第1章 3 第1课时 位置变化快慢的描述——速度（课件）-【勤径学升·同步练测】2024-2025学年高中物理必修第一册（人教版2019）

第一章　运动的描述 3.位置变化快慢的描述——速度 第1课时　位置变化快慢的描述——速度 第一章　运动的描述 学习目标 核心素养 1．理解速度的概念，知道速度是矢量。 2．能区别平均速度和瞬时速度，知道速率的概念。 3．理解速度—时间图像的意义，会根据图像描述物体速度的变化情况 第一章　运动的描述 快慢　 自主学习探新知 时间　 米每秒　 第一章　运动的描述 平均　 某时刻　 大小　 不变　 相等　 第一章　运动的描述 三、速度—时间图像 1．建系：以时间t为横轴，速度v为纵轴建立直角坐标系。 2．描点：根据计算出的不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点。 3．连线：用__________把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图线，即v-t图像。如图所示。 4．v-t图像的意义：v-t图像非常直观地反映了______随时间变化的情况，但它______运动的轨迹。 平滑曲线　 速度　 不是　 第一章　运动的描述 ×　 ×　 √　 ×　 ×　 ×　 第一章　运动的描述 2．为测定某轿车在平直路面上行驶的速度，小明同学利用数码相机拍摄了一张在同一张底片上多次曝光的照片，如图所示。已知拍摄时间间隔设定为1 s，轿车车身长为3.6 m。 (1)轿车在AC段做________运动。这段时间内的速度大小为________ m/s。 第一章　运动的描述 (2)轿车在CE段做________运动。CD、DE两段相比较，轿车通过________段的平均速度大，此段的平均速度等于________ m/s。 答案　减速　CD　6.3 第一章　运动的描述 如图甲所示，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。如图乙所示，百米比赛中，运动员A用时10 s，运动员B用时13.5 s。 互动探究解疑难 要点一　速度、平均速度和瞬时速度 第一章　运动的描述 (1)自行车和汽车哪个运动得快？你是如何进行比较的？ 提示　汽车运动得快，相同时间内位移大的运动得快。 (2)运动员A和运动员B哪个跑得快？你是如何进行比较的？ 提示　运动员A跑得快，通过相同位移所需时间短的跑得快。 (3)汽车和运动员A哪个运动得快？你又是如何进行比较的呢？ 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 考查视角1　对速度的理解 [例1]　下列关于速度的说法正确的是(　　) A．速度是描述物体运动快慢的物理量 B．速度是描述物体运动路程与时间的关系的物理量 C．速度是描述物体位置变化的物理量 D．速度是描述物体位置变化大小的物理量 第一章　运动的描述 [解析]　根据速度的物理意义可知，速度是描述物体位置变化快慢的物理量，同时还能描述物体运动的方向，故A正确，B、C、D错误。 [答案]　A 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 [答案]　ABD 第一章　运动的描述   平均速度 瞬时速度 物理 意义 描述物体在一段时间内运动的快慢和方向，与一段时间或位移对应，只能粗略描述物体运动的快慢及方向 描述物体在某时刻运动的快慢和方向，与时刻或位置对应，可以精确描述物体运动的快慢及方向 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 小华同学从家出发步行到学校，要先向东走400 m，然后再向北走600 m，最后再向东走400 m才能到达学校，所用时间为16 min，如图所示。则他从家到学校的平均速度的大小与平均速率是否一样？ 要点二　平均速度和平均速率 提示　平均速度应为位移与所用时间的比值；而平均速率是路程与所用时间的比值，显然小华的平均速度的大小与平均速率不一样。 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 求平均速度的三步走 第一章　运动的描述 考查视角2　对平均速度和平均速率的计算 [例4]　我国三大舰队齐赴南海举行了大规模军事演习，各种先进设备相继亮相，其中“歼-15”战机作战半径可达1 200 km。假设一架“歼-15”战机于4月12日8点整从“辽宁”号航母起飞，在8点18分正好抵达距航母680 km的指定位置，战机仪表显示此段行程正好为800 km。试求： (1)战机此段过程的平均速率和飞行100 m约需的时间分别是多少？ 第一章　运动的描述 [答案]　740.74 m/s　 第一章　运动的描述 (2)此段过程中战机的平均速度又是多少？ [答案]　629.63 m/s 第一章　运动的描述 百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗？如果有变化，你估计是怎样变化的？某位运动员的百米赛跑的成绩是10.57 s，按照你的估计画出他在这段时间的v-t图像的草图。如果是没有受过训练的同学跑一百米，他的v-t图像的形状可能有什么不同？ 要点三　速度—时间图像 第一章　运动的描述 提示　运动员在百米赛跑中，速度变化较大。大致可以分为三个阶段：启动阶段，速度从零迅速增大；中间阶段，这一阶段速度几乎不变；冲刺阶段，速度逐渐增到最大。如图1所示。 如果是没有受过训练的同学跑一百米，他的速度可能是先增加到最大，然后又逐渐减小。如图2所示。 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 [例5]　有一质点，从坐标原点O自t＝0时刻开始沿x轴运动，其v-t图像如图所示。现有下列说法，其中正确的是(　　) A．t＝0.5 s时质点离O点最远 B．t＝1.0 s时质点离O点最远 C．t＝1.0 s时质点回到O点 D．t＝0.5 s时质点开始向正方向运动 第一章　运动的描述 [解析]　在前1 s内质点沿负方向运动，在后1 s内沿正方向运动，两段时间内位移大小相等，所以t＝1 s时离原点最远，t＝2 s时，回到出发点。t＝0.5 s时质点向负方向运动。综上分析B正确，A、C、D错误。故选B。 [答案]　B 第一章　运动的描述 2．物体做直线运动的图像如图所示，则该物体(　　) A．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相同 B．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相反 C．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相同 D．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相反 解析　根据图像可知，物体速度先增大后减小，即先做加速运动，后做减速运动，由于图线在时间轴上方，速度方向都为正，方向相同，故选项A正确。 答案　A 第一章　运动的描述 1．(对速度的理解)关于速度，下列说法正确的是(　　) A．速度是表示物体运动的快慢的物理量，既有大小，又有方向，是矢量 B．平均速度就是初、末速度的平均值，它只有大小，没有方向，是标量 C．运动物体在某一时刻或某一位置的速度，叫作瞬时速度，它是标量 D．汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器 解析　平均速度指的是位移与时间的比值，是矢量，B项错误；瞬时速度是矢量，C项错误；速度计是用来测量汽车瞬时速度大小的仪器，D项错误，故选A。 答案　A 随堂巩固促应用 第一章　运动的描述 2．(平均速度与瞬时速度的对比理解)(多选)下列关于速度的叙述中，属于瞬时速度的是(　　) A．火车以76 km/h的速度通过南京长江大桥 B．某汽车通过站牌时的速度是72 km/h C．公路上某雷达测速仪测得一卡车的速度是56 km/h D．物体在第2 s末的速度是4 m/s 解析　根据瞬时速度对应一个时刻或对应一个位置，平均速度对应一段位移或一段时间，可判断A项的速度对应一个过程，是平均速度，而B、C、D选项中的速度对应的是一个位置或时刻，是瞬时速度，故B、C、D项正确。 答案　BCD 第一章　运动的描述 3．(平均速度与平均速率)(多选)小明上午从家门口打车，经过一段时间又乘坐同一出租车回到家门口。车票如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．小明全程的平均速度为20 km/h B．小明全程的平均速度为0 C．小明全程的平均速率为20 km/h D．小明全程的平均速率为0 车号：E－4G580 日期：2022－2－17 上车：8∶01 下车：8∶16 单价：1.80元 里程：5.0 km 金额：11.00元 第一章　运动的描述 第一章　运动的描述 4．(对v-t图像的理解)某物体运动的v-t图像如图所示，由图像可知物体的运动情况是(　　) A．往复运动 B．折线运动 C．方向不变的直线运动 D．不能确定 解析　由于题图的纵坐标代表速度，速度均为正值，说明速度方向不变，物体做方向不变的直线运动，故选项C正确，A、B、D错误。 答案　C 第一章　运动的描述 分层练习提素养 点击进入word版 第一章　运动的描述 一、速度 1．物理意义：描述物体位置变化______的物理量。 2．定义：位移与发生这段位移所用______之比。 3．定义式：v＝。 4．单位：在国际单位制中，速度的单位是________，符号是m/s或m·s－1。常用的单位还有千米每时(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，其方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。 二、平均速度和瞬时速度 1．平均速度 (1)物理意义：描述物体在一段时间内运动的______快慢程度和方向。 (2)定义式：＝______。 2．瞬时速度 (1)物理意义：描述物体在________运动的快慢。 (2)速率：瞬时速度的______。 (3)匀速直线运动：瞬时速度保持______的运动。在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度______。 1．判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。 (1)由v＝可知，v与Δx成正比，与Δt成反比。(　　) (2)速度v1＝2 m/s，v2＝－3 m/s，因为2＞－3，所以v1＞v2。(　　) (3)速度的方向与物体运动的方向一致。(　　) (4)物体的位移越大，则平均速度越大。(　　) (5)物体的瞬时速度越大，则平均速度越大。(　　) (6)平均速度的大小一定等于平均速率。(　　) 解析　根据题意可知，AB＝BC，说明轿车在AC段做匀速运动，每格的长度为l＝＝ m＝0.9 m，根据速度的定义式，可得轿车在AC段时间内的速度大小为 v1＝＝＝ m/s＝9 m/s。 答案　匀速 9　 解析　由于在相等的时间内，位移越来越小，所以车在CE段做减速运动，且在CD段的平均速度大，根据平均速度的定义式，可得此段时间内的平均速度大小为 ＝＝＝ m/s＝6.3 m/s。 提示　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：＝＝≈27.8 m/s， 运动员A：＝＝10 m/s， 所以汽车运动得快。 关于速度的三点说明 (1)定义式v＝的理解：公式v＝中的Δx是物体运动的位移，不是路程。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，既有大小又有方向，速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，方向即物体的运动方向。 (3)速度是描述物体运动快慢的物理量，v＝也叫物体位置的变化率，速度越大，表示物体运动得越快，其位置变化得也就越快。 考查视角2　平均速度和瞬时速度 [例2]　(多选)下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是(　　) A．平均速度＝，当Δt足够小时，该式可表示t时刻的瞬时速度 B．匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度 C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述运动的快慢 D．只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢 [解析]　由平均速度定义式＝可知，当Δt足够小，趋近于零时，该式可表示t时刻的瞬时速度，A正确；匀速直线运动的速度不变，各段时间内的平均速度均等于瞬时速度，B正确；平均速度只能粗略反映一段时间内物体运动的快慢程度，而瞬时速度能精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢及方向，C错误，D正确。 平均速度 瞬时速度 大小 由＝求出 当Δt→0时，用v＝计算出的是那一时刻的瞬时速度 方向 与位移的方向相同，不一定与物体瞬时运动方向相同 某一时刻物体运动的方向 联系 (1)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等 (2)当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速度就等于瞬时速度 1．如图所示，交警利用测速仪对市内道路上正常行驶的车辆进行测速，测速仪上显示的数值是“38”，交警是为了测汽车的哪一个物理量(　　) A．瞬时速度，单位：km/h B．平均速度，单位：m/s C．瞬时速度，单位：m/s D．平均速度，单位：km/h 解析　为避免发生交通事故，交通部门才对车辆行驶速度作出了限制，车辆在发生事故时所产生的损害取决于发生事故的瞬间车辆的速度，所以测速仪表示的是汽车的瞬时速度；如果“38”的单位是 m/s，则38 m/s＝136.8 km/h，远超车辆在市内道路上正常行驶的安全速度，所以其单位只能是 km/h，故选A。 答案　A 平均速度 平均速率 区 别 定义 平均速度＝ 平均速率＝ 标矢性 矢量 标量 物理意义 粗略描述物体位置变化的快慢 粗略描述物体运动的快慢 平均速度 平均速率 联 系 都是描述物体运动快慢的物理量 单位相同 表达式都可写成＝的形式，但注意“x”的意义不同(表示平均速度时，x指位移；表示平均速率时，x指路程) 只有在单方向直线运动中位移的大小才等于路程，平均速度的大小才等于平均速率 考查视角1　对平均速度的理解 [例3]　2023年国庆假期，某同学参加一次远足活动，实际运动轨迹如图所示，他先用地图计算出出发地O和目的地N的直线距离为9 km，实际从O运动到M用时95 min，在M处休息了30 min，从M运动到N用时55 min，路标指示O到N的实际里程数是12 km，当他经过路标M时，速度为4 km/h，那么可以确定的是 (　　) A．整个过程中该同学的平均速度约为1.1 m/s B．整个过程中该同学的平均速度约为0.83 m/s C．该同学经过路标M时的瞬时速度大小为2 m/s D．该同学经过路标M时瞬时速度方向由O指向N [解析]　根据平均速度等于位移与时间的比值，可得整个过程中该同学的平均速度 eq \x\to(v) ＝ eq \f(x,t) ＝ eq \f(9 000,（95＋30＋55）×60) m/s＝0.83 m/s，A错误，B正确；该同学经过路标M时的瞬时速度大小v＝4 km/h＝ eq \f(4×103,3 600 ) m/s＝ eq \f(10,9) m/s，C错误；该同学经过路标M时瞬时速度方向为该点轨迹的切线方向，并不是由O指向N，D错误。 [答案]　B [解析]　战机的平均速率为 vs＝＝ m/s≈740.74 m/s， 每飞行100 m约需时间为 t′＝＝ s≈0.135 s。 [解析]　战机的平均速度为 ＝＝ m/s≈629.63 m/s。 速度—时间图像 意 义 反映做直线运动的物体的速度随时间变化的规律 应 用 1．由图像能看出每一时刻对应的瞬时速度 2．由图像判断物体的运动性质 解析　小明全程路程为5.0 km，位移为0，所用时间为15 min＝ h。故小明全程的平均速度为0，平均速率＝＝20 km/h。 答案　BC $$