第一章運動的描述

第三節(jié)速度曾有這樣一則笑話：一名司機由于駕車超速被交警攔住，交警對他說：“您好，您剛才的車速是100km/h!”這名司機反駁說：“不可能的！我才開了7分鐘，還不到一個小時，怎么可能走了100km呢?”“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100km。”“這也是不可能的，我只要再行駛10km就到家了，根本不需要再開100km的路程”。在上面的笑話中，交警所說的“100km/h”指的是什么？這名司機狡辯的根據(jù)是什么？學(xué)習(xí)了本節(jié)內(nèi)容，我們就能更準確地回答上述問題。認識速度物體的運動有快有慢。即使同一物體，不同時刻或不同時間內(nèi)的運動快慢也有可能是不同的。對于物體的運動，我們既要知道它們的運動快慢，也要了解它們的運動方向。在初中物理中，我們把物體通過的路程與所用的時間之比叫作“速度”。這樣定義的“速度”只能反映一段路程上物體運動的平均快慢情況，而不能精確地描述物體的運動方向及運動中位置變化的快慢。那么，怎樣才能準確地定義速度呢?在直線運動中，比較物體運動快慢的方法有兩種。一種是比較在相等時間內(nèi)物體運動位移的大小。在相等時間內(nèi)，物體運動位移大的就運動得快。例如，在平直的公路上，甲車2h行駛了80km，乙車2h行駛了100km，則乙車比甲車快。另一種是比較相同的位移所用時間的長短。運動相同的位移所用時間短的就運動得快。例如，在百米賽跑中，甲運動員的成績?yōu)?0s，乙運動員的成績?yōu)?2s，則甲運動員比較快。如果兩個不同的運動物體，各自在不同的時間內(nèi)運動不同的位移，又該如何比較這兩個物體的運動快慢呢？解決的辦法就是找一個統(tǒng)一的比較標準。為此，我們引入速度的概念?？偨Y(jié)：終點裁判是利用運動相同的路程，比較時間的長短來比較物體運動的快慢；觀眾是利用相同的時間比較經(jīng)過路程的長短來比較運動的快慢。兩種方式不一樣。在百米賽跑中，終點裁判是怎樣判斷運動員跑的快慢？在比賽過程中，觀眾是怎樣判斷運動員們跑的快慢？討論與交流速度是反映物體運動快慢和方向的物理量，用位移跟發(fā)生這段位移所用時間之比來表示。若用字母v表示速度，s表示時間t內(nèi)的位移，則有

在國際單位制中，速度的單位是米每秒，符號是m/s或m·s-1。常用單位還有千米每時(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。速度是矢量，既有大小，又有方向。1.定義：物理學(xué)中，用位移跟發(fā)生這段位移所用時間之比表示物體運動的快慢，這就是速度。用字母“v”表示。2.定義式：注意：這里的速度和初中所學(xué)速度的含義不相同。4.單位：國際單位制為m/s，其它單位km/h1

m/s

=

3.6

km/h3.速度是矢量，有大小有方向。

平均速度一般而言，物體在不同時間內(nèi)(或不同位移上)的運動快慢是不同的。由式(1.3.1)求得的速度，只是表示物體在時間t內(nèi)的平均快慢程度，稱為平均速度通常用表示。平均速度也是矢量，它的方向由位移的方向決定，它的大小表示物體在這段時間內(nèi)運動的快慢，平均速度是位移與相應(yīng)時間之比，而非路程與相應(yīng)時間之比。實際上，初中物理定義的路程與相應(yīng)時間之比，可稱為平均速率。平均速度描述的是某一段時間內(nèi)或某一段位移上物體運動的平均快慢程度。因此在提到平均速度時，需要明確是哪段時間內(nèi)(或哪段位移上)的平均速度。2.矢量，方向與該段時間的位移方向相同。符號：

1.定義式：注意：計算時，必須指明物體是在哪段時間內(nèi)或哪段位移上的平均速度！4.平均速率：l為路程

3.物理意義：粗略地描述物體在時間t內(nèi)運動的平均快慢程度。討論與交流三個物體從點A到點B的運動路徑1.平均速率是平均速度的大小，這種說法對嗎？為什么？2.甲、乙、丙三個可視為質(zhì)點的物體同時從點A出發(fā)，沿不同的路徑運動同時到達B，如圖所示，試比較三個物體在這個過程中的平均速度?？偨Y(jié)：在單向直線運動中，平均速度的大小等于平均速率。例題：如圖所示，一個運動質(zhì)點沿著一個半徑為5m的圓周運動，質(zhì)點從A點出發(fā)，沿著順時針方向，經(jīng)過5s第一次到達B點，請求出在這段時間內(nèi)，質(zhì)點的平均速度和平均速率分別是多少？AB解：平均速度：方向：位移方向由A指B平均速率：瞬時速度平均速度只是粗略地反映了物體在某段位移上或某段時間內(nèi)的運動快慢和方向。比如，城市A和城市B之間的距離是300km，一汽車從城市A行駛到城市B所用的時間是4h10min。那么，該汽車的平均速度的大小是20m/s。但這個平均速度并不能反映汽車行駛過程中任意時刻的快慢，例如途中加速和減速，甚至中途加油停車等。如何才能精確描述物體在任意時刻運動的快慢和方向呢?

瞬時速度是運動物體在某一時刻或經(jīng)過某一位置時的速度。某一時刻的瞬時速度，我們可以通過求運動物體在該時刻前后無窮短時間內(nèi)的平均速度得出。實際實驗中，只要所取的時間足夠短，所得的平均速度就可認為是該時刻的瞬時速度。某位置的瞬時速度，我們可以通過求無限逼近該位置附近位移內(nèi)的平均速度得出。瞬時速度是矢量。其大小反映了物體在該時刻的運動快慢，方向就是物體在該時刻的運動方向，即在物體運動軌跡中該點的切線方向。我們通常把瞬時速度簡稱為速度。在直線運動中，速度的方向可用正、負號來表示。一般選取某一物體初始運動的方向為正方向。其他速度的方向與之相同，則速度為正；與之相反，則為負。瞬時速度的大小叫作瞬時速率。汽車上的車速表(如圖所示)能顯示汽車行駛過程中每一個瞬間的速度的大小，但不能顯示汽車運動的方向。因此它的示數(shù)實際上是汽車的瞬時速率。汽車車速表我們在初中學(xué)過的勻速直線運動，就是瞬時速度保持不變的運動，在這種運動中，瞬時速度與平均速度相等。總結(jié)：1.瞬時速度：物體在某一時刻（或某一位置）的速度。簡稱速度2.瞬時速度是矢量：既有大小，又有方向。其方向就是物體在該時刻的運動方向，即在物體運動軌跡中該點的切線方向。很小x/mA3.瞬時速度的大小叫做瞬時速率。4.勻速直線運動：瞬時速度保持不變的運動。練習(xí)：

為了使交通安全、有序，公路旁設(shè)置了許多交通標志。如圖所示，甲是限速標志，表示允許行駛的最大速度是80km/h；乙是路線指示標志，表示從此處到廣州還有206km。下列對這兩個數(shù)據(jù)的理解正確的是（

）A、甲表示瞬時速度，乙表示位移B、甲表示瞬時速度，乙表示路程C、甲表示平均速度，乙表示位移D、甲表示平均速度，乙表示路程B速度—時間圖像物體的速度也可以用圖像法來描述，那么，如何用圖像來表示物體運動的速度呢？用縱坐標表示物體運動的速度v，用橫坐標表示時間t，在坐標紙上建立直角坐標系，根據(jù)物體在各個時刻的速度，將(t，v)作為一組坐標在標系中描點，將點連線后得出的圖像稱為速度—時間圖像或v-t

圖像。一輛小汽車甲向右做直線運動，速度逐漸增大，其速度與時間的關(guān)系如圖(a)所示。將速度與時間的關(guān)系繪制成坐標圖，得到一條向右上方傾斜的直線，如圖(b)所示，表明汽車的速度越來越快