第一章 3．位置变化快慢的描述——速度（讲解Word）2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【赢在微点】轻松课堂（人教版）

3．位置变化快慢的描述——速度 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；3.知道速度与速率的区别与联系；4.会利用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度。 如图甲，自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向单向行驶，自行车在30 min内行驶了8 km；汽车在30 min内行驶了50 km。如图乙，百米比赛中，运动员甲用时10 s，运动员乙用时13.5 s。 甲 乙 问题：(1)自行车和汽车哪个运动得快？你是如何进行比较的？ (2)运动员甲和运动员乙哪个跑得快？你是如何进行比较的？ (3)汽车和运动员甲哪个运动得快？你又是如何进行比较的呢？ 知|识|梳|理 一、速度 1．定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。 2．定义式：v＝。 3．物理意义：描述物体运动的快慢及运动方向。 4．单位：米/秒，符号为m/s。常用单位：km/h、cm/s。 5．矢量性：速度既有大小又有方向，速度的大小在数值上等于物体在单位时间内发生的位移大小，速度的方向就是物体运动的方向。 二、平均速度与瞬时速度 1．平均速度：描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度，只能粗略描述物体运动的快慢。 2．瞬时速度：描述物体在某一时刻(或经某一位置)运动的快慢，可以精确描述物体运动的快慢。 3．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。 4．瞬时速度的大小通常称为速率，汽车速度计的计数实际上是汽车的速率。 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 1．计算纸带的平均速度：从打第1个点到打第n个点，纸带的运动时间为Δt＝0.02(n－1) s，纸带的位移为Δx，纸带的平均速度v＝。 2．用打点计时器测量瞬时速度 (1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。 (2)从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔T＝0.1_s。在纸带上用O、A、B、C、D……标出这些“计数点”，如图所示。 用刻度尺依次测出OA、OB、OC、OD……的距离是s1，s2，s3，s4，…，再利用x1＝s1，x2＝s2－s1，x3＝s3－s2，…确定出OA、AB、BC、CD……之间的距离x1、x2、x3、x4…… (3)A、B、C、D……各点的瞬时速度分别为vA＝、vB＝、vC＝、vD＝…… 四、用v－t图像描述物体的速度 1．以速度v为纵轴，时间t为横轴建立平面直角坐标系。 2．根据不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点。 3．用平滑曲线把这些点连接起来，得到v－t图像。 预|习|自|检 1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)由v＝可知，v与Δx成正比，与Δt成反比。(×) (2)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度。(√) (3)在纸带上每五个点取一个计数点时，相邻两计数点间的时间间隔为5T(T为打点周期)。(√) (4)作v－t图像时，所取的点越多，图线就越准确。(√) 2．在哈尔滨某中学运动会上，高一八班同学顽强拼搏，挑战极限，取得了优异的成绩。下面对运动员们“快”字的理解不正确的是(　　) A．小李同学在800米决赛中取得了第一名，同学们纷纷说他跑得“快”，是指小李同学的平均速率大 B．小王同学在100米决赛中起跑很“快”，是指小王同学起跑时瞬时速度大 C．小刘同学在100米决赛中取得了第一名，好“快”呀，是指小刘同学的平均速度大 D．在100米决赛中，小刘同学取得了第一名，小王同学取得了第二名。同学们说小刘同学比小王同学跑得“快”，是指任意时刻小刘同学的速度都比小王同学的速度大 解析　根据速度的概念，易判得D项错误，A、B、C三项正确。 答案　D 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。 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)×10－2 m＝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。 答案　0.04　0.028　0.70　0.76 探究一 速度 1．对定义式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．对速度是矢量的理解 (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