1.3位置变化快慢的描述——速度（一）-2022-2023学年高一物理精品课件（2019人教版必修第一册）

第一章 运动的描述 1.3位置变化快慢的描述——速度（一） 晓峰物理 生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向，你还记得初中是怎样描述物体运动快慢的吗？运动员在比赛中的不同时段，运动的快慢一样吗？ 情景引入 一、速度 x/m 0 x1 x2 x/m 0 x1 x2 这两辆汽车哪一个位置的变化快？ 哪一辆汽车运动快 x/m 0 x1 x2 x/m 0 x1 x2 位移相同，时间短、运动快 x/m 0 x1 x2 x/m 0 x1 x2 时间相同，位移大、运动快 x/m 0 x1 x2 x/m 0 x1 x2 位移不等，时间不同，怎样描述物体运动的快慢呢？ 物理学中用位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的快慢，这就是速度。 一、速度 1.定义：位移与发生这个位移所用时间的比值 2.定义式： 3.物理意义：表示物体运动快慢（位置变化快慢）和运动方向的物理量 4.单位： 国际单位： 米每秒(m/s)、 常用单位： 千米每时(km/h)、厘米每秒(cm/s)等 1m/s =3.6km/h 大小 方向 单位时间内的位移大小 即物体的运动方向 5.矢量： Δx 越大，v越大吗？ 比值定义法 物体的位移方向 【例题1】下图所示，甲、乙两车同时从天安门前出发，沿着长安街分别向东西两个方向开行，经过经过40秒分别到达图中的A、B两个位置。求两车的速度。 0 200 400 600 800 -200 -400 -600 -800 A B 解析： 乙 甲 因为： 对甲车： 对乙车： 甲车速度大小是 乙车速度大小是 典例解析 解析： 【例题2】龟兔赛跑的位移时间如图所示。 ⑴求龟的速度；⑵求兔的速度；⑶分析说明兔的运动过程。 ⑴龟的速度： ⑵兔的速度： ⑶兔的运动过程可分为三个阶段： ①兔的速度是20米/分，跑了10分钟； ②兔睡觉40分钟； ③兔的速度是30米/分，跑了10分钟。 x-t图像是一条直线，直线的斜率等于物体运动的速度。 龟兔赛跑龟胜了，只反应了在赛跑过程中兔跑步的平均效果，而不能反应兔跑步快慢的真实情况。 典例解析 二、平均速度和瞬时速度 物理意义：粗略地描述物体在时间Δt 内运动的平均快慢程度。 1、平均速度 定义式： 平均速率： 平均速度的大小不能叫做平均速率。 平均速度方向：也是物体运动（位移）的方向。 时间越短，描述越精确 物体在某一段时间内运动的平均快慢程度 初中对速度的定义 定义: 解析： 【例题3】有三个物体甲、乙、丙，同时从O点出发，在相同时间（10秒）内都走过了70米的路程，分别到达C、B、A三点，求三个物体的平均速度和平均速率。 平均速度: 甲的平均速度： 乙的平均速度： 丙的平均速度： 取向东方向为正方向 方向与规定正方向相反——向西 方向东偏北530 平均速率： 甲的平均速率： 乙的平均速率： 丙的平均速率： 路程除以时间得到的值是相等的，但三个物体最终到达位置是不同的，因此用路程除以时间不能体现这种差异，而用位移与时间的比可以反应位置变化上的不同。 典例解析 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。那么，怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢？如：怎样求图中5秒末的速度？ 先求5~9秒内的平均速度 等于直线AB的斜率 再求5~8秒内的平均速度 —图像中过某一点的切线的斜率等于该点所对应时刻的速度 比较和 距5秒末的时间间隔趋近于0时的平均速度等于5秒末的速度。 等于直线AC的斜率 这种处理方式用到了数学中极限的知识。 思考与讨论 二、平均速度和瞬时速度 物体在某一时刻或经过某一位置的速度。 2、瞬时速度 定义： 物理意义：精确描述物体运动的快慢和方向。 用由时刻t到t ＋Δt一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度，如果Δt取得小一些，物体在Δt这样一个较小的时间内，运动快慢的差异就不会太大。Δt越小，运动快慢的差异就越小。当Δt非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，此时，我们就把叫作物体在时刻t的瞬时速度。 定义式： →0 二、平均速度和瞬时速度 3、匀速直线运动 匀速直线运动，平均速度与瞬时速度相等。 瞬时速度保持不变的运动 4、速率 瞬时速度的大小通常叫作速率 汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的示数实际是汽车的速率 。日常生活中说到的“速度”，有时是指速率。 要根据上下文判断。 解析： 【例题4】一质点的—图像如图所示。⑴试定性说明OA段质点速度变化情况；⑵求BC段质点的平均速度。 ⑴OA段—图像上各点切线的斜率不断减小，质点做减速运动。 ⑵ BC段质点的平均速度大小为1m/s，方向与轴方向相反。 ⑶若已知D点的横坐标是1.25，纵坐标是4，求1，25秒末质点的瞬时速