第一章 第三节 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（粤教版）

第三节　速度 核心素养要求 核心素养呈现 1.认识速度的定义，体会其在初中基础上的变化. 2.了解速度方向的由来，知道速度的方向就是物体运动的方向. 3.理解瞬时速度、平均速度、瞬时速率、平均速率的区别与联系. 4.了解一种研究问题的新方法—极限法. 5.认识速度—时间图像. 　速度 1．物理意义：反映物体运动快慢和方向的物理量． 2．定义：位移跟发生这段位移所用时间之比． 3．定义式：v＝. 4．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．常用单位：千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等.1 m/s＝3.6 km/h. 5．矢量性：速度既有大小又有方向，是矢量(填“标量”或“矢量”)，其方向和时间t内的位移s的方向相同． (1)由v＝可知，v与s成正比，与t成反比．(×) (2)速度v1＝2 m/s，v2＝－3 m/s，因为2>－3，所以v1>v2.(×) (3)速度的方向与物体运动的方向一致．(√) 　平均速度和瞬时速度 1．平均速度：描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度，只能粗略描述物体运动的快慢． 2．瞬时速度：描述物体在某一时刻运动的快慢，可以精确描述物体运动的快慢． 3．瞬时速率：瞬时速度的大小． 4．平均速率：路程与相应时间之比． 如图，交警用电子检测设备检测汽车是否超速，电子检测设备测得的速度是平均速度还是瞬时速度？ 提示：电子检测设备拍摄了车辆经过电子设备瞬间的运动情况．因此，测得的速度是瞬时速度． 　速度—时间图像 1．以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系． 2．根据计算出的不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点． 3．用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图线，即v-t图像．如图所示． 　对速度的理解 [思考探究] 如图，自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向单向行驶，在10 min内自行车行驶了3 km，汽车行驶了13 km，自行车和汽车哪个更快？ 提示：相同时间内，汽车的位移比自行车大，汽车更快． [思维深化] 1．对公式v＝的理解 (1)速度采用比值定义法，不能说v与s成正比．s大，仅指物体的位置变化大，位移大，速度不一定大；当物体位置变化快时，速度才大． (2)式中s是位移不是路程，s与t具有对应性． 2．速度是矢量 (1)速度既有大小，又有方向，是矢量． (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s成正比，与运动时间t成反比 B．速度v的大小与运动的位移s和时间t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s与时间t的比值来计算，并不是说v与s成正比，与t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的运动方向 D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s后甲、乙相距60 m 解析：ACD　速度是矢量，其正、负号表示质点的运动方向，故A、C正确，B错误；甲、乙两质点在同一直线上向相反方向运动，10 s内甲运动了20 m，乙运动了40 m，故10 s后甲、乙相距60 m，D正确． 　平均速度 [思考探究] 如图所示，A、B两地直线距离为20 km，甲、乙两个可视为质点的物体同时从A点出发，沿不同的路径运动，经20分钟同时到达B点．已知甲的路径长度为30 km，则 (1)甲、乙的平均速度、平均速率各是多少？ (2)平均速率是平均速度大小吗？ 提示：(1)甲：平均速度1＝＝＝60 km/h 平均速率：1′＝＝＝90 km/h 乙：平均速度2＝＝＝60 km/h 平均速率：2′＝＝＝60 km/h (2)不是 [思维深化] 平均速度与平均速率的比较 1．平均速度 (1)定义式：平均速度＝，即＝.(s为物体的位移) (2)意义：粗略描述物体位置变化的快慢，与物体运动的路径无关． (3)矢量：方向与位移方向相同． 2．平均速率 (1)定义式：平均速率＝，即′＝(s′为物体的路程)． (2)意义：粗略地描述物体运动的快慢，与物体运动的路径有关． (3)标量：无方向． 3．平均速度的大小一般不等于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小等于平均速率． 　如图所示，某质点沿边