内容正文:
3 位置变化快慢的描述——速度
第1课时 速度
[学习目标] 1.掌握速度的物理意义、定义,理解其矢量性.2.知道平均速度、瞬时速度和速率的含义,并会进行有关计算.
一、速度
1.物理意义:表示物体运动的快慢.
2.定义:位移与发生这段位移所用时间之比.
3.定义式:v=.
4.单位:国际单位制单位是米每秒,符号是m/s或m·s-1.常用单位:千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等.1 m/s=3.6 km/h.
5.矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量(选填“标量”或“矢量”),其方向和时间Δt内的位移Δx的方向相同.
二、平均速度和瞬时速度
1.平均速度
(1)描述物体在时间Δt内运动的平均快慢程度及方向.
(2)v=.
2.瞬时速度
(1)描述物体某一时刻运动的快慢及方向.
(2)当Δt非常非常小时,叫作物体在时刻t的瞬时速度.
3.速率:瞬时速度的大小.汽车速度计的示数是汽车的速率.
4.匀速直线运动:瞬时速度保持不变的运动,在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等.
1.判断下列说法的正误.
(1)由v=可知,v的大小由Δx决定.( × )
(2)两物体的速度分别是v1=2 m/s,v2=-3 m/s,则它们的大小关系为v1>v2.( × )
(3)物体的平均速度为零,则物体一定处于静止状态.( × )
(4)时间越短,平均速度越接近某点的瞬时速度.( √ )
2.在2008年北京奥运会中,牙买加选手博尔特在男子100 m和200 m决赛中分别以9.69 s和19.30 s的成绩破两项世界纪录,获得两枚金牌.则他在100 m决赛中的平均速度约为__________ m/s,在200 m决赛中的平均速率约为 m/s.(结果均保留四位有效数字)
答案 10.32 10.36
一、对速度的理解
导学探究 自行车在平直公路上30 min内行驶了8 km,运动员在百米比赛中的成绩为10 s,自行车和运动员哪个快?
答案 通过比较两物体单位时间内的位移,可比较两物体运动的快慢:
自行车:==≈4.4 m/s;
运动员:==10 m/s;
所以运动员快.
知识深化
1.对速度的理解
(1)公式:v=,其中Δx是物体运动的位移,不是路程;
(2)速度是矢量,既有大小又有方向.
[深度思考] 某同学根据v=得出v与位移成正比、与时间成反比的结论,正确吗?为什么?
答案 不正确.v=是速度的定义式,v的大小与Δx及Δt无关.比如匀速直线运动中v不变.
2.速度是矢量
(1)速度既有大小,又有方向,是矢量.
(2)比较两个物体的速度是否相同时,既要比较速度的大小是否相等,又要比较速度的方向是否相同.
(多选)对速度的定义式v=,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
答案 BCD
解析 速度是表示物体运动快慢及方向的物理量,v=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.
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
答案 ACD
解析 速度是矢量,其正、负号表示质点的运动方向,比较大小只比较其绝对值,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.
二、平均速度和瞬时速度
导学探究 如图1所示,甲、乙两地直线距离为20 km.
图1
(1)小明开车从甲地到乙地,用时20分钟,他的平均速度为多大?
(2)途中某时刻小明发现速度计指示为70 km/h,此示数表示什么?
答案 (1)由v=得:v==60 km/h.
(2)表示此时刻的瞬时速度大小(速率)为70 km/h.
知识深化
1.平均速度与瞬时速度的比较
平均速度
瞬时速度
物理意义
描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度和方向,与一段时间或一段位移对应
描述物体在某时刻运动的快慢和方向,与某一时刻或某一位置对应
大小
由v=求出
当Δt→0时可由v=求出
方向
与位移的方向相同,不一定与物体某时刻运动的方向相同
就是该时刻物体运动的方