高中物理人教版必修11.3運動快慢的描述(共27張PPT)

1、1.3 運動快慢的描述 速度 一、坐標與坐標的變化1、直線坐標系復(fù)習(xí)：在直線運動中，坐標、位置、位移之間有什么關(guān)系？在直線坐標系中，質(zhì)點的坐標就是其位置，也是質(zhì)點相當(dāng)于原點的位移。質(zhì)點的位移由初始位置指向末了位置，它等于末位置坐標“減”初位置坐標。即： xx2x1而xx2x1 也叫初、末位置的坐標變化。故在直線運動中，物體的位移就是物體坐標位置的變化。2、平面直角坐標系如圖所示，物體由A點運動到B點，物體的x軸坐標、y軸的坐標均發(fā)生了變化。 xx2x1； yy2y1物體的位移大?。?、空間直角坐標系： xx2x1； yy2y1； zz2z1；物體的位移大小： 1、速度的定義：物體的速度等于位移

2、x跟發(fā)生這段位移所用時間t的比值.公式：2、物理意義：表示物體位置變化快慢的物理量，即表示物體運動快慢的物理量。3、特點：速度是矢量，方向與位移的方向相同；在國際單位制中，速度的單位：m/s注：公式為速度的定義式，不是速度的決定式，物體的速度決定運動物體本身，與x、t沒有直接的關(guān)系。 物理學(xué)中常用比值法來定義物理量，如密度。二、速度：問題：初中是如何定義速度的？常見物體的速度大小自然界中物體運動的最大速度為光速：c=3.0108m/s三、平均速度：1、定義：運動物體發(fā)生的位移與所用的時間的比值，叫做這段時間內(nèi)的平均速度。公式：說明：該公式是計算平均速度的基本式，適應(yīng)各種運動的平均速度的計算。即

3、不管物體做直線運動，還是做曲線運動；也不管的速度是否變化以及如何變化。均可用此公式計算平均速度。2、平均速度的特點：平均速度是矢量，方向與位移相同。物體做變速運動時，不同位移段或不同時間內(nèi)的平均速度不同，因此在變速運動中的平均速度必須指明是哪一段位移內(nèi)或哪時間內(nèi)才有意義。平均速度只能粗略地描述變速直線運動的快慢。某段時間內(nèi)的平均速度只能描述這段時間內(nèi)平均運動的快慢。它既不能描述這段時間以外的運動情況，也能描述這段時間以內(nèi)的某一小段時間內(nèi)的運動情況。平均速度不是速度的平均值，一般情況下平均速度不等于速度的平均值。不能無條件的用：例題1：一輛汽車沿筆直的公路朝同一方向行駛，第1 內(nèi)通過5的距離，第

4、內(nèi)和第3內(nèi)各通過20 的距離，第4內(nèi)又通過15 的距離。求汽車在最初兩秒內(nèi)的平均速度和這4 內(nèi)的平均速度各是多少?解析：根據(jù)平均速度的定義式得： 例題2：甲、乙兩輛汽車沿平直公路從某地同時駛向同一目標，甲車在前一半時間內(nèi)以速度v1做勻速直線運動，后一半時間內(nèi)以速度v2做勻速直線運動；乙車在前一半路程中以速度v1做勻速直線運動，后一半路程中以速度v2做勻速直線運動(v1v2)。(1)求甲乙兩車的平均速度各為多大？(2)甲乙兩車誰先到達目的地？三、瞬時速度1、瞬時速度的定義：物體在某一時刻或經(jīng)過一位置時的速度。問題：時刻是時間坐標軸的一點，沒有長短；質(zhì)點經(jīng)過軌跡上的某一位置，也沒有位移；該如何來確

5、定瞬時速度的大??？2、瞬時速度的大?。耗滁c（或某時刻）的瞬時速度的大小等于在該點（或該時刻）附近一個很小很小的位移x與所用的時間t的比值。條件： t 03、瞬時速度的理解：(1) 當(dāng)x趨近0時， t也趨近0 ，但x與t的比值可不為零。 (2)當(dāng)x趨近0時， x時間內(nèi)速度的變化很小，可忽略不計， 即認為t時間內(nèi)各個時刻的速度都相同，故x/t 可近似表示t時間內(nèi)任意時刻的瞬時速度。(3)瞬時速度實質(zhì)上也是平均速度，只不過是很短很短時間內(nèi)的平均速度。t越小， x/t 的值越準確表示物體通過某點的快慢。(4)與平均速度相比，瞬時速度能更精確地描述做變速運動的物體在各個時刻運動的快慢。4、瞬時速度的方向

6、瞬時速度也是矢量，方向沿軌跡的切線方向。例題3：為了使高速公路交通有序、安全，路旁立了許多交通標志如圖所示，(甲)圖是限速路標，單位是km/h；(乙)圖是路線指示標志，單位為km。上述兩個數(shù)據(jù)的物理意義是： ( )A110 km/h是平均速度，100 km是位移B110 km/h是平均速度，100 km是路程C110 km/h是瞬時速度，100 km是位移D110 km/h是瞬時速度，100 km是路程D例題4：試判斷下面的幾個速度中哪個是平均速度?哪個是瞬時速度?A、子彈出槍口的速度是800 m/sB、汽車從甲站行駛到乙站的速度是40 km/hC、汽車通過站牌時的速度是72 km/hD、汽車

7、速度儀表指針指示的速度是80km/hE、小球第3末的速度是6 m/sG、火車通過某隧道的速度為60km/h平均速度:BG；瞬時速度 :A、C、E、D四、瞬時速率、平均速率1、速率的定義：物體通過的路程與時間的比值。、瞬時速率：瞬時速度的大小叫瞬時速率。、平均速率：物體通過的路程與所用的時間的比值。問題：為什么瞬時速度的大小就是瞬時速率，平均速度的大小是否等于平均速率？為什么？平均速度的大小與平均速率的關(guān)系如何？平均速率平均速度的大小，只有單向直線運動中平均速度的大小才等于平均速率例題5、某人爬山，從山腳爬上山頂，然后又從原路返回到山腳，上山的平均速率為v1，下山的平均速率為v2，求該人往返的平

8、均速度的大小和平均速率。 解：平均速度是位移與時間的比值，由于此人爬山往返一次，位移為零，平均速度等于為零；而平均速率是路程與時間的比值，由于此人往返一次，路程為山腳到山頂距離的2倍，平均速率 例題6、一質(zhì)點沿直線OX方向做變速運動，它離開O點的距離x隨時間變化的關(guān)系為x=5+2t3()，它的速度隨時間t變化的關(guān)系為v=6t（m/s）。求：該質(zhì)點在前兩秒內(nèi)的平均速度。第秒內(nèi)的平均速度。第秒末的瞬時速度。；4、勻速直線運動定義：軌跡為直線，任意相對的時間內(nèi)位移都相同的機械運動。特點：速度恒定，即各個時刻的瞬時速度相同，平均速度等于瞬時速度。5、變速運動：速度隨時改變的運動叫變速運動；軌跡是直線的

9、變速運動叫變速直線運動。注：勻速運動是一種理想的運動，實際運動只能近似看做勻速運動。速度是矢量，只要速度的大小、方向兩者之一發(fā)生了變化，就說速度就發(fā)生了變化，物體的運動就是變速運動。速度大小不變，只方向改變的運動叫勻速率運動。例題7：一列長為L的隊伍，行進速度為v1，通訊員從隊尾以速度v2（v2v1）趕到排頭，由立即以v2的速度返回排尾。求：此過程中隊伍前進的距離。通訊員通過的路程和位移的大小。解：通訊員從隊尾到排頭有：v2t1v1t1L 通訊員從排頭到隊尾有：v2t2 v1t2L 隊伍前進的距離：xv1( t1 t2 ) 解 式得：通訊員通過的路程：v2 ( t1 t2 ) 當(dāng)通訊員回到隊尾

10、時，其位移的大小等于隊伍前進的距離：例題8：有人在一條平直公路旁慢跑（速度不變），他發(fā)現(xiàn)每隔t1的時間有一輛公共汽車迎面開來，每隔t2時間有同一路的公共汽車從身后開過。假設(shè)該路公共汽車在起點站與終點站相鄰兩車的發(fā)車的時間間隔相同。求這路公共汽車相鄰兩車發(fā)車的時間間隔。解：設(shè)汽車行駛的速度為v1；人跑步的速度為v2，發(fā)車的時間間隔為t。則有：相鄰兩車間的距離：L v1t 對迎面開來的汽車有：L V1t 1v2t1 對后面開來的汽車有：L V1t 2v2t2 解上述三式得：例題9：填空有近似等高的濃密的云層，為了測量云層的高度，在水平地面上距觀察者d=3km處進行一次爆炸，觀察者聽到由空氣直接傳來

11、的爆炸聲和由云層反射過來的爆炸聲時間上相差t=6s。試估算云層下面的高度。已知聲音在空氣中傳播的速度v=1/3(km/s).h=2km五、直線運動的位移時間圖像1、位移時間圖像的定義：用橫軸表示物體運動的時間，用縱軸表示物體的位移，畫出的圖像。位移時間圖像，又叫xt圖像。如圖所示：2、意義：表示物體的位移隨時間的變化規(guī)律。圖線上的點，表示物體在某時刻對原點的位移 。圖線上某點切線的斜率，表示某時刻的瞬時速度。斜率越大，速度越大；斜率為正，速度沿x軸正方向。圖線與縱坐標軸的交點，表示t=0時刻，物體對原點的位移。圖線與橫坐標軸的交點，表示物體經(jīng)過原點的時刻。兩條圖線的交點，表示兩物體相遇。t1t

12、0 xx1tx0 x0t1x1t0補充：斜率的計算例題10：如圖所示，為甲、乙兩物體在同一直線上運動的xt圖像。下列說法中正確的是：A、甲、乙兩物體的出發(fā)點相距x0。B、甲、乙兩物體都做勻速直線運動。C、甲物體比乙物體早出發(fā)的時間為t1。D、甲、乙兩物體向同一方向運動。x0t1t2t0甲乙答案：ABC例題11：甲、乙兩物體在同一直線上運動的xt圖像如下圖所示。以甲的出發(fā)點為原點，且以甲出發(fā)的時刻為計時起點。則從圖像可知：A、甲、乙兩物體同時出發(fā)。B、乙比甲先出發(fā)。C、開始運動時，乙在甲前面x0處。D、甲一直做勻速直線運動。E、t3時刻乙追上甲兩者相遇。t3x0t1t2t0甲乙答案：AC例題12：A、B、