第一章 第3节 第1课时 位置变化快慢的描述——速度-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

第3节　位置变化快慢的描述——速度 第1课时　位置变化快慢的描述——速度 [学习目标要求]　1.理解速度的概念，体会用比值定义物理量的方法，知道速度是矢量。2. 能区别平均速度、瞬时速度与速率，体会瞬时速度概念的极限思想方法。3.理解速度—时间图像，会通过图像描述物体的运动。 　速度 1．物理意义：描述物体位置变化快慢的物理量。 2．定义：位移与发生这段位移所用时间的比值，即：v＝。 3．单位：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小时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。 4．矢量性：速度是矢量，其方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。 [判一判] (1)发生位移越大的物体，速度一定越大。( × ) (2)正的速度一定比负的速度大。( × ) (3)物体路程不为零，速度可能为零。( √ ) 　平均速度和瞬时速度 1．平均速度：由求得的速度v，表示的只是物体在时间Δt内运动的平均快慢程度，叫作平均速度。 2．瞬时速度：当Δt非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，我们就把叫作物体在时刻t的瞬时速度。 3．匀速直线运动：瞬时速度保持不变的运动，在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。 4．速率：瞬时速度的大小通常叫作速率。瞬时速度是矢量，而速率是标量。 [练一练] 关于速度，下列说法正确的是(　　) A．汽车速度计上显示70 km/h，指的是平均速度 B．高速公路上的限速为120 km/h，指的是平均速度 C．子弹以900 m/s的速度从枪口射出，指的是瞬时速度 D．火车从上海到北京的速度约为120 km/h，指的是瞬时速度 解析：C　汽车速度计上显示70 km/h，指的是瞬时速度，A错误；高速公路上的限速为120 km/h，指的是瞬时速度，B错误；子弹以900 m/s的速度从枪口射出，指的是瞬时速度，C正确；火车从上海到北京的速度约为120 km/h，指的是平均速度，D错误。 　速度—时间图像 1．v-t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，即得到如图所示的v-t图像。 2．图像的意义：v-t图像直观地反映了速度随时间变化的情况。 注意：v-t图像不是物体运动的轨迹。 [想一想] (1)从v-t图像中可以知道哪些信息？ (2)匀速直线运动的v-t图像有什么特点？如图所示，直线a、b分别表示物体在做什么运动？速度是多少？ 提示：(1)从v-t图像中可知任意时刻速度的大小和方向。 (2)匀速直线运动的v-t图像是与时间轴平行的直线。如题图所示，直线a、b分别表示物体做va＝4 m/s、vb＝8 m/s的匀速直线运动。 学习任务一　速度的理解 [导学探究] 自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向单向行驶，自行车在30 min内行驶了8 km；汽车在30 min内行驶了50 km；百米比赛中，运动员甲用时10 s，运动员乙用时13.5 s。 (1)自行车和汽车哪个运动得快？你是如何进行比较的？ (2)运动员甲和运动员乙哪个跑得快？你是如何进行比较的？ (3)汽车和运动员甲哪个运动得快？你又是如何进行比较的呢？ 提示：(1)汽车运动得快，相同时间内位移大的运动得快。 (2)运动员甲跑得快，通过相同位移所需时间短的跑得快。 (3)汽车的速度v车＝＝＝≈27.8 m/s，运动员甲的速度v甲 ＝ ＝ ＝ 10 m/s，v车 > v甲，所以汽车运动得快。 [思维深化] 1．定义式v＝的理解 (1)公式v＝中的Δx是物体运动的位移，不是路程。 (2)v＝是采用比值法定义的。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。 2．两点注意 (1)速度是矢量，瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向。 (2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同。 (多选)对速度的定义式v＝，以下叙述正确的是(　　) A．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比 B．速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关 C．此速度定义式适用于任何运动 D．速度是表示物体运动快慢及方向的物理量 解析：BCD　速度是表示物体运动快慢及方向的物理量，v＝是计算速度的公式，适用于任何运动，此式只能说明速度可由位移Δx与时间Δt的比值来计算，并不是说v与Δx成正比，与Δt成反比，故A错误，B、C、D正确。 [针对训练] 1．(多选)甲、乙两质点在同一直线上做匀速运动，取向右为正方向，甲的速度为2 m/s，乙的速度为－4 m/s，则可知(　　) A．乙的速度大于甲的速度 B．因为＋2＞－4，所以甲的速度大于乙的速度 C．这里正、负号的物理意义是表示质点