第一章 3 位置变化快慢的描述—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，人教版）

3　位置变化快慢的描述——速度 [定位·学习目标] 1.通过阅读教材,理解速度、平均速度、瞬时速度等概念,形成物理 观念。 2.通过瞬时速度的获取,理解极限分析的方法,掌握科学思维方法在物理知识中的应用。 3.通过速度—时间图像的学习,体会运动图像在物理学中的应用,养成良好的思维习惯和科学的价值观。 知识点一　速度 1.定义:位移与发生这段位移所用时间的比值。 2.定义式:v=。 3.单位:在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。其中1 m/s=3.6 km/h。 4.矢量性:速度是矢量,它既有大小,又有方向,方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。 5.物理意义:表示物体运动快慢的物理量。 生活和科学研究中经常需要比较物体运动的快慢和方向,我们可以比较相同位移,谁用的时间短,或者相同时间内谁的位移大,但并不是每种运动都能找相同时间或相同位移。比如自行车在平直公路上30 min内行驶了9 km,运动员在百米比赛中的成绩为10 s。自行车和运动员哪个快? 答案:通过比较两物体单位时间内的位移,可比较两物体运动的快慢。 对自行车,有===5 m/s; 对运动员,有==10 m/s; 所以运动员快。 知识点二　平均速度和瞬时速度 1.平均速度:由求得的速度v,表示物体在时间Δt内运动的平均快慢程度。 2.瞬时速度 (1)当Δt非常非常小时,我们就把叫作物体在某一时刻的瞬时速度。 (2)瞬时速度可以精确地描述物体运动的快慢。瞬时速度的大小通常叫作速率。 3.匀速直线运动:瞬时速度保持不变的运动。其平均速度与瞬时速度相等。 4.平均速度和瞬时速度的测量 (1)如图所示为打点计时器打出的一条纸带的示意图,D、G间的时间间隔Δt=0.1 s,用刻度尺测出D、G间的位移Δx,则D、G间的平均速度v=。 (2)D、F间(选填“D、F间”或“D、G间”)的平均速度更接近E点的瞬时速度。某点的瞬时速度近似等于包含这一点的较小Δt内的平均速度,但包含这一点的两点间距离过小,测量误差会增大,所以在要测量的点附近需选取合适的位移和时间。 [判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”] (1)物体的平均速度为零,则物体一定处于静止状态。(　×　) (2)时间越短,平均速度越接近某点的瞬时速度。(　√　) (3)子弹以速度v从枪口射出,v指瞬时速度。(　√　) (4)Δt内物体通过的路程越大,则平均速度越大。(　×　) 知识点三　速度—时间图像 1.图像作法:以时间t为横轴,速度v为纵轴,建立直角坐标系,根据测量的数据在坐标系中描点,然后用一条平滑的曲线描出这些点,即得到vt图像。 2.图像意义:直观表示物体运动的速度随时间变化的情况。 如图是一名同学某次从蹦床上跳起后的vt图像,已知t2=2t1,分析下列问题: (1)该同学的速度大小是如何变化的? (2)该同学在哪段时间是上升的,在哪段时间是下降的? (3)从图像中可以看出,是选上升过程的速度方向为正方向,还是选下降过程的速度方向为正方向? 答案:(1)在0～t1时间内速度由v0逐渐减小到零,在t1～t2时间内速度由零反向增大到v0。 (2)速度由v0减小到零的过程是上升过程,所对应的时间为0～t1;速度由零增大到v0的过程是下降过程,所对应的时间为t1～t2。 (3)从图像中可以看出,上升过程速度为正,下降过程速度为负,因此,是选上升过程的速度方向为正方向。 要点一　对速度的理解 自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向单向行驶,自行车在30 min内行驶了8 km,汽车在30 min内行驶了50 km;百米比赛中,运动员甲用时10 s,运动员乙用时13.5 s。 (1)自行车和汽车哪个运动得快?你是如何进行比较的? (2)运动员甲和运动员乙哪个跑得快?你是如何进行比较的? (3)汽车和运动员甲哪个运动得快?你又是如何进行比较的呢? 答案:(1)汽车运动得快;相等时间内汽车通过的位移比自行车大。 (2)运动员甲跑得快;通过相同位移所需时间短的跑得快。 (3)比较两物体单位时间内的位移,可比较两物体运动的快慢。 汽车v1===≈27.8 m/s, 运动员甲v2===10 m/s, 所以汽车运动得快。 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=是定义式,不是决定式,不能认为v与位移Δx成正比,与时间Δt成反比。 (3)v=也叫物体位移对时间的变化率。 2.对速度矢量性的理解 (1)速度既有大小,又有方向,瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向。 (2)一个确定的速度既有大小,又有方向。 (3)当两个速度大小相等、方向相同时,两个速度才能相等。 (4)速度数值的“+”“-”号