高中物理 第一章　運(yùn)動的描述 第3節(jié) 運(yùn)動快慢的描述速度課件 新人教必修1

1、2021/8/11 星期三13運(yùn)動快慢的描述速度1知道直線坐標(biāo)系中坐標(biāo)與位移的關(guān)系2理解速度的概念，知道速度表示物體運(yùn)動的快慢3理解和區(qū)分平均速度與瞬時速度4知道速度是矢量，既有大小又有方向5區(qū)別瞬時速度和速率2021/8/11 星期三22021/8/11 星期三3一、坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量1直線坐標(biāo)系直線坐標(biāo)軸上每一點的_表示該點的坐標(biāo)，兩個坐標(biāo)的_表示坐標(biāo)的變化量，不同含義的坐標(biāo)軸上坐標(biāo)的變化量具有_的物理意義2位移在位移軸上坐標(biāo)變化量表示_ ，即x _，x的大小表示位移的大小，x的正負(fù)表示位移的_，如下圖甲數(shù)值差值不同位移x2x1方向2021/8/11 星期三43時間在時間軸上坐標(biāo)變化量表示

2、_，即t_，如圖乙t2t1時間二、速度1定義：位移與發(fā)生這段位移所用_的比值2定義式：v .3物理意義：描述物體運(yùn)動的_及運(yùn)動_.4單位：國際單位制中是_，符號_，另外在實用中還有_、_等.1 m/s_ km/h.時間方向快慢米每秒m/skm/hcm/s3.62021/8/11 星期三55方向：速度是矢量，其方向就是物體_的方向6速度的大小在數(shù)值上等于物體在_內(nèi)發(fā)生的位移【思考】發(fā)生位移越大的物體一定運(yùn)動的越快嗎？運(yùn)動單位時間【答案】不一定由于描述物體運(yùn)動的快慢用速度，速度等于物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，由于不知道時間長短，所以無法確定物體運(yùn)動的快慢2021/8/11 星期三6

3、三、平均速度和瞬時速度1平均速度(1)定義：在某段時間內(nèi)物體的位移x與發(fā)生這段_所用的時間t的_ ，叫做這段時間(或位移) 內(nèi)的平均速度公式表示為：v .(2)意義：平均速度反映做變速運(yùn)動的物體在某段時間內(nèi)運(yùn)動的_ ，它是對變速直線運(yùn)動的_描述(3)矢量性：平均速度的方向與t時間內(nèi)發(fā)生的位移x的方向_.位移比值平均快慢粗略相同2021/8/11 星期三72瞬時速度(1)定義：運(yùn)動物體在某一_(或經(jīng)過某一位置)時的速度叫做瞬時速度(2)意義：瞬時速度反映的是物體在某一時刻(或經(jīng)過某一位置)時運(yùn)動的快慢，它能_地描述物體做變速運(yùn)動的快慢，瞬時速度的大小通常叫速率時刻精確2021/8/11 星期三8

4、2021/8/11 星期三9一、對平均速度和瞬時速度的理解1平均速度(1)反映一段時間內(nèi)物體運(yùn)動的平均快慢程度，它與一段位移或一段時間相對應(yīng)(2)在變速直線運(yùn)動中，平均速度的大小跟選定的時間或位移有關(guān)，不同時間段內(nèi)或不同位移上的平均速度一般不同，必須指明求出的平均速度是對應(yīng)哪段時間內(nèi)或哪段位移的平均速度，不指明對應(yīng)的過程的平均速度是沒有意義的(3)平均速度是矢量，其大小可由公式 求出，其方向與一段時間t內(nèi)發(fā)生的位移的方向相同，與運(yùn)動方向不一定相同2021/8/11 星期三102瞬時速度(1)瞬時速度精確地描述了物體運(yùn)動的快慢及方向，是矢量，一般情況下所提到的速度都是指瞬時速度(2)瞬時速度與某

5、一時刻或某一位置相對應(yīng)，即對應(yīng)于某一狀態(tài)(3)瞬時速度的方向就是該狀態(tài)物體運(yùn)動的方向3兩者的關(guān)系(1)當(dāng)位移足夠小或時間足夠短時，可以認(rèn)為瞬時速度就等于平均速度(2)在勻速直線運(yùn)動中，平均速度和瞬時速度相等2021/8/11 星期三11(1)平均速度的大小與瞬時速度的大小沒有必然的關(guān)系，即瞬時速度大的物體，其平均速度不一定大(2)平均速度與速度的平均值是不同的，速度的平均值并不一定等于平均速度1.小華和小明兩位同學(xué)進(jìn)行沖刺比賽，小華8 s奔跑出了70 m，小明奔跑80 m用了9 s則小華沖刺得比小明_(填“快”或“慢”)【答案】慢2021/8/11 星期三122如下圖所示，兩路燈燈桿A、B相距

6、40 m，一輛汽車用3.2 s時間通過這兩根路燈燈桿，據(jù)此可以計算出汽車在這段位移中的_速度為_m/s.若燈桿A的近旁相距0.42 m處有一塊路牌，汽車駛過路牌和燈桿的這一小段距離只用了0.03 s，在這段時間里的平均速度為_m/s，可以認(rèn)為汽車駛過燈桿時的_速度為_m/s.【答案】平均12.514瞬時142021/8/11 星期三13二、瞬時速率和平均速率1瞬時速率瞬時速度的大小稱為瞬時速率，它是標(biāo)量，只有大小，沒有方向2平均速率(1)定義：運(yùn)動物體通過的路程與通過這段路程所用時間的比值，是標(biāo)量(2)說明：平均速率與平均速度是兩個完全不同的概念由于在一般情況下質(zhì)點的路程要大于位移的大小，所以

7、平均速率一般也要大于平均速度的大小，只有在單向的直線運(yùn)動中，兩者的大小才能相等2021/8/11 星期三14(3)舉例：如右圖所示，一質(zhì)點沿直線AB運(yùn)動，先以速度v從A運(yùn)動到B，接著以速度2v沿原路返回到A，則此過程的位移是零，所以平均速度是零，但平均速率不等于零，設(shè)AB相距l(xiāng)，則其平均速率為 ，由此可以看出，平均速率與平均速度不同3.有一輛汽車沿筆直公路行駛，第1 s內(nèi)通過5 m的距離，第2 s內(nèi)和第3 s內(nèi)各通過20 m的距離，第4 s內(nèi)通過15 m的距離，第5 s內(nèi)反向通過10 m的距離，求這5 s內(nèi)的平均速度和平均速率及后2 s內(nèi)的平均速度和平均速率2021/8/11 星期三15【答案

8、】10 m/s14 m/s2.5 m/s12.5 m/s2021/8/11 星期三16三、位移時間圖象在平面直角坐標(biāo)系中，用橫軸表示時間t，用縱軸表示位移x，根據(jù)給出的(或測定的)數(shù)據(jù)，作出幾個點的坐標(biāo)，用直線將幾個點連接起來，則這條直線就表示了物體的運(yùn)動特點，這種圖象就叫做位移時間圖象，簡稱為位移圖象如右圖所示為汽車自初位置開始，每小時的位移都是50 km的x-t圖象2021/8/11 星期三171勻速直線運(yùn)動的x-t圖象一定是一條直線2根據(jù)圖象可以知道質(zhì)點在任意一段時間內(nèi)的位移，也可以知道發(fā)生一段位移所需要的時間3x-t圖象表示的是位移隨時間變化的情況，絕不是運(yùn)動的徑跡觀察物理圖象的方法首

9、先是看橫、縱軸所表示的物理量；其次看圖象，從橫、縱軸上直接可獲取的信息，聯(lián)系實際，搞清物理情景說出右圖中各段線段表示的運(yùn)動過程和物理意義2021/8/11 星期三18【答案】在圖中，0時刻即開始計時，已經(jīng)有了位移s1；AB段表示物體做勻速直線運(yùn)動，s與t成正比，t1時刻的位移為s2；BC段s沒有變化，即物體處于靜止?fàn)顟B(tài)CD段物體做勻速直線運(yùn)動，位移越來越小，說明CD段物體的運(yùn)動方向與AB段物體的運(yùn)動方向相反，最后回到起始點，位移為0.說一說2021/8/11 星期三19著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者費(fèi)恩曼(P.R.Feynman,19181988)曾講過這樣一則笑活一位女士由于駕車超速而被警察攔

10、住警察走過來對她說：“太太，您剛才的車速是60英里每小時！”(1英里=1.609千米)這位女士反駁說：“不可能的！我才開了7分鐘，還不到一個小時，怎么可能走了60英里呢？”“太太，我的意思是：如果您繼續(xù)像剛才那樣開車，在下一個小時里您將駛過60英里”“這也是不可能的我只要再行駛10英里就到家了，根本不需要再開過60英里的路程” (如上圖所示)通過這個笑話，你對“用比值定義物理量”是否有了更深刻的認(rèn)識？2021/8/11 星期三20【點撥】警察所說的超速是指瞬時速度；女士所說的是一段時間內(nèi)走過的路程，她不明白瞬時速度的概念汽車以36 km/h的速度從甲地勻速行駛到乙地用了2 h如果汽車從乙地按原

11、路返回甲地仍做勻速運(yùn)動，用了2.5 h，那么汽車返回時的速度為()A8 m/sB8 m/sC28.8 km/h D28.8 km/h2021/8/11 星期三21【解析】【答案】AC深刻理解速度矢量的物理意義，弄清速度矢量的正、負(fù)號所表示的物理意義是解決本題的關(guān)鍵2021/8/11 星期三2211：甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上勻速運(yùn)動，設(shè)向右為正方向，甲質(zhì)點的速度為2 m/s，乙質(zhì)點的速度為4 m/s，則可知()A乙質(zhì)點的速率大于甲質(zhì)點的速率B因為24，所以甲質(zhì)點的速度大于乙質(zhì)點的速度C這里的正、負(fù)號的物理意義是表示質(zhì)點運(yùn)動的方向D若甲、乙兩質(zhì)點同時由同一地點出發(fā)，則10 s后甲、乙兩質(zhì)點相距60

12、 m2021/8/11 星期三23【解析】因為速度是矢量，其正、負(fù)號表示質(zhì)點的運(yùn)動方向，速率是標(biāo)量，在勻速直線運(yùn)動中，速度的大小等于速率，故A、C正確，B錯；甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上沿相反方向運(yùn)動，故D正確【答案】ACD一輛汽車以20 m/s的速度沿平直公路從甲地運(yùn)動到乙地，又以 30 m/s的速度從乙地運(yùn)動到丙地，如右上圖所示，已知甲、乙兩地間的距離與乙、丙兩地間的距離相等，求汽車從甲地開往丙地的過程中的平均速度2021/8/11 星期三24【解析】根據(jù)平均速度的定義，汽車從甲地到丙地的平均速度，等于甲、丙兩地間的總位移與總時間的比值，即 .設(shè)甲、乙兩地間的距離和乙、丙兩地間的距離均為L，則

13、位移s=x甲乙+x乙丙=L+L=2L，時間t=t甲乙+t乙丙，而t甲乙= ，t乙丙= ，所以 m/s=24 m/s.【答案】24 m/s【易錯警示】有的同學(xué)可能會認(rèn)為平均速度 =(v1+v2)/2=25 m/s，其實這是不對的計算平均速度一定要根據(jù)其定義來解決如果本例改成“物體在前半段時間和后半段時間內(nèi)的速度分別為20 m/s和30 m/s，求它在整個時間內(nèi)的平均速度”，則情況有明顯變化，設(shè)兩段時間均為t，則平均速度 =25 m/s.對比可見，該結(jié)果仍然是從平均速度的定義轉(zhuǎn)化而來2021/8/11 星期三25【解析】由于路程為11r，而位移的大小為2r，所以平均速率為11r/t，平均速度的大小

14、為2r/t.【答案】 21：某物體以半徑r做圓周運(yùn)動，在時間t內(nèi)運(yùn)動了5.5周，求時間t內(nèi)物體的平均速率和平均速度的大小2021/8/11 星期三26如右圖所示為甲、乙兩物體相對于同一參考系的x-t圖象，下面說法正確的是()A甲、乙兩物體的出發(fā)點相距x0B甲、乙兩物體都做勻速直線運(yùn)動C甲物體比乙物體早出發(fā)的時間為t1D甲、乙兩物體向同方向運(yùn)動2021/8/11 星期三27【解析】由圖可知，甲從距原點x0處出發(fā)，乙由原點出發(fā)，故兩物體出發(fā)點相距x0，A對；兩圖線都是傾斜直線，即兩物體都做勻速直線運(yùn)動，B對；甲開始計時就出發(fā)，乙在計時后t1才出發(fā)，故甲比乙早出發(fā)時間t1，C對；甲、乙圖線的斜率分別

15、為負(fù)值和正值，表明甲向負(fù)方向運(yùn)動，乙向正方向運(yùn)動，甲、乙運(yùn)動方向相反，D錯【答案】ABC2021/8/11 星期三28用圖象闡明物理規(guī)律是物理學(xué)中常用的方法，具有簡明直觀的特點由于剛開始接觸圖象，所以要注意從數(shù)形關(guān)系以及函數(shù)圖象與物理量間的對應(yīng)關(guān)系去領(lǐng)會xt圖象的物理含義分析判斷直線運(yùn)動的位移時間圖象時，要從三點來分析：(1)圖象是直線還是曲線如果圖象是直線，則表示物體做勻速直線運(yùn)動，否則一定做變速運(yùn)動(2)物體開始運(yùn)動的初始位置物體開始運(yùn)動的初始位置由t0時的位移即縱軸的截距決定(3)物體的運(yùn)動方向隨著時間的增大，如果物體的位移越來越大，則物體向前運(yùn)動，速度為正否則物體做反向運(yùn)動，速度為負(fù)(

16、4)切不可將xt圖象當(dāng)作物體的運(yùn)動軌跡2021/8/11 星期三2931：下圖是做直線運(yùn)動的甲、乙兩個物體的位移時間圖象，由圖象可知()A乙開始運(yùn)動時，兩物體相距20 mB在010 s這段時間內(nèi)，兩物體間的距離逐漸增大C在1025 s這段時間內(nèi)，兩物體間的距離逐漸變小D兩物體在10 s時相距最遠(yuǎn)，在25 s時相遇2021/8/11 星期三30【解析】由圖象可知，乙在10 s時剛開始運(yùn)動，此時兩物體間的距離已超過20 m在010 s這段時間內(nèi)，兩物體縱坐標(biāo)的差值逐漸增大，說明兩物體間的距離逐漸增大在1025 s這段時間內(nèi)，兩物體縱坐標(biāo)的差值逐漸減小，說明兩物體間的距離逐漸變小因此，兩物體在10

17、s時相距最遠(yuǎn)在25 s時，兩圖線相交，兩物體縱坐標(biāo)相等，說明它們到達(dá)同一位置而相遇【答案】BCD2021/8/11 星期三31速度與速率、平均速度與平均速率是兩組容易混淆的概念，同時又是運(yùn)動學(xué)中很重要的兩組概念學(xué)習(xí)時，注意從本質(zhì)上分析每個概念的特征，緊緊抓住概念本身的定義，對于矢量概念，還要注意其方向性中國鐵路第四次大提速后，首次出現(xiàn)了“星級列車”T14次列車從上海始發(fā)，途經(jīng)蚌埠、濟(jì)南等城市，最后到達(dá)北京閱讀下列T14次列車時刻表，然后回答以下問題.從其中的T14次列車時刻表，能夠求出列車在蚌埠至濟(jì)南區(qū)間段運(yùn)行時的平均速度還是平均速率呢？試加以計算你認(rèn)為能夠求出的結(jié)果2021/8/11 星期三32?？空镜竭_(dá)時刻開車時刻里程(km)上海18：000蚌埠22：2622：34484濟(jì)南03：1303：21966北京08：001 463【解析】列車在蚌埠至濟(jì)南區(qū)間段運(yùn)行時的路程s966 km484 km482 km根據(jù)開車時間22：34、到達(dá)時間03：13，