内容正文:
1.3 位置变化快慢的描述——速度
考点精讲
考点1:对速度的理解
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
(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。
3.路程与速度的关系
(1)物体在某一阶段的路程为零时,速度一定为零。
(2)物体在某一阶段的路程不为零时,由于位移可能为零,也可能不为零,所以物体的速度可能为零,也可能不为零。
【点拨】对速度的两点说明
(1)v=是采用比值法定义的,不能认为v∝Δx
(2)v不仅表示运动的快慢,同时也表示运动的方向
【例1】关于速度的定义式v=,以下说法正确的是( )
A.速度v与位移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.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】速度v=是一个比值定义式,该公式只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来计算,并不是说v与Δx成正比,与Δt成反比,故A错误,B正确;匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动,故C错误;速度是矢量,正、负号只表示方向,绝对值才表示大小,故D错误。
【针对训练】
1.下列关于速度的说法正确的是( )
A. 速度是描述物体位置变化的物理量
B. 速度是描述物体位置变化大小的物理量
C. 速度是描述物体位置变化快慢的物理量
D. 速度是描述物体运动路程和时间关系的物理量
【答案】C
【详解】速度定义为位移比时间,是描述物体运动快慢的物理量,其物理意义表示物体位置变化的快慢。
故选C。
2.如图所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片,该照片经放大后分析出,在曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%。已知子弹飞行速度约为500 m/s,由此可估算出这幅照片的曝光时间最接近( )
A.10-3 s B.10-6 s
C.10-9 s D.10-12 s
【答案】B
【解析】苹果的直径大约为10 cm,照片中子弹的长度大约与苹果的半径相等,即可设子弹的长度约为5 cm,则曝光时间内子弹移动的距离为x=5 cm×1%=0.05 cm=5×10-4 m,曝光时间t== s=10-6 s。
考点2:平均速度和瞬时速度
平均速度和瞬时速度的区别与联系
平均速度
瞬时速度
区别
对应关系
与某一过程中的一段位移或一段时间对应
与运动过程中的某一时刻或某一位置对应
物理意义
粗略描述物体在一段位移或一段时间内的运动快慢和方向
精确描述物体在某一位置或某一时刻运动的快慢和方向
矢量性
与对应时间内物体的位移方向相同
与物体所在位置的运动方向相同
联系
① 在公式v=中,当Δt→0时,平均速度即瞬时速度
② 在匀速直线运动中,各点的瞬时速度都相等,所以任意一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度
【点拨】(1)平均速度必须指明哪段时间或某段位移内的平均速度
(2)平均速率≠平均速度的大小,平均速率=,是标量
(3)速率为瞬时速度的大小,是瞬时速率的简称,而平均速率为路程与时间之比,不是速率的平均值。两者均是标量,前者是状态量,后者是过程量
【例2】为提高百米赛跑运动员的成绩,教练员分析了运动员跑百米全程的录像带,测得运动员在前7 s内跑了61 m,7 s末到7.1 s末跑了0.92 m,跑到终点共用10.8 s,则下列说法不正确的是( )
A. 运动员在百米赛跑全过程的平均速度是9.26 m/s B. 运动员在前7 s的平均速度是8.71 m/s
C. 运动员在7 s末的瞬时速度约为9.2 m/s D. 运动员在第7 s内的平均速度是9.2 m/s
【答案】D
【详解】A.运动员在百米赛跑全过程的平均速度大小是
A正确,不符合题意;
B.运动员在前7 s的平均速度大小是
B正确,不符合题意;
C.7 s末到7.1 s末时间较短,这段平均速度为9.2 m/s,近似等于7 s末的瞬时速度,C正确,不符合题意;
D.7 s末到7.1 s末的平均速度不能认为是第7 s内的平均速度,D错误,符合题意。
故选D。
求平均速度的三步走
【针对训练】
3.关于瞬时速度、平均速度,以下说法中正确的是( )
A. 瞬时速