资源简介 (共41张PPT)第五章一元函数的导数及其应用5.1 导数的概念及其意义第1课时 变化率问题学习 目标 1. 了解平均速度和瞬时速度的关系.会求物体在某个时刻的瞬时速度.2. 掌握并会求抛物线在某一点处的切线方程.新知初探 基础落实√√×典例精讲 能力初成 某质点运动的方程为f(x)=-2x2+1(x表示时间,f(x)表示位移),则该质点从x=1到x=2的平均速度为 ( )A. -4 B. -8 C. 6 D. -61求平均速度【解析】D探究1求物体运动的平均速度的三个步骤:第一步:求时间的改变量x2-x1;第二步:求位移的改变量f(x2)-f(x1);【解析】变式A (1) 一质点位移y(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为y(t)=2t3,则在t=1时该质点的瞬时速度为_________.2求瞬时速度【解析】探究26 m/s(2) 一质点速度v(单位:m/s)与时间t(单位:s)之间的关系为v(t)=2t2,则在t=1时该质点的瞬时加速度为__________.【解析】4 m/s2 已知抛物线f(x)=-x2+x-1在点P(x0,f(x0))处的切线斜率为3,求该抛物线在点P处的切线方程.3抛物线在某点处的切线【解答】探究3 求抛物线y=x2+2x+3在点(1,6)处的切线方程.【解答】变式随堂内化 及时评价【解析】1. 一质点做直线运动,其位移s(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为s=-2t2+t+3,则该质点的初速度是 ( )A. 1 m/s B. 2 m/sC. -3 m/s D. -4 m/sA【解析】C【解析】3. 抛物线f(x)=2x2-4在点(1,-2)处的切线斜率为 ( )A. 0 B. 1 C. 4 D. -2C【解析】D【解析】5. (多选)一球沿某一斜面自由滚下,测得滚下的垂直距离h(单位:m)与时间t(单位:s)之间的函数关系为h(t)=2t2+2t,则下列判断正确的是 ( )A. 前3 s内球滚下的垂直距离的增量Δh=24 mB. 在时间t∈[2,3]内,球滚下的垂直距离的增量Δh=4 mC. 前3 s内球的平均速度为8 m/sD. 在时间t∈[2,3]内,球的平均速度为12 m/sACD配套新练案一、 单项选择题1. 已知抛物线y=2x2-1的图象上一点(1,1)及其邻近一点(1+Δx,1+Δy),则这两点所在割线的斜率为 ( )A. 2+Δx B. 2-2ΔxC. 4+2Δx D. 4C【解析】【解析】B【解析】B【解析】【答案】C【解析】AD【解析】BD【解析】38. 已知曲线y=x2-1上两点A(2,3),B(2+Δx,3+Δy),当Δx=1时,直线AB的斜率是____;当Δx=0.1时,直线AB的斜率是______.【解析】54.19. 已知自由落体的运动方程为s(t)=3t2,则t在2到2+Δt这一段时间内落体的平均速度为__________,落体在t=2时的瞬时速度为_____.【解析】3Δt+1212四、 解答题10. 某物体的运动路程s(单位:m)与时间t(单位:s)的关系可用函数s(t)=t2+t+1表示.(1) 求该物体在t=1 s时的瞬时速度.【解答】即该物体在t=1 s时的瞬时速度为3 m/s.(2) 试求该物体的初速度.【解答】10. 某物体的运动路程s(单位:m)与时间t(单位:s)的关系可用函数s(t)=t2+t+1表示.(3) 试问:该物体在哪一时刻的瞬时速度为9 m/s 【解答】10. 某物体的运动路程s(单位:m)与时间t(单位:s)的关系可用函数s(t)=t2+t+1表示.【解答】(2) 求抛物线f(x)=x2分别在点(1,1),(3,9)处的切线方程.【解答】由(1)知抛物线f(x)=x2在(1,1)处的切线方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0;在(3,9)处的切线方程为y-9=6(x-3),即6x-y-9=0.12. 水波的半径以0.5 m/s的速度向外扩张,当半径为2.5 m时,这水波面的圆面积的膨胀率是_______m2/s.【解析】2.5π13. 假设高铁列车开出站一段时间内,速度v(单位:m/s)与行驶时间t(单位:s)的关系为v=0.4t+0.6t2,则出站后高铁列车速度首次达到24 m/s时加速度为______m/s2.【解析】7.614. 子弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速直线运动.子弹运动的时间t与位移s满足s=2.5×105t2,其中s的单位是m,t的单位是s.子弹从枪口射出所用的时间为1.6×10-3 s,则子弹射出枪口时的瞬时速度为___________.【解析】800 m/s谢谢观赏第1课时 变化率问题学习 目标 1. 了解平均速度和瞬时速度的关系.会求物体在某个时刻的瞬时速度. 2. 掌握并会求抛物线在某一点处的切线方程.新知初探基础落实一、 概念表述1. 平均变化率(平均速度):设物体的运动规律是s=s(t),则物体在t0到t0+Δt这段时间内的平均速度为=___.2. 瞬时变化率(瞬时速度):如果当Δt无限趋近于0时,无限趋近于某个常数v,我们就说当Δt无限趋近于0时,的极限是v,这时v就是物体在时刻t=t0时的瞬时速度,即瞬时速度v= = .二、 概念辨析:判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”.(1) 物体做自由落体运动时,其位移s(t)= gt2(单位:m),在t=2 s到t=(2+Δt)s这段时间内的平均速度为 m/s. ( √ )(2) 火箭发射t s后,其高度为h(t)=0.9t2(单位:km).在1≤t≤2这段时间里,火箭爬高的平均速度为2.7 km/s.( √ )(3) 火箭发射t s后,其高度为h(t)=0.9t2(单位:km).发射后第10 s时,火箭爬高的瞬时速度为(0.9Δt+18) km/s.( × )典例精讲能力初成探究1 求平均速度例1 某质点运动的方程为f(x)=-2x2+1(x表示时间,f(x)表示位移),则该质点从x=1到x=2的平均速度为( D )A. -4 B. -8 C. 6 D. -6【解析】 由题意知该质点从x=1到x=2的平均速度为==-6.求物体运动的平均速度的三个步骤:第一步:求时间的改变量x2-x1;第二步:求位移的改变量f(x2)-f(x1);第三步:求平均速度=.变式 设某地铁列车在某段时间内进行调试,由起始点经过t s后的距离为s(t)=t4-4t3+16t2(单位:m),则该列车运行10 s的平均速度为( A )A. 10 m/s B. 8 m/sC. 4 m/s D. 0 m/s【解析】 该列车从开始运行到10 s时,距离的增加量为s(10)-s(0)=100-0=100(m),则该列车运行10 s的平均速度为=10(m/s).探究2 求瞬时速度例2 (1) 一质点位移y(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为y(t)=2t3,则在t=1时该质点的瞬时速度为__6 m/s_.【解析】=2 =2[(Δt)2+3Δt+3]=6,所以在t=1时该质点的瞬时速度是6 m/s.(2) 一质点速度v(单位:m/s)与时间t(单位:s)之间的关系为v(t)=2t2,则在t=1时该质点的瞬时加速度为__4_m/s2_.【解析】由题意知 v(t)=2t2, =2 =4,所以在t=1时该质点的瞬时加速度为4 m/s2.当Δt无限趋近于0时,加速度a(t)=的极限是物体在t0时的瞬时加速度.探究3 抛物线在某点处的切线例3 已知抛物线f(x)=-x2+x-1在点P(x0,f(x0))处的切线斜率为3,求该抛物线在点P处的切线方程.【解答】 = = (-Δx-2x0+1)=-2x0+1=3,解得x0=-1,又因为f(x0)=-3,所以该抛物线在点P处的切线方程为y+3=3(x+1),即3x-y=0.求抛物线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线方程,除传统方法之外,可通过以下三个步骤求解:①点P在抛物线y=f(x)上,即y0=f(x0);②在P处斜率为k,即k= ;③点P在切线上,即y-y0=k(x-x0).变式 求抛物线y=x2+2x+3在点(1,6)处的切线方程.【解答】Δy=[(1+Δx)2+2(1+Δx)+3]-(12+1×2+3)=4Δx+(Δx)2,所以==4+Δx,所以k= = (4+Δx)=4,所以抛物线y=x2+2x+3在点(1,6)处的切线方程为y-6=4(x-1),即4x-y+2=0.随堂内化及时评价1. 一质点做直线运动,其位移s(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为s=-2t2+t+3,则该质点的初速度是( A )A. 1 m/s B. 2 m/sC. -3 m/s D. -4 m/s【解析】质点的初速度即在t=0时的瞬时速度.因为质点在t=0附近的平均速度 = =-2Δt+1,所以质点在t=0时的瞬时速度为 (-2Δt+1)=1,即质点的初速度为1 m/s.2. 若在函数y=x2图象上取一点(1,1)及附近一点(1+Δx,1+Δy),则为( C )A. 4Δx+2(Δx)2 B. 4+2ΔxC. Δx+2 D. 4+Δx【解析】因为Δy=(1+Δx)2-1=(Δx)2+2Δx,所以=Δx+2.3. 抛物线f(x)=2x2-4在点(1,-2)处的切线斜率为( C )A. 0 B. 1 C. 4 D. -2【解析】 割线斜率k====4+2Δx,所以抛物线f(x)=2x2-4在点(1,-2)处的切线斜率为 (4+2Δx)=4.4. 如果质点A运动的位移S(单位:m)与时间t(单位:s)之间的函数关系是S(t)=-,那么该质点在t=3 s时的瞬时速度为( D )A. - m/s B. m/sC. - m/s D. m/s【解析】===,所以 = =.5. (多选)一球沿某一斜面自由滚下,测得滚下的垂直距离h(单位:m)与时间t(单位:s)之间的函数关系为h(t)=2t2+2t,则下列判断正确的是( ACD )A. 前3 s内球滚下的垂直距离的增量Δh=24 mB. 在时间t∈[2,3]内,球滚下的垂直距离的增量Δh=4 mC. 前3 s内球的平均速度为8 m/sD. 在时间t∈[2,3]内,球的平均速度为12 m/s【解析】前3 s内,Δt=3 s,Δh=h(3)-h(0)=24(m),此时平均速度为==8(m/s),故A,C正确;在时间t∈[2,3]内,Δt=3-2=1(s),Δh=h(3)-h(2)=12(m),故平均速度为=12(m/s),所以B错误,D正确.配套新练案一、 单项选择题1. 已知抛物线y=2x2-1的图象上一点(1,1)及其邻近一点(1+Δx,1+Δy),则这两点所在割线的斜率为( C )A. 2+Δx B. 2-2ΔxC. 4+2Δx D. 4【解析】这两点所在割线的斜率为k==4+2Δx.2. 一直线运动的物体从时间t到t+Δt时的位移为Δs,则 为( B )A. 从t到t+Δt一段时间内物体的平均速度B. 在t时刻时该物体的瞬时速度C. 当时间为Δt时物体的速度D. 在时间t+Δt时刻物体的瞬时速度【解析】由瞬时速度的求法可知 表示在t时刻时该物体的瞬时速度.3. 函数f(x)=-x2+10在点处的斜率为( B )A. 3 B. -3C. -3-(Δx)2 D. -Δx-3【解析】因为Δy=f-f=-3Δx-(Δx)2,所以==-3-Δx,所以k= = (-Δx-3)=-3.4. 某汽车在平直的公路上向前行驶,其行驶的路程y与时间t的函数图象如图.记该车在时间段[t1,t2],[t2,t3],[t3,t4],[t1,t4]上的平均速度的大小分别为1,2,3,4,则平均速度最小的是( C )(第4题)A. 1 B. 2 C. 3 D. 4【解析】由题意知,汽车在时间段[t1,t2],[t2,t3],[t3,t4],[t1,t4]上的平均速度的大小分别为1,2,3,4,设路程y与时间t的函数关系为y=f(t),则1=,即为经过点(t1,f(t1)),(t2,f(t2))的直线的斜率k1,同理2为经过点(t2,f(t2)),(t3,f(t3))的直线的斜率k2,3为经过点(t3,f(t3)),(t4,f(t4))的直线的斜率k3,4为经过点(t1,f(t1)),(t4,f(t4))的直线的斜率k4.由题图可知,k3最小,即3最小.二、 多项选择题5. 已知函数f(x)=x2+3x+1,以下判断正确的有( AD )A. =7B. =7C. =5D. 在点(1,5)处的切线方程是y=5x【解析】f(1+Δx)-f(1)=(1+Δx)2+3(1+Δx)+1-(1+3+1)=Δx2+5Δx,对于A,取Δx=2,得=7,故A正确;对于B, = (Δx+5)=5,故B错误;对于C, = =,故C错误;对于D,由B知在点(1,5)处的切线方程为y-5=5(x-1),即y=5x,故D正确.6. (2025·淮安期末)已知某物体运动的位移方程为S=3t2+2,( BD )A. 该物体位移的最大值为100B. 该物体在时间段内的平均速度为15C. 该物体在t=5时的瞬时速度是32D. 该物体的速度v和时间t的关系式是v=6t【解析】因为S(t)=3t2+2在t∈上单调递增,所以S(t)≤3×62+2=110,故A错误;该物体在时间段内的平均速度为==15,故B正确;又 = = = (6t+3Δt)=6t,则该物体在t=5时的瞬时速度是S′(5)=30,故C错误;由C知该物体的速度v和时间t的关系式是v(t)=6t(1≤t≤6),故D正确.三、 填空题7. 设函数f(x)=x2+x,则 =__3_.【解析】根据题意, =3.8. 已知曲线y=x2-1上两点A(2,3),B(2+Δx,3+Δy),当Δx=1时,直线AB的斜率是__5_;当Δx=0.1时,直线AB的斜率是__4.1_.【解析】当Δx=1时,直线AB的斜率k1====5.当Δx=0.1时,直线AB的斜率k2===4.1.9. 已知自由落体的运动方程为s(t)=3t2,则t在2到2+Δt这一段时间内落体的平均速度为__3Δt+12_,落体在t=2时的瞬时速度为__12_.【解析】这一段时间内落体的平均速度为 ===3Δt+12.落体在t=2时的瞬时速度为v= = (3Δt+12)=12.四、 解答题10. 某物体的运动路程s(单位:m)与时间t(单位:s)的关系可用函数s(t)=t2+t+1表示.(1) 求该物体在t=1 s时的瞬时速度.【解答】 因为===3+Δt,所以 = (3+Δt)=3.所以该物体在t=1时的瞬时变化率为3,即该物体在t=1 s时的瞬时速度为3 m/s.(2) 试求该物体的初速度.【解答】求该物体的初速度,即求物体在t=0时的瞬时速度.因为===1+Δt,所以 (1+Δt)=1.所以该物体在t=0时的瞬时变化率为1,即该物体的初速度为1 m/s.(3) 试问:该物体在哪一时刻的瞬时速度为9 m/s 【解答】设该物体在t0时刻的瞬时速度为9 m/s,又因为==(2t0+1)+Δt,所以 = (2t0+1+Δt)=2t0+1,则2t0+1=9,所以t0=4.则该物体在4 s时的瞬时速度为9 m/s.11. 已知函数f(x)=x2.(1) 求函数f(x)在x=1,2,3附近的平均变化率,当取Δx都为时,哪一点附近的平均变化率最大?【解答】设函数f(x)=x2在x=1,2,3附近的平均变化率分别为k1,k2,k3,则k1====2+Δx,k2====4+Δx,k3====6+Δx,取Δx=时,k1=2+=,k2=4+=,k3=6+=,所以k1(2) 求抛物线f(x)=x2分别在点(1,1),(3,9)处的切线方程.【解答】由(1)知抛物线f(x)=x2在(1,1)处的切线方程为y-1=2(x-1),即2x-y-1=0;在(3,9)处的切线方程为y-9=6(x-3),即6x-y-9=0.12. 水波的半径以0.5 m/s的速度向外扩张,当半径为2.5 m时,这水波面的圆面积的膨胀率是__2.5π_m2/s.【解析】水波的半径以v=0.5 m/s 的速度向外扩张,则水波的面积为s=πr2=π(vt)2=0.25πt2.当半径为2.5 m时,t==5 s,此时水波面积的膨胀率是 2.5π m2/s.13. 假设高铁列车开出站一段时间内,速度v(单位:m/s)与行驶时间t(单位:s)的关系为v=0.4t+0.6t2,则出站后高铁列车速度首次达到24 m/s时加速度为__7.6_m/s2.【解析】由v=0.4t+0.6t2=24,解得t=6或-(舍去).又因为 =0.4+1.2t,所以当t=6时的加速度为7.6 m/s2.即此时高铁列车的加速度为7.6 m/s2.14. 子弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速直线运动.子弹运动的时间t与位移s满足s=2.5×105t2,其中s的单位是m,t的单位是s.子弹从枪口射出所用的时间为1.6×10-3 s,则子弹射出枪口时的瞬时速度为__800 m/s_.【解析】设子弹从枪口射出的时刻为t0,因为===5×105t0-2.5×105Δt,所以v= (5×105t0-2.5×105Δt)=5×105t0.又因为t0=1.6×10-3 s,所以v=5×105t0=8×102=800(m/s),所以子弹射出枪口时的瞬时速度为800 m/s.第1课时 变化率问题学习 目标 1. 了解平均速度和瞬时速度的关系.会求物体在某个时刻的瞬时速度. 2. 掌握并会求抛物线在某一点处的切线方程.新知初探基础落实一、 概念表述1. 平均变化率(平均速度):设物体的运动规律是s=s(t),则物体在t0到t0+Δt这段时间内的平均速度为=______________.2. 瞬时变化率(瞬时速度):如果当Δt无限趋近于0时,无限趋近于某个常数v,我们就说当Δt无限趋近于0时,的极限是v,这时v就是物体在时刻t=t0时的瞬时速度,即瞬时速度v= = .二、 概念辨析:判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”.(1) 物体做自由落体运动时,其位移s(t)= gt2(单位:m),在t=2 s到t=(2+Δt)s这段时间内的平均速度为 m/s. ( )(2) 火箭发射t s后,其高度为h(t)=0.9t2(单位:km).在1≤t≤2这段时间里,火箭爬高的平均速度为2.7 km/s.( )(3) 火箭发射t s后,其高度为h(t)=0.9t2(单位:km).发射后第10 s时,火箭爬高的瞬时速度为(0.9Δt+18) km/s.( )典例精讲能力初成探究1 求平均速度例1 某质点运动的方程为f(x)=-2x2+1(x表示时间,f(x)表示位移),则该质点从x=1到x=2的平均速度为( )A. -4 B. -8 C. 6 D. -6求物体运动的平均速度的三个步骤:第一步:求时间的改变量x2-x1;第二步:求位移的改变量f(x2)-f(x1);第三步:求平均速度=.变式 设某地铁列车在某段时间内进行调试,由起始点经过t s后的距离为s(t)=t4-4t3+16t2(单位:m),则该列车运行10 s的平均速度为( )A. 10 m/s B. 8 m/sC. 4 m/s D. 0 m/s探究2 求瞬时速度例2 (1) 一质点位移y(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为y(t)=2t3,则在t=1时该质点的瞬时速度为_____________.(2) 一质点速度v(单位:m/s)与时间t(单位:s)之间的关系为v(t)=2t2,则在t=1时该质点的瞬时加速度为_____________.当Δt无限趋近于0时,加速度a(t)=的极限是物体在t0时的瞬时加速度.探究3 抛物线在某点处的切线例3 已知抛物线f(x)=-x2+x-1在点P(x0,f(x0))处的切线斜率为3,求该抛物线在点P处的切线方程.求抛物线y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线方程,除传统方法之外,可通过以下三个步骤求解:①点P在抛物线y=f(x)上,即y0=f(x0);②在P处斜率为k,即k= ;③点P在切线上,即y-y0=k(x-x0).变式 求抛物线y=x2+2x+3在点(1,6)处的切线方程.随堂内化及时评价1. 一质点做直线运动,其位移s(单位:m)与时间t(单位:s)之间的关系为s=-2t2+t+3,则该质点的初速度是( )A. 1 m/s B. 2 m/sC. -3 m/s D. -4 m/s2. 若在函数y=x2图象上取一点(1,1)及附近一点(1+Δx,1+Δy),则为( )A. 4Δx+2(Δx)2 B. 4+2ΔxC. Δx+2 D. 4+Δx3. 抛物线f(x)=2x2-4在点(1,-2)处的切线斜率为( )A. 0 B. 1 C. 4 D. -24. 如果质点A运动的位移S(单位:m)与时间t(单位:s)之间的函数关系是S(t)=-,那么该质点在t=3 s时的瞬时速度为( )A. - m/s B. m/sC. - m/s D. m/s5. (多选)一球沿某一斜面自由滚下,测得滚下的垂直距离h(单位:m)与时间t(单位:s)之间的函数关系为h(t)=2t2+2t,则下列判断正确的是( )A. 前3 s内球滚下的垂直距离的增量Δh=24 mB. 在时间t∈[2,3]内,球滚下的垂直距离的增量Δh=4 mC. 前3 s内球的平均速度为8 m/sD. 在时间t∈[2,3]内,球的平均速度为12 m/s配套新练案一、 单项选择题1. 已知抛物线y=2x2-1的图象上一点(1,1)及其邻近一点(1+Δx,1+Δy),则这两点所在割线的斜率为( )A. 2+Δx B. 2-2ΔxC. 4+2Δx D. 42. 一直线运动的物体从时间t到t+Δt时的位移为Δs,则 为( )A. 从t到t+Δt一段时间内物体的平均速度B. 在t时刻时该物体的瞬时速度C. 当时间为Δt时物体的速度D. 在时间t+Δt时刻物体的瞬时速度3. 函数f(x)=-x2+10在点处的斜率为( )A. 3 B. -3C. -3-(Δx)2 D. -Δx-34. 某汽车在平直的公路上向前行驶,其行驶的路程y与时间t的函数图象如图.记该车在时间段[t1,t2],[t2,t3],[t3,t4],[t1,t4]上的平均速度的大小分别为1,2,3,4,则平均速度最小的是( )(第4题)A. 1 B. 2 C. 3 D. 4二、 多项选择题5. 已知函数f(x)=x2+3x+1,以下判断正确的有( )A. =7B. =7C. =5D. 在点(1,5)处的切线方程是y=5x6. (2025·淮安期末)已知某物体运动的位移方程为S=3t2+2,( )A. 该物体位移的最大值为100B. 该物体在时间段内的平均速度为15C. 该物体在t=5时的瞬时速度是32D. 该物体的速度v和时间t的关系式是v=6t三、 填空题7. 设函数f(x)=x2+x,则 =____________.8. 已知曲线y=x2-1上两点A(2,3),B(2+Δx,3+Δy),当Δx=1时,直线AB的斜率是___________;当Δx=0.1时,直线AB的斜率是____________.9. 已知自由落体的运动方程为s(t)=3t2,则t在2到2+Δt这一段时间内落体的平均速度为____________,落体在t=2时的瞬时速度为____________.四、 解答题10. 某物体的运动路程s(单位:m)与时间t(单位:s)的关系可用函数s(t)=t2+t+1表示.(1) 求该物体在t=1 s时的瞬时速度.(2) 试求该物体的初速度.(3) 试问:该物体在哪一时刻的瞬时速度为9 m/s 11. 已知函数f(x)=x2.(1) 求函数f(x)在x=1,2,3附近的平均变化率,当取Δx都为时,哪一点附近的平均变化率最大?(2) 求抛物线f(x)=x2分别在点(1,1),(3,9)处的切线方程.12. 水波的半径以0.5 m/s的速度向外扩张,当半径为2.5 m时,这水波面的圆面积的膨胀率是____________m2/s.13. 假设高铁列车开出站一段时间内,速度v(单位:m/s)与行驶时间t(单位:s)的关系为v=0.4t+0.6t2,则出站后高铁列车速度首次达到24 m/s时加速度为_____________m/s2.14. 子弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速直线运动.子弹运动的时间t与位移s满足s=2.5×105t2,其中s的单位是m,t的单位是s.子弹从枪口射出所用的时间为1.6×10-3 s,则子弹射出枪口时的瞬时速度为____________. 展开更多...... 收起↑ 资源列表 5.1 第1课时 变化率问题 (学生版).docx 5.1 第1课时 变化率问题 (解析版).docx 5.1 第1课时 变化率问题.pptx