高中物理 第一章　运动的描述 第3节 运动快慢的描述速度课件 新人教必修1.ppt

3 3运运动快慢的描述快慢的描述速度速度1知道直线坐标系中坐标与位移的关系2理解速度的概念，知道速度表示物体运动的快慢3理解和区分平均速度与瞬时速度4知道速度是矢量，既有大小又有方向5区别瞬时速度和速率2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三2一、坐标与坐标的变化量1直线坐标系直线坐标轴上每一点的_表示该点的坐标，两个坐标的_表示坐标的变化量，不同含义的坐标轴上坐标的变化量具有_的物理意义2位移在位移轴上坐标变化量表示_，即x _，x的大小表示位移的大小，x的正负表示位移的_，如下图甲数数值差差值不同不同位移位移x x2 2x x1 1方向方向2021/8/11 星期三33时间在时间轴上坐标变化量表示_，即t_，如图乙t t2 2t t1 1时间二、速度1定义：位移与发生这段位移所用_的比值2定义式：v .3物理意义：描述物体运动的_及运动_.4单位：国际单位制中是_，符号_，另外在实用中还有_、_等.1 m/s_ km/h.时间方向方向快慢快慢米每秒米每秒m/sm/skm/hkm/hcm/scm/s3.63.62021/8/11 星期三45方向：速度是矢量，其方向就是物体_的方向6速度的大小在数值上等于物体在_内发生的位移【思考思考】发生位移越大的物体一定运动的越快吗？运运动单位位时间【答案答案】不一定由于描述物体运动的快慢用速度，速度等于物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，由于不知道时间长短，所以无法确定物体运动的快慢2021/8/11 星期三5三、平均速度和瞬时速度1平均速度(1)定义：在某段时间内物体的位移x与发生这段_所用的时间t的_，叫做这段时间(或位移)内的平均速度公式表示为：v .(2)意义：平均速度反映做变速运动的物体在某段时间内运动的_，它是对变速直线运动的_描述(3)矢量性：平均速度的方向与t时间内发生的位移x的方向_.位移位移比比值平均快慢平均快慢粗略粗略相同相同2021/8/11 星期三62瞬时速度(1)定义：运动物体在某一_(或经过某一位置)时的速度叫做瞬时速度(2)意义：瞬时速度反映的是物体在某一时刻(或经过某一位置)时运动的快慢，它能_地描述物体做变速运动的快慢，瞬时速度的大小通常叫速率时刻刻精确精确2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三8一、对平均速度和瞬时速度的理解1平均速度(1)反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段位移或一段时间相对应(2)在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同时间段内或不同位移上的平均速度一般不同，必须指明求出的平均速度是对应哪段时间内或哪段位移的平均速度，不指明对应的过程的平均速度是没有意义的(3)平均速度是矢量，其大小可由公式 求出，其方向与一段时间t内发生的位移的方向相同，与运动方向不一定相同2021/8/11 星期三92瞬时速度(1)瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢及方向，是矢量，一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度(2)瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应，即对应于某一状态(3)瞬时速度的方向就是该状态物体运动的方向3两者的关系(1)当位移足够小或时间足够短时，可以认为瞬时速度就等于平均速度(2)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等2021/8/11 星期三10(1)平均速度的大小与瞬时速度的大小没有必然的关系，即瞬时速度大的物体，其平均速度不一定大(2)平均速度与速度的平均值是不同的，速度的平均值并不一定等于平均速度1.小华和小明两位同学进行冲刺比赛，小华8 s奔跑出了70 m，小明奔跑80 m用了9 s则小华冲刺得比小明_(填“快”或“慢”)【答案答案】慢2021/8/11 星期三112如下图所示，两路灯灯杆A、B相距40 m，一辆汽车用3.2 s时间通过这两根路灯灯杆，据此可以计算出汽车在这段位移中的_速度为_m/s.若灯杆A的近旁相距0.42 m处有一块路牌，汽车驶过路牌和灯杆的这一小段距离只用了0.03 s，在这段时间里的平均速度为_m/s，可以认为汽车驶过灯杆时的_速度为_m/s.【答案答案】平均12.514瞬时142021/8/11 星期三12二、瞬时速率和平均速率1瞬时速率瞬时速度的大小称为瞬时速率，它是标量，只有大小，没有方向2平均速率(1)定义：运动物体通过的路程与通过这段路程所用时间的比值，是标量(2)说明：平均速率与平均速度是两个完全不同的概念由于在一般情况下质点的路程要大于位移的大小，所以平均速率一般也要大于平均速度的大小，只有在单向的直线运动中，两者的大小才能相等2021/8/11 星期三13(3)举例：如右图所示，一质点沿直线AB运动，先以速度v从A运动到B，接着以速度2v沿原路返回到A，则此过程的位移是零，所以平均速度是零，但平均速率不等于零，设AB相距l，则其平均速率为 ，由此可以看出，平均速率与平均速度不同3.有一辆汽车沿笔直公路行驶，第1 s内通过5 m的距离，第2 s内和第3 s内各通过20 m的距离，第4 s内通过15 m的距离，第5 s内反向通过10 m的距离，求这5 s内的平均速度和平均速率及后2 s内的平均速度和平均速率2021/8/11 星期三14【答案答案】10 m/s14 m/s2.5 m/s12.5 m/s2021/8/11 星期三15三、位移时间图象在平面直角坐标系中，用横轴表示时间t，用纵轴表示位移x，根据给出的(或测定的)数据，作出几个点的坐标，用直线将几个点连接起来，则这条直线就表示了物体的运动特点，这种图象就叫做位移时间图象，简称为位移图象如右图所示为汽车自初位置开始，每小时的位移都是50 km的x-t图象2021/8/11 星期三161匀速直线运动的x-t图象一定是一条直线2根据图象可以知道质点在任意一段时间内的位移，也可以知道发生一段位移所需要的时间3x-t图象表示的是位移随时间变化的情况，绝不是运动的径迹观察物理图象的方法首先是看横、纵轴所表示的物理量；其次看图象，从横、纵轴上直接可获取的信息，联系实际，搞清物理情景说出右图中各段线段表示的运动过程和物理意义2021/8/11 星期三17【答案答案】在图中，0时刻即开始计时，已经有了位移s1；AB段表示物体做匀速直线运动，s与t成正比，t1时刻的位移为s2；BC段s没有变化，即物体处于静止状态CD段物体做匀速直线运动，位移越来越小，说明CD段物体的运动方向与AB段物体的运动方向相反，最后回到起始点，位移为0.说一说2021/8/11 星期三18著名物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼(P.R.Feynman,19181988)曾讲过这样一则笑活一位女士由于驾车超速而被警察拦住警察走过来对她说：“太太，您刚才的车速是60英里每小时！”(1英里=1.609千米)这位女士反驳说：“不可能的！我才开了7分钟，还不到一个小时，怎么可能走了60英里呢？”“太太，我的意思是：如果您继续像刚才那样开车，在下一个小时里您将驶过60英里”“这也是不可能的我只要再行驶10英里就到家了，根本不需要再开过60英里的路程”(如上图所示)通过这个笑话，你对“用比值定义物理量”是否有了更深刻的认识？2021/8/11 星期三19【点拨】警察所说的超速是指瞬时速度；女士所说的是一段时间内走过的路程，她不明白瞬时速度的概念汽车以36 km/h的速度从甲地匀速行驶到乙地用了2 h如果汽车从乙地按原路返回甲地仍做匀速运动，用了2.5 h，那么汽车返回时的速度为()A8 m/sB8 m/sC28.8 km/h D28.8 km/h2021/8/11 星期三20【解析解析】【答案答案】AC深刻理解速度矢量的物理意义，弄清速度矢量的正、负号所表示的物理意义是解决本题的关键2021/8/11 星期三2111：甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正方向，甲质点的速度为2 m/s，乙质点的速度为4 m/s，则可知()A乙质点的速率大于甲质点的速率B因为24，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质点运动的方向D若甲、乙两质点同时由同一地点出发，则10 s后甲、乙两质点相距60 m2021/8/11 星期三22【解析解析】因为速度是矢量，其正、负号表示质点的运动方向，速率是标量，在匀速直线运动中，速度的大小等于速率，故A、C正确，B错；甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，故D正确【答案答案】ACD一辆汽车以20 m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地，又以 30 m/s的速度从乙地运动到丙地，如右上图所示，已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等，求汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度2021/8/11 星期三23【解析解析】根据平均速度的定义，汽车从甲地到丙地的平均速度，等于甲、丙两地间的总位移与总时间的比值，即 .设甲、乙两地间的距离和乙、丙两地间的距离均为L，则位移s=x甲乙+x乙丙=L+L=2L，时间t=t甲乙+t乙丙，而t甲乙=，t乙丙=，所以 m/s=24 m/s.【答案答案】24 m/s【易错警示】有的同学可能会认为平均速度 =(v1+v2)/2=25 m/s，其实这是不对的计算平均速度一定要根据其定义来解决如果本例改成“物体在前半段时间和后半段时间内的速度分别为20 m/s和30 m/s，求它在整个时间内的平均速度”，则情况有明显变化，设两段时间均为t，则平均速度 =25 m/s.对比可见，该结果仍然是从平均速度的定义转化而来2021/8/11 星期三24【解析解析】由于路程为11r，而位移的大小为2r，所以平均速率为11r/t，平均速度的大小为2r/t.【答案答案】21：某物体以半径r做圆周运动，在时间t内运动了5.5周，求时间t内物体的平均速率和平均速度的大小2021/8/11 星期三25如右图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x-t图象，下面说法正确的是()A甲、乙两物体的出发点相距x0B甲、乙两物体都做匀速直线运动C甲物体比乙物体早出发的时间为t1D甲、乙两物体向同方向运动2021/8/11 星期三26【解析解析】由图可知，甲从距原点x0处出发，乙由原点出发，故两物体出发点相距x0，A对；两图线都是倾斜直线，即两物体都做匀速直线运动，B对；甲开始计时就出发，乙在计时后t1才出发，故甲比乙早出发时间t1，C对；甲、乙图线的斜率分别为负值和正值，表明甲向负方向运动，乙向正方向运动，甲、乙运动方向相反，D错【答案答案】ABC2021/8/11 星期三27用图象阐明物理规律是物理学中常用的方法，具有简明直观的特点由于刚开始接触图象，所以要注意从数形关系以及函数图象与物理量间的对应关系去领会xt图象的物理含义分析判断直线运动的位移时间图象时，要从三点来分析：(1)图象是直线还是曲线如果图象是直线，则表示物体做匀速直线运动，否则一定做变速运动(2)物体开始运动的初始位置物体开始运动的初始位置由t0时的位移即纵轴的截距决定(3)物体的运动方向随着时间的增大，如果物体的位移越来越大，则物体向前运动，速度为正否则物体做反向运动，速度为负(4)切不可将xt图象当作物体的运动轨迹2021/8/11 星期三2831：下图是做直线运动的甲、乙两个物体的位移时间图象，由图象可知()A乙开始运动时，两物体相距20 mB在010 s这段时间内，两物体间的距离逐渐增大C在1025 s这段时间内，两物体间的距离逐渐变小D两物体在10 s时相距最远，在25 s时相遇2021/8/11 星期三29【解析解析】由图象可知，乙在10 s时刚开始运动，此时两物体间的距离已超过20 m在010 s这段时间内，两物体纵坐标的差值逐渐增大，说明两物体间的距离逐渐增大在1025 s这段时间内，两物体纵坐标的差值逐渐减小，说明两物体间的距离逐渐变小因此，两物体在10 s时相距最远在25 s时，两图线相交，两物体纵坐标相等，说明它们到达同一位置而相遇【答案答案】BCD2021/8/11 星期三30速度与速率、平均速度与平均速率是两组容易混淆的概念，同时又是运动学中很重要的两组概念学习时，注意从本质上分析每个概念的特征，紧紧抓住概念本身的定义，对于矢量概念，还要注意其方向性中国铁路第四次大提速后，首次出现了“星级列车”T14次列车从上海始发，途经蚌埠、济南等城市，最后到达北京阅读下列T14次列车时刻表，然后回答以下问题.从其中的T14次列车时刻表，能够求出列车在蚌埠至济南区间段运行时的平均速度还是平均速率呢？试加以计算你认为能够求出的结果2021/8/11 星期三31停靠站到达时刻开车时刻里程(km)上海18：000蚌埠22：2622：34484济南03：1303：21966北京08：001 463【解析解析】列车在蚌埠至济南区间段运行时的路程s966 km484 km482 km根据开车时间22：34、到达时间03：13，可计算列车在该段的运行时间t4.65 h所以可求列车在该段的平均速率【答案答案】可求平均速率；103.66 km/h2021/8/11 星期三32速度和平均速度是矢量，速率和平均速率是标量；平均速度等于位移除以相应的时间，而平均速率等于路程除以相应的时间，所以平均速率一般要大于平均速度的大小，只有在单方向的直线运动中两者大小才相等本例中，从图表内只能够确定蚌埠至济南区间段的运行路程，并非两点的位移，所以只能够计算平均速率2021/8/11 星期三33随堂演练随堂演练点击进入链接点击进入链接2021/8/11 星期三34达标训练达标训练点击进入链接点击进入链接2021/8/11 星期三352021/8/11 星期三36