1.3 位置变化快慢的描述—速度 课件-2023-2024学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

第 节 3 第一章 运动的描述 位置变化快慢的描述——速度 1 思考:如何比较物体运动的快慢? 如果时间和位移都不同,怎样比较物体运动快慢呢? 观众怎么比较哪个运动员跑得快? 裁判又是怎么判断的? 跑在前面的快 相同时间位移大 先到达终点的快 相同位移时间短 1.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值 3.定义式: 2.物理意义:表示物体运动快慢(位置变化快慢)和方向的物理量 4.单位:m/s或m•s-1 ,km/h、cm/s,1m/s=3.6km/h 大小:单位时间内的位移大小 方向:与时间∆t内的位移∆x的方向相同 5.矢量性: △x 越大,v越大吗? 比值定义法 和初中一样吗? 速度 平均速率 ⒊ 意义:粗略地描述物体在某段时间内的平均快慢程度。 1.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值,叫做物体在这段时间(或这段位移)内的平均速度。 ⒉ 公式: 4.方向:与某段时间内位移的方向一致。 5.注意:计算物体的平均速度时必须指明物体是在哪段时间内或哪段位移上的平均速度。 平均速度 问题1:小梦绕操场跑了10圈,用时40min,平均速度是多少? 问题2:小圆出门散步,2小时后回到家发现自己共走了12000步,若每步的平均距离约为1.2m,你能估算出他的平均速度吗? 先求5~9秒内的平均速度 等于直线AB的斜率 再求5~8秒内的平均速度 —图像中过某一点的切线的斜率等于该点所对应时刻的速度 比较和 距5秒末的时间间隔趋近于0时的平均速度等于5秒末的速度。 等于直线AC的斜率 这种处理方式用到了数学中极限的知识。 (1)定义:物体在某一时刻或经过某一位置的速度。 (3)物理意义:精确描述物体运动的快慢和方向。 (2)定义式: →0 (4)方向:这一时刻物体的运动方向。 即物体在运动轨迹上过该点的切线方向. 瞬时速度 (5)匀速直线运动 匀速直线运动,平均速度与瞬时速度相等。 瞬时速度保持不变的运动 (6)速率 瞬时速度的大小通常叫作速率。 速率是标量,只有大小,没有方向. 汽车速度计不能显示车辆运动的方向,它的示数实际是汽车的速率 。 反映物体速度随时间变化的规律 ① 匀速直线运动 ②变速直线运动 O V t ① ② ③速度图线与t轴所围成的“面积”的值等于物体的位移 O V t t1 t2 O V t t1 v0 速度-时间图像(v-t图) 若图象位于时间轴的上方,表示物体运动方向与正方向相同;位于时间轴下方,表示物体运动方向与正方向相反。 交点表示在该时刻瞬时速度相同。 O V/m﹒s-1 t/s ① ② O V t vo 8 -8 0 t/s x/m 4 3 1 2 5 1 5 2 3 4 0 t/s v/(m.s-1) 4 3 1 2 5 1 5 2 3 4 根据图像分析物体的运动,并指出前4秒内物体的位移和第四秒末物体的速度,及图像与纵轴交点的意义。 如图所示为某物体的s—t图像,在第1s内物体的速度是————,从第2s至第3s内物体的速度是——,物体返回时的速度是————,4s内通过的路程是———,位移是———,4s内物体的平均速度是——————。 1m/s 0 -3m/s 4m -2m -0.5m/s t/s s/m 针对练习 测量原理: 思考:如何测量物体运动的位移和时间? 测量平均速度 打点计时器测时间和位移 电火花打点计时器 4~6V 220V 50Hz 50Hz 振针、复写纸 电火花、墨粉 实验步骤: 1. 将打点计时器固定在桌面上,用导线连入交流的6V电压; 2. 将纸带穿过限位孔; 3. 启动电源,拉纸带,纸带上就打出一行小点随后立即关电源 先开电源,再拉纸带 4. 取下纸带,从能够看得清的某个点开始,往后数出若干个点, 如果共有n个点,那么n个点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间 Δt=(n-1) ×0.02 s。 5. 用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离Δx。 6. 利用公式 计算出纸带在这段时间内的平均速度 数据处理: D G 0 1 2 3 计时点 T=0.02s 计数点 每隔0.02s打下一个点,每隔4个点作为一个计数点(或者说后面每5个点作为计数点) 1 2 3 4 5 D E Δx4 0.06s 使时间间隔更小些,用这段时间内的平均速度来作为中间这一点的瞬时速度。 可以取每3个点作为计数点分别计算每段的平均速度和某点的瞬时速度 Δx1 Δx2 Δx3 Δx5 A B C 测量瞬时速度 位置 0 1 2 3 4 5 x/m 0 0.0342 0.0731 0.1149 0.1602 0.2096 Δx/m 0 0.0342 0.0389 0.0418 0.0453 0.0494 Δt/s 0 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 v/(m·s-1) 0.57