第一章 第三节 速 度-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册同步全程学习全书word（粤教版）

第三节　速　度 [课标引领] 学业质量水平要求 合格考 1.重新认识速度的定义,体会其与初中定义的变化. 2.了解速度方向的由来,知道速度的方向就是物体运动的方向. 3.理解瞬时速度、平均速度、瞬时速率、平均速率的区别与联系. 4.会用速度—时间图像描述物体的运动. 选择考 1.能在具体生活情境中正确使用各种表示物体运动快慢的概念,并能进行相应计算. 2.体会瞬时速度概念的极限思想、平均速度的等效思想. 3.掌握v-t图像的物理意义,会利用v-t图像描述物体的运动. 一、认识速度 　蜗牛要横向爬过一本教科书,至少得用2 min的时间;乌龟爬行1 m的位移需要50 s;猎豹平均每秒可完成32 m的位移;那么,有几种方法可以来比较哪种动物位置变化得更快呢? 答案:有两种比较的方法.一种是同样的位移,比较所用时间的长短,时间短的,位置变化得快.另一种是相同的时间,比较发生的位移大小,位移大的,位置变化得快.如要发生1 m的位移,蜗牛所用时间最长,猎豹所用时间最短;如在1 s的时间内,蜗牛的位移最小,猎豹的位移最大,所以猎豹位置变化得最快. 1.物理意义:速度是反映物体运动快慢和方向的物理量. 2.定义:速度用位移跟发生这段位移所用时间之比来表示. 3.定义式:v=. 4.单位:国际单位制中是米每秒,符号是 m/s或m·s-1,常用单位还有千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s 或 cm·s-1)等. 5.矢量性:速度是矢量,既有大小,又有方向. 二、平均速度和瞬时速度 　我们知道,在实际的运动中,物体在不同时间内的运动快慢一般是不同的,那么我们用公式v=计算出来的速度,能否精确的描述物体在任意时刻运动的快慢和方向?公路上的区间测速和单点测速,这两种限速有什么区别? 答案:用公式v=计算出来的速度表示的只是物体在时间t内的平均快慢程度,不能精确地描述物体在任意时刻运动的快慢和方向.区间测速是要求这段路程与时间的比值不能超过规定的速度大小,而单点测速要求到达测速点的瞬间速度大小不能超过规定值. 1.平均速度 (1)定义:物体在时间t内运动的平均快慢程度,通常用 表示,它是位移与相应时间之比. (2)矢量性:平均速度是矢量,它的方向由位移的方向决定. (3)过程性:提到平均速度时,需要明确是哪段时间内(或哪段位移上)的平均速度. (4)应用:粗略地反映了物体在某段位移上或某段时间内运动的平均快慢和方向. (5)平均速率:路程与相应时间之比称为平均速率.它只有大小,没有方向;大小与平均速度大小无关. 2.瞬时速度 (1)定义:瞬时速度是运动物体在某一时刻或经过某一位置时的速度,通常把瞬时速度简称为速度. (2)矢量性:瞬时速度是矢量,其大小反映了物体在该时刻的运动快慢,方向就是物体在该时刻的运动方向,即在该物体运动轨迹中该点的切线方向. (3)与平均速度的关系:Δt取得越小,物体在t到t+Δt时间内的平均速度就越接近物体在t时刻的瞬时速度.匀速直线运动中,瞬时速度与平均速度相等. (4)直线运动中速度方向的表示在直线运动中,速度的方向可用正、负号来表示.一般选取某一物体初始运动的方向为正方向.其他速度的方向与之相同,则速度为正;与之相反,则为负. (5)瞬时速率:瞬时速度的大小叫作瞬时速率. 三、速度—时间图像(v-t图像) 如图所示为上节中描述的质点的位移—时间图像,如果我们将纵坐标改为速度v(单位为m/s)后,那么这个图像就变成了速度—时间图像,请思考,速度—时间图像的纵坐标表示什么含义?这个图像反映的是什么规律? 答案:纵坐标表示该时刻的瞬时速度,图像反映的是瞬时速度随时间的变化规律. 1.速度—时间图像 用纵坐标表示物体运动的速度v,用横坐标表示时间t,在坐标纸上建立直角坐标系,根据物体在各个时刻的速度,将(t,v)作为一组坐标在坐标系中描点,将点连线后得出的图像称为速度—时间图像或v-t图像. 2.速度—时间图像的纵坐标表示的是质点在该时刻的瞬时速度,如图所示的速度—时间图像,表示速度越来越快. 1.判断正误. (1)通过相同的路程,所用时间少的物体速度大.(　×　) (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)物体的瞬时速度总为零,则平均速度一定为零.(　√　) 2.甲、乙两地直线距离为20 km. (1)小明开车从甲地到乙地,用时20分钟,他的平均速度多大? (2)途中某时刻,小明发现速度计示数为70 km/h,此示数表示什么? (3)若小明由乙地返回甲地又用了20分钟,则从甲地出发又返回甲地的整个过程的平均速度是多少?它能反映汽车运动的快慢吗? 答案:(1)由v=得v==60 km/h. (2)表示此时刻的速率为70 km/h.