内容正文:
1.1.3 运动快慢的描述——速度
学习目标
核心提炼
1.理解速度的概念,领会其矢量性,知道速度的方向即物体运动的方向。
3个概念——速度、平均速度、瞬时速度
3个区别——速度与速率、平均速度与瞬时速度,平均速度与平均速率
2.知道平均速度和瞬时速度的意义,了解它们的区别与联系。
3.能在具体问题的描述中正确使用平均速度和瞬时速度的概念,并能进行相应的计算。
4.知道速度与速率的区别与联系
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数值表示该点的坐标,两个坐标的差值表示坐标的变化量,不同含义的坐标轴上坐标的变化量具有不同的物理意义。
2.位移:物体沿直线运动,以这条直线为x坐标轴,则位移用坐标的变化量表示,即Δl=Δx=x2-x1。Δx的大小表示位移的大小,Δx的正负表示位移的方向,如图甲。
3.时间:在时间轴上坐标变化量表示时间,即Δt=t2-t1,如图乙。
思维拓展
一个质点在x轴上运动,其位置坐标如表。
t/s
0
1
2
3
4
5
…
x/m
2
0
-4
-1
-7
6
…
(1)该质点在开始2 s内的位移大小是多少?质点运动方向如何?
(2)该质点在第5 s内的位移大小是多少?质点运动方向如何?
答案 (1)6 m 沿x轴负方向 (2)13 m 沿x轴正方向
二、速度
1.物理意义:表示物体运动的快慢。
2.定义:位移与发生这段位移所用时间的比值。
3.定义式:v=
4.单位:国际单位制单位:米每秒,m/s或m·s-1。常用单位:千米每小时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。
5.矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量。
(1)大小:在数值上等于单位时间内物体位移的大小。
(2)方向:就是物体运动的方向。
思考判断
(1)由v=可知,v与Δx成正比,与Δt成反比。(×)
(2)速度v1=2 m/s,v2=-3 m/s,因为2>-3,所以v1>v2。(×)
(3)速度的方向与物体运动的方向一致。(√)
三、平均速度和瞬时速度
1.平均速度:描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度,只能粗略描述物体运动的快慢。
2.瞬时速度:描述物体在某一时刻运动的快慢,可以精确描述物体运动的快慢。
3.速率:瞬时速度的大小。
思维拓展
1.在某段公路上,分别有图1所示的甲、乙两块告示牌,告示牌上面数字表示什么意思?
图1
答案 甲告示牌是指从牌所在位置到珠海、中山两地点还需通过的路径长度,即表示的是路程;乙告示牌是指车辆运动的最大瞬时速度。
2.物体的平均速度为0,瞬时速度一定为0吗?为什么?
答案 不一定。物体的平均速度为0,说明物体的位移为0,此时物体可能是静止的,也可能是运动又回到了出发点。
对速度的理解
[要点归纳]
1.定义式v=的理解
(1)公式v=中的Δx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与位移成正比、与时间成反比。
2.速度是矢量的理解
(1)速度既有大小,又有方向,是矢量。瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向。
(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。
[精典示例]
[例1] (2017·山东滕州一中月考)(多选)甲地与乙地正好位于一段笔直的公路旁边,汽车以36 km/h的速度从甲地运动到乙地用了2 h,汽车从乙地返回甲地的过程中速度大小保持不变,用了2.5 h回到甲地,那么汽车返回时的速度为( )
图2
A.-8 m/s
B.8 m/s
C.-28.8 km/h
D.28.8 km/h
解析 汽车从甲地到乙地的速度为36 km/h,为正值,隐含着从甲地到乙地的方向为正,所以返回时速度为负值,B、D错误;甲、乙两地距离为:36×2 km=72 km,所以返回时的速度为=-28.8 km/h=-8 m/s,A、C正确。
答案 AC
误区警示
(1)速度的变化包含以下三个方面:一是速度的大小不变而方向发生改变;二是速度的方向不变而大小改变;三是速度的大小和方向都发生了改变。
(2)速度的大小v=,一定找准位移。
[针对训练1] (多选)以下说法正确的是( )
A.物体运动的位移越大,其速度一定越大
B.物体运动的时间越短,其速度一定越大
C.速度是表示物体运动快慢的物理量
D.做匀速直线运动的物体,其位移跟时间的比值是一个恒量
解析 速度大小不仅与位移有关,还与时间有关,A、B不正确,C、D正确。
答案 CD
平均速度和瞬时速度
[要点归纳]
1.平均速度和瞬时速度的区别与联系
物理量
比较项目
平均速度
瞬时速度
区[来源:学科网ZXXK][来源:学&科&网]
别
对应关系
与一段时间或一