2019-2020学年高中物理 第1章 3 运动快慢与方向的描述——速度课件 教科版必修1

3.运动快慢与方向的描述——速度1.了解速度的大小和方向的定义.2.理解速度的意义,并知道瞬时速度的大小是速率.3.能够区别平均速度和瞬时速度,会用平均速度公式进行有关计算.4.了解v-t图像,能由v-t图像得出物体速度的变化规律.5.会使用打点计时器及利用纸带求平均速度.项目概念内容知识要点速度描述物体运动快慢和运动方向的物理量(1)公式v=𝛥x𝛥t(2)单位:m/s(3)换算:1m/s=3.6km/h平均速度物体运动位移与时间的比值,v=𝛥x𝛥t平均速度是矢量,方向与位移方向相同瞬时速度物体在某一时刻或经过某一位置时的速度(瞬时速度简称速度)瞬时速度的大小等于瞬时速率,瞬时速度是矢量,瞬时速率是标量瞬时速率瞬时速度的大小(瞬时速率简称速率)项目概念内容知识要点v-t图像以速度为纵轴,时间为横轴,建立平面直角坐标系,用来描述速度与时间关系的图像,简称速度图像(1)匀速直线运动的v-t图像为一条平行于时间轴的直线(2)匀速直线运动的速度图线与t轴围成的面积表示物体的位移探究一探究二探究三项目平均速度瞬时速度物理意义粗略描述物体运动快慢,和时间、位移对应精确描述物体运动快慢,和时刻、位置对应定义运动质点的位移与所用时间的比值运动质点在某一时刻或某一位置的速度联系(1)两者的求解公式都为v=𝛥x𝛥t,瞬时速度可看做当Δ𝑡→0时Δt内的平均速度(2)匀速直线运动中,瞬时速度和平均速度始终相同如何区分平均速度和瞬时速度探究一探究二探究三平均速度和平均速率的区别和联系对比平均速度平均速率区别定义物体运动的位移与发生这段位移所用时间的比值物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值性质是矢量,既有大小,又有方向是标量,只有大小,没有方向联系由于一段时间内物体发生的位移和通过的路程在数值上无直接联系,所以平均速度大小和平均速率也没有直接联系,即平均速率一般不等于平均速度的大小.只有当物体做单向直线运动时,位移大小才等于路程,平均速度的大小才等于平均速率顺口溜,学规律:瞬时速度即速度,瞬时速率即速率平均速度看位移,平均速率看路程路程多数大位移,单向直线正相等若问二者何不同,矢量标量要分清探究一探究二探究三打点计时器的使用仪器打点计时器(电源频率50Hz,每隔0.02s打一次点)电磁打点计时器(4~6V交流电源)电火花打点计时器(220V交流电源)工作原理交变电流通过线圈时,类似于电磁铁,产生磁性,由于是交变电流,所以磁极交替变化,将振片磁化,与永久磁铁相互吸引排斥,振针周期性地打在复写纸上,复写纸压在纸带上,在穿过限位孔的纸带上留下点迹电火花打点计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,放电生热,将墨粉留在纸带上,于是在运动的纸带上就打出一系列点迹探究一探究二探究三作用打点计时器是用来计时的仪器,可以从纸带上直接得到的物理量是时间,可以测量的物理量是位移,可以计算的物理量是平均速度、瞬时速度和加速度(后面学到)等.例如:计算纸带经过E点时的瞬时速度,先用刻度尺测量Δx的长度,同时已知每两个点间隔0.02s,则纸带在D、F两点间的平均速度v=𝛥x𝛥t,由于Δ𝑡=0.04s很短,可用这个平均速度近似代替𝐸点的瞬时速度【例题1】下列所说的速度中,哪些是平均速度?哪些是瞬时速度?(1)百米赛跑运动员以9.5m/s的速度冲过终点线.(2)经提速后列车的速度达到150km/h.(3)由于堵车,在隧道内的车速仅为1.2m/s.(4)返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中.(5)子弹以800m/s的速度撞击墙壁.解析:(1)9.5m/s是运动员冲过终点这一位置所对应的速度,是瞬时速度;(2)150km/h不是某一时刻或到某地时的速度,而是列车提速后在全程中的平均速度;(3)1.2m/s是车在隧道内这一段位移对应的速度,是平均速度;(4)8m/s是太空舱在落入太平洋这一时刻所对应的速度,是瞬时速度;(5)800m/s是子弹撞击墙这一时刻的速度,是瞬时速度.答案:(2)(3)是平均速度,(1)(4)(5)是瞬时速度.反思平均速度与某一过程中的位移、时间对应,而瞬时速度与某一瞬间的位置、时刻对应.【例题2】某部队举行代号为“猎狐”的军事演习,甲、乙两个小分队同时从同一处O点出发,并同时捕“狐”于A点,指挥部在荧光屏上描出两个小分队的行军路径如图所示,则()①两个小分队运动的平均速度相等.②甲小分队的平均速度大小大于乙小分队的平均速度大小.③两个小分队运动的平均速率相等.④甲小分队的平均速率大于乙小分队的平均速率.A.①④B.①③C.②④D.②③解析:根据荧光屏上显示的路径,可知甲、乙两队通过的路程不同,s甲s乙.但两者的始、末位置都相同,因此其位移大小、方向都相同,即x甲=x乙;根据平均速度的定义,它等于位移与时间之比,所以甲、乙两队运动的平均速度相同;在日常生活中用运动物体通过的路程与时间之比表示平均快慢程度,称为平均速率,可见,甲队的平均速率大于乙队.选项A正确.答案:A反思(1)在计算速度时一定要看清是求平均速度还是平均速率,因为二者对应的物理意义不同.平均速度与位移对应,而平均速率与运动物体的路程对应,这是审题时要特别注意的;(2)平均速率大于或等于平均速度的大小.【例题3】下图为某次实验时打出的纸带,打点计时器每隔0.02s打一个点,图中O点为第一个点,A、B、C、D为每隔一点选定的计数点.根据图中标出的数据,打A、D点时间内纸带的平均速度有多大?打B点时刻纸带的瞬时速度有多大?你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗?解析:AD段的平均速度𝑣𝐴𝐷=𝐴𝐷𝑡𝐴𝐷=43.25-15.500.02×2×3cm/s=231.25cm/s当时间间隔很短时,用平均速度代替瞬时速度,故B点的瞬时速度vB=𝐴𝐶𝑡𝐴𝐶=32.50-15.500.02×2×2cm/s=212.50cm/s无法算出OD段的平均速度,因为不知道O、D间有多少个点,因而不知道OD段的时间间隔.答案:231.25cm/s212.50cm/s无法算出OD段的平均速度