内容正文:
第3节 速度和加速度
[学习目标] 1.[物理观念]理解平均速度和瞬时速度的物理意义,能区分平均速度和瞬时速度. 2.[物理观念]理解加速度的概念,知道其方向性的意义. 3.[科学思维]能说出v、Δv、的区别. 4.[科学思维]能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动情况. 5.[科学态度与责任]会用加速度的概念解释生活中的一些现象.
一、平均速度和瞬时速度
1.平均速度
(1)定义:运动物体的位移与所用时间的比,通常用.
=表示,则
(2)物理意义:大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向.
(3)单位:在国际单位制中是m/s.常用单位还有km/h,1 m/s=3.6 km/h.
(4)方向:平均速度是矢量,既有大小又有方向,其方向与位移的方向相同.
2.瞬时速度
(1)定义:运动物体在某时刻或某位置的速度.瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率.
(2)物理意义:精确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢和方向.
(3)方向:瞬时速度是矢量,既有大小又有方向.其方向与物体运动方向相同.
(4)瞬时速度的测量
①原理:用很短时间内的平均速度大小代替.
②方法
a.光电门法:用光电门实验装置可测物体在极短时间内的平均速度,认为它就是测得的瞬时速度.
b.速度计法:用速度计可直接读出物体在某一时刻或某一位置的瞬时速度的大小.
二、加速度
1.定义:物体速度变化跟发生这一变化所用时间的比,用符号a表示加速度.
2.定义式:a=,式中v0表示物体运动的初速度,vt表示物体运动的末速度,vt-v0表示物体的速度变化.由于速度是矢量,所以速度变化也是矢量.
3.单位:在国际单位制中,加速度的单位是“米每二次方秒”,符号是m/s2.
4.物理意义:表示速度变化快慢的物理量.
5.加速度的矢量性:加速度既有大小又有方向,是矢量.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度.
(√)
(2)瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动.
(×)
(3)瞬时速度的大小叫瞬时速率,平均速度的大小叫平均速率.
(×)
(4)加速度就是指速度的增加.因此,有加速度,物体的速度就一定增大.
(×)
(5)加速度越大,速度就越大.
(×)
(6)速度变化越大,加速度就越大.
(×)
2.(多选)下列描述的几个速度中,属于瞬时速度的是( )
A.子弹以790 m/s的速度击中目标
B.信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/s
C.汽车上速度计的示数为80 km/h
D.台风以360 m/s的速度向东北方向移动
AC [790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度;信号以10 m/s的速度沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度;汽车速度计上显示的是瞬时速度;台风移动过程中速度的变化是很大的,360 m/s是平均速度.]
3.下列关于物体加速度的说法中正确的是( )
A.加速度描述速度变化的大小
B.加速度描述速度变化的快慢
C.加速度表示运动的快慢
D.加速度表示增加的速度
B [加速度a=,用于描述速度变化的快慢,B正确.]
4.观察下列几幅照片,根据照片所示情景请你判断他们对这四幅图的理解正确的是( )
A.当火药爆炸炮弹还没发生运动瞬间,炮弹的加速度一定为零
B.轿车紧急刹车时,加速度方向可能与速度方向相同
C.高速行驶的磁悬浮列车的加速度可能为零
D.根据图中数据可求出苏炳添在100米比赛中任一时刻的速度
C [炮弹发射瞬间,尽管速度为零,但速度的变化率较大,即加速度不是零,选项A错误;汽车刹车做减速运动,a与v反向,选项B错误;当磁悬浮列车匀速行驶时,a=0,选项C正确;根据苏炳添100米用时9秒99,可以求出苏炳添运动的平均速度,求不出任一时刻的速度,选项D错误.]
平均速度和瞬时速度
1.平均速度与瞬时速度的区别与联系
物理量
平均速度
瞬时速度
区别
反映一段时间内物体运动的平均快慢程度
反映物体在某个时刻的运动情况
与一段时间(或一段位移)相对应
与某时刻(或某位置)相对应
其方向与一段时间内发生的位移方向相同,与物体运动的方向不一定相同
其方向与该时刻物体运动的方向相同
联系
(1)当位移足够小或时间足够短时,可以认为瞬时速度等于平均速度
(2)匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度相等
(3)当物体做单向直线运动时,平均速度和瞬时速度的方向相同
2.平均速度与平均速率的区别与联系
物理量
平均速度
平均速率
区
别
定义
平均速度=
平均速率=
矢量性
矢量,有方向
标量,无方向
联系
(1)都是描述物体运动情况的物理量
(2)平均速度的大小一般不等于平均速率.当位移的大小等于路程时,即物体做单向直线运动时,平均速度的大小才等于平均速率