是用比值定义法定义的2方向：速度是矢量，速度的方向就是物体运动的方向留意(1)当比较两个速度是否相同时，既要比较大小是否相等又要比较其方向是否相同(2)分析物体的运动速度时不行只关注速度的大小，也要留意确定速度的方向二、平均速度问题设计某同学百米竞赛用时12 s，前2 s内的位移为12 m，第2个2 s内位移为14 m，第3个2 s内位移为16 m，第4个2 s内位移为19 m，第5个2 s内位移为20 m，第6个2 s内位移为19 m.(1)这位同学做的是匀速直线运动吗？(2)请计算上述6个时间内的平均速度并说明哪段时间运动得最快？答案(1)不是，由于相等的时间内的位移不相等(2)第1个2 s内16 m/s，第2个2 s内27 m/s，第3个2 s内38 m/s，第4个2 s内49.5 m/s，第5个2 s内510 m/s，第6个2 s内69.5 m/s.第5个2 s内运动得最快要点提炼平均速度1定义：在某段时间内物体的位移s与发生这段位移所用时间t的比值，公式.2意义：表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度3矢量性：平均速度的方向与t时间内发生的位移s的方向相同三、平均速度和平均速率问题设计体育课上，某同学沿操场跑了一圈(400米)，用时80秒钟，另一同学说，“还不错！平均速度是5 m/s”(1)这个同学所说的“平均速度是5 m/s”是怎样算出来的？(2)依据我们刚学的平均速度的定义，这个结论正确吗？答(1)这个同学的平均速度是用路程除以时间算出来的，即 m/s5 m/s.(2)不正确沿操场跑完一圈的位移是0，由平均速度的定义可得这位同学的平均速度是0.要点提炼平均速率：路程与时间的比值，即平均速率.留意生活中有时所说的平均速度实际上是平均速率，一般位移大小不等于(填“等于”或“不等于”)路程，所以一般平均速度的大小不等于(填“等于”或“不等于”)平均速率延长思考当物体做单向直线运动时平均速度就是平均速率吗？答案当物体做单向直线运动时平均速度的大小等于平均速率，但是平均速度是矢量，所以不能说平均速度就是平均速率一、对速度的理解例1关于速度的定义式v，以下叙述正确的是()A物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移s成正比，与运动时间t成反比B速度v的大小与运动的位移s和时间t都无关C此速度定义式适用于任何运动D速度是表示物体运动快慢及方向的物理量解析v是计算速度的公式，适用于任何运动，C对；此式只说明速度可用位移s除以时间t来获得，并不是说v与s成正比，与t成反比，A错，B对；速度的大小表示物体运动的快慢，方向表示物体的运动方向，D对答案BCD针对训练1关于速度的说法，下列各项中正确的是()A速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快B速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化大C速度越大，位置变化越快，位移也就越大D速度是矢量答案AD二、平均速度与平均速率的计算例2一物体以v14 m/s的速度向东运动了5 s后到达A点，在A点停了5 s后又以v26 m/s的速度沿原路返回，运动了5 s后到达B点，求物体在全程的平均速度和平均速率解析物体全程的位移大小sv2t2v1t165 m45 m10 m，全程用时t5 s5 s5 s15 s，故平均速度大小 m/s m/s，方向水平向西物体全程的路程Lv2t2v1t165 m45 m50 m，故平均速率 m/s m/s.答案平均速度的大小为 m/s，方向水平向西平均速率为 m/s针对训练2从甲地到乙地的高速大路全程是197 km，一辆客车8点从甲地开上高速大路，10点到达乙地，途中曾在一高速大路服务区休息10 min，这辆客车从甲地到乙地的平均车速是()A98.5 km/hB27.4 km/hC107 km/h D29.8 km/h答案A解析该题求解的是客车的平均速率，由于客车在2小时内经过的路程是197 km，故平均速率 km/h98.5 km/h，A正确怎样描述运动的快慢1(对匀速直线运动的理解)对于做匀速直线运动的物体，下列说法正确的是()A由公式v可知，做匀速直线运动的物体，其位移越大，速度确定越大B物体运动的时间越短，其速度确定越大C速度是表示物体运动快慢的物理量D做匀速直线运动的物体，其位移与时间的比值是一个恒量答案CD解析速度是表示物体运动快慢的物理量，对于匀速直线运动，位移随时间均匀增大，但位移与时间的比值是一个恒量，不能误认为速度与位移成正比，与时间成反比，C、D正确2(对平均速度的理解)一汽车在平直的大路上先以72 km/h的速度行驶20 km，又以108 km/h的速度行驶10 km，则汽车在这30 km的全程中的平均速度为()A20 m/s B22.5 m/sC25 m/s D81 m/s答案B3(平均速度与平均速率的计算)在2021年游泳世锦赛上，孙杨在男子400米自由泳竞赛中以3分41秒59的成果夺冠，为中国游泳军团拿下本届大赛首金已知赛道长50米，则孙杨在整个竞赛中的平均速度为_，平均速率为_答案01.81 m/s解析孙杨在整个竞赛中的位移为0，所以平均速度为0.平均速率 m/s1.81m/s.题组一对匀速直线运动和速度的理解1关于匀速直线运动，下列说法正确的是()A任意相等时间内通过的路程都相等的运动确定是匀速直线运动B速度不变的运动确定是匀速直线运动C速度大小不变的运动确定是匀速直线运动D匀速直线运动的位移跟运动的时间成正比答案BD解析匀速直线运动的特点是速度不变(即速度的大小、方向都不变)，轨迹是直线的运动由svt可知，位移s的大小与时间t成正比，在任意相等时间内通过的位移相等2从匀速直线运动的公式v可知()A速度与位移成正比，与时间成反比B速度等于位移与所用时间的比值C做匀速直线运动的物体的速度不随时间或位移而变化D做匀速直线运动的物体的速度打算于运动的位移答案BC3甲、乙两质点在同始终线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为2 m/s，乙质点的速度为4 m/s，则可知()A乙质点的速率大于甲质点的速率B由于24，所以甲质点的速度大于乙质点的速度C这里的正、负号的物理意义是表示质点运动的方向D若甲、乙两质点同时由同一地点动身，则10 s后甲、乙两质点相距60 m答案ACD题组二对平均速度和平均速率的理解4.三个质点A、B、C，运动轨迹如图1所示三个质点同时从N点动身，同时到达M点，且均无来回运动，则下列说法正确的是()图1A三个质点从N点到M点的平均速度相同B三个质点任意时刻的运动方向都相同C三个质点从N点动身到任意时刻的速度都相同D三个质点从N点到M点的平均速率相同答案A解析A、B、C三个质点在相同时间内从N点到达M点的位移的大小都是MN的长度，方向都由N指向M，即位移相同，所以它们的平均速度相同，A选项正确质点B做单向直线运动，速度方向始终由NM，而质点A、C沿曲线运动，运动方向随时在转变，B、C选项错误由于路程与位移一般不同，故平均速率与平均速度的大小一般不相等，仅在质点做单向直线运动时，平均速率才与平均速度的大小相等D选项错误5为了传递信息，周朝形成了邮驿制度；宋朝增设“急递铺”，设金牌、银牌、铜牌三种投递，“金牌”一昼夜行500里(1里500米)，每到一驿站换人换马接力传递那么“金牌”传递的快慢()A与成年人的步行速度相当B与人骑自行车的速度相当C与高速大路上汽车的速度相当D与磁悬浮列车的速度相当答案B解析“金牌”的传递速度10.42 km/h，与人骑自行车的速度相当题组三平均速度和平均速率的计算6某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶，再从坡顶到坡底来回一次，已知上坡时的平均速度大小为4 m/s，下坡时的平均速度大小为6 m/s，则此人来回一次的平均速度大小与平均速率分别是()A10 m/s,10 m/s B5 m/s,4.8 m/sC10 m/s,5 m/s D0,4.8 m/s答案D解析此人来回一次的位移为0，由平均速度的定义式可知，此人来回一次的平均速度的大小为0.设由坡顶到坡底的路程为L，则此过程的平均速率为4.8 m/s，故选项D正确7物体M从A运动到B，前半程平均速度为v1，后半程平均速度为v2，那么全程的平均速度是()A(v1v2)/2 B.C. D.答案D解析设总路程为2s，则前半程的时间为t1，后半程的时间为t2，所以全程的平均速度是，故选项D正确8一辆汽车以20 m/s的速度沿平直的大路从甲地开往乙地，又以30 m/s的速度从乙地开往丙地已知乙地在甲、丙两地之间且甲、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有一位同学是这样解的： m/s25 m/s，请问上述解法正确吗？为什么？应当如何解？答案见解析解析从平均速度的定义动身进行分析，上述解法是错误的，由于它违反了平均速度的定义，计算的不是平均速度(物体的位移与发生这段位移所用时间的比值)，而是速度的平均值正确的解法应当是：设甲乙两地间、乙丙两地间的距离均为s，则有：24 m/s.9甲、乙两人从市中心动身，甲20 s内到达正东方向100 m处，乙30 s内到达正北方向150 m处，试比较整个过程中甲、乙的平均速度是否相同答案不相同解析甲 m/s5 m/s，方向向东乙 m/s5 m/s，方向向北所以两人平均速度大小一样，方向不同，所以它们的平均速度不同10一位旅游爱好者打算骑摩托车到某风景区去观光，动身地和目的地之间是一条近似于直线的大路，他原方案全程平均速度要达到30 km/h，可是开出一半路程之后发觉前半段路程他的平均速度仅有15 km/h，那么他能将全程的平均速度提高到原方案的平均速度吗？答案见解析解析设全程的位移为s，后半段路程的平均速度为v.前半段路程所用的时间t1，后半段路程所用的时间t2，若将全程的平均速度提高到原方案的平均速度，需满足30 km/h当v时上式才成立，不符合实际，由此可知，无论如何他都不行能将全程的平均速度提高到原方案的平均速度