高中物理备课资料卡-运动快慢的描述---速度(速度与平均速度)素材.doc

【知识点名称】运动快慢的描述速度（沪科K）怎样描述运动的快慢(一)【三维目标】(鲁科J)1知道物体运动的快慢即位置变化的快慢可以用平均速度和瞬时速度来描述。理解平均速度和瞬时速度。知道瞬时速度的大小简称为速率。(鲁科J)2初步了解和体会极限思想和方法在建立瞬时速度概念时的作用，知道平均速度和瞬时速度在描述运动快慢方面的区别和联系。 (鲁科J)3知道速度是矢量，速度的方向表示物体运动的方向。1（人教J）了解物体做变速直线运动的特征，理解平均速度的概念，理解瞬时速度的概念。2（人教J）培养学生观察、概括、推理的能力。3（人教J）渗透科学方法的教育和德育思想教育。【过程与方法】(鲁科J)通过速度建立过程，学习运用比值法、近似法、微元法、极限法等科学研究方法，训练学生的思维。【情感态度与价值观】(鲁科J)领略自然界运动世界的奇妙与和谐，发展认识物质运动的好奇心与求知欲。(鲁科J)通过“神舟”5号和上海“磁悬浮列车”等介绍，让学生关心科技发展现状与趋势，培养爱国主义的情感和振兴中华的使命感和责任感。【重难点知识】(鲁科J)1本节的重点是对平均速度、瞬时速度理解，但是教学中要切忌“灌输”和对定义的“死记硬背”，要特别重视概念的引入和建立过程的教学。（人教J）平均速度和瞬时速度。【内容结构概述】(鲁科J)物体在做机械运动时，位置的变动有快有慢，为了粗略地描述物体在一段位移或一段时间内的位置变动的快慢，教材引出了平均速度；为了精确地描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢，教材引出了瞬时速度。在引入r速度概念后。紧接着引出r下面问题：用什么来描述物体速度变化的快慢呢?答案是加速度。速度和加速度就构成了本章第3节的内容。教材中设置了二个信息窗：某些物体的平均速度、速度计。体现物理知识来源于生活，有利于学生对平均速度、瞬时速度和加速度的感性认识，教材中图223和图224是为r加深对瞬时速度的建立过程的理解而设置的，通过学习，让学生体验科学研究的方法，体会微元法和极限思想在物理学中的作用，这里体现了过程与方法的培养目标。 (鲁科J)综上所述，本章从机械运动的描述入手，引出了参考系、空间位置的描述、时间的描述、质点、位移、平均速度、瞬时速度和加速度，一环紧扣一环，体现了教材的系统性和顺序性，其落脚点又都是运动的描述，突出了本章的主题。以上编写思路，不仅有利于教师的教学，而且有利于学生的学习。 (鲁科J)需要说明的是，运动是自然界最常见、也最直观的现象，因此，高中物理教材从物体运动的描述开始，既体现了物理来源于生活的基本理念，又加强了与初中知识的联系。 (鲁科J)从初中物理到高中物理有一个大的台阶，在教学中，能否让学生成功地跨越这一台阶，对学生学习高中物理起着关键的作用。除绪论外，本章是高中物理的启蒙课，要注意初中物理和高中物理两者之间的梯度，既要在初中基础上有所提升，又要特别注意学习的难度和深度，不能让学生萌发高中物理特别难学的感慨，挫伤学生学习物理的积极性。提高学生的学习兴趣，保持学生高度的学习热情，这是高中物理教师所必须做到的。（人教J）教材进一步说明如何用坐标和坐标的变化量来表示质点的位置和位移，为速度概念的叙述作好准备。教材的重点是速度，从平均速度引人，通过极限的思维方法过渡到瞬时速度，说明瞬时速度表示物体在时刻t的速度。教材最后说明速度的应用，特别以“STS”栏目形式从一个侧面说明速度与社会发展的关系。【教学建议】(鲁科J)1本节的重点是对平均速度、瞬时速度和加速度的理解，但是教学中要切忌“灌输”和对定义的“死记硬背”，要特别重视这三个概念的引入和建立过程的教学。(鲁科J)2建议采取下列简单探究的方法引入和建立“平均速度”的概念。第一步教师提出问题：物体做机械运动时位氍发生了变化即发生了位移，但运动的快慢如何描述?第二步，具体讨论两种简单情况的运动快慢的描述方法：位移相同时比较其时间，运动时间相同时比较其位移。第三步，如果位移和时间都不相同时采用位移与时间的比值来描述，比值越大，说明运动越快，反之越慢。水到渠成之时，教师再告诉学生，位移与时间的比值就叫平均速度。这样，学生既知道了为什么要引入平均速度，理解rr平均速度的概念，又了解了比值定义法，体会到了比值定义法在科学研究中的作用。(鲁科J)教师要很好地运用好教材中的图222和表23，要让学生真正理解：计算平均速度时，必须明确求的是哪一段时间或哪一段位移内的平均速度。在这节课内，教师是否要补充一些较复杂的求平均速度的问题，要根据学生情况而定。【教学建议】(鲁科J)位移是了解速度、加速度、功等概念的基础。要注意位移的引入。首先提出问题“如何描述物体的位置变化?”然后在复习初中学习过的路程，分析讨论得出用路程来描述物体的位置变化存在着一些困难的情况下，才能引入位移，并要体现用位移来描述位置变化的优点，可以以跳远或投铅球等为例。由于学生对路程的概念印象深刻，从某种意义上说，会干扰对位移概念的理解。通过具体实例，采取讨论的形式，让学生知道位移与路程的区别和联系：位移是从初始位置指向末位置的有向线段，而路程是物体运动轨迹的长度；位移与运动的路径无关，而路程与运动的路径有关；位移是矢量，而路程是标量；一般情况下，路程与位移的大小不相等，只有当物体做单向直线运动时，两者才相等。【导语引入】（沪科J）课题引入：可利用本章序言中欧阳中石描述飞船快捷的诗句：“转瞬翔天过太空”，其中含有时间和位移，与物理学描述物体的运动不谋而合。（沪科J）课题引入：对物体的运动可从多角度进行描述，前面我们介绍了诗人以文学语言、物理学中用公式(数学语言)对运动的描述。物理学中还可用图像对运动作出描述，就像我们在前一节的“课题研究”中所做的那样。这些图像能形象化地反映物体运动的规律，帮助我们深化对运动的认识。【知识点讲解】(人教K)速度 不同的运动，位置变化的快慢往往不同，也就是说，运动的快慢不同。要比较物体运动的快慢，可以有两种方法。一种是相同时间内，比较物体运动位移的大小，位移大，运动得快。例如，自行车在30min内行驶8km，汽车在相同时间内行驶50km，汽车比自行车快。另一种是位移相同，比较所用时间的长短，时间短的，运动得快。例如，百米赛跑，目前男子百米世界记录是978s，而某位同学跑完100m用了135s，这位同学跑得慢些。 那么，怎样比较汽车与百米赛跑运动员的快慢呢?这就要找出统一的比较标准。物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢，这就是速度(velocity)，通常用字母代表。如果在时间内物体的位移是，它的速度就可以表示为(1) 在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或ms。常用的单位还有千米每时(km/h或kmh)、厘米每秒(cm/s或 cms)等。速度也是矢量，既有大小，又有方向。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向。（沪科K）什么叫速度（沪科K）速度是经典力学中一个重要的概念：我国古代由于一直没有建立速度概念，影响了物理认识的发展，亚里士多德也没有抓住速度，而从产生运动的原因去划分运动，导致得出一些不正确的结论伽利略的高明之处，就在于能抓住速度这一基本特征对运动分类，从而揭示出运动的一些规律。 （沪科K）为了描述物体运动的快慢，我们从简单的直线运动开始研究。 （沪科K）如图1-12所示，一辆汽车沿平直公路行驶，请仔细分析围中秒表的示数和汽车的位移，判断汽车在做怎样的运动? （沪科K） 物体沿直线运动，如果在相等的时间内通过的位移相等，这种运动叫做匀遭直线运动(uniform rectilinear motion)。（沪科K）在物理学中，把物体通过的位移，跟发生这段位移所用时间t的比值，叫做速度(velocity)。用。表示速度，则有（沪科K）在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号为m/s(或 ms-1)，（沪科K）速度不仅有大小，还有方向，是一个矢量。速度的方向就是物体运动的方向。 (人教K)一般说来，物体在某一时间间隔内，运动的快慢不一定是时时一样的，所以由(1)式求得的速度，表示的只是物体在时间间隔内的平均快慢程度，称为平均速度(averageve locity)。（人教J） 学生认为平均速度好懂，有的学生误认为平均速度与初中学过的速度没有区别，我们可通过实例让学生注意到，初中学的速度定义是路程与时间的比，它没有方向。现在说的平均速度是矢量，它的方向与位移的方向相同。 一辆汽车10 s内向东行驶120 m，另一辆汽车10 s内向北行驶120 m，这两辆汽车平均速度大小相等但方向不同，它们的平均速度不同。(人教K)速度的测量 我们学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，就可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度了. 如图5.9-2，A、B、C是纸带上相邻的三个点，由于已经知道纸带以加速度.做匀加速运动，所以A、C两点的距离可以表示为式中“”是A，C两点间的时间间隔.这样，A、C之间的平均速度可以写成，另一方面，所以这表明：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于相邻两点间的平均速度.(人教J)关于速度的测量课文中介绍了测量瞬时速度的另一种方法，有详细的导出过程学生不但应当懂得公式导出的道理还应当会推导公式，并且可以结合v-t图象了解瞬时速度和时间中点的平均速度相等的物理意义如图5-13所示 处理纸带时，如果时间间隔取O1 s，可能出现纸带上的点数不够用的情况，所以计时时间不要取得太长要求学生写好实验报告，教师一定要评阅或组织学生相互交流学生自己写实验报告是实验能力的一个方面尤其是对实验结果可靠性的评估，要求学生不但会动手，更要会动脑(4)参考实验数据，m=030 kg计数点n456789100.080.100.120.140.160.180.202.924.626.709.1812.0315.2818.920.9451.141.331.531.720.1340.1950.2650.3510.4440.1360.1970.2700.3540.450平均速度 (鲁科K)大自然中，物体的运动有快有慢。天空，日升日落；草原，骏马奔驰；树丛，蜗牛爬行(图2-20)。 (鲁科K)仔细观察物体的运动，我们发现，在许多情况下，物体运动的快慢会发生改变：飞机的起飞(图2-21)、汽车的行驶、运动员的奔跑等。 (鲁科K)在自然界和人类生活中，物体的运动状态各不相同且不断变化。在长期对运动的思索、探究过程中，为了比较准确地描述运动，人们逐步建立了平均速度的概念。 (鲁科K)运动物体的位移与所用时间的比值，叫这段位移(或这段时间)内的平均速度(average velocity)。平均速度通常用来表示。 (鲁科K)在变速运动中，可以用平均速度来粗略描述运动物体在某段位移或者某段时间内的运动快慢。例如，让小球从斜面的顶端滚下 (图2-22)，小球通过OA、AB、BC，哪一段运动得更快? (鲁科K)为了比较各段的运动快慢，我们可以计算各段的平均速度，填人表2-3。(鲁科K)表23 小球沿斜面滚下实验的部分数据OAABBCs/m 0.070.090.11t/s0.10.10.1/ms-10.70.91.1 (鲁科K)计算结果表明，物体经过OA、AB、BC段的平均速度是逐渐增大的，物体经过BC段时运动最快。(鲁科K)从以上测量结果还可知，物体在变速直线运动过程中，不同时间内或不同位移内的平均速度一般不相等，因此描述平均速度时，需要指明是哪一段时间或哪一段位移内的平均速度。（沪科K）平均速度（沪科K）亚里士多德说过：“我们不仅田时间计量运动，也用运动计量时间囚为它们是相互确定的。” （沪科K）通过这个实例，请你给变速直线运动下一个定义（沪科K）匀速直线运动是一种理想化的运动。实际物体的运动往往是变速运动，在每个相等时间内通过的位移不等，如图1-15中的汽车，在开始三个5min内的位移逐渐增加，第4个5min内的位移减少。汽车的速度先增大，后减小。 显然，公式算出的仅是某段时间(或某段位移)内的平均速度。由于物体做变速直线运动时，在不同时间(或不同位移)内算出的速度不等，所以在实际问题中，计算变速直线运动的平均速度时，必须指明具体的时间间隔或位移区段。否则，它们的意义就不明确了。 如果物体做匀速直线运动，任意选取一段时间(或位移)，算出的平均速度有什么特点?平均速度的计算(鲁科J)平均速度是位移与所用时间的比值。做变速运动的物体，一般情况下，在不同的时间内(或不同的位移内)其平均速度是不一样的。所以，计算平均速度时，首先要知道是求哪一段时间内(或哪一段位移内)的平均速度，然后再用平均速度的定义来求这一段时间内(或这一段位移内)的平均速度。学生往往会受数学上求平均值方法的影响，形成思维定势，而不注意物理情境，在计算时出现如下的错误。平均速度与平均速率(鲁科J)平均速度和平均速率是两个不同的概念。(鲁科J)平均速度是位移跟时间的比值，它是矢量，其方向与位移的方向一致。平均速率是路程跟时间的比值，它是标量。平均速率与平均速度的大小也是不同的。由于位移的大小一般不等于路程，所以，一般情况下，平均速率不等于平均速度的大小，只有当物体做单向直线运动时，两者才相等。只要物体在运动，平均速率不可能为零，而平均速度可以为零。(人教K)速率与所有矢量一样，速度既有大小又有方向。速度的大小叫做速率(speed)。汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的读数实际是汽车的瞬时速率。日常生活和物理学中说到的“速度”，有时是指速率。【生活应用】【课本习题】2. (鲁科K)右图是高速摄影机拍摄的子弹射过扑克牌的照片，子弹的平均速度是900m/s，请你估算子弹穿过扑克牌的时间。 (鲁科J)解答：估计扑克牌的尺寸(宽度)为5 cm即005 m。 3. (鲁科K)我国列车第四次提速后，T14次列车从上海始发，途经蚌埠、济南等城市，最后到达北京。T14次列车运行时刻表如下，根据该时刻表可知，列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均速度为_m/s。T14次列车时刻表停靠站 到达时刻 开车时刻 里程（km）上海 18：00 0蚌埠 22：26 22：34 484济南 03：13 03：21 966北京 08：00 1463(鲁科J)解答：已知列车22：34从蚌埠开出，次日03：13到达济南，则从蚌埠到济南共用时4小时39分钟，合1674104s。蚌埠与济南的距离为济南到上海的距离减去蚌埠到上海的距离，则蚌埠到济南的距离为966-484km=482 km=482105m，所以平均速度为(人教K)问题与练习1光在真空中传播的速度为30m/s。 (1)1光年(光在一年中传播的距离)相当于多少米?(1) 除太阳外，最靠近地球的恒星是半人马座中的比邻星(很遗憾，在北半球看不到)，它离我们40101km，它发出的光要多长时间才能到达地球?（人教J）1解答 (1)1光年=3652436003Ox lO。m=95x 1015m。(2)需要时间为 s=42年2汽车A制动到停止下来共用了5s。这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m。 (1)求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。这五个平均速度中哪一个最接近汽车关闭油门时的瞬时速度?它比这个瞬时速度略大些还是略小些?(2)汽车运动的最后1s的平均速度是多少?汽车的末速度是多少? （人教J）2解答(1)前l s平均速度v1=9 m/s 前2 s平均速度v2=8 m/s 前3 s平均速度v3=7 m/s 前4 s平均速度v4=6 m/s 全程的平均速度v5=5 m/sv1最接近汽车关闭油门时的瞬时速度，v1小于关闭油门时的瞬时速度。(2)l m/s，O 说明 本题要求学生理解平均速度与所选取的一段时间有关，还要求学生联系实际区别平均速度和(瞬时)速度。3右面是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在每个车站都能准点到达，准点开出。 (1)T107次列车由北京西站开出直至到达聊城站，运行的平均速度是多少? (2)T107次列车由聊城站开出直至到达菏泽站，运行的平均速度是多少? (3)T108次列车在9时30分的瞬时速度是多少?（人教J）3解答(1)249 m/s， (2)366 m/s， (3)0 说明 本题说的是平均速度是路程与时间的比，这不是教材说的平均速度，实际是平均速率。应该让学生明确教材说的平均速度是矢量，是位移与时间的比，平均速率是标量，日常用语中把平均速率说成平均速度。（沪科K）家庭作业与活动 5. （沪科K）一辆汽车沿平直公路行驶，先以速度v1通过前三分之一的位移，冉以速度v2=50km/h通过其余三分之二的位移。若整个位移中的平均速度为37.5km/h，则第一段位移中的速度为多少? （沪科J）设汽车通过的整个位移为s，整个运动时间为t，通过第一段位移s1和第二段位移s2，所用的时间分别为t1和t2。则有解得第一段位移中的速度1（沪科K）平均速度跟速度的平均是不是一回事? （沪科J）不是一回事，平均速度是物体运动的位移与发生这一位移所用时间的比值，而速度的平均是各个速度求和后再取平均。2（沪科K）平均速度等于零是否表示物体一定处于静止状态? （沪科J）平均速度等于零不表示物体一定处于静止状态。如物体先向某一方向运动一段距离，再向相反的运动方向运动相同的距离，其位移和平均速度均等于零，但物体一直处于运动状态。3（沪科K）京沪铁路线长约1463km，特快列车从上海到北京的运行时间是14h。生活中我们把京沪铁路线长度除以列车运行的时间得到的速度跟物理学中的平均速度意义是否一样? （沪科J）特快列车从上海到北京的位移大小为1080km，其平均速度km/h=77km/h，方向为从上海指向北京，它与把京沪铁路线长度除以列车运行时间得到的速度不相同。4（沪科K）关于平均速度的下列说法中，含义正确的是 A汽车出发后1Os末的平均速度是5m/s B汽车在某段时间内的平均速度是5m/s， 表示汽车在这段时间内每1s内的位移都是5m C汽车经过两路标间的平均速度是5m/sD汽车在某段时间内的平均速度，一定等于它在这段时间内最小速度与最大连度之和的一半 （沪科J）C。 A错。平均速度是针对一段时间而言的，而10s末指一个时刻。 B错。汽车在某段时间内的平均速度是5m/s，并不表示它在这段时间每1s内的位移都是5m。可举一反例：汽车在2s内的平均速度是5m/s，它可能在第1个1s内的位移是3m，而在第2个1s内的位移是7m。 C正确。汽车经过两路标间需要一定的时间，通过一定的位移，具有一定的平均速度。D错。可举一反例说明，汽车在第1个1s内以2m/s的速度运动，在第2个1s内以6m/s的速度运动，在第3个1s内以7m/s的速度运动，汽车在整个3s内的平均速度是5m/s，而它在这段时间内的最小速度与最大速度之和的一半为4.5m/s，不等于平均速度。5（沪科K）美国田径运动员刘易斯，在1991年的世界田径锦标赛上创下了986s的百米跑世界纪录。下表中给出了当时的实测记录。请算出每个10m内的平均速度，并填入表中。位移s/m0102030405060708090100时间t/s01.882.963.884.715.616.467.308.139.009.86通过每10m的时间t/s1.881.080.920.830.900.850.840.830.870.86每10m内的平均速度v/(ms-1)（沪科J）位移s/m0102030405060708090100时间t/s01.882.963.884.715.616.467.308.139.009.86通过每10m的时间t/s1.881.080.920.830.900.850.840.830.870.86每10m内的平均速度v/(ms-1)5.329.2610.8711.2411.9011.7611.9012.0511.4911.63【基础例题】(鲁科J)例题：一航班从甲地飞往乙地，前半程以平均速度vl飞行，后半程以平均速度v2飞行，飞行的路径可以看成直线，求该航班从甲地飞往乙地的平均速度是多大? (鲁科J)错误解答： (鲁科J)分析：只有当物体做匀加速直线运动或匀减速直线运动时，上述计算公式才成立。一般情况下，不能采取上述方法求平均速度。正确解答：(鲁科J)例题1：某物体沿一半径为r的圆周运动，在时间t内运动了55周，求时间t内物体的平均速率和平均速度的大小。 解答：由于路程为11r，而位移为2r，所以平均速率为11rt，平均速度的大小为2rt。 (鲁科J)例题2：某物体从甲地出发，以速度v1沿直线运动到达乙地，紧接着又以速度v2原路返回到甲地。求该物体全程的平均速度和平均速率。 (鲁科J)解答：由于在全程中物体的位移为零，所以，全程的平均速度为零。(鲁科J)设甲、乙两地的距离为s，从甲地到乙地所用的时间为t1，从乙地返回甲地所用的时间为t2，则全程的平均速率为（沪科K）案例 上海到南京的列车已迎来第五次大提速，速度达到 v1=180km/h，为确保安全，在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯。当列车还有一段距离才到达公路道口时，道口应亮出红灯，警告未越过停车线的汽车迅速制动，已越过停车线的汽车赶快通过。如果汽车通过道口的速度v2=36km/h，停车线至道口栏木的距离s0=5m，道口宽度s=26m，汽车长=15m(田1- 14)，并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动，问：列车离道口的距离L为多少时亮红灯，才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?（沪科K）分析 为确保行车安全，要求列车驶过距离L的时间内，已越过停车线的汽车的车尾必须能通过道口。（沪科K）解答 汽车越过停车线至车尾通过道口，汽车的位移为 s=+s0+s=(15+5+26)m=46m汽车速度v2=36km/h=1Om/s通过这段位移需要时间 高速列车的速度v1=180km/h=50m/s，所以安全距离 L=v1t=504.6m=230m 实际情况下，还应考虑到关闭栏木需要的时间以及预留的安全时间等，所以在列车离道口更远时，道口就应该亮起红灯，发出警告。 （沪科J）这里的“案例分析”旨在让学生熟悉运用速度公式及其变形公式解题，注意从开始就要求学生注意解题规范，像教材中所做的那样，根据题意画出示意图，不同的位移、时间、速度用不同的字母相区别。 （沪科J）作出结论时，注意把解题结果与生活实际相联系。【其他习题】(鲁科J)1在没有“斑马线”的乡村公路上，当人们横过公路时，要“一停、二看、三通过”。人急行的速度大约是2 ms，人急行横过6 m宽的马路需要的时间大约是s；如果一急驶的小车的速度是80 kmh，人至少要在距行驶过来的小车m处开始穿越马路。 答案：3，67 (鲁科J)2坐在行驶汽车上的一位乘客，欲估测前方隧道的长度。在进、出隧道口时，分别看了一下手表，如图甲、乙所示，汽车通过隧道时的平均速度是30 kmh，由此可计算出此隧道的长度大约为km。 (鲁科J)答案：25 (鲁科J)3短跑运动员在100 m的赛跑中，测得5 s末的速度是9 ms，10末到达终点的速度是102 ms，则运动员在全程内的平均速度是 (A)9 ms (B)96 ms (C)10 ms (D)102 ms 答案：c(鲁科J)4火车紧急刹车时，在15 s内速度从54 kmh均匀减少到零，火车的加速度为(A)1 ms2 (B)1 ms2 (C)15 mS2 (D)15 ms2(鲁科J)答案：B(鲁科J)8下表是在北京西与长沙区间运行的T1T2次列车运行时刻表。假设列车准点到达和准点开出，且做直线运动。求： (1)列车由长沙开出到达武昌的过程中平均速度为多少? (2)列车由郑州开出到达岳阳的过程中平均速度为多少? (3)T1次列车在5：05的速度是多少?全程的速度又是多少?北京西长沙T1次自北京西起里程(km)站名北京西长沙T2次17：000北京西8：1423：29 23：35690郑州1：40 1：395：01 5：091226武昌20：12 20：047： 12 7：181441岳阳17：58 17：568：381588长沙16：36(鲁科J)答案：(1)104.4,kmh。 (2)98.6 kmh。 (3)0；101.6 kmh。 (鲁科J)9在一段时间内或一段路程内，路程与时间的比值叫平均速率。平均速率没有方向，是标量。请根据下面的部分城市间公路里程表，解答下面问题： (鲁科J)(1)一辆小轿车以100 kmh的平均速率从北京开往至锦州，要多少时间? (鲁科J)(2)一辆小轿车要求在9个小时内从大连开至天津，在以100 kmh的平均速率行驶了5个小时后，司机花了30分钟吃饭和休息，要想按计划到达天津，后阶段轿车的行驶的平均速率至少要多大?(鲁科J)答案：(1)(鲁科J)(2)前5个小时行驶的距离s1=vltl=1005 km=500km 后阶速率至少需【基础探究活动】实践活动(鲁科K)我们可以用光电门这个实验装置来测量瞬时速度，实验装置如图2-24所示，A管发光，B管接收。一旦光线被遮光板阻挡，阻挡的时间便能被光电计时器测出：根据已知的遮光板宽度s和测得的时间t，求出小车在极短时间内的平均速度，可认为它就是测得的瞬时速度。(鲁科J)1关于“瞬时速度测量”的演示实验，在教师简单地介绍实验装置后，可在教师的指导下，由几个学生上台共同完成该实验。建议同时使用两个光电门，测出小车在同一次由斜面滑下时经过斜面的上下两点的瞬时速度的大小，或者使用一个光电门测出先后两次小车由同一斜面的同一点静止开始滑下时经过斜面的上下两点的瞬时速度的大小。让学生比较两点的瞬时速度的大小，初步感受加速直线运动，并与教材中的图222相呼应。2观察速度计(鲁科J)让学生乘坐汽车时观察驾驶室中速度计的指针摆动情况，看看与汽车的实际行驶速度是否相符。实际感受瞬时速度的概念。注意：在观察时不要影向驾驶员驾驶汽车。（沪科K）STS（沪科K）利用匀速运动公式和哈勃定律估算宇宙年龄 （沪科K）天文观测表明，几乎所有遥远的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动。离我们越远的恒星，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大，也就是说宇宙在膨胀。 美国天文学家哈勃(EPHubble)根据观察总结出一条规律：不同星体的退行遵度v跟它们离开我们的距离，成正比。用公式表示为 v=Hr式中H=31710-18s-1，称为哈勃常数。 现在关于宇宙的起潭较为认同的一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的。假设大爆炸后形成的各星体从爆炸中心以速度。向外匀速运动，并设想我们恰位于这个中心设当它们离我们的距离为r时，经历的时间为t则由匀速运动公式知 结合哈勃定律，我们就可以得到形成如今尺度为，的宇宙所经历的时间，即宇宙的年龄约为 请估算一下，这灼等于多少年?（沪科J）如果物体做匀速直线运动，任意选取一段时间(或位移)，算出的平均速度相同。（沪科J）宇宙的年龄 t=315 1017s=1.01010年【其它探究活动】（沪科K）课题研究 （沪科K）用DIS研究匀逮直线运动 在初中，已对匀速直线运动做过初步的研究。现在，可以运用DIS实验子段做进一步研究。 DIS是digital information system的缩写，意思是数字信息系统。 DIS实验系统由物理量传感受器、数据采集器、计算机和数据处理软件组成，它可实时采集、处理实验数据，实验结果可用数字、图形等形式显示在屏幕上。 实验时，挂图1-17所示安装器材，把运动传感器的发射器固定在小车上，把接受器固定在木板上，并使它们正对暑放置。在木板的一端垫上木块，仔细调节垫块的位置使小车能做匀速直线运动。接通发射器电源，运行计算机辅助系统软件，在实验菜单上点击“研究匀速直线运动”。推动小车后点去“数据采集”，屏上全显示位移一时间图像(图1-18)，再点击“v-t图像”，显示速度一时间图像(图1-19)。通过图像，可以直观地分析小车的运动规律。 （沪科J）引导学生分析、讨论图1-12所示的汽车的运动，它在相等的10。的位移大小都为300m，方向都是向右。注意匀速直线运动定义中的“位移相等”的含义为位移大小和方向相同，速度也是一个矢量，方向与位移方向相同。（沪科J）研究人步行的运动 如果你在一条直线上行进，并且保持最均匀的步伐，例如 1s跨两步，那么你一定认为你是在做匀速直线运动，是这样的吗?做了下面的实验，你就可能有更深的认识。 请一个学生协助你共同完成这一实验。把一条长5m的纸带别在你的腰带上，纸带穿过桌上的打点计时器的带孔，启动打点计时器电源，你从背靠桌边开始均匀向前运动(图t-1- 12)。在行进中，纸带随同你前进，留下了一系列打点的痕迹。做完实验后取下纸带，用前面清楚可辨的一点作为计数零点，每隔10点圈一个计数点，标上计数点序号n，再用直尺测出各计数点到计数零点的位移sn。计数周期T=O.0210s=0.2s。某一点n的即时速度可以这样来计算：测出某计数点n到其后0.02s的另一点间的位移丛。(注意：这一点并非计数点)，求出其间的平均速度sn/t(t=0.02s)，由于所取的时间很短，可以把这个平均速度看作是第n点的即时速度。用这样的方法逐一算出各计数点的即时速度。将上述测量数据记录在下表中，作出s-t和v-t图像，对步行运动的性质进行分析、讨论。计数点序号nsn/cmsn/cmvn/cms-1123456【开放题】(人教K)做一做设计方法，分别测量自行车在不同情况下行驶(如长距离和短距离)时的速度；测量蚊香燃烧的速度。对测量结果的可靠性做出评估。常见物体的速度光在真空中传播3.0军用喷气式飞机约600地球绕太阳3.0大型客机约300人造卫星或飞船(近地圆轨道)约7火车(快车)可达60洲际弹道导弹远程炮弹约5高速公路上的汽车最快33远程炮弹约2野兔约18普通炮弹约1远洋轮船817步枪子弹约900赛马约15巡航导弹约800(人教K)说一说 著名物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼(RPFeynman，19181988）曾讲过这样一则笑话。 一位女士由于驾车超速而被警察拦住。警察走过来对她说：“太太，您刚才的车速是60英里每小时!”(1英里=1609千米)。这位女士反驳说：“不可能的!我才开了7分钟，还不到一个小时，怎么可能走了60英里呢?”“太太，我的意思是：如果您继续像刚才那样开车，在下一个小时里您将驶过60英里。”“这也是不可能的。我只要再行驶10英里就到家了，根本不需要再开过60英里的路程。”从物理学的观点看，这位女士没有认清哪个科学概念?（人教J）“说一说”栏目的教学 费恩曼所举的有趣的例子可组织同学阅读、议论，鼓励学生提出自己的想法。教师引导学生认识到警察所说的超速指的是瞬时速度，女士说的是一段时间走的路程和将要走过的路程，这位女士不懂瞬时速度。（沪科K）讨论与思考2（沪科K）目前，百米赛跑的世界记录是978s。根据上面的公式得速度v= ，这是否表示运动员始终都以这么大的速度运动呢?（沪科J）v=102m/s，并不表示运动员始终都以这么大的速度运动，比如他起跑阶段的速度小于该速度。3（沪科K）用速度公式算出的速度，跟汽车速度计上指示的速度数值是不是一回事? （沪科J）用速度公式算出的速度，跟汽车速度计上指示的速度数值不一定相等，只有当汽车做匀速直线运动时，两者才是一回事(注：用速度公式算出的速度指的是平均速度，汽车速度计上指示的速度是瞬时速率)。（沪科K）讨论与思考据说，有一次在某国某城市，一位交通警察拦住了一辆超速行驶的轿车，于是发生了这样一段对话： 警察：“对不起，夫人，你违反了交通规则，超速行驶，你的车速已达到1小时60千米。” “哦，这是绝对不可能的，”驾车女士以不容置辩的口气说：“我总共才行驶了15分钟，远远不到1小时，怎么谈得上1小时 60千米呢? 警察：“夫人，我的意思是，60千米的路程你可用1小时赶到。” “那也是绝对不可能的。我只要再行驶10千米就到家了，根本不要赶60千米的路程。” （沪科K） 请讨论一下：他们两人为什么无法沟通?不同年代交通工具的最大进度不同年代交通工具的最大速度年代163018101880