内容正文:
第一章 运动的描述
3 位置变化快慢的描述—速度
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1、如图为汽车上用到的速度计,不知你是否注意到,在汽车的运行过程中,速度计上的指针是不断地发生摆动的,在启动时指针所指的数值会越来越大。刹车时,指针所指的数值会越来越小。那么速度计指针的变化能反应什么问题呢?
2、在汽车过红绿灯时,摄像头会通过拍照判断汽车在通过路口瞬间是否超速;在某些路段会在路段起点和终点设置两个摄像头,判断汽车在整个路段有没有超速?想一想判断超速的工作原理是什么?路口测速和区间测速有什么区别和联系?
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交流讨论
以下有四个物体,请比较一下它们运动的快慢程度.
运动对象 初始位置(m) 经过时间(s) 末位置(m) 运动快慢排序
沿平直道路行驶的电动车 0 20 100
沿平直道路行驶的公共汽车 0 10 100
沿平直轨道运行的火车 500 30 1250
在天空中直线飞行的飞机 500 10 2500
一、速度
最慢
较慢
较快
最快
1、比较物体运动快慢的方法
(1)比较相同时间△t内的位移△x,
△x越大,说明物体运动得越快
(2)比较经过相同位移△x所用的时间△t,
△t越小,说明物体运动得越快
一、速度
梳理深化
2、速度
(1)定义:物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值来描述物体
运动的快慢,即速度(v)。
(2)定义式: ,即速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小
(3)单位:国际单位制单位是m/s,常用单位有km/h、cm/s等单位
换算关系:1m/s=3.6km/h
(4)物理意义:描述物体运动快慢和方向的物理量。
(5)矢量性:速度是矢量,既有大小,又有方向,方向为物体运动的方向。
一、速度
3、特别提醒
(1)科学思维——比值定义法
比值定义法,就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。速度是高中阶段第一个用比值定义法定义的物理量,在以后的学习中还会多次遇到用比值定义的物理量。
(2)现在学习的速度与初中时学习的速度不同。初中时用路程与时间相比计算速度,现在用位移与时间的比值来定义速度。
一、速度
(3)计算物体的运动速度时,既要计算速度的大小,又要确定速度的方向。比较两个速度是否相同时,必须同时考虑它们的大小和方向是否都相同。
(4)物体的位移大,不一定运动得快。由 可知,只有在△t相同的情况下,△x越大,速度v才越大。
例1、甲、乙两物体的运动情况如图所示,两者由初位置到末位置用时都为1s,分析两者速度的大小、方向关系。
解析:位移△x=x末—x初,由图可知△x甲=3m,
△x乙=-3m
又△t=1s,
由可得v甲=3m/s,v乙=-3m/s
两速度的绝对值相等,表明两物体的速度大小相等,即运动快慢
相同;两速度一正一负,表明两物体的运动方向相反。
一、速度
巩固提升
练习1、(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动,取向右为正方向,甲质点的速度为2m/s,乙质点的速度为-4m/s,则可知( )
A.乙质点的速度大于甲质点的速度
B.因为+2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C.这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10s后甲、乙两质点相距60m
ACD
一、速度
(1)习近平总书记在党的十九大报告中指出,广泛开展全民健身活动,加快推进体育强国建设。某校于9月28日至29日举行了为期两天的秋季运动会。赛事高潮迭起,运动员顽强拼搏,赛出了风格,赛出了水平,创造出许多优异的成绩。其中在百米赛跑中,一名学生在20m处的速度为9m/s,12.5s末到达终点时的速度为8.5m/s,他在全程的速度是8m/s。请分析学生在运动过程中的三个速度是一段时间的还是某一时刻的速度?
交流讨论
二、平均速度和瞬时速度
(2)小明和小红在出游时遇到了一条小河。小红选择步行从河上的小桥到达对岸,桥长200m,小红用时3min;小明选择驾车沿河畔公路绕过小河到达对岸的相同位置,行车距离是4km,用时6min,两人同时出发,分析下列问题:
①小明和小红在运动过程中哪个物理量是相同的?谁更“快”到达对岸,这个“快”是怎么比较的?可以用哪个物理量来表示?
②如果我们在小明和小红的运动过程取1s甚至更短的时间来研究,两者谁运动的更“快”?这个“快”是怎么比较的?可以用哪个物理量来表示?
二、平均速度和瞬时速度
1、平均速度
(1)定义:在某段时间内,物体的位移△x与发生这段位移所用时间△t的比值,叫做这段时间(或位移)内的平均速度。
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