2015-2016学年高中物理 1.3运动快慢的描述-速度课件 新人教版必修1

第一章运动的描述3运动快慢的描述——速度[学习目标]1.知道速度的意义、公式、符号、单位.2.能区别质点的平均速度和瞬时速度的概念.3.知道速度和速率的区别和联系.4.会计算质点的平均速度，认识各种仪表中的速度.5.了解位移—时间图象，能够根据位移—时间图象描述物体的运动情况．预习点1坐标与坐标的变化量1．坐标的变化量：坐标轴上每一点的数值表示该点的坐标，两坐标的________表示坐标的变化量．2．位移：在位移轴上坐标变化量表示________，即Δx＝________，Δx的大小表示位移的________，Δx的正负表示位移的________．(如图)3．时间：在时间轴上坐标变化量表示________，即Δt＝________.(如图)答案：1.差2.位移x2－x1大小方向3.时间间隔t2－t1预习点2速度1．定义：位移与发生这个位移所用________的比值．2．定义式：v＝ΔxΔt.3．物理意义：描述物体运动的________及运动方向．4．单位：国际单位制中是________，符号是________，另外在实际应用中还有________、________等.1m/s＝________km/h.5．方向：速度是矢量，其方向就是物体________的方向．速度的大小在数值上等于物体在________内发生的位移的大小．答案：1.时间3.快慢4.米每秒m/s(或m·s－1)km/hcm/s3.65.运动单位时间[思考讨论]1．(1)根据公式v＝ΔxΔt，位移Δx越大速度一定越大吗？为什么？(2)速度可以是负值吗？正的速度一定大于负的速度吗？提示：(1)不一定．物体的速度是由物体的运动情况决定的，与所选过程位移的大小无关．(2)当选取运动方向的反方向为正方向时，物体的速度为负值，速度的正负表示速度的方向，比较大小时只看绝对值，因此正速度的大小可以小于负速度的大小．预习点3平均速度和瞬时速度1．平均速度(1)定义：在变速直线运动中，位移Δx跟发生这段位移所用________的比值叫做变速直线运动的平均速度．(2)公式：v＝________.(3)物理意义：________地描述物体运动的快慢．2．瞬时速度(1)定义：物体在某一________(或经过某一________)的速度叫做瞬时速度．(2)物理意义：________地描述物体运动的快慢．(3)瞬时速度的大小通常叫做速率，速率只有大小，没有方向，是标量．答案：1.(1)时间Δt(2)ΔxΔt(3)粗略2.(1)时刻位置(2)精确[思考讨论]2．(1)物体在某段时间内一直运动，它的平均速度有可能等于零吗？举例说明．(2)瞬时速率是瞬时速度的大小，平均速率是平均速度的大小，这句话对吗？提示：(1)有可能．如某运动员在跑400米时，他虽然一直在奔跑，但由于他跑完一圈400米时又回到原出发位置，所以他的位移为零，这段时间内他的平均速度为零．(2)不对．瞬时速率简称速率，是瞬时速度的大小，但平均速率是物体运动的路程与所用时间的比值，不是平均速度的大小.研习1对速度的进一步理解[合作讨论]1．一个物体发生的位移越大，其运动是否就一定越快？2．汽车上的速度计显示的数据是瞬时速度的大小还是平均速度的大小？提示：1.位移大，但是所用时间可能很长，根据速度公式可知，运动不一定快．如果单位时间内物体发生的位移越大，其运动就一定越快．2．速度计的示数随时间改变，表明不同时刻的速度大小不相等，故速度计显示的是瞬时速度的大小．[要点归纳]1．对概念的理解(1)这里的速度指运动物体的位移与所用时间的比值，而不再是初中所学的路程与时间的比值．(2)两种速度的定义并不矛盾，因为初中只研究匀速直线运动，不注重运动方向，路程即位移大小．2．对定义式v＝ΔxΔt的理解(1)公式v＝ΔxΔt中的Δx是物体运动的位移，不是路程．(2)v＝ΔxΔt是速度的定义式，不是决定式，不能认为v与位移成正比、与时间成反比．3．对速度矢量性的理解(1)速度既有大小，又有方向，是矢量．瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向．(2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同．4．平均速度与瞬时速度平均速度是粗略描述运动快慢的物理量，与一段时间对应；瞬时速度是精确描述运动快慢的物理量，与某一时刻对应．[研习经典][典例1]下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是()A．若物体在某段时间内每个时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零C．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度D．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度[巧指导]1．瞬时速度大的物体，其平均速度一定大吗？举例说明．提示：平均速度的大小与瞬时速度的大小没有必然的关系，瞬时速度大的物体，其平均速度不一定大．例如：绕地球运行的人造卫星，瞬时速度可达到每秒飞行几千米，当其飞行一周时平均速度为零．2．怎样计算物体运动的瞬时速度？提示：理论上可采用数学上的极限去求解，即v＝ΔxΔtΔt→0；实际中只要Δt足够小，可用平均速度代替瞬时速度．解析：每个时刻瞬时速度都等于零，平均速度一定等于零．但是某段时间内平均速度等于零时，任一时刻的瞬时速度不一定等于零，例如质点的往复运动，A正确，B错误．匀速直线运动中，由于相等时间内位移相等，而且位移的大小和路程相等，所以C正确．变速直线运动中一段时间内的平均速度有可能等于某时刻的瞬时速度，所以D错误．答案：AC瞬时速度是状态量，对应于某一时刻或某一位置；平均速度是过程量，对应于某一段时间或某一段位移．瞬时速度是平均速度的极限值．[训练1]以下说法正确的是()A．高速公路行车道上标示的80～100，指的是平均速度B．汽车速度表指针指示的数值，指的是瞬时速度C．汽车速度表指针指示的数值，指的是平均速度D．公路旁警示牌标注的限速70公里，指的是平均速度答案：B解析：高速公路行车道上标示的80～100，指的是瞬时速度，选项A错误；汽车速度表指针指示的数值，指的是瞬时速度，选项B正确，C错误；公路旁警示牌标注的限速70公里，指的是瞬时速度，故D错误．研习2平均速度与瞬时速度[合作讨论]一同学在晨练时，从出门到返回共跑了3km，用时9分钟，那么他全程的平均速度是多少？提示：平均速度的定义是：一段时间内发生的位移与所用时间的比值，显然，这位同学虽然跑了3km的路程，但位移却为零，故平均速度等于零．[要点归纳]1．平均速度与瞬时速度的比较2.平均速度与平均速率的区别平均速度平均速率定义平均速度＝位移时间平均速率＝路程时间标矢性矢量，有方向标量，无方向[研习经典][典例2]甲、乙两地相距60km，一汽车用40km/h的平均速度通过了全程的13，剩余的23路程用了2.5h．求：(1)此汽车在后23路程的平均速度大小；(2)汽车在全过程中的平均速度大小．[巧指导](1)求平均速度时首先应明确什么问题？提示：需明确求哪个过程或哪段时间内的平均速度．(2)求平均速度必须要知道的两个物理量：一是位移，二是____________________________________．提示：发生这一位移所用的时间．解析：(1)汽车后23路程的位移x2＝60×23km＝40km，时间为t2＝2.5h，其平均速度v2＝x2t2＝402.5km/h＝16km/h.(2)汽车前13路程的时间t1＝x1v1＝60×1340h＝0.5h，全程的时间t＝t1＋t2＝3h，全程的平均速度v＝xt＝603km/h＝20km/h.答案：(1)16km/h(2)20km/h[训练2]某质点由A点出发做直线运动，前5s向东行了x1＝30m到达B点，又经过5s前进了x2＝60m到达C点，在C点停了4s后又向西返回，经历6s运动x3＝120m到达D点，如图所示，求：(1)全过程的平均速度；(2)全过程的平均速率．答案：(1)1.5m/s，方向向西(2)10.5m/s解析：(1)全过程的平均速度大小为v＝x3－x1＋x2t1＋t2＋t3＋t4＝120－30＋605＋5＋4＋6m/s＝1.5m/s，方向向西．(2)全过程的平均速率为v＝x1＋x2＋x3t1＋t2＋t3＋t4＝30＋60＋1205＋5＋4＋6m/s＝10.5m/s.[教材习题解答]思考与讨论(第15页)1．汽车在向x轴正方向运动．2．如果上述汽车沿x轴向另外一个方向运动，则是在沿x轴的负方向运动，此时坐标x1＝10m，坐标x2＝－10m，如图所示，汽车位置坐标的变化量Δx＝－10m－10m＝－20m，即Δx是负值．说一说(第17页)这位女士没有认清“速度”这个科学概念．用比值法定义的新物理量是由分子、分母两个变量的比值决定的，与分子、分母的大小无关．速度就是位移与发生这个位移所用时间的比值，与位移、时间都无关．就本则笑话而言，车速是60英里每小时，既不是说她开了60英里，也不是说她开了一个小时．问题与练习(第18页)1．汽车的位置坐标在减小，故汽车在向上海方向运动．平均速度为v＝x2－x1t＝922000－96300040×60m/s＝－17.1m/s.2．(1)1光年＝365×24×3600×3.0×1.08m＝9.5×1015m.(2)需要的时间为t＝xv＝4.0×10163.0×108s＝43×108s＝4.2(年)．3．(1)前1s的平均速度v1＝9m/s，前2s的平均速度v2＝8m/s，前3s的平均速度v3＝7m/s，前4s的平均速度v4＝6m/s，全程的平均速度v＝5m/s，v1最接近汽车关闭油门时的瞬时速度，但是会略小于关闭油门时的瞬时速度．(2)1m/s04．T107与T108分别从北京西站、深圳站出发，T107次列车自上向下读出每组数据中的两个时刻，一个是到站时刻，另一个是离站时刻．(1)T107次列车由北京西站至聊城站的位移x1＝350km，运行时间从20：30到0：24，共计3h54min，即t1＝3.9h，所以平均速度v1＝x1t1＝3503.9km/h＝89.7km/h＝24.9m/s.(2)T107次列车由聊城站到菏泽站的位移x2＝(528－350)km＝178km，运行时间从0：32到1：53，即t2＝1h21min＝1.35h，所以平均速度v2＝x2t2＝1781.35km/h＝131.9km/h＝36.6m/s.(3)T108次列车在9时30分时正停在聊城站，故其瞬时速度为零．