1.3_运动快慢与方向的描述_速度课件_教科版必修1

1.速度是用来描述物体运动的快慢和运动方向的物理量，是矢量。2．瞬时速度是物体经过某位置(或某时刻)的速度，能准确描述物体运动的快慢。4．速度—时间图像描述物体的速度随时间变化的规律，其图像与t轴所围面积表示物体在这段时间内的位移大小。3．平均速度描述物体在某个过程(或某段时间)的平均快慢，其大小为v－＝ΔxΔt。速度平均速度[自学教材]1．速度(1)定义：位移与发生这段位移所用的比值。(2)公式：v＝＝x2－x1t2－t1。(3)单位：国际单位：m/s；常用单位：km/h、cm/s。(4)方向：速度是矢量，不但有大小，还有方向，其方向就是物体的。(5)物理意义：表示物体位置变化快慢(即运动快慢)和方向的物理量。时间ΔxΔt运动方向2．平均速度(1)变速运动：物体在相等时间内的不相等的运动。(2)平均速度：①定义：做变速运动的物体的位移与发生这段位移所用时间的。②公式：v－＝。③意义：粗略地描述物体运动的。位移比值ΔxΔt快慢[重点诠释]1．平均速度的矢量性平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与物体位移的方向相同。2．平均速度的对应性做变速运动的物体，不同时间内(或不同位移内)的平均速度一般是不同的，因此，求平均速度时应指明是对哪段时间(或哪段位移)而言。3．平均速度和平均速率的比较平均速度平均速率定义位移与时间的比值路程与时间的比值意义粗略描述运动的快慢和方向仅表示运动快慢性质矢量标量关系平均速度大小一般小于平均速率，仅单向直线运动时，两者大小才相等1．关于速度，以下说法中正确的是()A．速度大小不变的直线运动是匀速直线运动B．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比C．公式v＝适应于任何运动形式D．速度是表示物体运动快慢和方向的物理量ΔxΔtCD[自学教材]1．定义物体在某一时刻或某一的速度。2．方向物体在某一时刻或某一位置的方向。3．速率瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率。位置运动瞬时速度1．对瞬时速度的理解(1)瞬时速度的意义：精确的描述物体运动快慢和运动方向。(2)瞬时速度的矢量性：瞬时速度是矢量，既有大小又有方向，方向就是物体在某一时刻(或某一位置)的运动方向，即物体在运动轨迹上过该点时的切线方向。[重点诠释](3)瞬时速度是个极限概念，其实质是指物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度。即在公式v＝ΔxΔt中，如果时间Δt非常小，接近于零，表示的是一瞬时，这时的速度称为瞬时速度。(4)在变速直线运动中，各点的瞬时速度是变化的；在匀速直线运动中，各点的瞬时速度都相同，所以任一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度。2．瞬时速度与平均速度的区别与联系平均速度瞬时速度定义物体的位移与发生这段位移所用时间的比值物体在某一时刻(或某一位置)的速度区别公式v＝ΔxΔtv＝ΔxΔt(Δt→0)平均速度瞬时速度区别大小大小与物体不同的运动阶段有关大小与物体所处的位置或时刻有关方向是矢量，方向与位移方向相同是矢量，方向与物体在某一时刻或某一位置运动的方向一致描述程度只能粗略描述物体运动快慢能够精确描述物体的运动方向和快慢的物理量平均速度瞬时速度区别对应量与某一过程中的位移、时间对应与某一瞬间的位置、时刻对应联系二者都是描述物体运动方向和快慢的物理量。平均速度与瞬时速度大小、方向一般不同，当质点做匀速直线运动时，两者大小、方向相同3．下列语句的描述中，有关速度的含义是指平均速度的是()A．子弹射出枪口的速度是800m/s，以790m/s的速度击中目标B．小球在光滑路面上滑行，第3s末的速度是6m/sC．汽车从甲站行驶到乙站的速度是40km/hD．百米赛跑中，某运动员在50m处的速度为10m/sC对平均速度与瞬时速度的理解[例1]下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的是()A．若物体在某段时间内每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AC[借题发挥](1)在匀速直线运动中，速度不变，平均速度与瞬时速度相等。(2)在变速直线运动中，瞬时速度是变化的；平均速度与所对应的时间段有关，也是变化的，某时刻的瞬时速度与某段时间内的平均速度大小没有必然联系，可能相等，也可能不相等。(3)各个时刻的瞬时速度为零，说明物体一定静止。而某段时间内的平均速度为零，则只能说明该时间内位移为零，物体可能静止，也可能运动。平均速度与平均速率的比较图1－3－9[例2]如图1－3－9所示，一质点沿半径r＝20cm的圆周自A点出发逆时针运动，在2s内运动34圆周到达B点。(1)求质点的位移和路程；(2)质点的平均速度和平均速率各多大？(3)通过以上计算，你对平均速度和平均速率的关系有何认识？[答案](1)位移大小为28.3cm，方向由A点指向B点；路程为94.2cm。(2)14.2cm/s47.1cm/s(3)曲线运动中的平均速率大于平均速度的大小。[借题发挥]平均速率是做变速运动的物体运动的总路程与对应时间的比值，而平均速度是物体的位移与时间的比值，因位移一般不等于路程，故平均速率一般不等于平均速度的大小。2.三个质点A、B、C，运动轨迹如图1－3－10所示。三个质点同时从N点出发，同时到达M点，且均无往返运动，则下列说法正确的是()A．三个质点从N点到M点的平均速度相同B．三个质点任意时刻的速度方向都相同C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D．三个质点从N点到M点的平均速率相同图1－3－10A3、一个物体前一半位移的平均速度为v1,，后一半位移的平均速度为v2，求全过程的平均速度。一个物体前一半时间的平均速度为v1,，后一半时间的平均速度为v2，求全过程的平均速度。实验：用打点计时器测量平均速度[自学教材]1．电火花打点计时器(1)构造：如图1－3－1所示图1－3－1电火花打点计时器(2)工作原理：电火花打点计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器。给电火花打点计时器接频率50Hz电压220V的交流电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流，经接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期0.02s。2．用电火花打点计时器测量平均速度(1)实验目的：①练习使用电火花打点计时器。②利用打上点的纸带研究物体的运动情况。(2)实验步骤：①如图1－3－2所示，将木板固定在铁架台上，把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上，把小车与纸带装好，接好电源。图1－3－2②接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放，纸带上就会打出一系列点迹。③关闭电源，取下纸带，以0.1s为周期标注计数点，如图1－3－3所示。图1－3－3[重点诠释]实验中的注意事项(1)实验前要先检查打点计时器的稳定性。(2)先接通电源，待打点稳定后再释放纸带。(3)选择纸带时应选点迹清晰的，并适当舍弃密集部分，适当选取计数点。(4)测量各段位移时不要分段测量，要尽可能地测量长一点的距离，即测量出各计数点到起始计数起点之间的距离。(5)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，为了便于处理，一般在纸带上每隔4个点(或者说每5个点)取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s。(3)分析与处理实验数据：①观察纸带上的点迹，说明如何通过点迹判断小车运动的快慢。②说明小车的速度是如何变化的。③测定小车在计数点O—A、O—B、O—C、O—D、O—E、O—F区间的平均速度。④通过数据分析，你能推断出哪一区间的平均速度能比较准确地反映小车经过D点时运动的快慢？2．在使用打点计时器时，下列说法正确的是()A．应先接通电源，再使纸带运动B．应先使纸带运动，再接通电源C．在使纸带运动的同时接通电源D．先使纸带运动或先接通电源都可以A1.打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图1－3－8所示，纸带上A、C两点对应的时间间隔为________s，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，在A、D间的平均速度为________m/s。二者之间B点的瞬时速度更接近于________m/s。图1－3－80.040.350.4250.35速度—时间图像[自学教材]1．定义描述速度v与关系的图像，简称速度图像。2．v－t图像的作法以横轴表示时间，纵轴表示速度，根据实际数据取单位长度，选定标度，描出数据点，用平滑曲线连接各点得到v－t图像。时间t[重点诠释](1)v－t图像能够直观地描述做直线运动的物体，速度随时间变化的规律。(2)v－t图像只能用来描述直线运动，而不能描述曲线运动，故v－t图像发生弯曲，并不表示物体的运动轨迹为曲线。(3)几种直线运动的v－t图像的特点：①匀速直线运动的v－t图像。a．从匀速直线运动的速度图像上可以得知物体速度的大小和方向。直线在t轴的上方速度为正，即与规定的正方向相同；在t轴下方速度为负，即与规定的正方向相反，如图1－3－4中的图线a、b所示。图1－3－4b．从匀速直线运动的速度图像上可以求出运动物体的位移。由位移公式x＝vt，在速度图像上位移的大小就对应着边长分别为v0和t0的一块矩形面积。如图1－3－5所示，阴影部分的面积表示做匀速直线运动的物体在t0时间内的位移大小，即图线与时间轴围成的面积表示物体在这段时间内的位移。图1－3－5②变速直线运动的v－t图像。变速直线运动的瞬时速度随时间而改变，所以其v－t图像不是平行于t轴的直线，如图1－3－6所示。图1－3－64．如图1－3－7所示图像中，能表示质点做匀速直线运动的是()图1－3－7D对v－t图像的进一步理解[例3]某物体的运动规律如图1－3－11所示，下列说法中正确的是()A.物体在第1s末运动方向发生变化B．第2s内、第3s内的速度方向是相同的C．物体在第2s内返回出发点，向反方向运动D．在这7s内物体做往复运动图1－3－11D[借题发挥](1)由v－t图像可以确定物体在各时刻的速度的大小和方向。(2)由v－t图像可以确定物体在各段时间内速度大小的变化趋势，即是加速运动还是减速运动。(3)图像与t轴交点对应的时刻为速度方向变化的时刻。(4)图像与t轴所围“面积”对应这段时间内物体的位移。3.甲、乙两个物体在同一条直线上运动，它们的速度—时间图像分别如图1－3－12中a、b所示，则以下说法正确的是()A．甲物体做匀速直线运动B．乙物体做匀速直线运动C．t2时刻甲、乙两物体速度相等D．t2时刻甲、乙两物体的位移相等图1－3－12AC