第3節(jié)速度第1章2021內(nèi)容索引0102課前篇自主預(yù)習(xí)課堂篇探究學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標思維導(dǎo)圖1.理解速度的概念,知道速度的物理意義、定義式及其矢量性。(物理觀念)2.理解平均速度的概念,會用平均速度的公式解答有關(guān)的問題。(物理觀念)3.理解瞬時速度的概念及其意義,體會極限思想,知道瞬時速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系。(物理觀念)4.知道速度和速率以及它們的區(qū)別。(物理觀念)5.理解位移—時間圖像的物理意義,并能用它分析、計算速度。(科學(xué)思維)課前篇自主預(yù)習(xí)必備知識一、平均速度1.定義:物體運動的位移與所用時間之比。3.方向:與位移的方向相同。4.單位:國際單位制單位為米每秒,符號為m/s。其他單位有km/h、cm/s等。5.物理意義:大致描述一段時間內(nèi)物體運動快慢和方向的物理量。二、瞬時速度1.定義:物體在某位置(時刻)的速度。2.大小:又叫瞬時速率;當t非常小時,

就可以看作某位置(或某時刻)的瞬時速度。3.方向:與物體的運動方向相同,是矢量。4.單位:m/s5.物理意義:精確描述物體運動快慢和方向的物理量。6.瞬時速率的測量(1)原理:很短時間內(nèi)的平均速度大小近似等于瞬時速率。(2)方法1:光電門測速。如圖甲所示,當滑塊通過光電門時,測得滑塊上遮光板的遮光時間t,結(jié)合遮光板的寬度d,可得滑塊通過光電門時的速率為方法2:激光測速儀。如圖乙所示,測速儀在設(shè)定的極短時間Δt內(nèi)分別發(fā)射兩束激光,對汽車進行兩次距離測量(s1、s2),結(jié)合測速儀離地面的高度l,可三、勻速運動瞬時速度始終保持不變的運動。四、平均速度的大小與平均速率1.平均速度的大小:物體平均速度的大小,不能叫平均速率。2.平均速率:物體運動的路程與所經(jīng)歷的時間之比。由于路程不小于位移的大小,所以平均速率不小于平均速度的大小,平均速率不是平均速度的大小。自我檢測1.正誤辨析(1)平均速度在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)通過的路程。(

)解析

平均速度在數(shù)值上等于單位時間內(nèi)的位移大小。答案

×(2)兩物體的速度分別是v1=3m/s,v2=-5m/s,則它們的大小關(guān)系為v1>v2。(

)解析

速度是矢量,兩速度比較大小時要比較其絕對值。答案

×(3)可以用t時刻到t+Δt一小段時間內(nèi)的平均速度來代替時刻t物體的速度。(

)答案

√(4)勻速直線運動的平均速度等于瞬時速度。(

)解析

勻速直線運動的速度不變,各段時間內(nèi)的平均速度均等于瞬時速度。答案

√2.短跑運動員在100m訓(xùn)練中,前5s跑完了47m,速度達到10.4m/s,10s末到達終點,速度是10.2m/s,則運動員在后5s內(nèi)的平均速度是(

)A.10.2m/s B.10.3m/sC.10.4m/s D.10.6m/s解析

后5

s通過的位移為s2=s-s1=100

m-47

m=53

m,所需時間t2=5

s,所以后5

s內(nèi)的平均速度為v=

m/s=10.6

m/s,故D正確。答案

D課堂篇探究學(xué)習(xí)問題一平均速度與瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系情境探究情境一輛汽車沿直線行駛,從出發(fā)地到目的地用時2.0h,行程120km,所以它的速度為v=

km/h=60km/h。而t=0.5h時,它的速度計顯示為35km/h。探究情境中的兩個速度為什么會不同?有什么區(qū)別?要點提示

60

km/h是行駛?cè)痰钠骄俣?35

km/h是相應(yīng)時刻的瞬時速度,前者反映了汽車在全程的運動快慢,后者反映了汽車在某一瞬間的運動快慢。知識點撥1.平均速度與瞬時速度的比較

比較項平均速度瞬時速度區(qū)別反映一段時間內(nèi)(或一段位移內(nèi))物體運動的快慢及方向精確描述物體運動的快慢及方向?qū)?yīng)一段時間(或位移)對應(yīng)某一時刻或某一位置方向與位移的方向相同,與運動方向不一定相同方向就是物體的運動方向,不一定與位移方向相同共同點描述物體運動的快慢和方向,都是矢量,單位都是m/s聯(lián)系①當位移足夠小或時間足夠短時,可以認為瞬時速度就等于平均速度②勻速直線運動中平均速度等于瞬時速度要點筆記

平均速度與一段時間或一段位移相對應(yīng),而瞬時速度與一個時刻或一個位置相對應(yīng)。2.平均速度與平均速率的比較

比較項平均速度平均速率物理意義描述物體運動快慢和方向的物理量,是矢量描述物體運動快慢的物理量,是標量公式平均速度=平均速率=方向與位移方向相同無方向聯(lián)系①單位都是m/s;②單向直線運動中,平均速度的大小等于平均速率要點筆記

位移與路程一般不相等,故平均速度大小與平均速率大小一般不相等。實例引導(dǎo)例1小蒙騎自行車由靜止開始沿直線運動,他在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)、第4s內(nèi)通過的位移分別為1m、2m、3m、4m,則(

)A.他4s末的瞬時速度為4m/sB.他第2s內(nèi)的平均速度為1.5m/sC.他4s內(nèi)的平均速度為2.5m/sD.他1s末的瞬時速度為1m/s答案

C規(guī)律方法

關(guān)于平均速度與瞬時速度應(yīng)注意的問題(1)我們平時所說的速度有時指平均速度,有時指瞬時速度,應(yīng)根據(jù)前后文判斷。(2)平均速度的大小和瞬時速度的大小無必然關(guān)系。平均速度大的物體,其某時刻的瞬時速度不一定大,選定的時刻不同,瞬時速度一般不同;某時刻瞬時速度大的物體,其一段時間內(nèi)的平均速度不一定大,選定的時間不同,計算的平均速度一般不同。(3)在勻速直線運動中,物體的平均速度等于瞬時速度,而在變速直線運動中,不同時間(或不同位移)內(nèi)的平均速度一般不相同,因此,求出的平均速度必須指明是哪段時間(或哪段位移)內(nèi)的平均速度。變式訓(xùn)練1下列事例中有關(guān)速度的說法正確的是(

)A.子彈以800m/s的速度從槍口射出,指的是瞬時速度B.高速公路上限速120km/h,指的是平均速度C.火車從濟南到北京的速度約為220km/h,指的是瞬時速度D.汽車速度計上顯示80km/h,指的是平均速度解析

子彈從槍口射出的速度,與槍口這一位置相對應(yīng),因此是瞬時速度,故A正確;高速公路上的限速指的是瞬時速度,故B錯誤;火車從濟南到北京的速度與這一過程相對應(yīng),因此是平均速度,故C錯誤;汽車速度計上顯示的速度是汽車在某一時刻或者某一位置的速度大小,即為瞬時速度的大小,不是平均速度,故D錯誤。答案

A例2某質(zhì)點由A出發(fā)做直線運動,前5s向東運動了30m經(jīng)過B點,又運動了5s前進了60m到達C點,在C點停了4s后又向西運動,經(jīng)歷了6s運動120m到達A點西側(cè)的D點,如圖所示,求:(1)全過程的平均速度。(2)全過程的平均速率。解析

(1)全程的平均速度大小為

(2)全程的平均速率為

答案

(1)1.5m/s

方向向西

(2)10.5m/s歸納總結(jié)

求平均速度的方法

變式訓(xùn)練2一物體沿正東方向以4m/s的速度勻速運動4s,又以3m/s的速度向北勻速運動4s,求這8s內(nèi)物體的平均速度和平均速率(tan37°=)。解析

如圖所示,物體先向東由A運動到B,通過的位移s1=4×4

m=16

m,接著又向北運動s2=3×4

m=12

m,到達C點,則8

s內(nèi)通過的位移大小為答案

平均速度大小2.5m/s,方向為東偏北37°

平均速率為3.5m/s問題二從s-t圖像看速度情境探究下圖中的兩條直線A、B分別是兩個物體A和B運動的s-t圖像。(1)試分析物體A和B的運動方向。(2)判斷物體A和B是否做勻速直線運動。(3)E、F兩點的坐標分別是(t1,s1)、(t2,s2),求t1~t2內(nèi)A的平均速度。(4)比較物體A和B的速度大小。要點提示

(1)每一時刻的位移(坐標)都大于0,表示物體沿正方向運動。(2)經(jīng)相等時間,A和B分別增加相同位移,A和B均做勻速直線運動。(4)圖線的傾斜程度越大,速度越大,vA>vB。

知識點撥1.s-t圖像的意義s-t圖像描述的是物體的位移隨時間的變化規(guī)律。2.s-t圖像的理解(1)圖線上的點:表示某一時刻物體相對于原點的位移。(2)圖像的斜率:表示物體的速度,斜率的大小表示速率,正負表示方向。(3)圖像描述物體的位移隨時間變化的情況,不是運動軌跡。(4)圖像只能描述靜止或直線運動,不能描述曲線運動。實例引導(dǎo)例3(多選)甲、乙兩物體的s-t圖像如圖所示,下列判斷正確的是(

)A.甲、乙兩物體從同一位置開始運動B.在0~t1時間內(nèi)甲、乙兩物體從不同位置,同時相向運動C.在0~t1時間內(nèi)甲的速率小于乙的速率D.甲、乙兩物體在t1時刻相遇,相遇后都靜止解析

t=0時,甲、乙的位置坐標不等,即從不同位置出發(fā),選項A錯誤;0~t1時間內(nèi),甲的圖線為負斜率的直線,表示甲的正方向的位移隨時間在減小,即甲沿負方向做勻速直線運動;乙的圖線為正斜率的直線,表示乙的正方向的位移隨時間在增大,即乙沿正方向做勻速直線運動,選項B正確;圖線的傾斜程度越大表示相同時間內(nèi)位移變化越大,即速率越大,由題圖可知,乙的速率大于甲的速率,選項C正確;甲、乙圖像在t1時刻相交,即在該時刻,物體的位置相同;平行直線表示靜止,故選項D正確。答案

BCD規(guī)律方法

隨堂檢測1.關(guān)于速度,下列說法正確的是(

)A.速度是表示物體運動快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量B.平均速度就是速度的平均值,它只有大小,沒有方向,是標量C.運動物體在某一時刻或某一位置的速度,叫作瞬時速度,它是標量D.汽車上的速度計是用來測量汽車平均速度大小的儀器解析

速度和平均速度都是矢量,A正確,B錯誤。瞬時速度是某時刻或某一位置時的速度,是矢量,選項C錯誤。速度計是顯示瞬時速度大小的儀器,選項D錯誤。答案

A2.下圖是三個質(zhì)點A、B、C的運動軌跡,三個質(zhì)點同時從N點出發(fā),同時到達M點。下列說法正確的是(

)A.三個質(zhì)點從N到M的平均速度相同B.三個質(zhì)點到達M點的瞬時速度相同C.三個質(zhì)點從N到M的平均速率相同D.B質(zhì)點從N到M的平均速度方向與任意時刻的瞬時速度方向相同解析

平均速度等于位移與時間的比值,由于位移與時間都相同,故平均速度相同,故A正確;平均速率等于路程與時間的比值,由于時間相等,路程不等,故平均速率不相等,故C錯誤;三個質(zhì)點到達M點的瞬時速度方向不同