内容正文:
第3节 位置变化快慢的描述——速度
学习目标
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.(重点)
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;并能计算纸带的平均速度和瞬时速度.(重点+难点)
3.知道速度与速率的区别与联系.(重点)
4.会用速度—时间图像描述物体的运动.(重点)
[对应学生用书P9]
一、速度
1.物理意义:表示物体运动的快慢.
2.定义:位移与发生这个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,符号是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(填“标量”或“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:物体的运动方向.
二、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.[来源:学§科§网]
3.速率:瞬时速度的大小.
4.匀速直线运动:瞬时速度保持不变的运动,在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等.
三、速度—时间图像(v -t图像)
1.建立坐标轴:用横轴表示时间t,纵轴表示速度v.
2.图像的意义:v -t图像直观地反映了速度随时间变化的情况.
1.判断正误
(1)由v=知,v与Δx成正比,与Δt成反比.( × )
(2)速度2 m/s比-3 m/s大.( × )
(3)速度的方向与物体运动的方向一致.( √ )
(4)平均速度即为速度的平均值.( × )
(5)v -t图像表示物体运动的轨迹.( × )
2.探究思考
(1)观察下列图片:
自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向单向行驶,自行车在30 min内行驶8 km;汽车在30 min内行驶50 km.
百米比赛中,运动员甲用时10 s,运动员乙用时13.5 s.试结合上述情景,讨论下列问题:
①自行车和汽车哪个运动得快?运动员甲和运动员乙哪个跑得快?
②汽车和运动员甲哪个运动得快?如何进行比较?
(2)在下图中,交警用电子检测设备检测汽车是否超速,电子检测设备测得的速度是平均速度还是瞬时速度?
提示 (1)①汽车运动得快,相同时间内位移大.运动员甲运动得快,通过相同位移所需时间短.
②对于汽车和运动员甲,通过比较两物体单位时间内的位移,可比较两物体运动的快慢.
汽车:≈27.8 m/s.
=
运动员甲:=10 m/s.
所以汽车运动得快.
(2)电子检测设备拍摄了车辆经过电子设备瞬间的运动情况.因此,测得的速度是瞬时速度.
[对应学生用书P10]
探究点一 对速度的理解
(1)2018年8月28日中国选手谢文骏雅加达亚运会田径男子110米栏决赛中以13秒34的成绩夺冠卫冕,中国台北选手陈奎如13秒39夺银,两人谁跑得更快?你是怎样判断的?
(2)在1 h时间内中国的“复兴号”列车沿平直铁路行驶了350 km,小轿车行驶了100 km,“复兴号”列车和小轿车谁行驶得更快?你是怎样判断的?
(3) 一头非洲猎豹跑100米仅需6.13秒;雨燕是长距离飞行最快的鸟类,3 h可以飞行500 km;猎豹和雨燕哪一个运动得更快?你是怎样判断的?
提示 (1)谢文俊 经过的位移相同,谢文俊的时间短,谢文俊跑得快
(2)“复兴号”列车 经过相同的时间,“复兴号”列车运动的位移大,“复兴号”列车跑得快
(3)雨燕 二者的位移和时间均不相同,通过位移和时间之比来确定
1.对速度定义式v=的理解
(1)公式中的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.v大小与Δx及Δt无关.不能认为v与位移成正比、与时间成反比.
2.速度的矢量性
(1)速度既有大小,又有方向,是矢量.速度的方向就是物体对应时刻的运动方向.
(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.
(多选)以下关于速度的说法正确的是( )
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
CD [速度是表示物体运动快慢的物理量,速度大小不仅与位移有关,还与时间有关,选项A、B错误,C、D正确.]
(1)速度采用比值定义法,不能说v与Δx成正比,Δx大,物体的位置变化量就大.位移大,v不一定大;当物体位置变化快时,v才大.
(2)式中Δx是位移不是路程,Δx与Δt具有对应性.
(3)如果t时间内物体发生的位移为x,公式可表示成v=.
[训练1] (多选)甲、乙两质点在同一直线上做匀速运动,设