内容正文:
第3节 速 度(强基课—逐点理清物理观念)
课标要求
层级达标
1.理解速度。
2.结合瞬时速度概念的建构,体会研究物理问题的极限方法。
学考层级
1.形成初步的平均速度、瞬时速度的概念,应用概念能解决实际问题。
2.通过平均速度与瞬时速度的比较,对瞬时速度的测量方法有所了解。
选考层级
1.能掌握平均速度和瞬时速度的区别与联系。
2.通过实例的比较,理解平均速度和瞬时速度,并能进行相应的计算。
逐点清(一) 平均速度
[多维度理解]
1.定义:物体运动的位移与所用时间之比。
2.大小:=。
3.方向:与位移的方向相同。
4.单位:国际单位制单位为米每秒,符号为m/s。其他单位有km/h、cm/s等。
5.物理意义:
描述一段时间(或一段位移)内,物体运动的快慢和方向的物理量。
1.平均速度是矢量,其方向与对应的位移的方向相同。
2.在匀速直线运动中,不同位移的平均速度一定相同。
[全方位练明]
1.判断下列说法是否正确。
(1)平均速度是粗略描述物体运动的快慢的。(√)
(2)物体的平均速度为零,则物体处于静止状态。(×)
(3)汽车仪表盘上显示的速度为汽车的平均速度。(×)
2.在东京奥运会男子100 m半决赛中,苏炳添以9秒83的成绩获小组第一,打破了亚洲纪录。关于他在该次比赛中的运动情况,下列说法正确的是( )
A.苏炳添的百米成绩9秒83是时刻
B.比赛过程中的路程就是位移
C.苏炳添100 m半决赛中的最大速度为10.17 m/s
D.苏炳添100 m半决赛中的平均速度为10.17 m/s
解析:选D 9.83 s是时间间隔,并非时刻,A错误;100 m跑道是直线跑道,此时的100 m既是路程也是位移大小,但不能说路程就是位移,B错误;100 m半决赛平均速度==≈10.17 m/s,而在跑步过程中最大速度无法计算,C错误,D正确。
3.扫地机器人因操作简单、使用方便,已逐渐走进了人们的生活。某次开发测试,科研人员9时35分在A处启动扫地机器人,经30分钟在B处完成清扫工作,其规划式清扫路线如图所示。相关数据表明:机器人清扫路线的总长度为60.2 m,A、B的距离为9.6 m。关于本次测试,下列说法正确的是( )
A.“9时35分”表示时间,“30分钟”表示时刻
B.科研人员研究清扫路线时,能将机器人视为质点
C.机器人在该过程中的位移大小为60.2 m
D.机器人在该过程中的平均速度约为0.03 m/s
解析:选B “9时35分”表示时刻,“30分钟”表示时间,A错误;科研人员研究清扫路线时,机器人的大小和形状可以忽略,故能将机器人视为质点,B正确;根据位移的定义可知,机器人在该过程中的位移大小为9.6 m,C错误;根据平均速度的定义可得,机器人在该过程中的平均速度约为==≈0.005 m/s,D错误。
逐点清(二) 瞬时速度
[多维度理解]
1.定义:物体在某位置(时刻)的速度。
2.大小:又叫瞬时速率;当t非常小时,就可以看作某位置(时刻)的瞬时速度。
3.方向:与物体的运动方向相同,是矢量。
4.单位:m/s。
5.物理意义:精确描述物体运动快慢和方向的物理量。
平均速度与瞬时速度的比较
项目
平均速度
瞬时速度
区别
物理意义
反映一段时间(或一段位移)内物体运动的快慢及方向
精确描述物体运动的快慢及方向
对应关系
对应一段时间(或一段位移)
对应某一时刻(或某一位置)
矢量性
方向与位移的方向相同,与运动方向不一定相同
方向就是物体的运动方向,与位移方向不一定相同
联系
①都是描述物体运动的快慢和方向,都是矢量,单位都是m/s
②当位移足够小或时间足够短时,可以认为瞬时速度就等于平均速度
③匀速直线运动中平均速度等于瞬时速度
[典例] 下列关于平均速度和瞬时速度的说法错误的是( )
A.平均速度=,当t充分小时,该式可表示经过某位置的瞬时速度
B.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述运动的快慢
D.只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢
[解析] 平均速度=,当t充分小时,该式可表示经过某位置的瞬时速度,故A正确;匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度,故B正确;瞬时速度可以精确描述运动的快慢,但平均速度不能精确描述运动的快慢,故C错误,D正确。
[答案] C
[全方位练明]
1.判断下列说法是否正确。
(1)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,瞬时速度精确反映物体在某个时刻(或某一位置)的运动快慢。(√)
(2)瞬时速度的大小叫瞬时速率。(√)
(3)子弹以速度v从枪口飞出,v指的是平均速度。(×)
2.中国目前拥有世界上最完善的高铁系统,高铁是中国科技发展的一张世界名片。如图所示为运行的高铁