高中物理 第2章 运动的描述 第3节 速度和加速度教学案 鲁科版必修1-鲁科版高一必修1物理教学案.doc

第3节速度和加速度

1.平均速度是矢量，粗略地描述物体运动的快慢和方向，其大小是位移与时间的比值，其方向与该段时间内发生的位移方向一致。
2．瞬时速度是矢量，精确地描述物体的运动快慢，方向是物体在某一时刻或通过某一位置时的运动方向。
3．加速度不是加出的速度，也不是速度变化大小，而是反映物体运动速度变化的快慢程度。
4．加速度是矢量，其方向是速度变化量的方向，其大小在数值上等于单位时间内速度的变化量。

一、平均速度和瞬时速度
1．平均速度
(1)定义：运动物体的位移与所用时间的比，通常用eq\o(v,\s\up6(－))表示，则eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(s,t)。
(2)物理意义：大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向。
(3)单位：在国际单位制中是m/s。常用单位还有km/h，1m/s＝3.6km/h。
(4)方向：平均速度是矢量，既有大小又有方向，其方向与位移的方向相同。
2．瞬时速度
(1)定义：运动物体在某时刻或某位置的速度。瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。
(2)物理意义：精确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢和方向。
(3)方向：瞬时速度是矢量，既有大小又有方向。其方向与物体运动方向相同。
(4)瞬时速度的测量：
①原理：用很短时间内的平均速度大小代替。
②方法：
a．光电门法。用光电门实验装置可测物体在极短时间内的平均速度，认为它就是测得的瞬时速度。
b．速度计法。用速度计可直接读出物体在某一时刻或某一位置的瞬时速度的大小。
二、加速度
1．定义
物体速度变化跟发生这一变化所用时间的比，用符号a表示加速度。
2．定义式
a＝eq\f(vt－v0,t)，式中v0表示物体运动的初速度，vt表示物体运动的末速度，vt－v0表示物体的速度变化。由于速度是矢量，所以速度变化也是矢量。
3．单位
在国际单位制中，加速度的单位是“米每二次方秒”，符号是m/s2。
4．物理意义
表示速度变化快慢的物理量。
5．加速度的矢量性
加速度既有大小又有方向，是矢量。

1．自主思考——判一判
(1)匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度。(√)
(2)瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动。(×)
(3)瞬时速度的大小叫瞬时速率、平均速度的大小叫平均速率。(×)
(4)加速度就是指速度的增加。因此，有加速度，物体的速度就一定增大。(×)
(5)加速度越大，速度就越大。(×)
(6)速度变化越大，加速度就越大。(×)
2．合作探究——议一议
(1)在图2­3­1中，交警用电子检测设备检测汽车是否超速，电子检测设备测得的速度是平均速度还是瞬时速度？

图2­3­1
提示：电子检测设备拍摄了车辆经过电子设备瞬间的运动情况。因此，测得的速度是瞬时速度。
(2)如图2­3­2所示，在体育赛事中，我们说“某辆赛车性能不佳，起步太‘慢’”，又说“某同学身体素质好，有很好的爆发力，起跑‘快’”。以上说法中的“快”与“慢”的含义是什么？

图2­3­2
提示：这里的“快”与“慢”指的是运动员、赛车的速度增加的快与慢，表示这种“快”与“慢”的物理量为加速度。以上说法表明，赛车在起步时加速度较小，那位同学在起跑时加速度较大。

平均速度与瞬时速度的理解与计算
1．平均速度与瞬时速度的比较
平均速度瞬时速度
区别
对应
关系与一段时间或一段位移对应与某一时刻或某一位置对应物理
意义粗略描述物体在一段时间内或一段位移内运动的快慢精确描述物体运动的快慢矢量性矢量，与位移的方向相同矢量，沿轨迹上某一点的切线方向联系(1)eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(s,t)中，当t→0时，平均速度可看成瞬时速度
(2)两者的大小无必然联系，即瞬时速度大，平均速度不一定大
2．几个容易混淆的概念
(1)平均速度：位移与时间的比值，平均速度＝eq\f(位移,时间)。
(2)平均速率：路程与时间的比值，平均速率＝eq\f(路程,时间)。
(3)瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率；平均速度的大小不是平均速率，只有在单一方向的直线运动中两者才大小相等。

[典例]三个质点A、B、C的运动轨迹如图2­3­3所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，设无往返运动，下列说法正确的是()

图2­3­3
A．三个质点从N到M的平均速度相同
B．三个质点任意时刻的速度方向都相同
C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
D．三个质点从N到M的平均速率相同
[审题指导]
第一步：抓关键点
关键点获取信息三个质点同时从N点出发，同时到达M点三个质点的运动时间相同，位移相同无往返运动三个质点的路程等于相应弧长或直径
第二步：找突破口
平均速度＝eq\f(位移,时间)，平均速率＝eq\f(路程,时