第1章 3 位置变化的快慢与方向——速度-【精讲精练】2023-2024学年高中物理必修第一册教科版（教师用书）

3　位置变化的快慢与方向——速度

[学业要求与核心素养]

一、平均速度

阅读教材，并回答：

1．比较不同物体运动的快慢：汽车在平直公路上是沿同一方向单向行驶，甲车2 h行驶了80 km，乙车2 h行驶了100 km；百米赛跑中，甲运动员的成绩为10 s，乙运动员的成绩为12 s。

试结合上述情景，讨论下列问题：

(1)汽车甲和乙哪个运动得快？运动员甲和运动员乙哪个跑得快？

答：汽车乙。运动员甲。

(2)汽车甲和运动员甲哪个运动得快？如何进行比较？

答：汽车甲运动得快。比较相同的时间内的位移即单位的时间内的位移。

2．运动员甲在100 m赛跑中用时10 s，整个赛跑过程中甲的速度是多少？这个速度是不是代表在整个10 s内速度一直都是这么大吗？如何理解这个速度的含义？

答：10 m/s。不能。10 m/s是整个赛跑过程中的平均值，粗略地反应了运动的快慢。

[概念·规律]

1．定义：物体的位移与发生这段位移所用__时间__的比值，叫作这段时间内的平均速度。

2．公式：＝　　。

3．单位：国际单位制单位是__米每秒__，符号是m/s或m·s－1。

4．矢标性：是矢量，方向与Δt时间内发生的__位移__的方向相同。

二、瞬时速度

阅读教材，并回答：

1．如何精确的描述运动员在100 m赛跑中运动的快慢？

答：需要知道运动员每一时刻或每一位置的速度。

2．汽车从制动到停止共用了5 s。这段时间内，汽车每1 s前进的距离分别是9 m,7 m,5 m,3 m,1 m。

求汽车前1 s、前2 s、前3 s、前4 s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的速度？它比这个速度略大些，还是略小些？

答：9 m/s,8 m/s,7 m/s,6 m/s,5 m/s，前1 s内的平均速度更接近汽车刚制动时的速度，它比刚制动时的速度略小些。

[概念·规律]

1．概念：运动物体在__某时刻__(或经过某位置)的速度。

2．速率：瞬时速度的__大小__。

3．平均速率：路程与__时间__的比。

三、速度的测量

1．测量原理：若测量某一段时间Δt内的位移Δx，则这段时间内的__平均速度__为＝，如果测量过程足够短，Δt足够小，则就可以认为是测量时刻的__瞬时速度__。

2．使用打点计时器测速度(两种打点计时器)

3．使用光电门测速度

由于遮光板很窄(例如5 mm)，遮挡光线的时间Δt足够短，遮光板的宽度Δx与相应的时间间隔Δt的比就可以认为是小车经过光电门时的瞬时速度。

测量瞬时速度大小的装置

四、速度—时间图像

1．速度—时间图像(v­t图像)

用横轴表示__时间t__，纵轴表示__速度v__，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到物体运动的v­t图像。

2．v­t图像的意义

v­t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况，但它__不是__(选填“是”或“不是”)物体运动的轨迹。

探究点一　对速度的理解

[交流讨论]

1．对于速度公式v＝，能否说v的大小与s成正比，与t成反比？

答：不能。v与s，t均无关。

2．物体运动的位移越大，其速度一定越大吗？

答：不一定。速度的大小取决于位移与时间的比值。

[归纳总结]

关于速度的三点说明

(1)定义式v＝的理解：公式v＝中的Δx是物体运动的位移，不是路程。v＝是速度的定义式，不是决定式，不能认为v与位移成正比、与时间成反比。

(2)速度是矢量，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，方向即物体的运动方向。

(3)速度是描述物体运动快慢的物理量，v＝也叫物体位置的变化率，速度越大，表示物体运动得越快，其位置变化得也就越快。