内容正文:
3 位置变化的快慢与方向
——速度
[学习目标]
1.理解平均速度和瞬时速度的区别和联系。知道平均速率与平均速度大小无关。
2.知道测量速度的原理和方法,了解打点计时器。
3.掌握v-t图像的物理意义,会利用v-t图像描述物体的
运动。
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实践应用
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物理
1.定义:物体的位移Δx与发生这段位移 .
的比。
知识点一 平均速度
所用时间Δt
3.单位:常用单位是 和千米每时,符号是 和km/h。
米每秒
m/s
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4.矢量性:平均速度是矢量,它的方向就是物体 的方向。
5.过程性:提到平均速度时,需要明确是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度。
6.平均速率: 与相应时间之比。它只有大小,没有方向;大小与平均速度大小无关。
位移
路程
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1.定义:某 (或经过某 时)的速度。
2.矢量性:大小反映了物体在该时刻的运动 ,方向就是物体在该时刻的运动方向。
知识点二 瞬时速度
时刻
位置
快慢
4.速率:瞬时速度的大小。
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2.使用打点计时器测速度
(1)打点计时器是一种每隔相同的 通过打点记录一次做直线运动的物体 的仪器。
知识点三 速度的测量
较短时间
位置
过程
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(2)实验室使用的打点计时器的打点频率是 50 Hz,即每隔 打一个点。
(3)电磁打点计时器和电火花打点计时器的比较。
0.02 s
项目 电火花打点计时器 电磁打点计时器
结构图示
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工作电压 220 V交流电源 6 V交流电源
打点方式 周期性产生电火花 振针周期性上下振动
打点周期 0.02 s
记录信息 位移、时间
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(4)运动物体拖动纸带通过打点计时器获得记录运动信息的点迹,测量出某 间的距离Δx,除以相应的时间间隔Δt即得到这段时间内的 ,如果这段时间很短,所得的结果也可认为是 。
两个点迹
平均速度
瞬时速度
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3.用光电门测速度
在运动的小车上固定一块窄窄的遮光板,在小车经过的轨道上某处固定一个光电门。当小车经过时,遮光板挡住光线,与光电门相连的计时器启动开始计时;当遮光板离开时,计时器停止。由于遮光板很窄,遮挡光线的时间Δt足够 ,遮光板的宽度Δx与相应的时间间隔Δt的比就可以认为是小车经光电门时的 速度。
短
瞬时
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在直角坐标系中,用纵轴表示速度v,用横轴表示时间t,把测量所得的速度v及相应的时间t的数值标注在坐标系中,再把各数据点连接成一条光滑的曲线,即是速度-时间图像,简称v-t图像。
知识点四 速度-时间图像
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1.思考判断
(2)运动的物体的平均速度一定不为零。( )
(3)运动的物体的平均速率一定不为零。( )
(4)瞬时速度的方向与物体运动的方向一致。( )
×
×
√
√
(5)瞬时速度是运动时间Δt非常非常小时的平均速度。
( )
√
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(6)做直线运动的物体的速度-时间图像一定是一条倾斜的直线。( )
×
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2.思维探究
(1)如图,汽车速度计上面显示的是平均速度还是瞬时速度的大小?
答案:汽车速度计上显示的是汽车各时刻的瞬时速度的
大小。
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(2)2020年6月23日9时23分,我国的第55颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心成功发射。这颗卫星运行在半径为4.23×107 m的地球同步轨道上,运行一周的时间是 24 h。你能求出该卫星运行一周过程中的平均速度大小、平均速率以及瞬时速度的大小是多少吗?
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物理
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8 km;汽车在30 min内行驶50 km;百米比赛中,运动员