内容正文:
2023-2024学年 高一 元创物理 提前学 + 强基础 必修一第一章:运动的描述
3.位置变化快慢的描述----速度
核心目标
1. 理解速度的含义,知道速度的定义式、单位和方向。理解平均速度和瞬时速度的区别与联系,体会极限方法。
2. 理解v-t图像的含义,能用实验数据绘制v-t图像,并会根据v-t图像分析物体运动的速度随时间的变化。
【阅读+理解】----提前学知识要点
问题
生活和科学研究中经常需要知道物运动的快慢和方向,怎样描述物体运动快慢呢?运动员在比赛中的不同时段,运动的快慢一样吗?
1. 速度
不同的运动,位置变化的快慢往往不同,也就是说,运动的快慢不同。怎样比较物体运动的快慢呢?
物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢,这就是速度。
速度通常用字母v表示,如果在时间 Δt内物体的位移是Δ x,速度就可以表示为v=。
在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s 或m·s-1。
常用的单位还有千米每时(km/h或 km·h-1)、厘米每秒(cm/s 或 cm·s-1)等。
速度是矢量,它既有大小,又有方向。速度的方向(物体运动的方向)和位移的方向相同。
2. 平均速度和瞬时速度
一般来说,物体在某一段时间内,运动的快慢通常是变化的。所以,由求得的速度v,表示的只是物体在时间Δ t内运动的平均快慢程度,叫作平均速度。
思考与讨论:平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向。那么,怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢?
可以设想,用由时刻t 到t+Δ t 一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度,如果Δt取得小一些,物体在Δ t 这样一个较小的时间内,运动快慢的差异就不会太大。Δt越小,运动快慢的差异就越小。当Δt非常非常小时,运动快慢的差异可以忽略不计,此时,我们就把叫作物体在时刻t 的瞬时速度。
在匀速直线运动中,瞬时速度保持不变,平均速度与瞬时速度相等。
瞬时速度的大小通常叫作速率。
汽车速度计不能显示车辆运动的方向,它的示数实际是汽车的速率。日常生活中说到的“速度”,有时是指速率,要根据上下文判断。
3.速度—时间图像
物体运动的速度随时间变化的情况可以用图像来直观表示。
以时间t为横轴,速度v为纵轴,坐标中的图像即为速度—时间图像或v-t 图像。
下图甲是根据某同学的实验测量数据所描的点,从这些点的走向能够大致看出纸带运动速度的变化规律。
为了更清晰些,可以用折线把这些点连起来(图乙)。
因为速度不会发生突变,所以,用一条平滑的曲线来描出这些点,曲线所反映的情况就会与实际更加接近(图丙)。
注意:如果有些点难以落在曲线上,应该使它们大致均匀地分布在曲线两侧。这样曲线就更符合实际的规律。
【理解+记忆】----常思考笔记重点
一、速度
1. 定义: 跟发生这段位移所用 的比值.
2. 定义式:v=.
3. 单位:在国际单位制中是米每秒,符号m/s或m·s-1,常用的还有千米每时(km/h或km·h-1)等.换算关系:1 m/s= km/h.
4. 矢量性:速度既有大小,又有方向,是 .速度的方向与 的方向相同.
二、平均速度和瞬时速度
1. 平均速度
(1) 定义:在变速直线运动中,位移Δx跟发生这段位移 的比值叫作变速直线运动的平均速度.
(2) 公式:= .
(3) 含义: 地描述物体运动的快慢.
(4) 矢量性:平均速度既有大小又有方向,是矢量,其方向与一段时间Δt内发生的 的方向相同.
2. 瞬时速度
(1) 定义:物体在 (或经过某一位置)的速度叫作瞬时速度.
(2) 含义: 地描述物体运动的快慢.
(3) 矢量性:瞬时速度的方向就是物体此时刻的 方向.
3. 速度和速率
(1) 速率:瞬时速度的 叫做速率.
(2) 速度与速率的区别:速度是矢量,速率是标量;速率只反映物体运动的快慢,而速度却同时反映运动的 和运动的 .
三、速度—时间图像
1. 含义:直观表示物体运动的. 随 变化的情况.它不是物体运动的轨迹.
2. v -t图像的画法
(1) 以时间t为横轴,速度v为纵轴建立平面直角坐标系.
(2) 根据计算出的不同时刻的 值,在坐标系中描点.
(3) 用 来描出这些点.
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1. (2022广东省东莞市东华高级中学高一(上)中