高一物理_運動快慢與方向描述——速度

1、 運動快慢與方向的描述運動快慢與方向的描述速度速度學點學點1 運動快慢的描述運動快慢的描述速度速度（1）物理意義：反映物體位置變化快慢（即運動的快慢）和方向）物理意義：反映物體位置變化快慢（即運動的快慢）和方向的物理量的物理量.（2）定義：位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值定義速度）定義：位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值定義速度.（3）公式：）公式：（4）矢量：其方向就是物體運動的方向）矢量：其方向就是物體運動的方向.（5）單位：在國際單位制中，速度的單位是米每秒，符號是）單位：在國際單位制中，速度的單位是米每秒，符號是m/s.1212ttxxtxv學點學點2 平均速度平均速度xvt【解析解析】

2、平均速度并非速度之平均，至于公式平均速度并非速度之平均，至于公式 也只是在勻也只是在勻變速直線運動（下章學習）中才適用變速直線運動（下章學習）中才適用. m/s=8.0m/s. 【例例1 1】某次百米賽跑中，一同學跑過前某次百米賽跑中，一同學跑過前 m m時速度為時速度為7.8 m/s7.8 m/s，耗時，耗時6.75 s6.75 s， 到達終點時速度為到達終點時速度為8.8 m/s8.8 m/s，成績是，成績是13.00 s.13.00 s.求該同學在后一半賽程中的平求該同學在后一半賽程中的平 均速度均速度. . vvv122xvt.5013 006 75【答案答案】8.0 m/s 本題最易

3、出現(xiàn)的錯誤是將平均速度本題最易出現(xiàn)的錯誤是將平均速度 的結果寫成的結果寫成 .出現(xiàn)這出現(xiàn)這樣的錯誤的主要原因是認為平均速度就是速度的平均值，而忽略了對平樣的錯誤的主要原因是認為平均速度就是速度的平均值，而忽略了對平均速度的概念的理解均速度的概念的理解.因此在解決有關平均速度的計算問題時，一定要用因此在解決有關平均速度的計算問題時，一定要用定義式定義式 x/t來進行計算來進行計算.vvvvv122 1一個質點用一個質點用100 s的時間沿著一個半徑是的時間沿著一個半徑是100 m的圓形跑道運的圓形跑道運動一圈，快慢恒定動一圈，快慢恒定.求當走完求當走完1/4圓周時，它的平均速度大小圓周時，它的平

4、均速度大小和平均速率分別為多少？和平均速率分別為多少？5.66 m/s, 6.28 m/s學點學點3 學生實驗：用打點計時器測量平均速度學生實驗：用打點計時器測量平均速度（1 1）打點計時器是記錄做直線運動物體的位置和時間的儀器）打點計時器是記錄做直線運動物體的位置和時間的儀器. .（2 2）電火花打點計時器是使用交流）電火花打點計時器是使用交流220V 220V 電壓的一種打點計時器電壓的一種打點計時器. .（3 3）電火花打點計時器的構造如圖）電火花打點計時器的構造如圖1-3-11-3-1所示所示. .圖圖1-3-1 （4）電火花打點計時器的計時原理）電火花打點計時器的計時原理 電火花計時

5、裝置中有一將正弦式交變電流轉化為脈沖式交變電電火花計時裝置中有一將正弦式交變電流轉化為脈沖式交變電流的裝置。當計時接通流的裝置。當計時接通220 V交流電源時，按下脈沖輸出開關，計時交流電源時，按下脈沖輸出開關，計時器發(fā)出的脈沖電流經接正極的放電針和接負極的紙盤軸產生火花放器發(fā)出的脈沖電流經接正極的放電針和接負極的紙盤軸產生火花放電，利用火花放電在紙帶上打出點跡電，利用火花放電在紙帶上打出點跡.當電源的頻率為當電源的頻率為50 Hz時，它每時，它每隔隔0.02 s打一個點打一個點.通過對紙帶上點跡的分析，可以測知物體運動的位通過對紙帶上點跡的分析，可以測知物體運動的位移和時間，進而推算出描述物

6、體運動的其他物理量移和時間，進而推算出描述物體運動的其他物理量. （5）用打點計時器測量平均速度）用打點計時器測量平均速度 實驗步驟實驗步驟 如圖如圖1-3-2所示，將木板固定在鐵架臺所示，將木板固定在鐵架臺上，把電火花打點計時器安裝在傾斜的木板上，把電火花打點計時器安裝在傾斜的木板上，把小車與紙帶裝好，接好電源上，把小車與紙帶裝好，接好電源.圖圖1-3-2接通電源，將小車從斜面上由靜止開始釋放，紙接通電源，將小車從斜面上由靜止開始釋放，紙帶上就會打出一系列點跡帶上就會打出一系列點跡. .關閉電源，取下紙帶，以關閉電源，取下紙帶，以0.1 s0.1 s為周期標注計數(shù)點，為周期標注計數(shù)點，如圖如

7、圖1-3-31-3-3所示所示. .圖圖1-3-3 分析與處理實驗數(shù)據分析與處理實驗數(shù)據 觀察紙帶上的點跡，說明如何通過點跡判觀察紙帶上的點跡，說明如何通過點跡判斷小車運動的快慢斷小車運動的快慢. 說明小車的速度是如何變化的說明小車的速度是如何變化的. 測定小車在計數(shù)點測定小車在計數(shù)點OA、OB、OC、OD、OE、OF區(qū)間的平均速度區(qū)間的平均速度. 通過數(shù)據分析，你能推斷出哪一區(qū)間的平通過數(shù)據分析，你能推斷出哪一區(qū)間的平均速度能比較準確地反映小車經過均速度能比較準確地反映小車經過D點時運動的點時運動的快慢？快慢？ 【解析解析】根據某段時間內的平均根據某段時間內的平均速度可以速度可以“粗略粗略”

8、代表某點的瞬時代表某點的瞬時速度的思想，計算打點計時器打速度的思想，計算打點計時器打下下B、C、D各點時的瞬時速度各點時的瞬時速度.【例例2】如圖如圖1-3-4所示是拖動紙帶時打點計時器打出的一條紙帶，所示是拖動紙帶時打點計時器打出的一條紙帶，A、 B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時為我們在紙帶上所選的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時 間間隔為間間隔為0.1 s，試求打點計時器打下，試求打點計時器打下B、C、D各點時的瞬時速度：各點時的瞬時速度： vB= m/s，vC= m/s，vD= m/s.圖圖1-3-4ACBx.vT.352 00 1022 0 1m/s=0.26 m/s

9、ADABC.xxvT.484 0024 001022 0 1m/s=0.30 m/sAEACD.xxvT.4120 0052 001022 0 1m/s=0.34 m/s. 由速度的定義式由速度的定義式v=x/t知，當知，當t很小時，很小時，v可表示某點的瞬時速可表示某點的瞬時速度，打點計時器在紙帶上打出的相鄰兩點間的時間間隔為度，打點計時器在紙帶上打出的相鄰兩點間的時間間隔為0.02 s，時間，時間比較短，因此可用紙帶上與待測點相鄰的兩點間的平均速度來表示待比較短，因此可用紙帶上與待測點相鄰的兩點間的平均速度來表示待測點的瞬時速度測點的瞬時速度.0.260.300.34 2 2在在“用打點計

10、時器測量平均速度用打點計時器測量平均速度”的實驗中，如的實驗中，如圖圖1-3-5所示，給出了從所示，給出了從0點開始，每點開始，每5個點取一個個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中計數(shù)點的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為都為計數(shù)點計數(shù)點.測得測得x1=1.40 cm, x2=1.90 cm，x3=2.38 cm, x4=2.88 cm, x5=3.39 cm, x6=3.87 cm.那么在計時器那么在計時器打出點打出點1、2、3、4、5時，小車的速度分別為：時，小車的速度分別為：v1= cm/s,v2= cm/s,v3= cm/s,v4= cm/s,v5= cm/s.16.5021.4026.3

11、031.3536.30圖圖1-3-5學點學點4 瞬時速度瞬時速度 （）定義：運動物體在某一時刻（或某一位置）的速度，叫做瞬（）定義：運動物體在某一時刻（或某一位置）的速度，叫做瞬時速度；瞬時速度的大小叫做瞬時速率，有時簡稱速率時速度；瞬時速度的大小叫做瞬時速率，有時簡稱速率. （）瞬時速度的物理意義：（）瞬時速度的物理意義： 精確描述物體運動快慢和運動方向的物理量精確描述物體運動快慢和運動方向的物理量. 對瞬時速度要明確以下五點：對瞬時速度要明確以下五點： 瞬時速度常稱為速度瞬時速度常稱為速度. 方向性：速度與速率不同，速率只反映質點的運動快慢，而速方向性：速度與速率不同，速率只反映質點的運動

12、快慢，而速度卻反映質點運動的快慢和方向度卻反映質點運動的快慢和方向. 瞬時性：速度有瞬時性，一般所提到的速度都是指瞬時速度，瞬時性：速度有瞬時性，一般所提到的速度都是指瞬時速度，它反映物體在某時刻（或某位置時）運動的快慢和方向，所謂勻速運它反映物體在某時刻（或某位置時）運動的快慢和方向，所謂勻速運動，實際上是各個時刻的速度都相同動，實際上是各個時刻的速度都相同. 相對性：變換參考系時，同一物體的速度對不同參考系而言是相對性：變換參考系時，同一物體的速度對不同參考系而言是不同的不同的. 測量瞬時速度可以用很短時間內的平均速度大小來代替，而且測量瞬時速度可以用很短時間內的平均速度大小來代替，而且所

13、取時間越短，誤差越小，如可用所取時間越短，誤差越小，如可用“光電門光電門”實驗裝置測出小車在極實驗裝置測出小車在極短時間內的平均速度，可以近似認為測得的是瞬時速度短時間內的平均速度，可以近似認為測得的是瞬時速度.【例例3】有關瞬時速度、平均速度、平均速率，以下說法正確的是（有關瞬時速度、平均速度、平均速率，以下說法正確的是（ ） .瞬時速度是物體在某一位置或某一時刻的速度瞬時速度是物體在某一位置或某一時刻的速度 .平均速度是物體在某一段時間內的位移與所用時間的比值平均速度是物體在某一段時間內的位移與所用時間的比值 .變速運動的物體，平均速率就是平均速度的大小變速運動的物體，平均速率就是平均速度

14、的大小 .物體做變速運動時，平均速度是指物體通過的路程與所用時間的物體做變速運動時，平均速度是指物體通過的路程與所用時間的比值比值【解析解析】瞬時速度與某一位置或某一時刻對應，平均速瞬時速度與某一位置或某一時刻對應，平均速度與某一段時間和某一段時間內通過的位移相對應，所度與某一段時間和某一段時間內通過的位移相對應，所以、正確以、正確.平均速度用某一段時間內物體的位移與所平均速度用某一段時間內物體的位移與所用時間的比值表示，平均速率用某一段時間內物體通過用時間的比值表示，平均速率用某一段時間內物體通過的路程與所用時間的比值表示，只有物體沿單一方向的的路程與所用時間的比值表示，只有物體沿單一方向的

15、直線運動時，平均速度大小才等于平均速率，所以、直線運動時，平均速度大小才等于平均速率，所以、選項錯誤選項錯誤.AB 3下列所說的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬時速度？下列所說的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬時速度？（1）百米賽跑的運動員以）百米賽跑的運動員以9.5 m/s的速度沖過終點線；的速度沖過終點線；（2）經過提速后列車在全程的運行速度達到）經過提速后列車在全程的運行速度達到150 km/h；（3）由于堵車，在隧道內的車速僅為）由于堵車，在隧道內的車速僅為1.2 m/s；（4）返回地面的太空艙以）返回地面的太空艙以8 m/s的速度落入太平洋中；的速度落入太平洋中；（5）子彈以）子彈以

16、800 m/s的速度撞擊在墻上的速度撞擊在墻上.（1）9.5 m/s是瞬時速度（是瞬時速度（2）150 km/h是平均速度（是平均速度（3）1.2 m/s是平均速度（是平均速度（4）8 m/s是瞬時速度（是瞬時速度（5）800 m/s是瞬時速度（瞬是瞬時速度（瞬時速度表示物體在某一時刻（或某一位置）運動的快慢；平均時速度表示物體在某一時刻（或某一位置）運動的快慢；平均速度表示物體在某一段時間內或在某一過程中運動的快慢速度表示物體在某一段時間內或在某一過程中運動的快慢.）學點學點5 速度速度時間圖像時間圖像 (1)v-t圖像的建立及其意義圖像的建立及其意義 以速度為縱軸，時間為橫軸，建立一個平面

17、直角坐標系，在該坐標以速度為縱軸，時間為橫軸，建立一個平面直角坐標系，在該坐標系中畫出物體的速度隨時間的變化關系，這種描述速度系中畫出物體的速度隨時間的變化關系，這種描述速度v與時間與時間t關系的圖關系的圖像叫做像叫做v-t圖像，簡稱速度圖像圖像，簡稱速度圖像. （2）v-t圖像的特點及其理解圖像的特點及其理解 勻速直線運動的勻速直線運動的v-t圖像是圖像是與時間軸平行的直線與時間軸平行的直線. a.若圖像位于若圖像位于t軸上方，表示軸上方，表示物體沿正方向運動；物體沿正方向運動； b.若圖像位于若圖像位于t軸下方，表示軸下方，表示物體沿負方向運動物體沿負方向運動. 在圖在圖1-3-6中，圖線

18、中，圖線a表示物表示物體向正方向做勻速直線運動，圖體向正方向做勻速直線運動，圖線線b表示物體向負方向做勻速直表示物體向負方向做勻速直線運動線運動.圖圖1-3-6 從勻速直線運動的從勻速直線運動的v-t圖像中不僅可以看出速度的大小，并且可圖像中不僅可以看出速度的大小，并且可以求出位移以求出位移. a.速度圖線與速度圖線與t軸所圍成的軸所圍成的“面積面積”的值等于物體的位移的大小的值等于物體的位移的大小. 圖圖1-3-7中的陰影部分面積表示物體的中的陰影部分面積表示物體的t1到到t2的時間內發(fā)生的位移的時間內發(fā)生的位移. b.圖線與坐標軸所圍成的面積在圖線與坐標軸所圍成的面積在t軸上方，位移為正；

19、在軸上方，位移為正；在t軸下方，軸下方，位移為負位移為負. 如圖如圖1-3-8所示，圖線所示，圖線a和時間軸所圍成的和時間軸所圍成的“面積面積”，表示該物體，表示該物體在在t1t2時間內位移為正；圖線時間內位移為正；圖線b和時間軸所圍成的和時間軸所圍成的“面積面積”，表示該，表示該物體在物體在t1t2時間內位移為負時間內位移為負. 圖圖1-3-8圖圖1-3-7 （3）v-t圖像的應用圖像的應用 由由v-t圖像可以得出圖像可以得出 任一時刻速度的大小和方向或物體的某一速度所任一時刻速度的大小和方向或物體的某一速度所對應的時刻對應的時刻. 在某段時間內速度的變化量或物體發(fā)生某一速度在某段時間內速度

20、的變化量或物體發(fā)生某一速度變化所經歷的時間變化所經歷的時間. 根據速度的正負判斷運動的方向，速度為正，表根據速度的正負判斷運動的方向，速度為正，表示物體沿正方向運動；速度為負，表示物體沿負方向運示物體沿正方向運動；速度為負，表示物體沿負方向運動動. 比較物體速度變化的快慢比較物體速度變化的快慢.速度速度時間圖像的傾斜時間圖像的傾斜程度反映了速度改變的快慢，傾斜程度越大，表示速度程度反映了速度改變的快慢，傾斜程度越大，表示速度變化越快，反之越慢變化越快，反之越慢.【例例4】如圖如圖1-3-9所示，是所示，是A、B兩質點運動的速度圖像，則下列說法兩質點運動的速度圖像，則下列說法 錯誤的是（錯誤的是

21、（ ） A.A質點是以質點是以10 m/s的速度做勻速運動的速度做勻速運動 B.B質點是以質點是以5 m/s的速度與的速度與A同方向運動同方向運動1 s而后停了而后停了1 s，最后以，最后以 5 m/s的速度與的速度與A反方向做勻速運動反方向做勻速運動 C.B質點最初質點最初3 s內的位移是內的位移是10 m D.B質點最初質點最初3 s內的路程是內的路程是10 m【解析解析】勻速直線運動的速度圖線平行于時間軸，勻速直線運動的速度圖線平行于時間軸，若圖線在若圖線在t軸上方為正方向，在軸上方為正方向，在t軸下方為負方向，軸下方為負方向，當速度為零時，圖線在當速度為零時，圖線在t軸上軸上.由由v-

22、t圖像可知圖像可知,A始終以始終以10 m/s的速度沿正方向運動的速度沿正方向運動；B在在01 s內以內以5 m/s的速度沿正方向運動，的速度沿正方向運動，1 s2 s內，圖線在內，圖線在t軸上，速度為零，軸上，速度為零，2 s3 s內，圖線在內，圖線在t軸下方，軸下方，B以以5 m/s的速度沿相反方向運動，故最初的速度沿相反方向運動，故最初3 s內，內，B的位移為零，的位移為零，B的路程為的路程為10 m，選項，選項A、B、D正確，正確，C錯誤錯誤. 明確明確v-t圖像的特點及其應用是處理此類問題的關鍵圖像的特點及其應用是處理此類問題的關鍵.圖圖1-3-9C 4如圖如圖1-3-10所示是一個

23、物體運動的所示是一個物體運動的v-t圖像，從以下三個方面說明它的圖像，從以下三個方面說明它的速度是怎樣變化的速度是怎樣變化的.(1)物體是從靜止開始運動還是具有一定的初速度？物體是從靜止開始運動還是具有一定的初速度？(2)運動的方向是否變化運動的方向是否變化?(3)速度的大小是否變化速度的大小是否變化?怎樣變化怎樣變化?圖圖1-3-10（1）具有一定的初速度（）具有一定的初速度（2）變化（）變化（3）變化先變）變化先變大，再不變，再變小，最后反向變大大，再不變，再變小，最后反向變大1.如何理解如何理解v-t圖像圖像? （1）以速度）以速度v為縱軸、時間為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標系，根據計為橫軸建立直角坐標系，根據計算出的不同時刻對應的瞬時速度值，在坐標系中描點，最后用平算出的不同時刻對應的瞬時速度值，在坐標系中描點，最后用平滑曲線把這些點連接起來就得到了一條能夠描述速度滑曲線把這些點連接起來就得到了一條能夠描述速度v與時間與時間t關關系的圖像系的圖像. （2）v-t圖像的意義