2019-2020学年高中物理 第1章 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.知道坐标、坐标变化、运动轨迹的区别和联系.2.重新认识速度的定义，体会其在初中基础上的变化．(重点)3.了解速度方向的由来，知道速度的方向就是物体运动的方向．(重点)4.理解瞬时速度、平均速度、瞬时速率、平均速率的区别与联系．(难点)5.能在具体生活情境中正确使用各种表示物体运动快慢的概念，并能进行相应计算．(重点)6.体会瞬时速度概念的极限思想、平均速度的等效思想．(难点)自主探新知预习一、坐标与坐标的变化量1．坐标：以直线为x坐标轴，物体的位置就可以用来表示．2．坐标的变化量：Δx＝，Δx的大小表示，Δx的正负表示．3．时间的变化量：Δt＝.t2－t1坐标x2－x1位移的大小位移的方向二、速度1．定义：与发生这个位移所用的比值，叫作速度．2．表达式：v＝_____.3．单位：米每秒，符号是或.1m/s＝km/h.4．矢量性：速度是矢量，速度的方向就是物体．5．物理意义：表示物体的物理量．运动快慢ΔxΔt位移时间m/sm·s－13.6运动的方向三、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_____________的比值叫作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．(4)矢量性：平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间Δt内发生的的方向相同．所用时间Δt粗略位移ΔxΔt2．瞬时速度(1)定义：物体在(或经过某一位置)的速度叫作瞬时速度．(2)物理意义：地描述物体运动的快慢．3．速度和速率(1)速率：瞬时速度的叫作速率．(2)速度与速率的区别：速度是矢量，速率是标量；速率只反映物体运动的快慢，而速度却同时反映运动的和运动的．方向某一时刻精确大小快慢1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)时间变化量一定为正值．()(2)由公式v＝ΔxΔt知，运动物体的位移Δx越大，速度越大．()(3)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度．()(4)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态．()(5)子弹以速度v从枪口射出，v指瞬时速度．()√√×√×2．(多选)下列关于速度的说法正确的是()A．速度是矢量，既有大小也有方向B．速度描述物体运动的快慢，只有大小C．速度越大，物体的位移越大D．速度越大，物体在单位时间内的位移越大AD[速度是描述物体运动快慢的物理量，既有大小，也有方向；位移的大小，既与速度大小有关，又与时间长短有关．]3．下列速度中，指平均速度的是()A．雨滴落地时的速度B．汽车通过汕头海湾大桥的速度C．子弹射出枪口时的速度D．跳水运动员起跳后，到达最高点的速度B[平均速度是指物体在某段时间内或某段位移内的速度，A、C、D都是指物体在某一位置时的速度，均表示瞬时速度，所以只有B正确．]合作攻重难探究对速度的认识1.公式v＝ΔxΔt是速度的定义式，用比值定义法定义，不能认为v与位移成正比、与时间间隔成反比．2．矢量性：速度有大小、方向．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．1．(多选)下列关于速度的说法中，正确的是()A．速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动快B．速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化大C．速度越大，位置变化越快，位移也就越大D．一段时间内物体的位置不变化，则这段时间内物体速度为零AD[根据速度的定义知A、D正确．速度大表示物体的位置变化快，但在很短的时间内物体位置变化即位移不一定大，故B、C错误．]2.小李乘坐高铁，当他所在的车厢刚要进隧道时，看到车厢内显示屏上的示数为216km/h，他立即观察手表秒针走动，经过20s车厢出了隧道，则该隧道的长度约为()A．600mB．1200mC．2160mD．4320mB[x＝vt＝2163.6×20m＝1200m，B正确．]平均速度和瞬时速度平均速度瞬时速度对应关系与某一过程中的一段位移、一段时间对应与运动过程中的某一时刻、某一位置对应区别物理意义粗略描述质点在一段位移或一段时间上的运动快慢和方向精确描述质点在某一位置或某一时刻运动的快慢和方向区别矢量性与对应时间内物体的位移方向相同与质点所在位置的运动方向相同联系(1)在公式v＝ΔxΔt中，Δt→0，平均速度即为瞬时速度(2)在匀速直线运动中，各点的瞬时速度都相等，所以任意一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度3．关于瞬时速度，下列说法中不正确的是()A．瞬时速度是矢量，能精确地描述物体运动的快慢和方向B．瞬时速度是物体在某一段位移内的速度C．匀速直线运动是瞬时速度不变的运动D．瞬时速度是运动物体在某一时刻或某个位置的速度B[瞬时速度是矢量，表示某一时刻或者某个位置时物体的运动快慢，能精确地描述物体运动的快慢和方向，A、D正确，B错误；匀速直线运动过程中速度恒定不变，即每一刻的瞬时速度都是相等的，C正确．]4．下列说法正确的是()A．平均速度即为速度的平均值B．速率是指瞬时速度的大小C．火车以速度v经过某一段路，v是指瞬时速度D．子弹以速度v从枪口射出，v是平均速度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的快慢，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大小，对应的是一个位置或者某一瞬间，故B正确，D错误．]5．一辆汽车沿平直公路行驶，开始以54km/h的速度行驶了全程的14，接着以速度v行驶其余的34的路程，已知全程的平均速度为72km/h，则v等于()A．22.5km/hB．81km/hC．80km/hD．90km/hB[设全程的位移为4x，则汽车以速度v1＝54km/h行驶了前x的位移，以速度v行驶了后3x的位移．则汽车通过前14位移的时间t1＝xv1；汽车通过后34位移的时间t2＝3xv，全程平均速度v＝4xt1＋t2，代入解得v＝81km/h，选项B正确．]平均速度、平均速率和速率的比较1.平均速度＝位移时间.2．平均速率＝路程时间.3．速率：瞬时速度的大小．4．注意：(1)因为位移一般小于路程，所以平均速度一般小于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率．(2)瞬时速度的大小叫速率，但是平均速度的大小不是平均速率．【例】如图所示，某质点沿边长AB＝3m，BC＝4m的矩形从A点沿逆时针方向匀速率运动，在5s内运动了矩形周长的一半到达C点．求：(1)质点的位移和路程；(2)平均速度和平均速率各为多大？思路点拨：①求质点的位移和平均速度时必须指明其方向．②求同一过程的平均速度和平均速率时对应时间相同，但前者对应质点的位移，后者对应质点的路程．[解析](1)位移大小AC＝AB2＋BC2＝32＋42m＝5m，方向由A指向C.路程L＝AB＋BC＝3m＋4m＝7m.(2)由平均速度公式v＝ACt＝55m/s＝1m/s，方向由A指向C.由平均速率公式v′＝Lt＝75m/s＝1.4m/s.[答案](1)5m，方向由A指向C7m(2)1m/s，方向由A指向C1.4m/s上例中，若质点再用2s时间沿逆时针方向运动回到A点，则质点全程的平均速度和平均速率各多大？[提示]平均速度v1＝0平均速率v1′＝147m/s＝2m/s.6．物体沿一直线运动，先以5m/s的速度运动一段时间，接着以2m/s的速度运动相等的时间，其整个过程的平均速度为v1；若该物体以5m/s的速度运动一段位移，接着以2m/s的速度运动相等的位移，其平均速度为v2.则v1、v2的大小关系是()A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1＝v2D．不确定A[(1)物体的总位移为x＝5t＋2t＝7t，则全程的平均速度为v1＝x2t＝7t2t＝3.5m/s；(2)全程的运动时间为t′＝x′5＋x′2＝7x′10，则全程的平均速度为v2＝2x′t′＝2x′7x′10＝207m/s.故v1＞v2.故选A.]课堂小结知识脉络1.速度是描述质点运动快慢的物理量，是矢量．2．平均速度是指位移与时间的比值，是矢量，其方向与位移方向相同．3．瞬时速度是指物体在某一时刻或经过某一位置时的速度．4．瞬时速度的大小叫速率．但平均速度的大小与平均速率不同，在同一运动中前者总是小于或等于后者.当堂固双基达标1．(多选)对于各种速度、速率，下列说法中正确的是()A．平均速率是平均速度的大小B．瞬时速率是瞬时速度的大小C．瞬时速度是指较短时间内的平均速度D．对于匀速直线运动，平均速度与瞬时速度相等BD[平均速率并不是平均速度的大小，一般情况下，平均速率要大于平均速度的大小，故A错误；瞬时速度的大小即瞬时速率，B正确；v＝ΔxΔt，即使Δt很短，v仍为平均速度，只有当Δt→0时才为瞬时速度，C错误；匀速直线运动的速度大小和方向均不变，故D正确．]2．某同学用手机计步器记录了自己从家到公园再回到家的锻炼情况，如图所示，则下列说法正确的是()A．图中的速度5.0km/h为平均速度B．图中的速度5.0km/h为瞬时速度C．图中的速度5.0km/h为平均速率D．图中的速度5.0km/h为平均速度的大小C[手机计步器记录的步数和行程为该同学在这段时间内行走的路程，图中对应的速度5.0km/h为平均速率，故选项C正确．]3．(多选)下列关于平均速度、瞬时速度、平均速率的说法中正确的是()A．平均速度v＝ΔxΔt，当Δt充分小时，该式可表示某时刻的瞬时速度B．匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动D．平均速度的大小就是平均速率AB[平均速度v＝ΔxΔt，当Δt充分小时，该式可表示某时刻的瞬时速度，故A正确；匀速直线运动的瞬时速度不变，所以平均速度等于瞬时速度，故B正确；瞬时速度可以精确描述变速运动的快慢情况，平均速度描述的是一段时间内或一段位移内的运动的平均快慢，不能精确地描述变速运动的快慢，故C错误；平均速度是质点在某段时间内运动的位移与所用时间的比值，而平均速率是所用路程与时间的比值，故D错误．]4．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Δx1＝30m经过B点，又运动了t2＝5s前进了Δx2＝60m到达C点，在C点停了t3＝4s后又向西行，经历了t4＝6s运动Δx4＝120m到达A点西侧的D点，其运动图如图所示，求：(1)全过程的平均速度；(2)全过程的平均速率．[解析](1)全程的平均速度大小为v＝Δx4－Δx1＋Δx2＋Δx3t1＋t2＋t3＋t4＝1.5m/s平均速度的方向向西．(2)全程的平均速率为v＝Δx1＋Δx2＋Δx3＋Δx4t1＋t2＋t3＋t4＝10.5m/s.[答案](1)1.5m/s方向向西(2)10.5m/s