北師大版八年級上冊三平均速度與瞬時速度教案-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

學(xué)科：物理教學(xué)內(nèi)容：平均速度與瞬時速度探究目標(biāo)1.知識與技能知道平均速度和瞬時速度，以及它們之間的區(qū)別.2.過程與方法體會實際做變速運動物體的加速、減速運動過程，建立解決運動問題先畫示意圖明確物理過程的習(xí)慣.3.情感、態(tài)度與價值觀養(yǎng)成物理知識與實際相聯(lián)系的意識和習(xí)慣，在實際物理情境中體會物理過程，學(xué)習(xí)物理知識. 探究指導(dǎo)物理宮殿1.平均速度（average velocity）平均速度表示運動物體在某一段路程（或某一段時間內(nèi)）運動的快慢程度.用表示平均速度，用s表示路程，用t表示時間，則平均速度的公式是：=.說明（1）在實際應(yīng)用中，一些做曲線運動的物體的快慢程度，也常用平均速度描述；（2）通常說的某物體的速度一般指的是平均速度.平均速度要和路程段或時間段相對應(yīng)，因此，平均速度只有在指明是哪一段路程或哪一段時間內(nèi)的平均速度時才有意義；（3）變速直線運動中，運動物體在全路程上的平均速度不一定等于運動物體在各段路程上的平均速度的平均值（即平均速度不一定等于速度的平均值）.【例1】某同學(xué)從家走到學(xué)校，先以1m／s的速度行走了500m后，再以1.5m／s的速度走完剩下的500m.求這位同學(xué)從家走到學(xué)校的平均速度.思路與技巧根據(jù)速度公式可知，全程的平均速度應(yīng)等于總路程除以該同學(xué)通過總路程所用的總時間.因此，根據(jù)題意可得：前500m所用時間為 t1===500s后500m所用時間為 t2==≈500s通過1000 m的總時間為 t＝t1+t2＝833.3s全程的平均速度為 ==≈1.2m／s答案略.說明有同學(xué)在解本題時這樣做：===1.25m／s這種解法求的是速度的平均值，而不是本題所要求的平均速度，所以是錯誤的.2.瞬時速度（instantaneous velocity）運動物體在某一瞬間的速度叫瞬時速度.如：摩托車行駛時速度計上顯示的是汽車在某一時刻（或某一位置）的瞬時速度.3.平均速度和瞬時速度（1）區(qū)別：平均速度反映的是物體在整個運動過程中的整體運動情況，而瞬時速度反映的是物體在運動過程的某一時刻或某一位置的運動情況；（2）聯(lián)系：在勻速直線運動中，任何時刻的瞬時速度和整個運動過程中的平均速度相同.【例2】 1991年，美國短跑名將劉易斯在日本東京舉行的“世界田徑錦標(biāo)賽”上創(chuàng)造了當(dāng)時100m跑的世界紀(jì)錄（如圖3.3-1），下表記錄了他通過不同距離所用的時間.距離/m0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.0100.0時間/s0.001.882.963.884.775.616.467.308.139.009.86（1）劉易斯在這100m的運動過程中做的是勻速直線運動嗎？（2）如果是勻速直線運動，求出它的速度？如果是變速直線運動，求出它前50m，后50m以及全程的平均速度？圖3.3-1思路與技巧（1）由表中的數(shù)據(jù)分析可知，劉易斯在0→10.0m、l0.0→20.0m、20.0→30.0m……十段相同的路程中所用的時間分別為1.88s、1.08s、0.92s……根據(jù)v=可以判斷，劉易斯在100m運動過程中速度在不斷地發(fā)生變化，因此他不是做勻速直線運動；（1）劉易斯在前50m路程中所用的時間為5.61s，后50m路程中所用的時間為4.25 s前 50 m的平均速度為===8.91m/s后50m的平均速度為 ===11.8m/s全程的平均速度為 ===10.1m/s.答案（1）劉易斯不是做勻速直線運動（2）劉易斯在前50m、后50m、全程中的平均速度分別為8.91m／s、11.8m／s、10.1m/s.【例 3】圖3.3-2為兩個小球運動過程的頻閃照片.閃光時間間隔為 1s,圖上數(shù)字為閃光時刻編號，請按提示描述這兩個小球的運動.圖3.3-2（1）會發(fā)生一個小球超越另一個小球的情況嗎？如果會，在什么時刻？（2）小球A做什么樣的機械運動？小球B做什么樣的機械運動？（3）小球A和B曾有過相同的平均速度嗎？如果有，在什么時間間隔內(nèi)？（4）分別求出小球A和小球B在從第3s到第7s跟時間間隔內(nèi)的平均速度？思路與技巧由兩個小球運動過程的頻閃照片可看出；小球B每間隔1s運動的路程都是0.8m，即小球B是做勻速直線運動，速度為0.8m／s.小球A從第1s到第2s時間間隔內(nèi)運動了0.4m，即平均速度為0.4m／s，從第2s到第3s時間間隔內(nèi)平均速度為0.6m／s，第3s到第四4s時間間隔內(nèi)的平均速度為0.8m／s……在第5s時，A球追上了B球，然后超越B球.答案（1）第5s以后A球超越B球（2）小球做變速直線運動，速度越來越快；B球做勻速直線運動（3）小球在第3s到第4s內(nèi)的平均速度和B球相同（4）從第3s到第7s時間間隔內(nèi)：vA===1.1m/s,vB=0.8m/s. 探究體驗提出問題小剛家的一個水龍頭擰不緊，水一滴一滴斷續(xù)地滴落地上.小剛發(fā)現(xiàn)，在耳朵聽到前一滴水滴在地上的聲音的同時，看到下一滴水剛好開始下降（如圖3.3-3）.他想測算水滴下落的平均速度和一天來浪費的水量.制定計劃秒表、卷尺收集證據(jù) 首先量出水龍頭口離地面的高度h，再用秒表計時.計時的方法是：當(dāng)聽到某一水滴滴在地上的聲音的同時，開啟秒表開始計時，并數(shù)“1”，以后每聽到一聲水滴聲，依次數(shù)“2、3……”，一直數(shù)到“n”時，按下秒表停止計時，讀出秒表的示數(shù)為t.圖3.3-3實驗與論證 ①寫出用上述測量表示水滴在空中運動的平均速度的表達式 ????????????? ；②小剛測得h＝1m，當(dāng)數(shù)到n＝20時秒表的示數(shù)t＝8.7s，則水滴下落的平均速度是多少????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ；③若每滴水質(zhì)量是0.25 g，則一晝夜要浪費多少水？ .探究點撥上述探究活動中的方法在今后的探究體驗中還會用到，其計時起點為第一滴水剛剛落地時，以后是依次計數(shù)“2、3、……”，故在計算時次數(shù)為n-1.本案例還用到累積的思想，n-1次水滴積累時間為t，故一次時間為????????????? ????????????? ????????????? ????????????? .【例 4】在北京和杭州之間對開著一對特快列車T31和 T32，表中所列是這兩次列車的時刻表，請回答下列問題：（1）T31和T32列車全程運行的時間是小時分；（2）除去停站時間，列車運行的平均速度是 km/h；（3）列車T31和T32估計在時刻，在離開北京 km處相遇.T31車次T32北京↓杭州自北京起公里站名杭州↓北京特快特快15：500北京——13：2020：2129497濟南418：331：1624979蚌埠543：465：45531458上海西2423：167：30——1664杭州21：40 思路與技巧（1）T31北京至杭州特快發(fā)車時間為 15：50，到站時間為 7：30.T32杭州至北京特快發(fā)車時間為 21：40，到站時間為13：20.時刻表是以 24小時制表示，故全程運行時間為：15：50—24：00共8 h 10min，24：00～7：30共7h 30min，累計15h 40min；（2）T31在 20：21到達濟南站，20：29從濟南站出發(fā)，停車8min.同樣的在蚌埠站和上海西站都是停車8min，故共停車24min.有效運行時間：15h 40min-24min=15h 16min，全程平均速度=== 109km/h；（3）由表知：T31和T32在時間和空間上能滿足在蚌埠和上海西站之間某處相遇.設(shè)T31從蚌埠開出 t小時兩車相遇，則T31從蚌埠到相遇處走的路程為s1=vt=109t（蚌埠到上海西站之間兩車都未?？浚俣葹?/span>109km/h）.T32在T31開出蚌埠站時，已從上海西站開出一段時間：23：24～1：24，共2h.T31和”T32相遇時，T32從上海西站開出時間為：t2=(2+t)，所走的路程s2＝vt2＝109（2+t）.蚌埠到上海西站的距離479＝s1+s2，即479＝109t+109（t+2）解得 t＝1h 12min，即在 2： 36時刻相遇.相遇處離北京：s=979km+s1=979+109×1.2km=1 109.8km.答案（1）15h 40min （2）109 （3）2：26 1109.8. 聊天室話題：龜兔賽跑老師：胖胖，給你講一個故事.龜兔賽跑，由于兔子輕敵敗給了烏龜（如圖3.3-4）.回家以后細細回想失敗的原因.它記得，在它跑到全程的處，回頭一看，烏龜還落在老遠慢慢地爬著，于是它打了一個盹兒，等它醒來的時候，發(fā)現(xiàn)烏龜離終點只有路程了.但是它想，它跑的速度是烏龜?shù)?/span>8倍，它相信還是能追上的.結(jié)果卻并沒有追上，讓烏龜?shù)昧斯谲?，你能分析一下，為什么它確實追不上了？胖胖仔細地想了一下.胖胖：兔子打了一個盹醒來的時候，烏龜離終點只有路程.烏龜爬到終點所用的時間為t烏====.兔子此時只跑到全程處，兔子跑到終點所用的時間t兔===.因此兔子到達終點所用的時間長，追不上烏龜. 圖3.3-4 快樂套餐1.從武昌到北京西站，快車K38次約需12 h，而直快546次約需 16 h，這是因為（）A.546次車的所走路程比38次的所走路程遠B.38次車在任何時刻的速度都比546次的速度快C.通過任何相同地段，38次一定比546次開得快D.546次沿途?？空据^多，耽誤很多時間，使其平均速度比38次小2.一個做直線運動的物體，如果它在每1min內(nèi)通過的路程都相等，那么這個物體所做的運動（）A.一定是勻速直線運動B.一定是變速直線運動C.可能是勻速直線運動，也可能是變速直線運動D.既不是勻速直線運動，也不是變速直線運動3.一個大木箱漂浮在河面上，隨河水向下游漂去，在木箱的上游和下游各有一條小船.兩船到木箱的距離相等.若兩船在靜水中的速度相等，那么，當(dāng)兩船同時劃向木箱時（）A.上游小船先撈到木箱 B.下游小船先撈到木箱C.兩船同時到達木箱 D.無法判斷哪條船先到達木箱4.小汽車在短時間內(nèi)的速度可以變化很快.有些車幾秒鐘內(nèi)車速就可以從0km/h急升到 110km/h.圖3.3-5是一輛車在10s內(nèi)的車速變化情況，由圖像可知第4 s時車速為????????????? ????????????? ????????????? ????????????? km/h，從第2s到第4s過程中，車速????????????? ????????????? ????????????? ????????????? ????????????? （選填“增加”、“減小”或“不變”），第4s時刻，小汽車瞬間速度為????????????? ????????????? ????????????? ????????????? km/h.5.看一看，圖3.3-6是天鵝飛行的情景，根據(jù)圖中相關(guān)數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是 .圖3.3-5圖3.3-66.為了維護高架道路的交通安全，內(nèi)環(huán)線高架快車道上車輛限速為80 km/h.交通部門通過安裝在道路旁的自動監(jiān)控設(shè)備巡視路況，在某一路段恰有兩臺相同的自動照相機在間隔2s的時間從不同的角度拍攝了甲、乙兩張照片，如圖3.3-7所示，已知相鄰路燈的間距為30m，從照片上分析，????????????? ????????????? ????????????? ????????????? 車在超速行駛（選填“A”、“B”或“C”人其車速為????????????? ????????????? ????????????? km/h.圖3.3-77.寓言《龜兔賽跑》中兔子失敗后，兔子總結(jié)了失敗的原因.第二次比賽時，龜兔從同一地點跑出，兔子最先到達終點，在這一過程中????????????? ????????????? ????????????? 的平均速度大.第三次比賽又開始了，它們又從同一地點出發(fā)，在陸地上兔子背著烏龜，在水中烏龜背著兔子，最終同時到達終點，在這一過程中烏龜相對兔子的速度是????????????? ????????????? ????????????? .這則寓言給我們的啟示是 .8.美國在2004年3月底成功試飛了X-43A極速無人駕駛飛機，創(chuàng)造了飛機速度新的世界記錄.它最快時，達到了7倍音速，即????????????? ????????????? ????????????? m／s，等于????????????? ????????????? ????????????? km/h.美國打算建立一支快速反應(yīng)的空軍，能夠利用新式飛機，在2小時內(nèi)到世界上任何一個地方進行打擊.為了達到目的，這種飛機的速度起碼要達到????????????? ????????????? ????????????? km/h（地球半徑約6300km，最遠航程大約為赤道長度的一半）.9.舉世矚目的上海浦東高速磁懸浮鐵路，經(jīng)過近兩年建設(shè)已竣工通車.這條磁懸浮鐵路正線全長30 km，將上海市區(qū)與東海之濱的浦東國際機場連接起來，單向運行時間約8min.運行時，磁懸浮列車與軌道間約有10mm的間隙，這就是浮起的高度.除啟動加速和減速停車兩個階段外，列車大部分時間運行速度約為300km/h，從啟動到最高設(shè)計速度430 km/h的時間只要 20多秒.根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，計算出磁懸浮列車全程的平均速度和以最大速度勻速行駛通過的路程？圖3.3-8 上海的高速磁懸浮列車正在運行 10.甲乙兩地間的公路全長120km，公路最高限速為60 km/h.某司機一天下午2:00從甲地出發(fā)，當(dāng)天下午4：00到達乙地.途中被自動測速計記錄到超速違章一次.司機申辯，他用了兩小時走完全程，時速恰好是60km/h，并沒有超速違章.你認為司機的話有道理嗎？11.（山東淄博市中考題）在北京和杭州之間對開著一對特快列車T31和T32，表中所列是這兩次列車的時刻表.T31車次T32北京→杭州自北京起公里站名杭州→北京特快特快15：500北京——13：2020：2120：29497濟南8：418：331：1624979蚌埠3：543：465：455：531458上海西23：2423：167：30——1664杭州21：40請回答下列問題：（1）T31和T32列車全程運行的時間是 h min；（2）除去停站時間，列車運行的平均速度是 km/h；（3）列車T31和 T32估計在時刻在離開北京 km處相遇. 12.（太原市中考題）下表是卡車沿直線平穩(wěn)行駛和電車、機車起動過程中各個不同時刻的速度（從起動一段時間后開始計時），請你比較和分析表中的數(shù)據(jù).回答下列問題：（1）卡車做運動；（2）電車的速度與時間的關(guān)系（定性）是；（3）電車的速度v與時間t的定量關(guān)系式是v＝；（4）通過分析電車和機車的速度隨時間變化的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)他們是相同的.13.某高速公路規(guī)定小汽車行駛速度不得超過120km/h.執(zhí)勤的交通警察截住了一輛正在超速行駛的小汽車，“您的車速超過了120 km每小時的限制……”內(nèi)勤交警對司機敬禮道.還沒等司機回答，一名車內(nèi)的小朋友搶著答道：“我們只開了幾分鐘，既不夠1h，更不到120km……”假如你當(dāng)時在場，應(yīng)該怎樣向這位小朋友解釋呢？ 14.火車、飛機、賽車正式啟動或制動過程中的運動通常是變速直線運動.人們設(shè)法測得了它們在啟動或制動過程中各個不同時刻的速度，如下列各表所示：表1：火車在啟動過程中各時刻的速度（火車啟動時開始計時）時間（s）0510152025速度（m/s）012345表2：飛機在啟動過程中各時刻的速度（從飛機啟動一段時間后開始計時）時間（s）0510152025速度（m/s）102540557085表 3：賽車在制動過程中各時刻的速度（賽車制動時開始計時）時間（s）0510152025速度（m/s）2520151050請你認真分析和比較上述表格所提供的有關(guān)數(shù)據(jù)，并完成下列要求：火車在啟動過程中的速度隨時間變化的特點（定量關(guān)系）可初步歸納為；飛機在啟動過程中的速度隨時間變化的特點（定量關(guān)系）可初步歸納為????????????? ????????????? ????????????? ；賽車在制動過程中的速度隨時間變化的特點（定量關(guān)系）可初步歸納為????????????? ????????????? ????????????? . 15.閱讀材料反正差10 m……小明和大李比賽用60m短跑.小明跑得快，跑完60m，到達終點的時候，大李才跑了50m.小明說：“我們再跑一次.這次你落后了10m，下次我的起跑線后退10m.我們還按這回的速度跑，我多跑10m，你和我就可以同時到達終點.”圖 3.3-9大李卻說：“哦，你既然要讓我10m，你也不用后退，把我的起跑向前移10m，我少跑10m就得了.”小明說：“嗨，反正是差10m，我多跑10m，你少跑10m還不是一回事？”（如圖3.3-9）大家想，到底是不是一回事？參考答案 [探究體驗] =;=≈2.18m/s；一晝夜浪費水量為m=×(20-1)×0.25kg=47.172kg一次滴水時間[快樂套餐] 1.D 2.C 3.C4.30；增加；305.天鵝在做變速運動，速度越來越快 6.C；108 7.兔子；0；時?？偨Y(jié)失敗的原因，應(yīng)注意養(yǎng)成團結(jié)性作的好品行8.2380；8568；98919.磁懸浮列車全程的平均速度===225，以最大速度行駛的路程s＝vt＝430km/h×h=57.3km10.司機的話沒有道理.他所說到的速度是指整個運動過程中的平均速度，平均速度反映物體運動的平均快慢；而自動測速計反映的是物體運動過程中某時的瞬時速度，這位司機誤把平均速度等同瞬時速度11.（1）15；40 （2）109 （3）2：35；140.612.（1）勻速直線（2）電車的速度隨運動時間的增加而增大（3）v=0.5t+5 （點撥：設(shè)速度時間關(guān)系式為v=at+b，將相應(yīng)的速度、時間代入，求出a=0.5 b=5）（4）在相同的時間內(nèi)，速度的增加量13.高速公路規(guī)定小汽車行駛速度不得超過120km/h指的是各時刻或各點的速度不得超過120km/h，它是汽車在極短時間內(nèi)的速度即瞬時速度.該汽車在短時間內(nèi)超速，故它違章了 14.v=t;v=10+3t v=25-t15.小明速度 v1=，大李速度v2=，小明后退10m所花時間：t1==t，大李60m所花時間t2==t，t1＜t2小明先到.大李前移10m所花時間t==t等于小明跑60m所用時間，兩人一起做.故小明后退10m和大李前移10m賽跑不一樣

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