資源簡(jiǎn)介

1.3 位置變化快慢的描述——速度
教學(xué)重點(diǎn)：了解速度的相關(guān)概念和速度圖像的理解，學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量速度
教學(xué)難點(diǎn)：學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量速度
復(fù)習(xí)：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了位移，位移是物體位置的 。
物體在每一時(shí)刻的位置或者每一段時(shí)間 的位移是不同的，通過(guò)圖像我們能直觀的得出物體位置或位移變化。
將物體運(yùn)動(dòng)的初始位置選作位置坐標(biāo)原點(diǎn)O，則在x-t圖像中，某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位置坐標(biāo)也代表物體位移的
一、思考：如何測(cè)量物體任意時(shí)刻的位置？
用照片記錄物體的位置，用 記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。實(shí)驗(yàn)室中常用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來(lái)記錄時(shí)間和位移。
1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是4～6V的低壓交流電源．當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，根據(jù)時(shí)間-頻率公式T=1/f，得出每隔 s打一次點(diǎn)，一般是每隔四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，時(shí)間間隔為 S。
②用法：?jiǎn)?dòng)電源，拉動(dòng)紙帶，紙帶上留下小點(diǎn)，從能夠看清的某點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)到n個(gè)點(diǎn)，屬出從第一個(gè)點(diǎn)到n個(gè)點(diǎn)所用時(shí)間為T(mén)，刻度尺測(cè)出第一個(gè)點(diǎn)到n個(gè)點(diǎn)的距離x，即得出在兩點(diǎn)間的 ，如下圖，X1對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為 ，若X1和X2之間時(shí)間點(diǎn)之間間隔四個(gè)點(diǎn)，則X1和X2之間時(shí)間間隔為 。
例：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期，決定于( )
A．交流電壓的高低 B. 交流電的頻率；
C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱； D. 振針與復(fù)寫(xiě)紙間的距離．
電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
還有一種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器叫作電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，它的計(jì)時(shí)原理與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同，不過(guò)，在紙帶上打點(diǎn)的不是振針和復(fù)寫(xiě)紙，而是 和 。工作電壓是 V的高壓交流電源，頻率仍為 ，即相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為 。
速度
1、速度定義
不同的運(yùn)動(dòng)，位置變化的快慢是不同的，我們用 表示位置的變化，用位移與時(shí)間的比值表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢，這就是速度。用v表示速度，△X表示位移變化量，△t表示時(shí)間變化量，速度就表示為 ，單位 ，
1m/s= km/h，速度既有大小，又有方向，所以速度是 （矢量/標(biāo)量），速度方向和位移方向 （相同/不同）
2、平均速度和瞬時(shí)速度
一般來(lái)說(shuō)，在一段時(shí)間內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)是時(shí)刻變化的，所以△X/△t表示的是在時(shí)間間隔△t時(shí)間內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)的 速度。
那么怎么描述物體在某一時(shí)刻t的速度呢？
假設(shè)時(shí)刻t的速度V0，t到t+△t的平均速度為v，當(dāng)時(shí)間間隔△t無(wú)限小時(shí)，平均速度v趨近與時(shí)刻t的速度V0，此時(shí)我們把△X/△t表示的速度（△t無(wú)限小）稱(chēng)作t時(shí)刻的速度，也就是 速度。瞬時(shí)速度的大小我們稱(chēng)之為速率。汽車(chē)速度計(jì)表示的就是速率，只能看出 ，不能看出
3、如何測(cè)量速度
1)、器材安裝 ：
（1）把帶有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上。
（2）把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板的一端并連接好電源，將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔（復(fù)寫(xiě)紙下方）
（3）將小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放在長(zhǎng)木板上，把紙帶的一端固定在小車(chē)后端。
（4）將細(xì)繩繞過(guò)定滑輪，細(xì)繩的一端連在小車(chē)的前面，另一端掛上適當(dāng)?shù)你^碼。
2、數(shù)據(jù)采集 ：
（1）先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后放開(kāi)小車(chē)（注意順序），讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一行小點(diǎn)。隨后立即關(guān)閉電源。
（2）取下紙帶，換上新紙帶，每組測(cè)量三次。
（3）在三條紙帶中選擇點(diǎn)跡清晰、沒(méi)有漏點(diǎn)的一條進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
3、數(shù)據(jù)處理 ：
（1）如圖所示舍掉紙帶開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)做為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并記為0點(diǎn)。
（2）從起點(diǎn)開(kāi)始，每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別記為1、2、3、4、5點(diǎn)。
思考：相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為 秒。
（3）用直尺分別測(cè)量各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，填入下表。
計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào) 1 2 3 4 5
計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s） 0.10 0.40
各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離(cm) X1 X2 X3 X4 X5
通過(guò)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（cm／s）
（4）根據(jù)相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離和時(shí)間，比如根據(jù)計(jì)數(shù)點(diǎn)1和2，可以得出02之間的平均速度 ，簡(jiǎn)單認(rèn)為1點(diǎn)（中間時(shí)刻）的瞬時(shí)速度=平均速度
三、速度圖像
丙
將上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用V-t圖像表示出，如圖甲乙，在圖乙中用一條直線表示圖像，使各點(diǎn)均勻的分布在直線兩邊，可以看出，V-t圖像中數(shù)據(jù)成一條直線（一次函數(shù)），速度V隨時(shí)間t均勻增加，我們把速度隨時(shí)間均勻增加的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)之為勻加速直線運(yùn)動(dòng)。同理，速度隨時(shí)間均勻減小的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)之為 （圖丙）
四、光電門(mén)
當(dāng)遮光條快速通過(guò)光電門(mén)時(shí)，光電門(mén)的感應(yīng)器會(huì)記錄遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，如果設(shè)遮光條的寬度為d，那么我們可以認(rèn)為遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)1或2的瞬時(shí)速度v= ，這就是光電門(mén)測(cè)速度的原理。 越小，測(cè)量值就越準(zhǔn)確。
練習(xí)：1．（5分）運(yùn)動(dòng)員參加110米欄比賽，11秒末到達(dá)終點(diǎn)的速度為12m/s，則全程的平均速度是（　　）
A．10m/s B．11m/s C．6m/s D．12m/s
2．（5分）在公路的每個(gè)路段都有交通管理部門(mén)設(shè)置限速標(biāo)志如圖所示，這是告誡駕駛員在這一路段駕駛車(chē)輛時(shí)（　　）
A．必須以這一規(guī)定速度行駛
B．平均速度大小不得超過(guò)這一規(guī)定數(shù)值
C．瞬時(shí)速度大小不得超過(guò)這一規(guī)定數(shù)值
D．汽車(chē)上的速度計(jì)指示值，有時(shí)還是可以超過(guò)這一規(guī)定值的
3．（5分）如圖所示，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員劉翔獲得雅典奧運(yùn)會(huì)110米跨欄冠軍，成績(jī)是12秒91，在男子110米跨欄中奪得金牌，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在短跑中多年的夢(mèng)想，是亞洲第一飛人。劉翔之所以能夠取得冠軍，取決于他在110米中（　　）
A．某時(shí)刻的瞬時(shí)速度大 B．撞線時(shí)的瞬時(shí)速度大
C．平均速度大 D．起跑時(shí)的加速度大
4．（6分）關(guān)于速度，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，既有大小，又有方向，是矢量
B．平均速度就是速度的平均值，它只有大小，沒(méi)有方向，是標(biāo)量
C．運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度，叫做瞬時(shí)速度，它是矢量
D．汽車(chē)上的速度計(jì)是用來(lái)測(cè)量汽車(chē)平均速度大小的儀器
5．（16分）如圖是京九鐵路北京西至深圳某一車(chē)次運(yùn)行的時(shí)刻表，設(shè)火車(chē)在每個(gè)車(chē)站都能準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)，準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)出。
T107 車(chē)次 T108
北京西深圳 自北京西起公里 站名 北京西深圳
20：30 0 北京西 13：35
0：2432 350 聊城 369：28
1：5355 528 菏澤 078：05
4：2634 853 阜陽(yáng) 405：32
… … … …
（1）阜陽(yáng)至聊城的路程為　 　km。
（2）T107次列車(chē)由聊城站開(kāi)出直至到達(dá)菏澤站，運(yùn)行的平均速率為　 　km/h。
（3）T108次列車(chē)由阜陽(yáng)站開(kāi)出直至到達(dá)菏澤站，運(yùn)行的平均速率為　 　m/s。
（4）T108次列車(chē)在9時(shí)30分的瞬時(shí)速度為　 　km/h。
6．（10分）物體做直線運(yùn)動(dòng)，若在前時(shí)間內(nèi)的平均速度為6m/s，后時(shí)間內(nèi)的平均速度為9m/s，則全程的平均速度為　 　m/s；若在前位移內(nèi)的平均速度為4m/s，后位移內(nèi)的平均速度為6m/s，則全程的平均速度為　 　m/s．
7、1．（6分）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于（　　）
A．交流電壓的高低 B．交流電的頻率
C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱 D．振針與復(fù)寫(xiě)紙間的距離
8．（6分）下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．拖動(dòng)紙帶的同時(shí)，閉合電源開(kāi)關(guān)
B．先閉合電源開(kāi)關(guān)，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作時(shí)，再拖動(dòng)紙帶
C．紙帶上的打點(diǎn)密集，說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)速度較大
D．利用打出的紙帶可以準(zhǔn)確的求出打下某些點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度
9．（12分）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的紙帶．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz，每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖所示，則由紙帶可知（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）
（1）紙帶上相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為T(mén)＝　 　s；
（2）C點(diǎn)的速度vc＝　 　m/s；D點(diǎn)的速度vd＝　 　m/s；1.4速度變化快慢的描述——加速度
教學(xué)重點(diǎn)：理解掌握加速度的概念，尤其是圖像中的加速度，深刻理解速度、速度變化量、加速度的區(qū)別
教學(xué)難點(diǎn)：圖像中的加速度，深刻理解速度、速度變化量、加速度的區(qū)別
解析：類(lèi)比初中如何比較兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)快慢中的路程—時(shí)間，相同時(shí)間路程不同，路程/時(shí)間的比值不同，兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)快慢不同。
那么此題中，速度變化量相同，為 km/h，時(shí)間不同，速度變化量/時(shí)間的比值不同，借此可以描述汽車(chē)和火車(chē)運(yùn)動(dòng)情況不同。上述例子中，相同位移，不同時(shí)間內(nèi)，汽車(chē)運(yùn)動(dòng)速度變化比火車(chē)運(yùn)動(dòng)速度變化 （快/慢）
當(dāng)速度變化量不同，時(shí)間也不同時(shí)，是否依然可以利用速度變化量/時(shí)間來(lái)比較物體的運(yùn)動(dòng)情況呢？ 速度變化量/時(shí)間 表示的是速度變化快慢這一個(gè)物理概念。
一、加速度定義
位置的變化用 表示，位置變化的快慢用 表示，同理速度變化的快慢物理上用加速度表示。
加速度定義：物理學(xué)中把速度的 與發(fā)生這一變化所用時(shí)間的 叫做加速度。用a表示加速度，速度的變化量△V=V2-V1
加速度定義式： ，是描述 的物理量，速度是矢量，加速度是一個(gè) （標(biāo)量或矢量），即加速度有正負(fù)號(hào)，單位：
加速度方向
左圖甲，汽車(chē)在t1時(shí)刻的原始速度為V1，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在t2時(shí)刻的速度為V2，汽車(chē)在這段時(shí)間的加速度為：a= 。首先時(shí)間△t=t2-t1為正值，若V2＞V1，則加速度為 （正值/負(fù)值），加速度方向與速度方向 （相同/不相同），汽車(chē)速度不斷增加，做加速運(yùn)動(dòng)。
左圖乙，汽車(chē)在t1時(shí)刻的原始速度為V1，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在t2時(shí)刻的速度為V2，汽車(chē)在這段時(shí)間的加速度為：a= 。首先時(shí)間△t=t2-t1為正值，若V2＜V1，則加速度為 （正值/負(fù)值），加速度方向與速度方向 （相同/不相同），汽車(chē)速度不斷減小，做減速運(yùn)動(dòng)。
思考：勻速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為多少？
解：t1時(shí)間的速度為v，t2時(shí)刻的速度為 ，加速度a= =
v-t圖像中的加速度
加速度在圖像中是如何表示的呢？
加速度公式a==
在圖像中以直線b為例，加速度a為直線b的傾斜程度，數(shù)學(xué)上稱(chēng)之為斜率。所以在v-t圖像中，直線的斜率為對(duì)應(yīng)直線的加速度。直線傾斜程度越大，斜率越大，加速度越大。圖像中，直線a和b對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)加速度aa ab
速度 、速度變化量 、加速度 的關(guān)系
a大，v一定大 （ ）
a大，△v一定大 （ ）
a的方向與△v相同 （ ）
a的方向與v一定相同 （ ）
練習(xí)：
1．（5分）電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展前景廣闊，并越來(lái)越多地走進(jìn)了人們的生活。某輛電動(dòng)汽車(chē)在一次剎車(chē)測(cè)試中，初速度的大小為20m/s，經(jīng)過(guò)2s汽車(chē)速度的大小變?yōu)?m/s，取初速度的方向?yàn)檎较颍瑒t這2s內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)速度的變化量為（　　）
A．6m/s B．12m/s C．﹣8m/s D．﹣12m/s
2．（5分）一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做方向不變的直線運(yùn)動(dòng)，加速度的方向始終與速度方向相同，但加速度的大小逐漸減小直至為零。則在此過(guò)程中（　　）
A．速度逐漸減小，當(dāng)加速度減小為零時(shí)，速度達(dá)最小值
B．速度逐漸增加，當(dāng)加速度減小為零時(shí)，速度達(dá)最大值
C．位移逐漸增大，當(dāng)加速度減小為零時(shí)，位移將不再增大
D．位移逐漸減小，當(dāng)加速度減小為零時(shí)，位移達(dá)最小值
3．（6分）下列描述的運(yùn)動(dòng)中，可能存在的是（　　）
①速度變化很大，加速度卻很小
②速度方向?yàn)檎铀俣确较驗(yàn)樨?fù)
③速度變化的方向?yàn)檎铀俣确较驗(yàn)樨?fù)
④速度變化越來(lái)越快，加速度越來(lái)越小。
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
4．（5分）下列關(guān)于加速度的說(shuō)法中正確的是（　　）
A．加速度為正，速度一定增加
B．速度變化大，加速度就大
C．加速度的方向與速度變化的方向相同
D．物體速度減小，就沒(méi)有加速度
5．（多選）一個(gè)物體以a＝0.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．物體每經(jīng)過(guò)一秒速度都增加0.5m/s
B．物體在某一秒初的速度比上一秒末的速度大0.5m/s
C．物體在某一秒末的速度比上一秒初的速度大0.5m/s
D．物體在某一秒末的速度比上一秒初的速度大1.0m/s
6．（多選）下列說(shuō)法中的“快”，指加速度較大的是（　　）
A．小轎車(chē)比大卡車(chē)起動(dòng)得快
B．協(xié)和式客機(jī)能在兩萬(wàn)米高空飛行得很快
C．乘汽車(chē)從煙臺(tái)到濟(jì)南，如果走高速公路能很快到達(dá)
D．汽車(chē)在緊急剎車(chē)的情況下，能夠很快地停下來(lái)

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