内容正文:
03.位置变化快慢的描述-速度
一.速度
物理意义:表示物理运动快慢的物理量。
定义:位移与发生这段位移所需时间的比值
单位:米每秒:m/s,常用单位:km/h
速度是矢量,既有大小,又有方向,速度的方向与位移的方向相同。
思考:能否讲速度与位移成正比与时间成反比
问题:百米赛跑,起跑,中途,冲线时速度一样吗?如何区分他们?
二.平均速度与瞬时速度
平均速度:粗略描述运动快慢的物理量,若Δt表示一段时间,则为平均速度。速度方向与位移方向相同
表达式:
瞬时速度:精确描述运动快慢的物理量,若Δt0,则为瞬时速度。速度方向为实际运动方向(轨迹的切线方向)
表达式:
注意:在x-t图像中,平均速度为割线斜率,瞬时速度为切线斜率。当Δt0时平均速度变成了瞬时速度,是一种极限思想。
问题:你知道生活中有哪些测速度的例子吗?
实验室又是怎么测速度的呢?
实验.测纸带的平均速度和瞬时速度
实验原理:利用速度公式,只需测量位移,时间由打点计时器点迹直接读出。
除了打点计时器外,实验室还可以用光电门计时器测量速度,或者传感器测速度。
:为遮光条宽度
:为挡光时间
三. 瞬时速率与平均速率
速率:速度的大小叫速率
瞬时速率:瞬时速度的大小
平均速率:路程与时间的比值(注意与平均速度区分)
问题:绕操场跑一圈回到出发点,平均速度为零吗?平均速率为零吗?
问题:一物体做直线运动从A运动到B:
前半程平均速度为v1,后半程平均速度为v2 ,全程平均速度是多少?
前一半时间平均速度为v1,后一半时间平均速度为v2 ,全程平均速度是多少?
哪种情况先到?
问题:如何直观的表示速度随时间变化的规律?
四.速度—时间图像
用横轴表示时间,纵轴表示速度,物体在每一时刻的速度可以用图像直观的表示,
反映物体的速度随时间变化的规律。
注意:
水平直线表示匀速直线运动
倾斜直线表示匀变速直线运动
曲线表示变加速运动
两条线交点表示速度相同(最远或最近)
斜率表示加速度大小,正负表示加速度方向
图像并不代表轨迹,图像弯曲不代表曲线运动
问题:以下分别代表什么运动
例1 关于速度的相关概念,下列说法正确的是( )
A.速度只描述运动快慢,不能表示方向
B.平均速度等于位移与所用时间的比值
C.平均速度等于初、末瞬时速度的平均值
D.瞬时速度只能描述速度的大小,其大小就是速率
B
例2.有一辆汽车沿笔直公路行驶,第1s内通过5m的距离,第2s内和第3s内各通过20 m的距离,第4s内通过15 m的距离,第5s内反向通过10 m的距离,求这5s内的平均速度和平均速率及后2s内的平均速度和平均速率.
答案 10 m/s 14 m/s 2.5 m/s 12.5 m/s
例3 如图所示的位移(x)-时间(t)图象和速度(v)-时间(t)图象中给出四条图线,甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A.甲车做直线运动,乙车做曲线运动
B.0~t1时间内,甲车通过的路程大于乙车通过的路程
C.0~t2时间内,丙、丁两车在t2时刻相距最远
D.0~t2时间内,丙、丁两车的平均速度相等
C
例4.用同一张底片对着小球运动的路径每隔0.1s拍一次照,得到的照片如图所示,则小球在图示这段距离内运动的平均速度是( )
A.0.25 m/s B.0.2 m/s
C.0.17 m/s D.无法确定
例5.物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1=10 m/s,v2=15 m/s,则物体在整个运动过程中的平均速度是( )
A.13.75 m/s B.12.5 m/s
C.12 m/s D.11.75 m/s
C
C
例6.如图是一辆汽车做直线运动的x-t图象,对相应的线段所表示的运动,下列说法正确的是( )
A.AB段表示车静止
B.BC段发生的位移大于CD段发生的位移
C.CD段运动方向和BC段运动方向相反
D.CD段运动速度大于BC段运动速度
ACD
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