第三讲 位置变化快慢的描述--速度 导学案 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第三讲 位置变化快慢的描述--速度 一．速度 1.物理意义：描述物体 变化快慢的物理量。 2.定义式：，单位是 。 3.标矢性：矢量，有大小，有方向。 4.平均速度：，矢量，与位移方向相同，与运动方向不一定相同。 5.瞬时速度：描述运动物体在某一时刻或某一位置的速度；即越小，越接近某一时刻的瞬时速度。 6.速率：瞬时速度的大小，是标量；如汽车速度计的示数为汽车的速率。 7.平均速率：物体运动的路程与时间的比值。 8.概念辨析 （1）速度与位移成正比，与时间成反比？ （2）平均速度的方向就是物体的运动方向？ （3）因为速率是瞬时速度的大小，所以平均速率就是平均速度的大小？ 二．速度的测量 1.打点计时器测量瞬时速度 （1）原理：依据速度定义式可得，当越小时，计算结果越接近某一时刻或某一位置的瞬时速度。 （2）依据以上原理可近似求出C点的瞬时速度。 1）利用刻度尺测出B、D间的距离； 2）利用打点计时器的打点周期，可求出物体经过B、D所用的时间，题目中注意计时点与计数点的区别； 3）利用公式可求出物体经过B、D时的平均速度，即近似等于C点的瞬时速度。 注意：当越小时，计算值越接近C点的瞬时速度，所以B、D间的平均速度比A、E间的平均速度更接近C点的瞬时速度。 测量某点的瞬时速度时，尽量选取与其相邻最近的两个点来测量。 例1.如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示，求出1、2、3、4、5各计数点的瞬时速度。（保留两位有效数字，下图长度单位cm） 2.光电门测量瞬时速度 （1）原理：遮光板通过光电门时的瞬时速度等于遮光板通过光电门的平均速度。 （2）计算：，为遮光板的宽度，为遮光板通过光电门的时间。 例2.像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射、接收装置,当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置测量，图中MN是水平桌面，PQ是长1m左右的木板，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10−2s和2.0×10−2s。用游标卡尺测量滑块的宽度d=5.015cm，则： （1）滑块通过光电门1的速度1的大小是多少?（保留两位有效数字） （2）滑块通过光电门2的速度2的大小是多少?（保留两位有效数字） 三．图像 （1）辨析 （2）图像、图像的区分 图像 图像 图像内容 坐标轴 横轴：时间；纵轴：位移 横轴：时间；纵轴：速度 点 质点的位置 质点的速度 线 质点的位置变化情况 质点的速度变化情况 面 无意义 图线与横轴围城的面积表示：质点在该时间内的位移 图像的斜率 质点的速度大小和方向 质点的加速度大小和方向 图像与y轴的截距 质点的初始位置 质点的初始速度 交点 各个质点相遇 各个质点的速度相同 运动方向判断 斜率为正：沿正方向运动 斜率为负：沿负方向运动 0轴上方：沿正方向运动 0轴下方：沿负方向运动 例3.（多选）a、b两个质点相对于同一质点在同一直线上运动的x-t图像如图所示。关于a、b的运动，下列说法正确的是（ ） A.a、b两个质点运动的出发点相距5m B.质点a比质点b迟1s开始运动 C.在0～3s时间内a、b的位移大小相等，方向相反 D.1～2s内，质点a运动的速率比质点b运动的速率大 例4.一质点的x−t图象如图所示，能正确表示该质点的−t的图象的是（ ） A. B. C. D. 四．平均速度的计算 1.时间分段明确 例如，物体在直线运动过程中，前时间内的平均速度是，后时间内的平均速度是，则全程的平均速度是多少？ 2.位移分段明确 例如，物体在直线运动过程中，通过前位移的平均速度是，通过后位移的平均速度是，则全程的平均速度是多少？ 3.中间停留一段时间 例如，一物体从A点沿直线运动至B点所需时间为，在B点停留时间后，又从B点沿直线运动至C点（方向不变），所需时间为，且，则全程的平均速度是多少？ 例5.一辆汽车沿平直公路行驶，开始以的速度行驶了全程的，接着以速度行驶剩余的路程，已知全程的平均速度为，则等于（   ） A. B. C. D. 巩固提升 1.对速度的定义式，以下叙述不正确的是（ ） A.物体做匀速直线运动时，速度与运动的位移x成正比，与运动时间t成反比 B.速度的大小与运动的位移x