快与慢物理教学课件

快与慢物理运动的世界——第一章认识运动的快与慢运动的基本概念们开在我始探索速度的世界之前，首先需要理解运动的基本概念从物位置变化对时过理学角度看，运动是一个物体相于参考系的位置随间变化的程时过质论驶还们物体在空间中位置随间的变化程，是运动的本特征无是行的汽车、飞翔的鸟儿是运行的行星，它都在不停地改变状态础位置，都处于运动理解运动是理解物理世界的基速度速度的定义与计算123速度的定义速度的单位计算实例单单辆驶时则速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，国际位制SI中，速度的基本位是米每如果一汽车行了100米，用20秒，单时内记为表示位间物体位移的变化量秒，作m/s其平均速度们时日常生活中，我也常用千米每小为单km/h作速度位时其中，v代表速度，s代表路程，t代表间速度的测量方法手动测量法测时测带测计这础使用秒表量间，使用卷尺或量定距离，然后算速度是最基的测课验速度量方法，适合堂实电子测速法测现测时使用光电门、超声波或雷达速器等代设备，可以更精确地量物体的瞬速度平均速度与瞬时速度时内状平均速度反映一段间的整体运动况速度的矢量性质这时这速度是一个矢量，意味着它同具有大小和方向两个特性是速度纯标时质区别与粹描述快慢的量（如路程、间）的本当时仅仅说还描述一个物体的运动，明多快是不够的，需要指明向哪驶时个方向例如，汽车以50km/h的速度向北行，就同指明了速度的大小50km/h和方向向北质进阶速度的矢量性在物理学中非常重要，是理解力学概念的础基带线线速度矢量通常用箭头的段表示，段长度表示速度大小，箭头方向表示运动方向匀速直线运动的矢量表示图们线轨匀时在上中，我可以清晰地看到小车沿直道速运动的速度矢量表示每个箭头的长度相等，表示速度大小不变；所有箭头方向相同，表示运动方向不变矢量长度矢量方向矢量相等匀表示速度大小表示运动方向表示速运动匀速直线运动的特点速度恒定匀线时在速直运动中，物体的速度大小和方向都保持不变，不会随间发生变化位移正比于时间时时物体的位移与运动间成正比，两倍的间意味着两倍的位移加速度为零匀线为这为速直运动中，物体的加速度零，意味着合外力零速度的单位换算们单时这单换关在物理学和日常生活中，我常见的速度位有米每秒m/s和千米每小km/h了解两种位之间的算系非常重要1m/s1km/h等于等于

3.6km/h

0.2778m/s换导算公式推当约为当生活实例高速公路限速120km/h，相于

33.3m/s；人正常行走速度

1.4m/s，相于5km/h第二章速度的变化加速度的引入——时探索速度如何随间发生变化速度变化的原因现在实世界中，物体的速度往往不是恒定的，而是会发生变化根据牛外力作用顿第二定律，物体速度的变化是由外力作用引起的顿时产当时状态现为根据牛第二定律，物体受到外力会生加速度物体受到外力作用，其运动会改变，表速度的大小或方向时这们这（或两者同）发生变化种变化的程度，我用加速度一物理量速度变化来描述时速度的大小或方向（或两者同）发生改变加速度测量单时内位间速度变化量，即a=Δv/Δt匀加速直线运动匀线线加速直运动是指物体沿直运动，且加速度大小和方向都保持不变的运动匀线时匀现为时图线为线在加速直运动中，速度随间均变化，表速度-间一条斜匀线最常见的加速直运动例子包括自由落体、斜面滑动、汽车起步加速等运动学三大公式简介速度公式位移公式速度平方公式匀线时关匀线关描述加速直运动中速度与间的匀线时关描述加速直运动中速度与位移的₀时描述加速直运动中位移与间的系v是末速度，v是初速度，a是加速系，消去了间变量时系s是位移，其他符号含义同上度，t是间这匀线础们关过数导转这数匀线问题三个公式是研究加速直运动的基，它相互联，可以通学推相互化灵活运用些公式，能够解决大多加速直运动斜坡上小球加速下滑图验这匀线上展示了一个经典的物理实小球在斜坡上滚动是加速直运动的典型例子现象解析加速度计算当时为为小球放在斜坡上，重力可分解沿斜面方向和垂直于斜面方向的分在理想情况下（忽略摩擦和滚动阻力），小球的加速度大小力沿斜面方向的分力使小球加速下滑，垂直于斜面的分力被斜面支持力平衡夹其中g是重力加速度，θ是斜面与水平面的角自由落体运动仅匀线自由落体运动是指物体在重力作用下的运动，它是一种特殊的加速直运动论质时在理想情况下（忽略空气阻力），所有物体无量大小，在同一地点自由落下都具有相同的加速度，即重力加速度g约为竖这时在地球表面附近，g的大小

9.8m/s²，方向直向下意味着物体自由下落，每约秒的速度增加

9.8m/s

9.8m/s²1s重力加速度下落时间地球表面附近的平均值速度增加

9.8m/s速度与加速度的方向关系们关状态速度和加速度都是矢量，它之间的方向系决定了物体运动的变化方式速度方向相同同向加速度与速度同向，速率增大反向加速度与速度反向，速率减小加速度与速度成夹角速度方向相反夹夹角加速度与速度成角，速率与方向同时垂直加速度垂直速度，方向改变速率不变变化加速度垂直速度第三章速度的合成与相对运动观理解不同参考系中的运动察速度的矢量合成当时时这由于速度是矢量，物体同受到多个运动的影响，其实际速度是些速度的矢量和则则这仅速度合成遵循平行四边形法或三角形法些方法不适用于速度，也适用于所有矢量的合成生活实例对•船在有流速的河中航行，实际航行速度是船相于水的速度与水流速度的矢量和对•飞机在有风的情况下飞行，实际飞行速度是飞机相于空气的速度与则将风速的矢量和速度矢量合成的平行四边形法两个速度矢量画成平行四边形的邻则对线为边，角即合成速度的矢量表示相对速度概念对观测物体的运动是相的，不同的察者（参考系）会量到不同的速度日常例子对对测值相速度是指一个物体相于另一个运动物体所得的速度驶静对换关站在行的公交车上，看窗外的止建筑物似乎在后退；而于站伽利略速度变公式描述了不同参考系之间速度的系观静进在地面上的察者，建筑物是止的，公交车在前对对参考系选择其中，vAB表示A相于B的速度，vAC表示A相于C的速度，vCB表示对C相于B的速度选择简问题选择问题关为合适的参考系可以化通常与相的物体作选择惯规简单参考系，或性参考系使物理律表达船在河流中运动的速度合成图图这应场上展示了船在有流速的河中航行的速度合成示意是速度矢量合成的经典用景速度分析实际应用对过时须•船相于水的速度（船速）v船/水船只河，如果想垂直渡河，船头方向必与水流方向成一定角度，则预线对否会被水流冲走，偏离定路•水相于岸的速度（水流速度）v水/岸对这导应员•船相于岸的速度（实际航行速度）v船/岸=v船/水+v水/岸一原理在航海、航空航中有着重要用，飞行和船长需要根据风调速或水流速度整航向速度的实际应用案例9m/s120km/h380km/h28000km/h博尔特百米世界纪录高速公路限速高铁运行速度国际空间站买员创纪录数标营绕轨牙加短跑运动博尔特造的100米世界平均速度中国大多高速公路的最高限速准中国复兴号高速列车的最高运速度国际空间站地球运行的道速度第四章速度测量的误差与实验设计验提高物理实的准确性实验误差来源分析时间测量误差路程测量误差环境因素测时时应时导测时读数误环使用秒表量间，人工启停反间会致使用尺子或卷尺量距离，差、尺子放空气阻力、摩擦力、温度变化等境因素会影响误为计时导测误终状态差，通常±

0.1-

0.3秒使用电子器可置不平等因素会致量差此外，起点和物体的实际运动，造成与理想模型的偏差这误带来误验这虑以降低种差，但仪器本身也存在精度限制点的确定也可能系统差在精密实中，些因素需要被控制或考提高速度测量准确性的技巧1多次测量取平均进测计误重复行相同的量多次（至少3-5次），然后算平均值，可以减小随机差的影响2使用精密仪器计时测显测用电子器代替秒表，用激光距仪代替卷尺，可以著提高量精度3控制变量法验过严测关在实程中，格控制与量无的变量保持不变，只改变需要研究的变量课堂实验设计建议数据分析与误差讨论自由落体时间测量导数绘图小车匀速运动测量引学生收集据，制表，分析可能的计测时误来养维验设一个可以精确量物体自由落体间的差源，培科学思和实能力计带计时组释设一个有器的斜面和水平面合装装置使用电磁铁控制物体放，底部放置讨论内误误区别匀应垫记录时•容系统差与随机差的置小球从斜面滚下后在水平面上近似速感或光电门落地间讨进验计测过时•拓展活动探如何改实设减小运动，利用光电门在水平段量通间，误计•所需器材电磁铁、小钢球、光电门、差调算速度高度可支架计时项释•所需器材斜面、小球、光电门、•注意事确保垂直放，避免初速度计时电子器影响项•注意事确保水平面足够平整，减小摩擦影响物理思维训练速度问题解析典型题目讲解综应识问题以下是一个合用速度知的典型辆开匀线为问一汽车以10m/s的初速度始加速直运动，加速度2m/s²

1.5秒后汽车的速度是多少？内驶

2.5秒汽车行的总距离是多少？时驶远

3.汽车达到20m/s行了多？解答思路₀

1.利用速度公式v=v+at=10+2×5=20m/s₀

2.利用位移公式s=v t+½at²=10×5+½×2×5²=75m₀

3.利用速度平方公式v²=v²+2as，即20²=10²+2×2×s，解得s=75m速度与生活的联系交通安全中的速度控制运动训练中的速度提升关键训练许项训练速度控制是交通安全的因素研究表明，车速每增加5%，交通事故发生率会增加10%，事故致死率会增加20%在体育中，速度是多目的核心要素提高运动速度需要科学的方法这当时刹恶为训练为础制动距离与车速的平方成正比，意味着车速增加一倍，车所需距离会增加四倍因此，在劣天气条件下降低车速尤重•力量增强肌肉力量，速度提供基训练应要•爆发力提高神经肌肉反速度术进术损•技优化改动作技，减少能量耗训练过时训练•间歇通高强度短间提高速度耐力90%注意力驶时高速行需要的注意力占比30%事故减少城市限速降低10km/h后的事故减少比例课堂互动快与慢的趣味实验比赛测速度自由落体比较反应时间测试将组组计测质状让预测计测应时验让学生分成小，每设一个量物体速度的准备不同量、大小、形的物体，学生设一个量人类反间的实，比如学生测们时释计应时讨论方法，比如量行走速度、小车速度或滚动的球它从同一高度自由落下哪个会先着地然后接住突然放的尺子算反间，人类较组测结讨论误来进验验证讨论测关的速度比不同的量果，差行实，空气阻力的影响感知与物理量的系源复习与总结1速度的基本概念速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量，具有大小和方向基本公式v=s/t2匀速直线运动时速度大小和方向都不变的运动特点位移与间成正比，s=加速度与匀加速运动3vt匀线加速度描述速度变化的快慢和方向加速直运动三大公式₀₀₀v=v+at，s=v t+½at²，v²=v²+2as4速度的合成与相对运动则对速度的矢量合成遵循平行四边形法相速度不同参考系中测换速度测量与应用5得的速度不同，遵循伽利略速度变测虑误来测识精确量速度需要考差源，采用多次量速度知在交训练领应通安全、体育等域有广泛用结束语仅仅计钥物理学不是公式和算，它是理解世界运作方式的匙理解快与慢解释生活现象激发探索热情过习们识们释过课们对通学速度和加速度的概念，我能够科物理知帮助我解日常生活中的各种运希望通本程，能激发同学物理世界预测状态现飘养维学地描述和物体的运动，理解自然动象，从落叶零到宇宙飞船发射，从自的好奇心和探索精神，培科学思方式和骑驰验界中的快与慢行车行到高铁飞实研究能力让们带对继续我着自然的敬畏与好奇，探索物理学的奥秘！。