一、課前預(yù)習(xí)
1.為了表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢,物理學(xué)中引入了 這個(gè)物理量。
2.速度是 與 的比值,公式是
單位是 ,速度是 (標(biāo)量或矢量)。
3.平均速度是 與 的比值,公式是 ,單位是 。是矢量,方向: 。
4.瞬時(shí)速度: 。是 (標(biāo)量或矢量),方向: 。
5.如無特殊說明,我們平時(shí)所講的速度是 (平均速度或瞬時(shí)速度)。
6.平均速率: 。平均速度的大小與平均速率的關(guān)系是 。
7.瞬時(shí)速率: 。
二、例題分析
例1:甲百米賽跑用時(shí)12.5秒,求整個(gè)過程中甲的速度是多少?
例2、某段過程中甲的平均速度是10m/s,方向向北,用時(shí)10秒,求甲在整個(gè)過程中的位移。
例3、甲乙兩人從市中心出發(fā),甲2秒內(nèi)到達(dá)正東方向100米處,乙3秒內(nèi)到達(dá)正北方向150米處,試比較整個(gè)過程中甲乙的平均速度。
例4:一物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),10S內(nèi)位移為100米,試求物體在5S末的瞬時(shí)速度。
例5、下列所說的速度中,哪些是平均速度,哪些是瞬時(shí)速度?
1.百米賽跑的運(yùn)動(dòng)員以9.5m/s的速度沖過終點(diǎn)線。
2.經(jīng)過提速后,列車的速度達(dá)到150km/h.
3.由于堵車,在隧道中的車速僅為1.2m/s.
4.返回地面的太空艙以8m/s的速度落入太平洋中。
5.子彈以800m/s的速度撞擊在墻上。
三、鞏固練習(xí)
1.下列說法正確的是( )
A.平均速度就是速度的平均值。
B.速率是指瞬時(shí)速度的大小。
C.火車以速度v經(jīng)過某一段路,v是指瞬時(shí)速度。
D.子彈以速度v從槍口射出,v是指平均速度。
2、下列說法正確的是( )
A.若物體在某段時(shí)間內(nèi)每個(gè)時(shí)刻的速度都等于零,則它在這段時(shí)間內(nèi)任意一段時(shí)間的平均速度一定等于零。
B.若物體在某段時(shí)間內(nèi)平均速度為零,則它在這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻的速度一定等于零。
C.勻速直線運(yùn)動(dòng)中,物體任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都等于它任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。
D.變速直線運(yùn)動(dòng)中一段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定不等于它某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。
3、甲乙兩小分隊(duì)進(jìn)行代號(hào)為“獵狐”的軍事練習(xí),指揮部通過現(xiàn)代通信設(shè)備,在熒屏上觀察到兩小分隊(duì)的具體行軍路線如圖所示,兩小分隊(duì)同時(shí)從O點(diǎn)出發(fā),最后同時(shí)捕“狐”于A點(diǎn),下列說法正確的是( )
A.小分隊(duì)路線 。
B.小分隊(duì)平均速度 。
C.y?x圖象表示的速度(v)?時(shí)間(t)圖象。
D.y?x圖象表示的路程(s)?時(shí)間(t)圖象。
4、一架飛機(jī)水平勻速地在某同學(xué)頭頂上飛過,當(dāng)他聽到飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲從頭頂正上方傳來時(shí),發(fā)現(xiàn)飛機(jī)在他前上方約與地面成60°角的方向上,據(jù)此可估算出飛機(jī)的速度約為聲速的多少倍?
5、短跑運(yùn)動(dòng)員在100m競(jìng)賽中,測(cè)得7s末的速度是9m/s,10s末到達(dá)終點(diǎn)的速度是10.2m/s,則運(yùn)動(dòng)員登程中的平均速度是多少?
6、一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox軸做變速運(yùn)動(dòng),它離開O點(diǎn)的距離x與時(shí)間的關(guān)系為 ,則該質(zhì)點(diǎn)在t=0至t=2s的時(shí)間內(nèi)的平均速度是多少?t=2s至t=3s內(nèi)的平均速度是多少?
7、一位同學(xué)根據(jù)車輪通過兩段鋼軌交接處發(fā)出的響聲來估測(cè)火車的速度,他從車輪的某一次響聲開始計(jì)時(shí),并同時(shí)數(shù)“1”,當(dāng)他數(shù)到“21”時(shí),停止計(jì)時(shí),表上顯示的時(shí)間為15s,已知每根鋼軌的長度為12.5m,根據(jù)這些數(shù)據(jù),你能估算出火車的速度嗎?
8、甲乙兩個(gè)物體均做單向直線運(yùn)動(dòng),路程相同。甲前一半時(shí)間內(nèi)以速度 勻速直線運(yùn)動(dòng),后一半時(shí)間內(nèi)以速度 勻速直線運(yùn)動(dòng);乙前一半位移以速度 勻速直線運(yùn)動(dòng),后一半位移以速度 勻速直線運(yùn)動(dòng)。 ≠ (則問:
(1)甲乙整個(gè)過程的平均速度分別是多少?
(2)走完全程,甲乙哪個(gè)所需時(shí)間短?
9、一隊(duì)長為L的隊(duì)伍,行進(jìn)速度為 ,通訊員從隊(duì)尾以速度 趕到排頭,又立即以速度 返回隊(duì)尾,求出這段時(shí)間里隊(duì)伍前進(jìn)的距離。
10 、一小船在河中逆水劃行,經(jīng)過某橋下時(shí),將一草帽落于水中順流而下,半小時(shí)后劃船人才發(fā)現(xiàn),并立即掉頭追趕,結(jié)果在橋下游8km處追上草帽,求水流的速度。設(shè)掉頭時(shí)間不計(jì),劃船速度及水流速度恒定。
詳細(xì)解答
該學(xué)案可以結(jié)合與之配套的教案(一種非常適合學(xué)生自學(xué)的詳細(xì)教案,模擬真實(shí)的課堂情境,無坡度引入)使用,例題答案見教案。
1.B 平均速度 ,不是速度的平均,即 ,所以A錯(cuò);如無特殊說明,速率是指瞬時(shí)速率,B正確;火車的速度v是一段路程的速度,對(duì)應(yīng)的一段時(shí)間,所以是平均速度,C錯(cuò);子彈出槍口的速度v是子彈在某一位置(槍口)的速度,是瞬時(shí)速度,D錯(cuò)
2.AC 每個(gè)時(shí)刻的速度都等于零說明物體是靜止的,所以這段時(shí)間內(nèi)的平均速度也等于零,A正確;某段時(shí)間內(nèi)平均速度為零,由 可知位移為零,而位移為零只說明這段時(shí)間物體初末位置相同,并不代表物體是靜止的(如繞操場(chǎng)跑一圈),B錯(cuò);C正確;“百米競(jìng)賽用時(shí)12.5s”,計(jì)算得平均速度8m/s,說明該過程中最大速度大于8m/s,最小速度小于8m/s。又因?yàn)樗俣仁沁B續(xù)變化的,不可能突變,所以該過程速度在最大最小之間變化時(shí)必有一時(shí)刻速度等于8m/s,D錯(cuò)
3.AB 該圖實(shí)際就是一個(gè)簡(jiǎn)單的地圖,跟地圖上的每條線表示實(shí)際軌跡一樣,這兩條曲線是甲乙的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡,則路程 ,故A對(duì)CD錯(cuò);雖然路程不一樣,但位移是一樣的,所以平均速度是一樣的 ,B正確。
4.
聲音從正上方傳到人耳時(shí)飛機(jī)飛到人上前方60°,則有
5.本題干擾條件比較多,只要你牢牢把握平均速度的公式 ,就可以求出平均速度 。
6.t=0時(shí),物體距離O點(diǎn)5m,t=2s時(shí)物體距離O點(diǎn)21m,有
t=3s時(shí)物體距離O點(diǎn)59m,有
7.問題關(guān)鍵點(diǎn)在于數(shù)到21時(shí)其實(shí)只走過了20段根鋼軌,了解這個(gè)后計(jì)算就很簡(jiǎn)單了
8.解題時(shí)要學(xué)會(huì)把握已知量,有的條件是以文字形式告訴你的,那你要把它轉(zhuǎn)變成可用于計(jì)算的量。如題中講前一半時(shí)間或前一半位移,這全是文字表達(dá)的形式,我們要把它變成計(jì)算可用的量。前一半時(shí)間我們可以用 (或t),那一半時(shí)間也是 (或t),總時(shí)間就是t(或2t);位移也是如此,則有下圖
;
又因?yàn)?
所以甲的時(shí)間比乙的時(shí)間少。
9.看下圖,此類題目重要的是畫出示意圖,會(huì)畫圖才會(huì)解題。
整個(gè)過程中隊(duì)伍的位移是
10、方法一(常規(guī)解法)河兩岸為參考系,設(shè)水流速度為v0,船速度為v。如下圖
距離1是半小時(shí)內(nèi)帽子以與水流相同的速度v0向下游移動(dòng)的距離
距離2是半小時(shí)內(nèi)船以相對(duì)于河岸的速度v-v0向上游的距離。
回頭追趕帽子時(shí),船相對(duì)于兩岸的速度為v0+v。
設(shè)從物體落水到發(fā)現(xiàn)物體落水的時(shí)間為 ,從發(fā)現(xiàn)落水到追到物體時(shí)間為 ,看圖發(fā)現(xiàn):為了追上物體,在 時(shí)間內(nèi)船必須比帽子多走距離1與距離2之和,則有: ,總時(shí)間就有了:1h。所以水流速度為 。
方法二、以流水為參考系,是物體相對(duì)于流水是靜止的,而物體向上游的速度和追趕物體向下游的速度相對(duì)于流水速度是相同的,所以,如果選擇流水為參考系,則整個(gè)過程是這樣的:帽子掉下后靜止不動(dòng),船向前走半小時(shí)后再回來取帽子還是需要半小時(shí)。不明白,類比生活中的乘列車:若列車以速度v0向左運(yùn)動(dòng),人的行走速度是v,當(dāng)列車經(jīng)過一個(gè)加油站時(shí),你若不慎將帽子落在第一車廂,則可知落在地上的帽子相對(duì)于地面的速度是v0,相對(duì)于車廂是靜止的,你將帽子落在第一車廂后并沒有發(fā)覺,而是繼續(xù)在列車上向右行走,此時(shí)你相對(duì)于地面的速度是v-v0,相對(duì)于車廂的速度是v,半小時(shí)后你發(fā)現(xiàn)了,要回來取帽子,你說要多長時(shí)間呢?(如果你半小時(shí)從第一車廂走到第五車廂,那么從第五車廂走到第一車廂要多長時(shí)間呢?)所以選擇不同的參考系解題過程是不一樣的。
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