内容正文:
第02讲 运动的描述(二)
【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.
2.知道平均速度和瞬时速度的区别与联系,并能进行相应的计算.
【基础知识】
一 速度
1.意义:描述物体运动 和运动 的物理量.
2.定义:位移与发生这个位移所用时间的 .
3.公式:v=.
4.单位:在国际单位制中是 ,符号________;常用的单位还有千米每时,符号km/h;1 m/s= km/h.
5.方向:速度是矢量.速度的方向就是 的方向.
二 平均速度和瞬时速度
1.平均速度:公式v=,表示的只是物体在时间间隔Δt内运动的 快慢程度,称为平均速度.平均速度只能 地描述运动的快慢.
2.瞬时速度:运动物体在 或 的速度.它可以 地描述物体运动的快慢.
3.速率: 的大小.
三 测量纸带的平均速度和瞬时速度
1.测量平均速度:如图甲所示是打点计时器打出的一条纸带示意图,测出D、G间的位移和所用时间,利用v=计算平均速度.
甲 乙
2.测量瞬时速度:纸带上某一位置的瞬时速度,可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示,即根据v= ,当Δt或Δx较小时,用这个________________代表纸带经过该位置的瞬时速度.
如图乙所示,E点的瞬时速度可用DF段的平均速度代表,即vE=.
四 速度-时间图象
1.物理意义:直观表示物体运动的 随 变化的情况.它不是物体运动的轨迹.
2.v-t图象的画法:用横轴表示 ,纵轴表示 ,建立直角坐标系.根据测量的数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到如图所示的v-t图象.
答案:
一 1.快慢 方向 2.比值 4.米每秒 m/s或m·s-1 3.6 5.物体运动
二 1.平均 粗略 2.某时刻 某一位置 精确 3.瞬时速度
三 2. 平均速度
四 1.速度 时间 2.时间t 速度v
【考点剖析】
考点一:速度的理解
例1.关于速度的定义式v=,以下叙述正确的是( )
A.位移大的物体速度一定大
B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C.速度大小不变的运动是匀速直线运动
D.v1=2 m/s、v2=-3 m/s,因为2>-3,所以v1>v2
【答案】B
【解析】 v=是计算速度的定义式,只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来获得,并不是位移大的物体速度一定大,A错,B对;匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动,C错误;速度是矢量,正、负号表示方向,绝对值表示大小,D错误。
考点二:平均速度和瞬时速度的理解
例2. 2020年7月25日消息,晋、陕联手打造新高铁,太绥高铁时速350公里,沿线3市8县区,下列事例中有关速度的说法正确的是( )
A.汽车速度计上显示,指的是平均速度
B.某高速公路上限速为,指的是瞬时速度
C.子弹以的速度从枪口射出,指的是平均速度
D.京沪高铁从北京到上海的速度约为指的是瞬时速度
【答案】B
【解析】汽车速度计上显示的速度是指汽车在某一时刻或者某一位置的速度大小,即为瞬时速度的大小,不是显示的平均速度,故A错误;某高速公路上的限速指的是限制的瞬时速度,故B正确;子弹穿过枪口的速度,与枪口这一位置相对应,因此是瞬时速度,故C错误;京沪高铁从北京到上海的速度与这一过程相对应,因此是平均速度,故D错误。
考点三: 测量纸带的平均速度和瞬时速度
例3.一打点计时器所用电源频率是50 Hz,如图所示,纸带上的A点先通过计时器,A、B间历时________s,位移为________m,这段时间内纸带运动的平均速度是________m/s,AD段内的平均速度为________m/s.
答案:0.04 0.028 0.70 0.76
【解析】由电源的频率是50 Hz,知打点计时器打点的时间间隔是0.02 s,则A、B间用时tAB=2T=0.04 s,位移xAB=(1.20+1.60)×10-2m=0.028 m.AB段内的平均速度vAB== m/s=0.70 m/s,AD段内的平均速度vAD== m/s=0.76 m/s.
考点四:v-t图象
例4.列车匀速前进,司机突然发现前方有一头牛在横穿铁轨,司机立即使列车制动,做减速运动,车未停下时牛已离开轨道,司机又使列车做加速运动,直到恢复原速,继续做匀速直线运动,列车运动的v-t图象应是( )
【答案】