(讲义)第1章 第3节 第1课时 速度-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019)

第3节　位置变化快慢的描述——速度 第1课时　速度 学习任务 1．理解速度的概念，知道速度的方向即物体的运动方向。 2．能区别平均速度和瞬时速度，并能进行相应的计算。知道速度和速率的区别与联系，能在生活中正确使用速度和速率。 3．理解速度—时间图像，能从v-t图像中分析速度及其变化。 　速度 1．物理意义：表示物体运动快慢的物理量。 2．定义：位移与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。常用单位还有千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。 注意：(1)1 m/s＝3.6 km/h；(2)1 m/s＝100 cm/s。 5．矢量性：速度是矢量，方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。 小明、小红和小兵由家到学校选择了三条不同的路径，所用时间如图所示。三人同时出发。 问题1　小明、小红和小兵在运动过程中哪个物理量是相同的？谁更“快”到达学校？ 提示：位移；小红。 问题2　对于问题1中的这个“快”是怎么比较的？可以用哪个物理量来表示？ 提示：通过相同的位移，小红所用的时间少；平均速度。 问题3　能说小红在任何时刻的速度都大于小明和小兵的速度吗？ 提示：不能。 问题4　比较两个速度是否相同时，为什么既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同？ 提示：因为速度是矢量。 1．对定义式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．速度是矢量 (1)速度既有大小，又有方向，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。 3．路程与速度的关系 (1)物体在某一阶段的路程为零时，速度一定为零。 (2)物体在某一阶段的路程不为零时，由于位移可能为零，也可能不为零，所以物体的速度可能为零，也可能不为零。 【典例1】　(多选)(2022·江苏徐州高一检测)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，取向右为正方向，甲质点的速度为2 m/s，乙质点的速度为－4 m/s，则可知(　　) A．乙质点的速度大于甲质点的速度 B．因为(＋2)>(－4)，所以甲质点的速度大于乙质点的速度 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末甲、乙两质点相距60 m ACD　[速度是矢量，其正负表示质点的运动方向，速度大小的比较应比较其绝对值的大小，A、C对，B错；10 s内甲运动了20 m，乙运动了40 m，因为甲、乙同时由同一点沿相反方向运动，故10 s末甲、乙相距60 m，D对。] [跟进训练] 1．(多选)关于速度的定义式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和运动的时间Δt都无关 C．此速度定义式适用于任何运动 D．物体做匀速直线运动时，位移Δx与运动时间Δt成正比 BCD　[v＝是计算速度的公式，适用于任何运动，C对；此式只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来计算，并不是说v与Δx成正比，与Δt成反比，A错，B对；在匀速直线运动中，v不变，由v＝得Δx＝vΔt，即Δx与Δt成正比，D对。] 　平均速度和瞬时速度 1．平均速度 (1)定义：在变速直线运动中，位移Δx跟发生这段位移所用时间Δt的比值。 (2)公式：＝。 (3)物理意义：粗略地描述物体运动的快慢。 (4)矢量性：平均速度是矢量，其方向与物体的位移方向相同。 2．瞬时速度 (1)物理意义：描述物体在某时刻运动的快慢及方向。 (2)速率：瞬时速度的大小。 (3)矢量性：瞬时速度是矢量，其方向与物体的运动方向相同。 3．匀速直线运动：指瞬时速度保持不变的运动。 4．测量纸带的平均速度和瞬时速度 (1)根据纸带计算平均速度，如图所示是打点计时器打出的一条纸带示意图。测出D、G间的位移Δx和所用时间Δt，利用v＝计算平均速度。 (2)测量瞬时速度：纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示，即根据v＝，当Δt较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。如图所示，E点的瞬时速度可用DF段的平均速度代表，即vE＝。 一辆汽车沿直线行驶，从出发地到目的地用时2.0 h，行程120 km，所以它的速度为60 km/h。某时刻，它的速度计显示为35 km/h。 问题1　上面提到的两个速度为什么会不同？有什么区别？ 提示：60 km/h是行驶全程的平均速度，35 km/h是相应时刻的瞬时速度。 问题2　测量瞬时速度的思路是什么？