2020版新教材高中物理 1.3 速度课件 鲁科版必修1

第3节速度一、平均速度1.物理意义：_________描述_______________物体运动的_________和_________。2.文字表述：物体运动的_________与所用_________之比，通常用表示。大致一段时间内快慢方向位移时间v3.标矢性：(1)大小：=。(2)方向：平均速度是_________，其方向与____________相同。vst矢量位移方向4.单位：速度的单位是米/秒，符号为m/s或m·s-1。5.关于平均速度的说法符合科学实际的是_________。①平均速度可以对应一个时间点。②匀速运动中，不同位移内的平均速度一定相等。③平均速度可以对应一段位移。④变速直线运动中，不同位移内的平均速度一般不相等。②③④二、瞬时速度1.物理意义：_________描述物体在___________(时刻)运动的快慢和方向。2.文字表述：物体在___________(时刻)的速度。3.标矢性：(1)大小：瞬时速度的大小称为_____________，简称速率。准确某位置某位置瞬时速率(2)方向：瞬时速度是_________，其方向与物体的_____________相同。矢量运动方向4.瞬时速度的测量：(1)原理：用很短时间内的_____________大小代替。(2)方法：①光电门法。用光电门实验装置可测物体在极短时间内的_____________，认为它就是测得的___________。平均速度平均速度瞬时速度②速度计法。用速度计可直接读出物体在某一时刻或某一位置的瞬时速度的_________。大小5.速率与速度的表述，符合科学实际的有_______。①瞬时速度的大小叫作瞬时速率，简称速率。②速度是矢量，速率也是矢量。③速率只反映物体运动的快慢，而速度却同时反映运动的快慢和运动的方向。①③一速度1.速度的概念：(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，不关注运动方向，路程即位移大小。2.速度的定义式：(1)公式v=中的Δs是物体运动的位移，不是路程。(2)v=是速度的定义式，不是决定式，不能认为v与位移Δs成正比、与时间Δt成反比。stst3.速度的标矢性：(1)速度既有大小，又有方向，是矢量。速度的方向就是物体的运动方向。(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。【思考·讨论】情境：如图所示，自行车、公共汽车、火车都沿平直道路行驶，其相关数据如表。初始位置/m经过时间/s末位置/mA.自行车沿平直道路行驶020100B.公共汽车沿平直道路行驶010100C.火车沿平直轨道行驶500301250讨论：(1)如何比较A和B的运动快慢？(科学思维)提示：它们经过的位移相同都是100m，A用的时间长(20s)，B用的时间短(10s)。在位移相同的情况下，时间短的运动得快，即公共汽车比自行车快。(2)如何比较B和C的运动快慢？(科学思维)提示：它们的位移不同，所用的时间也不同，要比较它们的运动快慢，需要计算它们平均每秒钟位移的大小。单位时间内位移大的运动得快。可算得公共汽车每秒位移大小为10m，火车每秒位移大小为25m，火车运动得快。【典例示范】(多选)(2019·福州高一检测)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为2m/s，乙质点的速度为-4m/s，则可知世纪金榜导学号()A.乙质点比甲质点运动得快B.因为+2-4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度C.这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10s后甲、乙两质点相距60m【解析】选A、C、D。因为速度是矢量，所以其正、负号表示物体的运动方向，C正确；速度是矢量，比较大小时看绝对值，A正确，B错误；甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，10s后的距离等于两者位移之和，计算可得D正确。【规律方法】速度矢量性的应用(1)速度是矢量，做直线运动的物体的速度可用正、负号表示其运动的方向，速度的方向与正方向相同时取正值，相反时取负值。(2)物体做直线运动时，一般规定速度的正方向与位移的正方向相同，即在同一坐标系中同时分析速度和位移的问题。【素养训练】1.(2019·厦门高一检测)对速度的定义式v=，以下叙述不正确的是()A.物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移s成正比，与运动的时间t成反比B.速度v的大小与运动的位移s和时间t都无关stC.此速度定义式适用于任何运动D.速度是表示物体运动快慢的物理量【解析】选A。v=是计算速度的公式，适用于任何运动，C正确；此式只说明计算速度可用位移s除以时间t来获得，并不是说v与s成正比，与t成反比，A错误、B正确；速度是表示物体运动快慢的物理量，D正确。st2.(多选)为了比较物体运动的快慢，可以采用的方法有()A.在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间越长的运动越快B.在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间越长的运动越慢C.在时间相同的情况下，比较所通过的位移大小，位移越大的运动越快D.在时间相同的情况下，比较所通过的位移大小，位移越大的运动越慢【解析】选B、C。利用速度可以表示物体运动的快慢，而速度的定义是单位时间内通过的位移，当位移相同时，则可以通过比较时间的长短来判断物体运动的快慢，时间越长的运动越慢，B正确，A错误；当时间相同时，可以比较位移的大小，位移越大的运动越快，C正确，D错误。二平均速度与瞬时速度的比较平均速度与瞬时速度的比较平均速度瞬时速度区别对应关系与一段时间或一段位移对应与某一时刻或某一位置对应物理意义粗略描述物体在一段时间内或一段位移内运动的快慢精确描述物体运动的快慢平均速度瞬时速度区别矢量性矢量，与位移的方向相同矢量，沿轨迹上某一点的切线方向联系（1）=中，当t→0时，平均速度可看成瞬时速度(2)两者的大小无必然联系，即瞬时速度大，平均速度不一定大stv【思考·讨论】情境：如图所示，张茜同学百米比赛用时12s，前2s内的位移为12m，第2个2s内位移为14m，第3个2s内位移为16m，第4个2s内位移为19m，第5个2s内位移为20m，第6个2s内位移为19m。讨论：(1)计算上述6个时间间隔内的平均速度，并说明哪段时间运动得最快？8s末的速度一定等于12s末的速度吗？(物理观念)提示：第1个2s=6m/s第2个2s内=7m/s第3个2s内=8m/s第4个2s内=9.5m/s第5个2s内=10m/s第6个2s内=9.5m/s214mv2s＝112mv2s＝316mv2s＝419mv2s＝520mv2s＝619mv2s＝第5个2s内运动得最快。8s末的速度不一定等于12s末的速度。(2)通过以上数据，你能知道这个同学的“起跑速度”“冲刺速度”以及“最大速度”吗？(科学思维)提示：不能，这些速度都不是某一时刻的速度。【典例示范】(多选)气垫导轨上滑块经过光电门时，滑块上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt，用游标卡尺测得遮光条的宽度为Δx，以下说法中正确的有世纪金榜导学号()A.是遮光条通过光电门的平均速度大小B.就是滑块通过光电门的瞬时速度大小C.是否接近滑块通过光电门的瞬时速度大小，与Δt的大小无关D.为使更接近滑块的瞬时速度大小，可换用更窄的遮光条xtxtxtxt【解析】选A、D。是遮光条通过光电门的平均速度大小，可以近似代表滑块通过光电门的瞬时速度大小，故A正确，B错误；Δt越小，就越接近滑块经过光电门的瞬时速度大小，故C错误；滑块的瞬时速度表示滑块在某一时刻的速度，当Δt→0时，可看成滑块的瞬时速度大小，Δx越小，相应Δt也就越小，故D正确。xtxtxt【素养训练】1.下列说法正确的是()A.平均速度即为速度的平均值B.瞬时速率是指瞬时速度的大小C.火车以v经过某一段路，v是指瞬时速度D.子弹以v从枪口射出，v是平均速度【解析】选B。平均速度是指物体在一段时间内或者一段位移内平均运动快慢，不是速度的平均值，平均速度对应一段位移或者一段时间，所以A、C错误；瞬时速度是指物体经过某一位置或在某一瞬间时的速度，对应的是一个位置或者某一瞬间，而瞬时速度的大小即瞬时速率，故B正确，D错误。2.(多选)(2019·莆田高一检测)在某次世锦赛比赛期间，有三位中国华侨A、B、C同时从所住的同一地点M出发，前往赛场N为中国的运动员加油，他们分别选择了三条不同的路径，最后同时到达赛场，如图所示。则下列说法中正确的是()A.三位华侨从M点到N点的平均速度相同B.三位华侨到达N点的瞬时速度相同C.三位华侨从M点到N点的平均速率相同D.B华侨从M点到N点的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同【解析】选A、D。三位华侨同时从同一地点出发沿不同路径到达同一地点，位移相同，所用时间相同，故平均速度相同，选项A正确；三位华侨的路程不同，故平均速率不同，选项C错误；无法判断谁到达N点的瞬时速度大，但三位华侨到达N点的瞬时速度方向不同，选项B错误；B华侨沿直线运动，全程中他的速度方向是不变的，选项D正确。【补偿训练】1.(多选)下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是()A.平均速度，当t足够小时，该式可表示t时刻的瞬时速度B.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度svtC.瞬时速度和平均速度都可以精确描述运动的快慢D.只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢【解析】选A、B、D。由平均速度定义式可知，当t足够小，甚至趋近于零时，该式可表示t时刻的瞬时速度，A正确；匀速直线运动的速度不变，各段时间内的平均速度均等于瞬时速度，B正确；平均速度只能粗略反映一段时间内物体运动的快慢程度，而瞬时速度能精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢及方向，C错误，D正确。svt2.气象台对“玉兔”台风预报是：风暴中心以18km/h左右的速度向西北方向移动，在登陆时，近中心最大风速达到33m/s。报道中的两个速度数值分别是指()A.平均速度，瞬时速度B.瞬时速度，平均速度C.平均速度，平均速度D.瞬时速度，瞬时速度【解析】选A。平均速度对应的是一段时间或一段位移，而瞬时速度对应的是某时刻或某位置，18km/h指的是台风向西北方向移动一段时间或一段位移的平均速度，33m/s指的是台风登陆时刻的瞬时速度，故A正确。三平均速度与平均速率的计算1.计算平均速度的方法：(1)选取一个运动物体为研究对象。(2)选取一个运动过程为研究过程，并确定相应的s及t。(3)由求出平均速度，平均速度的方向与位移方向相同。若为匀速直线运动，平均速度等于任一时刻的瞬时速度；若t非常小，可近似认为等于t内某时刻的瞬时速度。svtv2.几个容易混淆的概念：(1)平均速度：位移与时间的比值，平均速度=。(2)平均速率：路程与时间的比值，平均速率=。(3)瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率；平均速度的大小不是平均速率，只有在单一方向的直线运动中两者才大小相等。位移时间路程时间【典例示范】(2019·三明高一检测)某人沿着平直公路由A出发到达D点，前t1=5s内向东运动了Δs1=30m经过B点，又运动了t2=5s前进了Δs2=60m到达C点，在C点停了t3=4s后又向西行，经历了t4=6s运动Δs4=120m到达A点西侧的D点，其运动过程如图所示，求：世纪金榜导学号(1)全过程的平均速度。(2)全过程的平均速率。【思维建模】【解析】(1)全程的平均速度大小为v==1.5m/s，平均速度的方向向西。(2)全程的平均速率为=10.5m/s答案：(1)1.5m/s，方向向西(2)10.5m/s12341234|ssss|tttt12341234ssssvtttt＝【误区警示】求平均速度时常见的两种错误(1)认为平均速度就等于速度的平均值，即(v1、v2分别是物体的初、末速度)。实际上这个式子对于极个别的运动适用，但对于一般的直线运动和曲线运动是不适用的。12vvv2＝(2)认