高中物理 第一章　運(yùn)動(dòng)的描述 第3節(jié) 運(yùn)動(dòng)快慢的描述速度課件 新人教必修1

1、2021/8/11 星期三13運(yùn)動(dòng)快慢的描述速度1知道直線坐標(biāo)系中坐標(biāo)與位移的關(guān)系2理解速度的概念，知道速度表示物體運(yùn)動(dòng)的快慢3理解和區(qū)分平均速度與瞬時(shí)速度4知道速度是矢量，既有大小又有方向5區(qū)別瞬時(shí)速度和速率2021/8/11 星期三22021/8/11 星期三3一、坐標(biāo)與坐標(biāo)的變化量1直線坐標(biāo)系直線坐標(biāo)軸上每一點(diǎn)的_表示該點(diǎn)的坐標(biāo)，兩個(gè)坐標(biāo)的_表示坐標(biāo)的變化量，不同含義的坐標(biāo)軸上坐標(biāo)的變化量具有_的物理意義2位移在位移軸上坐標(biāo)變化量表示_ ，即x _，x的大小表示位移的大小，x的正負(fù)表示位移的_，如下圖甲數(shù)值差值不同位移x2x1方向2021/8/11 星期三43時(shí)間在時(shí)間軸上坐標(biāo)變化量表示

2、_，即t_，如圖乙t2t1時(shí)間二、速度1定義：位移與發(fā)生這段位移所用_的比值2定義式：v .3物理意義：描述物體運(yùn)動(dòng)的_及運(yùn)動(dòng)_.4單位：國(guó)際單位制中是_，符號(hào)_，另外在實(shí)用中還有_、_等.1 m/s_ km/h.時(shí)間方向快慢米每秒m/skm/hcm/s3.62021/8/11 星期三55方向：速度是矢量，其方向就是物體_的方向6速度的大小在數(shù)值上等于物體在_內(nèi)發(fā)生的位移【思考】發(fā)生位移越大的物體一定運(yùn)動(dòng)的越快嗎？運(yùn)動(dòng)單位時(shí)間【答案】不一定由于描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢用速度，速度等于物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，由于不知道時(shí)間長(zhǎng)短，所以無(wú)法確定物體運(yùn)動(dòng)的快慢2021/8/11 星期三6

3、三、平均速度和瞬時(shí)速度1平均速度(1)定義：在某段時(shí)間內(nèi)物體的位移x與發(fā)生這段_所用的時(shí)間t的_ ，叫做這段時(shí)間(或位移) 內(nèi)的平均速度公式表示為：v .(2)意義：平均速度反映做變速運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的_ ，它是對(duì)變速直線運(yùn)動(dòng)的_描述(3)矢量性：平均速度的方向與t時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移x的方向_.位移比值平均快慢粗略相同2021/8/11 星期三72瞬時(shí)速度(1)定義：運(yùn)動(dòng)物體在某一_(或經(jīng)過(guò)某一位置)時(shí)的速度叫做瞬時(shí)速度(2)意義：瞬時(shí)速度反映的是物體在某一時(shí)刻(或經(jīng)過(guò)某一位置)時(shí)運(yùn)動(dòng)的快慢，它能_地描述物體做變速運(yùn)動(dòng)的快慢，瞬時(shí)速度的大小通常叫速率時(shí)刻精確2021/8/11 星期三8

4、2021/8/11 星期三9一、對(duì)平均速度和瞬時(shí)速度的理解1平均速度(1)反映一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度，它與一段位移或一段時(shí)間相對(duì)應(yīng)(2)在變速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度的大小跟選定的時(shí)間或位移有關(guān)，不同時(shí)間段內(nèi)或不同位移上的平均速度一般不同，必須指明求出的平均速度是對(duì)應(yīng)哪段時(shí)間內(nèi)或哪段位移的平均速度，不指明對(duì)應(yīng)的過(guò)程的平均速度是沒(méi)有意義的(3)平均速度是矢量，其大小可由公式 求出，其方向與一段時(shí)間t內(nèi)發(fā)生的位移的方向相同，與運(yùn)動(dòng)方向不一定相同2021/8/11 星期三102瞬時(shí)速度(1)瞬時(shí)速度精確地描述了物體運(yùn)動(dòng)的快慢及方向，是矢量，一般情況下所提到的速度都是指瞬時(shí)速度(2)瞬時(shí)速度與某

5、一時(shí)刻或某一位置相對(duì)應(yīng)，即對(duì)應(yīng)于某一狀態(tài)(3)瞬時(shí)速度的方向就是該狀態(tài)物體運(yùn)動(dòng)的方向3兩者的關(guān)系(1)當(dāng)位移足夠小或時(shí)間足夠短時(shí)，可以認(rèn)為瞬時(shí)速度就等于平均速度(2)在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度和瞬時(shí)速度相等2021/8/11 星期三11(1)平均速度的大小與瞬時(shí)速度的大小沒(méi)有必然的關(guān)系，即瞬時(shí)速度大的物體，其平均速度不一定大(2)平均速度與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.小華和小明兩位同學(xué)進(jìn)行沖刺比賽，小華8 s奔跑出了70 m，小明奔跑80 m用了9 s則小華沖刺得比小明_(填“快”或“慢”)【答案】慢2021/8/11 星期三122如下圖所示，兩路燈燈桿A、B相距

6、40 m，一輛汽車(chē)用3.2 s時(shí)間通過(guò)這兩根路燈燈桿，據(jù)此可以計(jì)算出汽車(chē)在這段位移中的_速度為_(kāi)m/s.若燈桿A的近旁相距0.42 m處有一塊路牌，汽車(chē)駛過(guò)路牌和燈桿的這一小段距離只用了0.03 s，在這段時(shí)間里的平均速度為_(kāi)m/s，可以認(rèn)為汽車(chē)駛過(guò)燈桿時(shí)的_速度為_(kāi)m/s.【答案】平均12.514瞬時(shí)142021/8/11 星期三13二、瞬時(shí)速率和平均速率1瞬時(shí)速率瞬時(shí)速度的大小稱(chēng)為瞬時(shí)速率，它是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向2平均速率(1)定義：運(yùn)動(dòng)物體通過(guò)的路程與通過(guò)這段路程所用時(shí)間的比值，是標(biāo)量(2)說(shuō)明：平均速率與平均速度是兩個(gè)完全不同的概念由于在一般情況下質(zhì)點(diǎn)的路程要大于位移的大小，所以

7、平均速率一般也要大于平均速度的大小，只有在單向的直線運(yùn)動(dòng)中，兩者的大小才能相等2021/8/11 星期三14(3)舉例：如右圖所示，一質(zhì)點(diǎn)沿直線AB運(yùn)動(dòng)，先以速度v從A運(yùn)動(dòng)到B，接著以速度2v沿原路返回到A，則此過(guò)程的位移是零，所以平均速度是零，但平均速率不等于零，設(shè)AB相距l(xiāng)，則其平均速率為 ，由此可以看出，平均速率與平均速度不同3.有一輛汽車(chē)沿筆直公路行駛，第1 s內(nèi)通過(guò)5 m的距離，第2 s內(nèi)和第3 s內(nèi)各通過(guò)20 m的距離，第4 s內(nèi)通過(guò)15 m的距離，第5 s內(nèi)反向通過(guò)10 m的距離，求這5 s內(nèi)的平均速度和平均速率及后2 s內(nèi)的平均速度和平均速率2021/8/11 星期三15【答案

8、】10 m/s14 m/s2.5 m/s12.5 m/s2021/8/11 星期三16三、位移時(shí)間圖象在平面直角坐標(biāo)系中，用橫軸表示時(shí)間t，用縱軸表示位移x，根據(jù)給出的(或測(cè)定的)數(shù)據(jù)，作出幾個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，用直線將幾個(gè)點(diǎn)連接起來(lái)，則這條直線就表示了物體的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，這種圖象就叫做位移時(shí)間圖象，簡(jiǎn)稱(chēng)為位移圖象如右圖所示為汽車(chē)自初位置開(kāi)始，每小時(shí)的位移都是50 km的x-t圖象2021/8/11 星期三171勻速直線運(yùn)動(dòng)的x-t圖象一定是一條直線2根據(jù)圖象可以知道質(zhì)點(diǎn)在任意一段時(shí)間內(nèi)的位移，也可以知道發(fā)生一段位移所需要的時(shí)間3x-t圖象表示的是位移隨時(shí)間變化的情況，絕不是運(yùn)動(dòng)的徑跡觀察物理圖象的方法首

9、先是看橫、縱軸所表示的物理量；其次看圖象，從橫、縱軸上直接可獲取的信息，聯(lián)系實(shí)際，搞清物理情景說(shuō)出右圖中各段線段表示的運(yùn)動(dòng)過(guò)程和物理意義2021/8/11 星期三18【答案】在圖中，0時(shí)刻即開(kāi)始計(jì)時(shí)，已經(jīng)有了位移s1；AB段表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，s與t成正比，t1時(shí)刻的位移為s2；BC段s沒(méi)有變化，即物體處于靜止?fàn)顟B(tài)CD段物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，位移越來(lái)越小，說(shuō)明CD段物體的運(yùn)動(dòng)方向與AB段物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，最后回到起始點(diǎn)，位移為0.說(shuō)一說(shuō)2021/8/11 星期三19著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼(P.R.Feynman,19181988)曾講過(guò)這樣一則笑活一位女士由于駕車(chē)超速而被警察攔

10、住警察走過(guò)來(lái)對(duì)她說(shuō)：“太太，您剛才的車(chē)速是60英里每小時(shí)！”(1英里=1.609千米)這位女士反駁說(shuō)：“不可能的！我才開(kāi)了7分鐘，還不到一個(gè)小時(shí)，怎么可能走了60英里呢？”“太太，我的意思是：如果您繼續(xù)像剛才那樣開(kāi)車(chē)，在下一個(gè)小時(shí)里您將駛過(guò)60英里”“這也是不可能的我只要再行駛10英里就到家了，根本不需要再開(kāi)過(guò)60英里的路程” (如上圖所示)通過(guò)這個(gè)笑話，你對(duì)“用比值定義物理量”是否有了更深刻的認(rèn)識(shí)？2021/8/11 星期三20【點(diǎn)撥】警察所說(shuō)的超速是指瞬時(shí)速度；女士所說(shuō)的是一段時(shí)間內(nèi)走過(guò)的路程，她不明白瞬時(shí)速度的概念汽車(chē)以36 km/h的速度從甲地勻速行駛到乙地用了2 h如果汽車(chē)從乙地按原

11、路返回甲地仍做勻速運(yùn)動(dòng)，用了2.5 h，那么汽車(chē)返回時(shí)的速度為()A8 m/sB8 m/sC28.8 km/h D28.8 km/h2021/8/11 星期三21【解析】【答案】AC深刻理解速度矢量的物理意義，弄清速度矢量的正、負(fù)號(hào)所表示的物理意義是解決本題的關(guān)鍵2021/8/11 星期三2211：甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)向右為正方向，甲質(zhì)點(diǎn)的速度為2 m/s，乙質(zhì)點(diǎn)的速度為4 m/s，則可知()A乙質(zhì)點(diǎn)的速率大于甲質(zhì)點(diǎn)的速率B因?yàn)?4，所以甲質(zhì)點(diǎn)的速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的速度C這里的正、負(fù)號(hào)的物理意義是表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向D若甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)由同一地點(diǎn)出發(fā)，則10 s后甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相距60

12、 m2021/8/11 星期三23【解析】因?yàn)樗俣仁鞘噶?，其正、?fù)號(hào)表示質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，速率是標(biāo)量，在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，速度的大小等于速率，故A、C正確，B錯(cuò)；甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上沿相反方向運(yùn)動(dòng)，故D正確【答案】ACD一輛汽車(chē)以20 m/s的速度沿平直公路從甲地運(yùn)動(dòng)到乙地，又以 30 m/s的速度從乙地運(yùn)動(dòng)到丙地，如右上圖所示，已知甲、乙兩地間的距離與乙、丙兩地間的距離相等，求汽車(chē)從甲地開(kāi)往丙地的過(guò)程中的平均速度2021/8/11 星期三24【解析】根據(jù)平均速度的定義，汽車(chē)從甲地到丙地的平均速度，等于甲、丙兩地間的總位移與總時(shí)間的比值，即 .設(shè)甲、乙兩地間的距離和乙、丙兩地間的距離均為L(zhǎng)，則

13、位移s=x甲乙+x乙丙=L+L=2L，時(shí)間t=t甲乙+t乙丙，而t甲乙= ，t乙丙= ，所以 m/s=24 m/s.【答案】24 m/s【易錯(cuò)警示】有的同學(xué)可能會(huì)認(rèn)為平均速度 =(v1+v2)/2=25 m/s，其實(shí)這是不對(duì)的計(jì)算平均速度一定要根據(jù)其定義來(lái)解決如果本例改成“物體在前半段時(shí)間和后半段時(shí)間內(nèi)的速度分別為20 m/s和30 m/s，求它在整個(gè)時(shí)間內(nèi)的平均速度”，則情況有明顯變化，設(shè)兩段時(shí)間均為t，則平均速度 =25 m/s.對(duì)比可見(jiàn)，該結(jié)果仍然是從平均速度的定義轉(zhuǎn)化而來(lái)2021/8/11 星期三25【解析】由于路程為11r，而位移的大小為2r，所以平均速率為11r/t，平均速度的大小

14、為2r/t.【答案】 21：某物體以半徑r做圓周運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)運(yùn)動(dòng)了5.5周，求時(shí)間t內(nèi)物體的平均速率和平均速度的大小2021/8/11 星期三26如右圖所示為甲、乙兩物體相對(duì)于同一參考系的x-t圖象，下面說(shuō)法正確的是()A甲、乙兩物體的出發(fā)點(diǎn)相距x0B甲、乙兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng)C甲物體比乙物體早出發(fā)的時(shí)間為t1D甲、乙兩物體向同方向運(yùn)動(dòng)2021/8/11 星期三27【解析】由圖可知，甲從距原點(diǎn)x0處出發(fā)，乙由原點(diǎn)出發(fā)，故兩物體出發(fā)點(diǎn)相距x0，A對(duì)；兩圖線都是傾斜直線，即兩物體都做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B對(duì)；甲開(kāi)始計(jì)時(shí)就出發(fā)，乙在計(jì)時(shí)后t1才出發(fā)，故甲比乙早出發(fā)時(shí)間t1，C對(duì)；甲、乙圖線的斜率分別

15、為負(fù)值和正值，表明甲向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，乙向正方向運(yùn)動(dòng)，甲、乙運(yùn)動(dòng)方向相反，D錯(cuò)【答案】ABC2021/8/11 星期三28用圖象闡明物理規(guī)律是物理學(xué)中常用的方法，具有簡(jiǎn)明直觀的特點(diǎn)由于剛開(kāi)始接觸圖象，所以要注意從數(shù)形關(guān)系以及函數(shù)圖象與物理量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系去領(lǐng)會(huì)xt圖象的物理含義分析判斷直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間圖象時(shí)，要從三點(diǎn)來(lái)分析：(1)圖象是直線還是曲線如果圖象是直線，則表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，否則一定做變速運(yùn)動(dòng)(2)物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始位置物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的初始位置由t0時(shí)的位移即縱軸的截距決定(3)物體的運(yùn)動(dòng)方向隨著時(shí)間的增大，如果物體的位移越來(lái)越大，則物體向前運(yùn)動(dòng)，速度為正否則物體做反向運(yùn)動(dòng)，速度為負(fù)(

16、4)切不可將xt圖象當(dāng)作物體的運(yùn)動(dòng)軌跡2021/8/11 星期三2931：下圖是做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩個(gè)物體的位移時(shí)間圖象，由圖象可知()A乙開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩物體相距20 mB在010 s這段時(shí)間內(nèi)，兩物體間的距離逐漸增大C在1025 s這段時(shí)間內(nèi)，兩物體間的距離逐漸變小D兩物體在10 s時(shí)相距最遠(yuǎn)，在25 s時(shí)相遇2021/8/11 星期三30【解析】由圖象可知，乙在10 s時(shí)剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)兩物體間的距離已超過(guò)20 m在010 s這段時(shí)間內(nèi)，兩物體縱坐標(biāo)的差值逐漸增大，說(shuō)明兩物體間的距離逐漸增大在1025 s這段時(shí)間內(nèi)，兩物體縱坐標(biāo)的差值逐漸減小，說(shuō)明兩物體間的距離逐漸變小因此，兩物體在10

17、s時(shí)相距最遠(yuǎn)在25 s時(shí)，兩圖線相交，兩物體縱坐標(biāo)相等，說(shuō)明它們到達(dá)同一位置而相遇【答案】BCD2021/8/11 星期三31速度與速率、平均速度與平均速率是兩組容易混淆的概念，同時(shí)又是運(yùn)動(dòng)學(xué)中很重要的兩組概念學(xué)習(xí)時(shí)，注意從本質(zhì)上分析每個(gè)概念的特征，緊緊抓住概念本身的定義，對(duì)于矢量概念，還要注意其方向性中國(guó)鐵路第四次大提速后，首次出現(xiàn)了“星級(jí)列車(chē)”T14次列車(chē)從上海始發(fā)，途經(jīng)蚌埠、濟(jì)南等城市，最后到達(dá)北京閱讀下列T14次列車(chē)時(shí)刻表，然后回答以下問(wèn)題.從其中的T14次列車(chē)時(shí)刻表，能夠求出列車(chē)在蚌埠至濟(jì)南區(qū)間段運(yùn)行時(shí)的平均速度還是平均速率呢？試加以計(jì)算你認(rèn)為能夠求出的結(jié)果2021/8/11 星期三32?？空镜竭_(dá)時(shí)刻開(kāi)車(chē)時(shí)刻里程(km)上海18：000蚌埠22：2622：34484濟(jì)南03：1303：21966北京08：001 463【解析】列車(chē)在蚌埠至濟(jì)南區(qū)間段運(yùn)行時(shí)的路程s966 km484 km482 km根據(jù)開(kāi)車(chē)時(shí)間22：34、到達(dá)時(shí)間03：13，