第3節(jié)位置變化快慢的描述速度(學(xué)生版)

第3節(jié)位置變化快慢的描述——速度目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀理解速度、平均速度、瞬時速度及速率等物理量的概念.掌握測量紙帶平均速度和瞬時速度的方法.理解速度時間圖像的物理意義，會畫vt圖像.結(jié)合瞬時速度概念的建立，體會研究物理問題的極限方法.通過比值定義法速度，通過實例理解速度的矢量性.通過對比理解平均速度和瞬間速度的區(qū)別與聯(lián)系，并通過例題與練習(xí)題掌握它們的應(yīng)用.通過對比理解速度和速率的區(qū)別與聯(lián)系.4.掌握用vt圖像描述直線運動的方法.5.通過實驗掌握測量紙帶的平均速度和瞬時速度的方法，了解其他測速原理和方法.知識精講知識精講知識點01速度1.物理意義：表示物體運動的快慢.2.定義：位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值.3.定義式：v＝eq\f(Δx,Δt).(1)公式v＝eq\f(Δx,Δt)中的Δx是物體運動的位移，不是路程.(2)v＝eq\f(Δx,Δt)是速度的定義式，不是決定式，v大小與Δx及Δt無關(guān).不能認(rèn)為v與位移成正比、與時間成反比.－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等.5.矢量性：速度既有大小又有方向，是矢量(填“標(biāo)量”或“矢量”).(1)大?。涸跀?shù)值上等于單位時間內(nèi)物體位移的大小.(2)方向：物體的運動方向.【知識深化】注意：(1)速度既有大小，又有方向，是矢量.瞬時速度的方向就是物體此時刻的運動方向.(2)比較兩個速度是否相同時，既要比較其大小是否相等，又要比較其方向是否相同.【即學(xué)即練1】(多選)對速度的定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，以下敘述正確的是()A.物體做勻速直線運動時，速度v與運動的位移Δx成正比，與運動時間Δt成反比B.速度v的大小與運動的位移Δx和時間Δt都無關(guān)C.此速度定義式適用于任何運動D.速度是表示物體運動快慢及方向的物理量【答案】BCD【解析】速度是表示物體運動快慢及方向的物理量，v＝eq\f(Δx,Δt)是計算速度的公式，適用于任何運動，此式只能說明速度可由位移Δx與時間Δt的比值來計算，并不是說v與Δx成正比，與Δt成反比，故A錯誤，B、C、D正確.知識點02平均速度和瞬時速度1.平均速度：描述物體在一段時間內(nèi)運動的平均快慢程度，只能粗略描述物體運動的快慢.2.瞬時速度：描述物體在某一時刻運動的快慢，可以精確描述物體運動的快慢.3.速率：瞬時速度的大小.4.勻速直線運動：瞬時速度保持不變的運動，在勻速直線運動中，平均速度與瞬時速度相等.5.瞬時速度的大小通常叫作速率。日常生活中說到的“速度”，有時是指速率，要根據(jù)上下文判斷.（1）.平均速度和瞬時速度的比較平均速度瞬時速度物理意義描述物體在一段時間內(nèi)運動的平均快慢和方向，與一段時間或位移對應(yīng)描述物體在某時刻運動的快慢和方向，與時刻或位置對應(yīng)大小由eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)求出v＝eq\f(Δx,Δt)，其中Δt→0矢量性與位移的方向相同，不一定與物體瞬間運動的方向相同就是那一時刻物體運動的方向聯(lián)系(1)在勻速直線運動中，平均速度和瞬時速度相等(2)當(dāng)位移足夠小或時間足夠短時，可以認(rèn)為平均速度就等于瞬時速度(2).平均速度和平均速率的比較平均速度平均速率定義標(biāo)矢性矢量標(biāo)量物理意義粗略描述物體位置變化的快慢粗略描述物體運動的快慢聯(lián)系都是描述物體運動快慢的物理量.單位相同跟位移和路程關(guān)系類似，平均速度的大小一般不平等于平均速率，只有在單方向直線運動中，若相等時間內(nèi)位移的大小等于路程，平均速度的大小才等于平均速率.但在這種情況下不能認(rèn)為平均速率就是平均速度，這是因為平均速度有方向，平均速率無方向.【即學(xué)即練2】運動員在百米賽跑中，測得其在70米處的速度是9m/s,10s末到達(dá)終點時的速度是10.2m/s，則運動員在全程的平均速度是()A．10m/s B．9.6m/sC．9m/s D．5.1m/s【答案】A【解析】由題意知，運動中的位移大小為x＝100m，所用時間t＝10s，根據(jù)平均速度的定義可得v＝eq\f(x,t)＝eq\f(100,10)m/s＝10m/s，選項A正確．知識點03速度時間圖像物體運動的速度隨時間變化的情況可以用圖像來直觀表示。以時間t為橫軸，速度v為縱軸，坐標(biāo)系中的圖像即為速度時間圖像或者vt圖像.vt圖像非常直觀地反映了物體運動的速度隨時間變化的情況，但它不是物體運動的軌跡.【即學(xué)即練3】10.圖甲、乙為兩個質(zhì)點運動的速度—時間圖像，回答下面的問題：(1)甲質(zhì)點做________運動，乙質(zhì)點做________運動．(填“加速”“減速”或“靜止”)(2)甲質(zhì)點的初速度為________m/s，乙質(zhì)點的初速度為________m/s.(3)甲、乙兩質(zhì)點運動的方向________(填“相同”或“不相同”)．【答案】(1)加速減速(2)13(3)相同【解析】(1)甲圖中速度越來越大，乙圖中速度越來越小，分別是加速運動和減速運動．(2)根據(jù)初始時刻的縱坐標(biāo)可知，它們的初速度分別等于1m/s、3m/s.(3)它們的速度都為正值，說明它們的運動方向都與規(guī)定的正方向相同．知識點04測量紙帶的平均速度和瞬時速度1.求解平均速度根據(jù)，求出任意兩點間的平均速度.兩點間的位移△x可以用亥度尺測量出，△t為兩點間的時間間隔數(shù)與單個時間間隔0.02s的乘積.如圖所示，將打好點的紙帶從能夠看清的某個點開始，往后數(shù)出若干個點，比如共數(shù)出n個點，用刻度尺測出第1個點到第n個點的距離△x，并算出這n個點的時間間隔，則平均速度，式中T=0.02s.2.粗略計算瞬時速度當(dāng)一段位移△x對應(yīng)的時間△t很小時，我們可用這段時間內(nèi)的平均速度來表示△t中某一時刻的瞬時速度.如圖所示，可以大致表示C點的瞬時速度，即，A、B兩點離C點越近，算出的平均速度越接近于C點的瞬時速度.然而A、B兩點距離過小時，測量誤差會增大，所以應(yīng)根據(jù)實際情況選取這兩個點.【即學(xué)即練4】某同學(xué)利用打點計時器研究做勻加速直線運動小車的運動情況.圖示為該同學(xué)實驗時打出的一條紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔是0.1s.打點計時器打B點時小車的速度（

）

A.1.45m/s

B.

0.145m/s

C.

14.5m/s

D.

145m/s【答案】B【解析】由圖可知，A、B、C、D四點對應(yīng)的刻度分別是0、1.20cm、2.90cm、5.10cm，則SAB=1.20cm，SBC=1.70cm，SCD=2.20cm，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔是0.1s，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點時小車的瞬時速度大小．=0.145m/s，故答案為：B.能力拓展能力拓展考法01速度和速率【典例1】(多選)如圖1所示，物體沿曲線軌跡的箭頭方向運動，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡運動所用的時間分別是1s、2s、3s、4s，下列說法正確的是()A.物體在AB段的平均速度為1m/sB.物體在ABC段的平均速度為eq\f(\r(5),2)m/sC.物體在B點的速度等于AC段的平均速度圖1D.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物體處于A點時的瞬時速度【答案】ABD【解析】物體在AB段的位移為1m，因此由公式，得，故A正確；物體在ABC段的位移大小為：Δx＝eq\r(12＋22)m＝eq\r(5)m，所以m/s，故B正確；物體做曲線運動，物體在B點的速度不等于AC段的平均速度，故C錯誤；根據(jù)公式可知，當(dāng)物體位移無限小，時間無限短時，物體的平均速度可以代替某點的瞬時速度，位移越小，平均速度越能代表某點的瞬時速度，則AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物體處于A點時的瞬時速度，故D正確.考法02速度時間圖像【典例2】(多選)如圖所示為某質(zhì)點運動的速度－時間圖象，下列有關(guān)質(zhì)點運動情況的判斷正確的是()A.0～t1時間內(nèi)加速度為正，質(zhì)點做加速直線運動B.t1～t2時間內(nèi)加速度為正，質(zhì)點做減速直線運動C.t2～t3時間內(nèi)速度為負(fù)，質(zhì)點做加速直線運動D.t3～t4時間內(nèi)速度為負(fù)，質(zhì)點做減速直線運動【答案】ACD【解析】0～t1時間內(nèi)加速度為正，速度為正，兩者方向相同，質(zhì)點做加速直線運動，A對；t1～t2時間內(nèi)加速度為負(fù)，速度為正，質(zhì)點做減速直線運動，B錯誤；t2～t3時間內(nèi)速度為負(fù)，加速度為負(fù)，質(zhì)點做加速直線運動，C對；t3～t4時間內(nèi)速度為負(fù)，加速度為正，質(zhì)點做減速直線運動，D對.考法03紙帶問題【典例3】某同學(xué)在一次實驗中，用打點計時器(頻率為50Hz，即每0.02s打一個點)記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點．相鄰計數(shù)點間還有4個點未畫出．其中x1＝7.05cm、x2＝7.67cm、x3＝8.29cm、x4＝8.91cm、x5＝9.53cm、x6＝10.15cm.(1)相鄰計數(shù)點間的時間間隔T＝________s.(2)從A點到G點小車運動的平均速度為________m/s，F(xiàn)點的瞬時速度為________m/s.(保留兩位有效數(shù)字)【答案】(1)0.1(2)0.860.98【解析】(1)由交流電的頻率為50Hz，每隔4個點取一個計數(shù)點，則相鄰計數(shù)點間的時間間隔T＝0.1s.(2)由平均速度公式v＝eq\f(Δx,Δt)得：v＝eq\f(xAG,6T)＝eq\f(7.05＋7.67＋8.29＋8.91＋9.53＋10.15,6×0.1)cm/s＝86cm/s＝0.86m/sF點的瞬時速度近似等于EG段的平均速度，故有vF＝vEG＝eq\f(xEG,2T)＝eq\f(9.53＋10.15,0.2)cm/s≈98cm/s＝0.98m/s分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.(多選)下面描述的幾個速度中，說法正確的是()A.子彈以790m/s的速度擊中目標(biāo)時的速度指平均速度B.信號沿運動神經(jīng)傳播的速度大約為10m/s指瞬時速度C.京滬高速鐵路測試時的列車最高時速可達(dá)484km/h，指的是瞬時速度D.臺風(fēng)以360km/h的速度向東北方向移動指平均速度2.如圖所示，兩路燈燈桿A、B相距40m，一輛汽車用3.2s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平均速度大小為________m/s.若燈桿A的近旁相距0.42m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0.03s，則在這段時間里汽車的平均速度大小為________m/s，可以認(rèn)為汽車駛過燈桿A時的瞬時速度為________m/s.3.甲、乙兩物體在同一直線上運動的速度－時間圖象如圖所示，由圖可知，在0～t1時間內(nèi)()A.甲、乙兩物體的初速度相等B.甲、乙兩物體的末速度相等C.甲的加速度大于乙的加速度D.甲、乙兩物體的加速度相等4.用如圖所示的計時裝置可以近似測出氣墊導(dǎo)軌上滑塊的瞬時速度。已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為4mm，遮光條經(jīng)過光電門時的遮光時間為0.04s，則滑塊經(jīng)過光電門位置時的速度大小為()A．0.1m/s B．100m/sC．4m/s D．0.4m/s題組B能力提升練1．物體沿直線運動，下列說法中正確的是()A．物體在某時刻的速度為3m/s，則該物體在1s內(nèi)的位移一定是3mB．物體在某1s內(nèi)的平均速度為3m/s，則物體在這1s內(nèi)的位移一定是3mC．物體在某段時間內(nèi)的平均速度為3m/s，則物體在第1s內(nèi)的位移一定是3mD．物體在某段時間內(nèi)的平均速度為3m/s，則物體在這段位移一半時速度一定是3m/s2.明洲同學(xué)從家中出發(fā)，沿平直的馬路以一定的速率走到郵局．發(fā)信之后，沿原路以相同的速率返回．設(shè)出發(fā)時方向為正方向，則下圖中能描述該同學(xué)運動情況的v－t圖像是()3.一質(zhì)點沿直線Ox方向做變速運動，它離開O點的距離x(x的單位為m)隨時間變化的關(guān)系式為x＝5＋2t3，它的速度隨時間t變化的關(guān)系式為v＝6t2，該質(zhì)點在t＝0到t＝2s間的平均速度和t＝2s到t＝3s間的平均速度的大小分別為()A．12m/s,39m/s B．8m/s,38m/sC．12m/s,19.5m/s D．8m/s,13m/s4.對如圖打出的一條紙帶進行研究，從O點開始每5個點取一個計數(shù)點(中間4個點未畫出)，計數(shù)點分別為A、B、C、D、E，圖中給出了相關(guān)數(shù)據(jù)，回答下列問題。(1)電火花打點計時器的工作電源是________V的________(填“直流”或“交流”)電源，每隔________s打一個點，圖中每相鄰的兩個計數(shù)點之間的時間是________s。(2)B點的瞬時速度是________m/s。(保留兩位小數(shù))題組C培優(yōu)拔尖練1.如圖所示，物體沿曲線軌跡的箭頭方向運動，在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡上運動所用的時間分別是：1s、2s、3s、4s．則物體在前2s內(nèi)的平均速率為________m/s，物體在最后2s內(nèi)的平均速度為________m/s，物體在全程的平均速度為________m/s.2.(多選)為使交通