《2018-2019高中物理 第1章 怎樣描述物體的運(yùn)動 1.3 怎樣描述運(yùn)動的快慢(續(xù))學(xué)案 滬科版必修1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第1章 怎樣描述物體的運(yùn)動 1.3 怎樣描述運(yùn)動的快慢(續(xù))學(xué)案 滬科版必修1.doc（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1．3　怎樣描述運(yùn)動的快慢(續(xù)) [目標(biāo)定位]　1.知道什么是瞬時速度，理解極短時間內(nèi)的平均速度和瞬時速度近似相等.2.理解位移－時間圖像(s－t圖像)的意義，會根據(jù)s－t圖像描述運(yùn)動.3.理解速度－時間圖像(v－t圖像)的意義，知道如何用圖像表示速度和時間的關(guān)系． 一、瞬時速度 [問題設(shè)計] 如圖1所示，在氣墊導(dǎo)軌上A處安裝光電門，滑塊上分別插上寬度不等的遮光片．每次都從最高點(diǎn)釋放滑塊，則滑塊前沿的P點(diǎn)每次經(jīng)過A時的運(yùn)動快慢相同．光電計時器可以記錄P從A點(diǎn)經(jīng)過一段位移Δs所需時間t(Δs為遮光片寬度)．遮光片寬度Δs和所需時間Δt列表如下： 圖1 Δs/m Δt/s /(ms－1) 0.05 0.089 0.04 0.075 0.03 0.058 0.02 0.039 0.01 0.02 0.005 0.01 (1)求出每次遮光片通過光電門的平均速度，并填入上表．(保留兩位有效數(shù)字) (2)隨著Δs的減小，平均速度的大小有什么特點(diǎn)？這反映了什么物理意義？ (3)如何更精確地測定P點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)的瞬時速度呢？P點(diǎn)經(jīng)過A時的速度更接近上述哪一個速度？ 答案　(1)0.56　0.53　0.52　0.51　0.50　0.50 (2)隨著Δs的減小，平均速度的大小似乎向某個數(shù)值靠攏．這說明，隨著Δs的減小，所得的平均速度就越接近P點(diǎn)經(jīng)過A時運(yùn)動的快慢程度． (3)再縮小遮光片的寬度，即時間間隔Δt盡可能?。?dāng)Δt非常小時，就是P點(diǎn)經(jīng)過A時的瞬時速度．P點(diǎn)經(jīng)過A時的瞬時速度更接近0.50 m/s. [要點(diǎn)提煉] 瞬時速度：運(yùn)動物體在某一時刻或某一位置時的速度． 1．在公式v＝中，若時間t非常小，平均速度就可以表示物體在該時刻的瞬時速度． 2．瞬時速度的方向就是該時刻物體運(yùn)動的方向．瞬時速度的大小是瞬時速率，簡稱速率． 3．平均速度只能粗略地描述物體運(yùn)動的快慢．瞬時速度可以精確描述物體在某一時刻(或某一位置)的運(yùn)動快慢． [延伸思考] 請把相關(guān)的物理量連線． 時間　　位置　　平均速度 時刻　　位移　　瞬時速度 答案　 二、位移圖像 [問題設(shè)計] 一輛汽車做勻速直線運(yùn)動，各個時刻的位置坐標(biāo)列表如下： t/s 0 10 20 30 40 … s/m 0 300 600 900 1 200 … (1)建立平面直角坐標(biāo)系，用橫軸表示時間t，縱軸表示位移s，把汽車在各個時刻的位置坐標(biāo)在坐標(biāo)系中用點(diǎn)表示出來，然后用平滑的曲線(或直線)連接起來． (2)圖像有什么特點(diǎn)？圖線的斜率表示什么？ 答案　(1) (2)勻速直線運(yùn)動的s－t圖像是一條傾斜的直線，圖線的傾斜程度即斜率表示速度的大小，即k＝＝v. [要點(diǎn)提煉] 1．位移－時間圖像(s－t圖像)：表示物體的位移隨時間變化的情況． 2．由s－t圖像可以知道： (1)物體在某一時刻所處的位置． (2)任意時間內(nèi)的位移(大小和方向)，或發(fā)生某一段位移所需要的時間． (3)速度的大?。簣D像的斜率表示物體的速度的大?。? 3．勻速直線運(yùn)動的s－t圖像為傾斜直線，直線的斜率表示物體的速度． [延伸思考] 如果一輛汽車做直線運(yùn)動的s－t圖像如圖2所示．這個圖像表示汽車的運(yùn)動軌跡嗎？汽車的速度如何變化？ 圖2 答案　s－t圖像不是物體運(yùn)動的軌跡．由題圖可知切線斜率逐漸增大，故汽車的速度逐漸增大． 三、速度圖像 [問題設(shè)計] 物體做直線運(yùn)動各時刻的速度見下表 t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 v/(ms－1) 0.70 0.90 1.10 1.15 1.20 1.23 1.40 1.30 (1)用橫軸表示時間t，縱軸表示速度v，建立平面直角坐標(biāo)系，作出物體的v－t圖像(如圖3所示)． 圖3 (2)v－t圖像是不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的軌跡？從v－t圖像中可以知道哪些信息？ (3)若質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動，其v－t圖像有什么特點(diǎn)？ 答案　(1) (2)v－t圖像不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的軌跡．從v－t圖像中可知任意時刻速度的大小和方向． (3)勻速直線運(yùn)動的v－t圖像是與時間軸平行的直線． [要點(diǎn)提煉] 1．速度－時間圖像(v－t圖像)：表示物體運(yùn)動的速度隨時間變化的情況． 2．由v－t圖像可以知道： (1)物體在某一時刻的速度． (2)可判斷一段時間內(nèi)物體速度的變化情況． (3)速度圖像在時間軸上方表示速度方向沿正方向；在時間軸下方表示速度方向沿負(fù)方向． 3．勻速直線運(yùn)動的v－t圖像是一條平行于t軸的直線． 一、對瞬時速度的理解 例1　某賽車手在一次野外訓(xùn)練中，先利用地圖計算出出發(fā)地和目的地的直線距離為9 km，他從出發(fā)地到目的地用了5分鐘，賽車上的里程表指示的里程數(shù)值增加到了15 km，當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)時，車內(nèi)速度計指示的示數(shù)為150 km/h，那么可以確定的是(　　) A．在整個過程中賽車手的瞬時速度是108 km/h B．在整個過程中賽車手的平均速度是180 km/h C．在整個過程中賽車手的平均速率是108 km/h D．經(jīng)過路標(biāo)時的瞬時速度是150 km/h 解析　整個過程中的位移大小為9 km，所用時間為5 min，所以根據(jù)公式v＝可得整個過程中的平均速度為108 km/h，這個速度并非瞬時速度，A、B項(xiàng)錯誤；平均速率等于路程除以時間，大小為180 km/h，C項(xiàng)錯誤；經(jīng)過路標(biāo)時的速度是指在路標(biāo)那一位置時的瞬時速度，所以D項(xiàng)正確． 答案　D 二、位移－時間圖像 例2　如圖4是在同一條直線上運(yùn)動A、B兩質(zhì)點(diǎn)的位移－時間圖像，由圖可知(　　) 圖4 A．t＝0時，A在B后面 B．B物體在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C．在0～t1時間內(nèi)B的運(yùn)動速度比A大 D．A物體在0～t1做速度逐漸增大的運(yùn)動，之后做勻速運(yùn)動 解析　由題圖可知，t＝0時，B在A后面，故A錯；B物體在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面，B正確；在0～t1時間內(nèi)B的斜率小于A，故B的運(yùn)動速度比A小，C錯；A物體在0～t1做勻速運(yùn)動，故D錯． 答案　B 三、速度－時間圖像 例3　圖5是一個物體運(yùn)動的v－t圖像，請回答： 圖5 (1)物體是從靜止開始運(yùn)動的嗎？ (2)物體速度的大小和方向是否變化？怎樣變化？ 解析　(1)由題圖知t＝0時v≠0，所以物體具有一定的初速度． (2)速度的大小發(fā)生變化，0～t1時間內(nèi)逐漸增大，t1～t2時間內(nèi)速度大小不變，t2～t3時間內(nèi)速度逐漸減小，在t3時刻速度為零，t3時刻以后，速度反向，但大小在逐漸增大． 答案　見解析 怎樣描述運(yùn)動的快慢 1．(對瞬時速度的理解)(多選)下列關(guān)于瞬時速度的說法中正確的是(　　) A．瞬時速度可以精確地描述物體運(yùn)動的快慢，但不能反映物體運(yùn)動的方向 B．瞬時速度等于運(yùn)動的物體在一段非常短的時間內(nèi)的平均速度 C．瞬時速度的方向與位移的方向相同 D．某物體在某段時間內(nèi)的瞬時速度都為零，則該物體在這段時間內(nèi)靜止 答案　BD 解析　瞬時速度是為了精確描述物體運(yùn)動的快慢和方向而引入的物理量，所以選項(xiàng)A錯．平均速度在描述物體運(yùn)動的快慢時較粗略，但平均速度中所對應(yīng)的時間Δt越小，越能精確地描述物體在某一時刻附近的運(yùn)動快慢，所以選項(xiàng)B對．平均速度的方向與物體的位移方向相同，而瞬時速度是與某時刻相對應(yīng)的物理量，不能說明它與一段時間內(nèi)位移方向間的關(guān)系，選項(xiàng)C錯． 2．(對瞬時速度的理解)2013年11月8日超強(qiáng)臺風(fēng)“海燕”重創(chuàng)菲律賓．氣象部門說，登陸時，“海燕”持續(xù)風(fēng)速235 km/h，中心最大風(fēng)速達(dá)到314 km/h.其中的兩個速度數(shù)值分別是指(　　) A．平均速度，瞬時速度 B．瞬時速度，平均速度 C．平均速度，平均速度 D．瞬時速度，瞬時速度 答案　A 解析　平均速度對應(yīng)的是一段時間或一段位移，而瞬時速度對應(yīng)的是某時刻或某位置，由“持續(xù)”知，235 km/h指的是一段時間的平均速度，314 km/h是指瞬時速度，故A正確． 3．(位移圖像)(多選)如圖6為甲、乙兩個物體在同一直線上運(yùn)動時的位移－時間圖像，由圖像可知(　　) 圖6 A．乙開始運(yùn)動時，兩物體相距20 m B．在0～10 s這段時間內(nèi)，兩物體間的距離逐漸減小 C．在10～25 s這段時間內(nèi)，兩物體間的距離逐漸減小 D．兩物體在10 s時相距最遠(yuǎn)，在25 s時相遇 答案　CD 解析　甲的出發(fā)地離乙的出發(fā)地相距20 m，乙比甲晚出發(fā)10 s,10 s內(nèi)兩者之間的距離逐漸增大，乙出發(fā)時距離甲的位置大于20 m，A、B錯誤；10～25 s這段時間內(nèi)，乙的速度大于甲的速度，兩者之間距離逐漸減小，25 s時，兩者相遇，C、D正確． 4.(速度圖像)某物體運(yùn)動的v－t圖像如圖7所示，則該物體(　　) 圖7 A．做往復(fù)運(yùn)動 B．做勻速直線運(yùn)動 C．朝某一方向做直線運(yùn)動 D．以上說法均不正確 答案　C 解析　由于v的大小隨時間的變化是先增大又減小，再增大再減小，所以不是勻速直線運(yùn)動．由于v的方向始終沒變，所以物體朝一個方向做直線運(yùn)動． 題組一　對瞬時速度的理解 1．(多選)下列關(guān)于平均速度和瞬時速度的說法正確的是(　　) A．平均速度＝，當(dāng)t非常小時，該式可表示t時刻的瞬時速度 B．勻速直線運(yùn)動的平均速度等于瞬時速度 C．瞬時速度和平均速度都可以精確描述運(yùn)動的快慢 D．只有瞬時速度可以精確描述運(yùn)動的快慢 答案　ABD 解析　由平均速度定義式＝可知，當(dāng)t非常小，甚至趨近于零時，該式可表示t時刻的瞬時速度，A正確；勻速直線運(yùn)動的速度不變，各段時間內(nèi)的平均速度均等于瞬時速度，B正確；平均速度只能粗略反映一段時間內(nèi)物體運(yùn)動的快慢程度，而瞬時速度能精確地描述物體在某一時刻或某一位置運(yùn)動的快慢及方向，C錯誤，D正確． 2．(多選)下列幾種速度，屬于瞬時速度的是(　　) A．火車以76 km/h的速度經(jīng)過“深圳到惠州”這一路段 B．汽車速度計指示著速度50 km/h C．城市繁華路口路標(biāo)上標(biāo)有“15 km/h　注意車速”字樣 D．足球以12 m/s的速度射入球門 答案　BCD 解析　與某段時間或過程對應(yīng)的速度為平均速度，與某時刻或某一位置對應(yīng)的是瞬時速度，由此可判斷A中描述的是平均速度，B、C、D中描述的是瞬時速度． 3．在2013年游泳世錦賽上，孫楊在男子400米自由泳比賽中以3分41秒59的成績奪冠，為中國游泳軍團(tuán)拿下本屆大賽首金．孫楊能夠取得冠軍，取決于他在比賽中(　　) A．某時刻的瞬時速度大 B．觸壁時的瞬時速度大 C．平均速率大 D．任何時刻的速度都大 答案　C 解析　孫楊在400米自由泳比賽中取得冠軍，說明他游完400米的路程用時最短，所以他的平均速率最大，但并不表明他在某時刻的速度就一定大，C正確． 4．小蒙騎自行車由靜止沿直線運(yùn)動，他在第1 s內(nèi)、第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)、第4 s內(nèi)通過的位移分別為1 m、2 m、3 m、4 m，則(　　) A．他4 s末的瞬時速度為4 m/s B．他第2 s內(nèi)的平均速度為1.5 m/s C．他4 s內(nèi)的平均速度為2.5 m/s D．他1 s末的速度為1 m/s 答案　C 解析　自行車速度是逐漸增大的，無法確定它的瞬時速度，只能求出平均速度，第2 s內(nèi)平均速度為 m/s＝2 m/s；4 s內(nèi)的平均速度＝ m/s＝2.5 m/s. 題組二　位移圖像 5．(多選)在如圖所示的s－t圖像中，能表示物體做勻速直線運(yùn)動的是(　　) 答案　AB 解析　勻速直線運(yùn)動的s－t圖像是一條傾斜的直線，斜率表示速度，A、B圖像中斜率不變，故v不變． 6．如圖1是一輛汽車做直線運(yùn)動的s－t圖像，對線段OA、AB、BC、CD所表示的運(yùn)動，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．OA段運(yùn)動速度最大 B．AB段物體做勻速運(yùn)動 C．CD段的運(yùn)動方向與初始運(yùn)動方向相反 D．運(yùn)動4 h汽車的位移大小為30 km 答案　C 解析　分析題圖可知：OA段表示汽車向正方向做勻速直線運(yùn)動，vOA＝＝＝15 km/h，AB段汽車靜止；BC段表示汽車向正方向做勻速直線運(yùn)動，vBC＝＝＝15 km/h；CD段表示汽車反方向做勻速直線運(yùn)動，vCD＝＝＝－30 km/h，負(fù)號表示運(yùn)動方向與正方向相反.4 h汽車的位移大小為0. 7.甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時開始做直線運(yùn)動，它們的位移s與時間t的圖像如圖2所示，則(　　) 圖2 A．甲物體做勻加速直線運(yùn)動，乙物體做曲線運(yùn)動 B．甲、乙兩物體從同一地點(diǎn)出發(fā) C．當(dāng)甲、乙兩物體速度相同時，二者之間的距離為零 D．甲、乙兩物體有兩次相遇 答案　D 解析　題圖是s－t圖像，直線表示物體做勻速直線運(yùn)動，所以甲做勻速直線運(yùn)動，A錯；甲從原點(diǎn)出發(fā)，乙從s0處出發(fā)，故B錯；當(dāng)甲、乙兩物體速度相同時，即曲線乙上的切線與甲平行時，由圖可以看出，此時二者對應(yīng)的位移并不相等，故C錯；由題圖可以看出，甲、乙有兩個交點(diǎn)，故兩物體有兩次相遇，D正確． 8.(多選)在百米賽跑道上，假定四個運(yùn)動員A、B、C、D均做勻速直線運(yùn)動訓(xùn)練，其位移圖像如圖3所示．t＝0時，教練員發(fā)出起跑令，由圖可知(　　) 圖3 A．最晚起跑的是C運(yùn)動員 B．搶跑的是D運(yùn)動員 C．往回跑的是A運(yùn)動員 D．B運(yùn)動員比A、C、D運(yùn)動員跑得快 答案　CD 解析　直線在縱軸上的截距表示開始計時時運(yùn)動員所處的位置，故B是按時起跑的，C是搶跑的；圖線在橫軸上的截距表示運(yùn)動員開始起跑的時刻，故最晚起跑的是D；A是往回跑的；由圖可知，B跑完100 m所用的時間比A、C、D都短，故B比A、C、D跑得快． 9．(多選)質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動，其s－t關(guān)系圖像如圖4所示．關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況，下列說法正確的是(　　) 圖4 A．質(zhì)點(diǎn)在0～20 s內(nèi)的平均速度為0.8 m/s B．質(zhì)點(diǎn)在0～20 s內(nèi)的平均速度為1 m/s C．質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動 D．質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動 答案　AC 解析　20 s內(nèi)的位移為16 m，平均速度為：＝＝ m/s＝0.8 m/s，A正確，B錯誤；質(zhì)點(diǎn)在0～20 s內(nèi)位移－時間圖像的斜率為正，說明質(zhì)點(diǎn)一直朝正方向運(yùn)動，由圖線的傾斜程度可知質(zhì)點(diǎn)速度先增大后減小，不是勻變速直線運(yùn)動，C正確，D錯誤． 題組三　速度圖像 10.(多選)如圖5所示，a、b兩運(yùn)動物體的速度－時間圖線互相平行，則下列對兩物體運(yùn)動情況的說法中正確的是(　　) 圖5 A．它們的速度大小不同 B．在t＝0以前它們一定都是靜止的 C．它們的出發(fā)點(diǎn)一定相同 D．它們在相同時間內(nèi)的位移不同 答案　AD 11．(多選)利用速度傳感器與計算機(jī)結(jié)合，可以自動作出物體運(yùn)動的圖像．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到的運(yùn)動小車的速度－時間圖像如圖6所示，以下說法正確的是(　　) 圖6 A．小車先做加速運(yùn)動，后做減速運(yùn)動 B．小車運(yùn)動的最大速度約為0.8 m/s C．小車前10 s朝正方向運(yùn)動，10 s后朝負(fù)方向運(yùn)動 D．小車做曲線運(yùn)動 答案　AB 解析　由v－t圖像可以看出，小車的速度先增大后減小，最大速度約為0.8 m/s，故A、B均正確．小車的速度先增大后減小，一直朝正方向運(yùn)動，C錯誤．圖線彎曲表明小車速度變化不均勻，不表示小車做曲線運(yùn)動，故D錯誤． 12.如圖7所示，a和b兩個物體在同一直線上運(yùn)動，它們的v－t圖像如圖中的a和b所示，從0到t1這段時間里(　　) 圖7 A．兩個物體在t＝0時刻的速度v1、v2的方向相反 B．兩個物體在t＝0時刻的速度的大小關(guān)系是v1＞v2 C．兩個物體在t1時刻速度大小相等 D．兩個物體在t1時刻速度方向相反 答案　C 解析　根據(jù)v－t圖像可知兩個物體在t＝0時刻的速度大小v1＜v2，方向相同；隨著時間變化，a物體的速度變大，b物體的速度變小，在t1時刻兩物體速度大小相等，方向相同． 題組四　綜合應(yīng)用 13.如圖8所示，表示一質(zhì)點(diǎn)在0～6 s內(nèi)的s－t圖像，試據(jù)此分析質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況并畫出它的v－t圖像． 圖8 答案　見解析 解析　s－t圖像的斜率表示速度，所以 0～2 s的速度v1＝＝3 m/s 2～4 s的速度v2＝0 4～6 s的速度v3＝＝－6 m/s 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況：0～2 s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動，速度大小為3 m/s；2～4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)速度為0；4～5 s質(zhì)點(diǎn)反方向做勻速直線運(yùn)動，速度大小為6 m/s，5～6 s質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)以6 m/s的速度反方向做勻速直線運(yùn)動．v－t圖像如圖所示．