1.3 位置变化快慢的描述——速度（讲义）-【大单元教学】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第一册）

第一章 运动的描述 第 1.3 节 位置变化快慢的描述 速度 情境导入 百米赛跑是奥运会田径赛场上的最短的直道项目，被称为“飞人大战”。它根据什么确定选手的名次呢？百米赛跑世界记录保持着为什么被称为“世界上跑的最快的人”？ 一、速度☆☆☆ 1. 定义：物理学中用 与发生这个位移所用 的比值表示物体运动的快慢，这就是速度； 2. 公式： ； 3. 单位：在国际单位制中，速度的单位是m/s或m.s-1，常用单位：km/h，其中1m/s=3.6 m/h； 4. 矢量性：速度是 ，既有大小又有方向。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向与物体的运动方向 。 【典例1】甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正方向，甲质点的速度为，乙质点的速度为，则下列说法错误的是（　　） A．乙质点的速率大于甲质点的速率 B．因为，所以甲质点的速度大于乙质点的速度 C．这里的正、负号的物理意义表示运动的方向 D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则后甲、乙两质点相距 [变式]（2022秋·宁海中学期中）三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示，同时从N点出发，同时到达M点，下列说法中正确的是（　　） A．三个质点任意时刻的速度都相同 B．三个质点从N点出发到M的任意时刻速度大小都相同 C．三个质点从N点到M点的平均速度相同 D．三个质点从N点到M点的平均速率相同 二、平均速度与瞬时速度☆☆☆ 1. 平均速度与瞬时速度的定义 （1）平均速度：物体在某段时间内的 与发生这段位移所用 的比值； （2）瞬时速度：运动物体在 的速度，在公式中，非常小，接近于零，则表示该时刻的 ； 2. 平均速度与瞬时速度的联系 （1）在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度 ； （2）在变式运动中，随或的选取的不同而不同，它反映的是这段位移上的平均速度，只有当时，才表示 。 3. 速率与平均速率 （1）速率：瞬时速度的大小叫做 ，瞬时速度是 ，而速率是 。 （2）平均速率：平均速率是物体通过的路程与这段路程所用时间的比值，是标量。 【典例2】 一质点沿一边长为2m的正方形轨道运动，每秒匀速移动1m，初始位置在bc边的中点A，由b向c运动，如图所示，A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点，则下列说法正确的是（　　） A．第2s末的瞬时速度大小为1m/s B．前2s内的平均速率为m/s C．前4s内的平均速率为0.5m/s D．前2s内的平均速度大小为2m/s [变式]（多选）如图所示是三个质点A，B，C的运动轨迹，三个质点同时从N点出发，同时到达M点。下列说法一定正确的是（　　） A．三个质点从N到M的平均速度相同 B．三个质点到达M点的瞬时速度相同 C．三个质点从N到M的平均速率相同 D．B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同 三、测量质点的平均速度和瞬时速度☆☆ 1. 测量平均速度 （1）原理：； （2）测量方法：用刻度尺测量纸带两点间的距离，数出两点间的时间间隔个数； 2. 测量瞬时速度 （1）原理：在公式中，非常小，接近于零，则这段时间内的平均速度表示该时刻的 ； 【典例3】（2022秋·新疆·高一期末）电磁打点计时器是一种使用____电源的计时仪器，其工作电压约为____V。若电源频率为50Hz，则打点的时间间隔为____s。如果每打5个点取一个计数点，那么相邻两个计数点间的时间间隔为____s。如图A、B、C、D是打点计时器在纸带上打下的四个点，从图中读出A、B两点间距s=____cm。C点瞬时速度为____m/s。 [变式]（1）在“用打点计时器测速度”实验中，电磁打点计时器和电火花计时器都使用______填“直流”或“交流”电源，电磁打点计时器的工作电压为______V。 （2）如下图为物体做匀加速运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的两点间还有四个点未画出，则每两个点之间的时间间隔为______s。已知打点计时器接交流50Hz的电源，则打点计时器打出D点时，物体的速度大小为______，物体运动的加速度大小为______计算结果保留二位有效数字。 四、速度—时间图像☆☆☆ 从v-t图像看信息 1. 轴：横轴表示时间；纵轴表示速度。它反应了速度与时间的关系； 2. 点 （1） 截距：物体的初速度； （2） 交点：两物体速度相等； 3. 线：它表示速度随时间变化的趋势，t轴的上方，速度为正，t轴的下方速度为负； 4. 斜率：表示速度变化的快慢（即加速度），斜率绝对值越大，速度