内容正文:
第1.3节 位置变化的快慢与方向——速度
知识点一 平均速度 瞬时速度
(1)龟兔赛跑中,乌龟赢了,说明谁的速度大?
(2)乌龟真的跑的比兔子快吗?怎么比较它们的快慢呢?
1.平均速度
(1)定义:物体的 Δx与发生这段位移所用 Δt的比叫作这段时间内的平均速度。
(2)意义:描述一段时间内物体运动的快慢和方向。
(3)公式:==。
(4)矢量性:平均速度的方向就是物体 的方向。
(5)单位:米/秒,符号为 或m·s-1,其他还有km/h、cm/s。
2.瞬时速度
(1)定义:物体在 的速度,称为瞬时速度。
(2)物理意义:精确地描述物体在各个时刻运动的快慢和方向。
(3)速率: 速度的大小称为速率,它精确地表示这一瞬间物体运动的 ,不涉及方向。
(4)平均速率: 与时间之比是平均速率。
【思考】
(1)两个物体的速度分别是v1=3 m/s、v2=-5 m/s,v1、v2哪个大哪个小?
(2)物体的平均速度为零,物体一定处于静止状态吗?
平均速度和瞬时速度的区别与联系
物理量
比较项目
平均速度
瞬时速度
区
别
对应关系
与一段时间或一段位移对应
与某一时刻或某一位置对应
物理意义
粗略地描述运动物体在某段时间内或某段位移上的运动快慢程度和方向
精确地描述运动物体在某时刻或某位置时的运动快慢程度和方向
方向
与所对应时间内位移方向相同
物体在该时刻的运动方向
联系
(1)在公式=中,Δt→0时,平均速度即为瞬时速度
(2)匀速直线运动中,任意一段时间内的平均速度等于任意时刻的瞬时速度
例1 (多选)对平均速度的定义式=,以下叙述正确的是( )
A.平均速度与运动的位移Δx成正比,与运动时间Δt成反比
B.平均速度的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C.此平均速度定义式适用于任何运动
D.平均速度是表示物体运动快慢及方向的物理量
例2 在东京奥运会上,我国运动员在男子100 m半决赛中跑出9.83 s的好成绩。研究录像发现,该运动员在第1 s内的位移为8.6 m,前60 m用了6.50 s,跑到终点时速度约为15 m/s,则关于该运动员在本次比赛中的下列说法正确的是( )
A.其全程平均速度约为10.2 m/s
B.完成百米比赛过程中最大速度一定为15 m/s
C.前60 m的平均速度要大于全程的平均速度
D.第1 s末时的速度一定为8.6 m/s
训练1 (多选)F1方程式赛车因其速度快、惊险刺激、科技含量高成为闻名世界的体育赛事。如图所示为某赛车赛道简图,赛车从A点出发,每隔相同时间记录一个位置,即B、C、D、E、F。已知最大直线距离AB=AC=6 km,最小直线距离AF=2 km。下列说法正确的( )
A.AB段与AC段的位移相同
B.AB段的平均速度大小是AF段平均速度大小的15倍
C.AF段平均速度最小
D.CD段中间时刻的速度等于CD段的平均速度
知识点二 平均速度、平均速率与速率的比较
1.平均速度与平均速率
(1)平均速度=,既有大小又有方向,是矢量。
(2)平均速率=,只有大小没有方向,是标量。
2.平均速率与速率
(1)速率是瞬时速度的大小,是瞬时速率的简称。
(2)速率是某一时刻速度的大小,可以精确地描述物体运动的快慢,而平均速率是路程与时间的比值,只能粗略地描述物体运动的快慢。
说明:
①平均速度是矢量,方向与位移的方向相同。
②平均速率和速率是标量,无方向。
③平均速度的大小一般不等于平均速率,只有在单方向直线运动中,平均速度的大小才等于平均速率。
例3 (多选)如图所示,在某次自行车越野比赛中,某选手用地图计算出从出发地A到目的地B的直线距离为12 km,实际从A运动到B用时30 min,实际里程表指示的里程数比直线距离多了8 km,当他经过某路标C时,车上速度计指示的示数为50 km/h,下列说法正确的是( )
A.整个过程中自行车的平均速度大小为24 km/h
B.整个过程中自行车的平均速率为40 km/h
C.经过路标C时自行车的速率为50 km/h
D.经过路标C时自行车的速度方向为由A指向B
训练2如图所示是学校操场跑道的平面示意图,该跑道是由两个180度的半圆(弯道或称曲段)和两个长度相等的直段组成,小王、小张两位同学同时从B点出发沿跑道运动,小王沿BEC方向顺时针运动,小张沿BAF方向逆时针运动,经过60 s,他们在F点相遇。下列说法正确的是( )
A.两位同学相遇时的瞬时速度相同
B.两位同学相遇时的瞬时速率相同
C.从出发到相遇,两位同学的平均速率相等
D.从出发到相遇,两位同学的平均速度相同
随堂对点自测
1.(平均速度与瞬时速度)下列