第一章 第3节 位置变化快慢的描述——速度-2020-2021新教材高一物理必修第一册【创新设计】同步学考笔记（人教版）

第3节　位置变化快慢的描述——速度 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.认识速度的定义，体会其在初中基础上的变化。 2.了解速度方向，知道速度的方向就是物体运动的方向。 3.理解瞬时速度、平均速度、速率、平均速率的区别与联系。 4.了解一种研究问题的新方法——极限法。 1.科学思维 了解从平均速度求瞬时速度的极限思想方法，体会数学与物理间的辩证逻辑关系。 2.关键能力 理解利用比值定义法来定义概念的方法 一、速度 1.定义及物理意义：位移与发生这段位移所用时间之比，表示物体运动的快慢和方向。 2.定义式：v＝eq \f(Δx,Δt) 3.单位：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或m·s－1。常用单位还有千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。 4.矢量性：速度既有大小，又有方向，是矢量。速度v的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。 [判一判] (1)由v＝eq \f(Δx,Δt)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。(×) 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及方向，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和方向，可以精确描述物体运动的快慢。 3.速率：瞬时速度的大小。 4.当时间足够短时，可以认为瞬时速度等于平均速度。 5.匀速直线运动的瞬时速度保持不变，平均速度与瞬时速度相等。 [想一想] 　 汽车速度表上的数字表示的是平均速度大小，还是瞬时速度大小？ 提示　瞬时速度大小 三、速度—时间图像 1.以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系。 2.计算出不同时刻的瞬时速度并在坐标系中描点。 3.用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图线，即v－t图像。如图所示。 4.v－t图像直观地反映了速度随时间变化的情况。 探究 　对速度的理解 ■情境导入 (1)在百米赛跑中，中国飞人苏炳添的成绩是9秒92，谢震业的成绩是9秒93，两人谁跑得更快？你是怎样判断的？ (2)在1 h时间内中国的动车沿平直铁路行驶了350 km，小轿车行驶了100 km，动车和小轿车谁行驶得更快？你是怎样判断的？ 　　 (3)雨燕是长距离飞行最快的鸟类，3 h可以飞行500 km；北京到伦敦的航行距离是8 130 km，乘飞机大概要飞行10 h。飞机和雨燕哪一个飞行得更快？你是怎样判断的？ 答案　(1)苏炳添跑得更快　经过的位移相同，苏炳添的时间短，苏炳添跑得快 (2)动车行驶得更快　经过相同的时间，动车运动的位移大，动车跑得快 (3)飞机飞行得更快　二者的位移和时间均不相同，通过位移和时间之比来确定 ■归纳拓展 1.物体的位移Δx相同，时间Δt越短，v越大。 相同时间内，物体的位移Δx越大，v越大。 单位时间内，物体的位移Δx越大，v越大。 2.v＝eq \f(Δx,Δt)是速度的定义式，不是决定式，Δx是物体运动的位移，不是路程。 3.v不仅表示运动的快慢，同时也表示运动的方向。 [例1] (多选)对速度的定义式v＝eq \f(Δx,Δt)，以下叙述正确的是(　　) A.物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成 反比 B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关 C.此速度定义式适用于任何运动 D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量 解析　速度是表示物体运动快慢及方向的物理量，v＝eq \f(Δx,Δt)是计算速度的公式，适用于任何运动，此式只能说明速度可由位移Δx与时间Δt的比值来计算，并不是说v与Δx成正比，与Δt成反比，故A错误，B、C、D正确。 答案　BCD [针对训练1] (多选)甲、乙两质点在同一直线上做匀速运动，取向右为正方向，甲的速度为2 m/s，乙的速度为－4 m/s，则可知(　　) A.乙的速度大于甲的速度 B.因为＋2＞－4，所以甲的速度大于乙的速度 C.这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向 D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s后甲、乙相距60 m 解析　速度是矢量，其正、负号表示质点的运动方向，比大小只比绝对值，故A、C正确，B错误；甲、乙两质点在同一直线上由同一点出发，向相反方向运动，10 s内甲运动了20 m，乙运动了40 m，故10 s后甲、乙相距60 m，D正确。 答案　ACD 探究 　对平均速度、瞬时速度、平均速率的理解 ■情境导入 小明、小红和小兵由家到学校选择了3条不同的路径，所用时间如图所示，三人同时出发。 (1)小明、小红和小兵在运动过程中哪个物理量是相同的？谁更“快”到达学校？这个“快”是怎么比较的？可以用哪个物