内容正文:
第一章 运动的描述
课时1.3 位置变化快慢的描述——速度
1. 理解速度的含义,知道速度的定义式、单位和方向。
2. 知道平均速度和瞬时速度的区别与联系,并能进行相应的计算。
3. 知道速度与速率的区别与联系,能在生活中正确使用速度与速率的概念。
4. 体会平均速度概念建立过程中的等效思想方法,体会瞬时速度建立过程中的极限思想方法。
5. 掌握用打点计时器测量瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度。
6. 能运用实验数据描绘v-t图像,并能根据图像分析物体运动情况。
7. 了解用传感器测量速度的原理和方法。
一、速度
1.定义:位移与发生这段位移所用时间之比,叫作速度。
2.表达式:v=。
3.单位:米每秒,符号是m/s或m·s-1.1 m/s=3.6 km/h。
4.矢量性:速度是矢量,速度的方向就是物体运动的方向。
5.物理意义:表示物体运动快慢的物理量。
注意:速度公式与初中所学有何不同
初中时用路程和时间的比值来计算速度,我们这里的速度是用位移和时间的比值来定义的,这里的速度和初中所学的速度是不完全一样的。
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跟发生这段位移所用时间Δt的比值叫作变速直线运动的平均速度.
(2)公式:=。
(3)物理意义:粗略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内发生的位移的方向相同。
2.瞬时速度
(1)定义:物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度叫作瞬时速度。
(2)物理意义:精确地描述物体运动的快慢。
3.速率:瞬时速度的大小叫作速率。
4.汽车速度计的示数是汽车的速率。
注意:平均速度≠速度的平均值
求平均速度,排除一切干扰因素,只需要抓住位移及对应时间,注意平均速度不是速度的平均值。
三、测量纸带的平均速度和瞬时速度
1.测量平均速度
根据v=,只需测出运动纸带上任意两点间的位移Δx和所用的时间Δt,就可以算出平均速度。
2.测量瞬时速度
如果要求不是很精确,可以用某两点间的平均速度粗略代表该两点间某点的瞬时速度,且这两点距离所研究的那一点越近,算出的平均速度越接近那点的瞬时速度。
四、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。
知识总结:平均速度、平均速率、瞬时速度的比较
平均速度
平均速率
瞬时速度
物理
意义
描述物体在一段时间(或一段位移)内位置改变的快慢及方向
描述物体沿轨迹运动的平均快慢
描述物体在某一时刻(或某一位置)运动的快慢及方向
标矢性
矢量
标量
矢量
大小
与
方向
对应一段位移或一段时间
(1)平均速度 =
(2)方向与位移的方向相同
(1)平均速率 = ,注意:不一定等于平均速度的大小
(2)无方向
(1)v = ,当Δt很小时,物体在t时刻的速度大小,叫瞬时速率。通常可用其他运动公式计算
(2)方向就是物体运动的方向
基础过关练
题组一 对速度的认识
1.(2023河南信阳期中,改编)关于速度的定义式v=,以下说法不正确的是 ( )
A.此公式适用于所有运动
B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C.速度描述物体位置变化的快慢,速度越大,位置变化越快,位移也就越大
D.一段时间内,物体的位置不变化,则这段时间内物体的速度为零
2.(2023浙江绍兴月考)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2 m/s,乙质点的速度为-4 m/s,则下列说法不正确的是 ( )
A.乙质点的速率大于甲质点的速率
B.因为2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C.这里的正、负号表示质点运动的方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m
题组二 平均速度和瞬时速度
3.(2022福建厦门外国语学校月考)下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是 ( )
A.若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零,则它在这段时间内的平均速度一定等于零
B.若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定都等于零
C.在直线运动中,平均速率就是平均速度的大小
D.变速直线运动中,物体在任意一段时间内的平均速度一定不等于它在某一时刻的瞬时速度
4.(2023江苏南通大学附属中学期中)江苏高速四通八达,但是超速具有很大的安全隐患。为防止超速,交警部门设置了两套监控系统,一套是在固定测速点定点测速,一套是在一段路线区间设置区间测速,通过记录通过固定区间的时间,分析汽车是否超速。如图所示是一辆汽车在高速上导航仪某时刻的界面截图,该路段限速120 km/h。