第一章 第三节 速 度-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习全书word（新教材，粤教版）

第三节　速　度 [定位·学习目标] 1.通过对生活情境的思考,逐步建立并深化速度、速率、平均速度和平均速率的物理概念. 2.通过描述方法的探索,掌握比值定义法,学习并感悟用数学工具描述物理量之间的关系,体会科学的方法. 3.通过速度、速率、平均速度和平均速率问题充分的讨论与交流,联系实际引出速度—时间图像,学会将抽象问题形象化的处理方法. 一、认识速度 1.物理意义:速度是反映物体运动快慢和方向的物理量. 2.定义:速度用位移跟发生这段位移所用时间之比来表示. 3.定义式:v=. 4.单位:国际单位制中是米每秒,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. 5.矢量性:速度是矢量,既有大小,又有方向. 二、平均速度和瞬时速度 1.平均速度 (1)定义:物体在时间t内运动的平均快慢程度,通常用 表示,它是位移与相应时间之比. (2)矢量性:平均速度是矢量,它的方向由位移的方向决定. (3)过程性:提到平均速度时,需要明确是哪段时间内(或哪段位移上)的平均速度. (4)应用:粗略地反映了物体在某段位移上或某段时间内运动的快慢和方向. (5)平均速率:路程与相应时间之比称为平均速率.它只有大小,没有方向;大小与平均速度大小无关. 2.瞬时速度 (1)定义:瞬时速度是运动物体在某一时刻或经过某一位置时的速度,通常把瞬时速度简称为速度. (2)矢量性:瞬时速度是矢量.其大小反映了物体在该时刻的运动快慢,方向就是物体在该时刻的运动方向,即在物体运动轨迹中该点的切线方向. (3)与平均速度的关系:Δt取得越小,物体在t到t+Δt时间内的平均速度就越接近物体在时刻t的瞬时速度.匀速直线运动中,瞬时速度与平均速度相等. (4)在直线运动中,速度的方向可用正、负号来表示.一般选取某一物体初始运动的方向为正方向.其他速度的方向与之相同,则速度为正;与之相反,则为负. (5)瞬时速率:瞬时速度的大小叫作瞬时速率. 三、速度—时间图像(v-t图像) 1.速度—时间图像 用纵坐标表示物体运动的速度v,用横坐标表示时间t,在坐标纸上建立直角坐标系,根据物体在各个时刻的速度,将(t,v)作为一组坐标在坐标系中描点,将点连线后得出的图像称为速度—时间图像或v-t图像. 2.速度—时间图像的纵坐标表示的是质点在该时刻的瞬时速度,如图所示的速度—时间图像,均表示速度越来越快. 1.判断正误. (1)通过相同的路程,所用时间少的物体速度大.(　×　) (2)做匀速直线运动的物体,其位移跟时间的比值是一个恒量.(　√　) (3)物体的瞬时速度总为零,则平均速度一定为零.(　√　) 2.甲、乙两地直线距离为20 km. (1)小明开车从甲地到乙地,用时20分钟,他的平均速度多大? (2)途中某时刻,小明发现速度计示数为70 km/h,此示数表示什么? (3)若小明由乙地返回甲地又用了20分钟,则从甲地出发又返回甲地的整个过程的平均速度是多少?它能反映汽车运动的快慢吗? 答案:(1)由v=得v==60 km/h. (2)表示此时刻的速率为70 km/h. (3)因为全程的位移为零,所以平均速度为0;不能. 3.汽车从制动到停下来共用了5 s.这段时间内,汽车每1 s前进的距离分别是9 m,7 m,5 m,3 m,1 m. (1)求汽车前1 s、前2 s、前3 s、前4 s和全程的平均速度.这五个平均速度中哪一个最接近汽车关闭油门时的瞬时速度?它比这个瞬时速度略大些还是略小些? (2)汽车运动的最后1 s的平均速度是多少?汽车的末速度是多少? 答案:(1)前1 s平均速度v1=9 m/s, 前2 s平均速度v2=8 m/s, 前3 s平均速度v3=7 m/s, 前4 s平均速度v4=6 m/s, 全程平均速度v5=5 m/s, v1最接近汽车关闭油门时的速度,但是会略小于关闭油门时的瞬时速度. (2)1 m/s;0. 探究点一　对速度的理解 　在直线运动中,我们可以用正负表示速度方向,图中甲、乙的对话,哪个的观点是正确的?结合前面所学习的位移知识,说一说物理中矢量的正负号与数学中的正负号有什么区别? 答案:甲的观点是正确的.物理中矢量的正负号只表示方向不表示大小,大小要看绝对值;而数学中的正负号表示的是大小. 1.对速度的理解 (1)速度指运动物体的位移与所用时间之比,与初中所学的路程与时间之比不同. (2)v=是速度的定义式,不是决定式,不能认为速度与位移成正比,与时间成反比. (3)v=中v一般指s内的平均速度,只有当t非常小时才是瞬时速度. 2.速度的矢量性 (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该时刻的运动方向;平均速度的方向与时间t内位移的方向相同. (2)比较两