1.3位置变化快慢的描述——速度（课件）-【高效课堂】2024-2025学年高中物理同步精品备课一体化资源（人教版2019必修第一册）

知 识 回 顾 一、时刻和时间间隔 1.时刻指 ，在钟表指示的一个读数对应着的 。 2.时间是 的简称，指 持续的时间间隔。 ①时间的计算：△t= 。 ②时间的测量：实验室中用 和 来测量 二、位置和位移 1.路程：物体 的长度。 2.位移：由初位置指向末位置的 线段。 三、位移—时间图像 1.x-t图象的物理意义：表示质点做 运动时位移随时间变化的规律，不是运动的轨迹。 2.两图象的交点代表两物体 。 某一瞬时 某一瞬间 时间间隔 一段 t2-t1 停表 打点计时器 运动轨迹 有向 直线 相遇 1.3位置变化快慢的描述——速度 第一章 运动的描述 人教版高中物理 必修一 在我们周围，到处可以看到物体在运动：汽车在公路上行驶，巨轮在海上航行，飞机在天空中飞行，树叶在摇动，鸟儿在飞翔……就连我们脚下的地球，也在不停地自转、公转。 物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单、最基本的运动形态，叫作机械运动（mechanical motion）。在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫作力学（mechanics）。人们在力学的研究中，不仅认识了物体做机械运动的规律，而且还创立了科学研究的基本方法。 这一章，我们学习机械运动的描述。 学习目标 1.理解速度、平均速度、瞬时速度及速率等物理量的概念。(物理观念) 2.掌握测量纸带平均速度和瞬时速度的方法。(科学思维) 3.理解速度—时间图像的物理意义,会画v—t图像。(物理观念) 4.结合瞬时速度概念的建立,体会研究物理问题的极限方法。(科学思维) 导入新课 生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向，你还记得初中是怎样描述物体运动快慢的吗？运动员在比赛中的不同时段，运动的快慢一样吗？ 一、速度 不同的运动，位置变化的快慢往往不同，也就是说，运动的快慢不同。我们已经用位移来表示位置的变化，那么，怎样比较物体运动的快慢呢？ 1.定义： 物理学中用 与发生这段位移所用 之比表示物体运动的快慢，这就是 。 2.物理意义：表示物体运动的 和 。 位移 时间 速度 快慢 方向 一、速度 3.定义式： 速度通常用字母 表示，如果在时间Δt 内物体的位移是Δx ，它的速度就可以表示为 v 1.速度定义时采用了比值定义法,不能说v与 △x成正比。 △x大,说明物体的位置变化量大,即位移大,但v不一定大;当物体位置变化快时,v才大。 2.式中△x是位移不是路程, △x与△t具有对应性。 一、速度 4.单位： 在国际单位制中，速度的单位是 ， 符号是 或 。 常用的单位还有 （km/h 或km·）、厘米每秒（cm/s 或cm· ）等。 单位换算：1m/s= km/h。 5.矢量性： 速度是 ，它既有大小，又有方向。速度的方向（物体运动的方向）和位移的方向 。 米每秒 m/s m· 千米每时 3.6 矢量 相同 例题1．对速度的定义式v= ，以下叙述正确的是（ ） A．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比 B．速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关 C．此速度定义式只适用于匀变速直线运动 D．速度只是表示物体运动快慢的物理量 B 【详解】AB．v不是由△x和△t决定的，它与△x及△t无比例关系，故A错误，B正确； C．速度定义式对任何运动都适用，故C错误； D．速度表示物体运动的快慢，还能表示物体的位置变化快慢，故D错误。 故选B。 二、平均速度和瞬时速度 1.平均速度： 一般来说，物体在某一段时间内，运动的快慢通常是 的。所以，由 求得的速度v，表示的只是物体在时间Δt 内运动的 快慢程度，叫作 。 （1）定义式： （2）意义:平均速度反映了物体在一段时间内运动的平均快慢程度和方向,它是对物体运动快慢的 描述,不能反映运动过程的 。 （3）矢量性:平均速度是 ,它的方向与时间△t内的 的方向相同。 变化 平均 平均速度 = 粗略 细节 矢量 位移△x 过程量 平均速度不是速度的平均值。 D 二、平均速度和瞬时速度 二、平均速度和瞬时速度 2.瞬时速度： 可以设想，用由时刻t 到t＋Δt 一小段时间内的平均速度来代替时刻t 物体的速度，如果Δt 取得小一些，物体在Δt 这样一个较小的时间内，运动快慢的差异就不会 。Δt 越小，运动快慢的差异就 。当Δt 非常非常小时，运动快慢的差异可以 ，此时，我们就把叫作物体在时刻t 的 速度。 （1）定义：运动物体在 （或 ）的速度叫做瞬时速度。 （2）物理意义： 描述物体在各个时刻运动的快慢。 太大 越小 忽略不计 瞬时 某一时刻 某一位置 精确 状态量 直线运动中，瞬时速度的方向与质点经过某一位置时的运动方向相同 二、平均速度和瞬时速度 匀速直线运动是瞬时速度 的运动。在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度 。 保持不变 相等 二、平均速度和瞬时速度 平均速度 瞬时速度 区别 概念 物体运动的位移与发生这个位移所用时间的比值 物体在某一时刻或经过某一位置的速度 物理意义 与一段时间或位移对应,描述物体在一段时间内运动的平均快慢和方向 与时刻或位置对应,描述物体在某时刻或某位置运动的快慢和方向 大小与方向 由=求出,方向与位At移的方向相同,与运动的方向不一定相同 v=△t→0,方向就是物体运动的方向 联系 ①两者都是矢量 ②在匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度相等 ③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 D 二、平均速度和瞬时速度 3.速率和平均速率 （1）速率 瞬时速度的大小通常叫作 。汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的示数实际是汽车的速率（图1.3-1）。日常生活中说到的“速度”，有时是指速率，要根据上下文判断。 速率 是标量，只有大小，没有方向 二、平均速度和瞬时速度 （2）平均速率 物体通过的 与通过这一路程所用时间的比值叫做 。 路程 平均速率 平均速率= 跟位移和路程的关系相类似,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。在这种情况下也不能说成平均速率就是平均速度,这是因为平均速度有方向,平均速率无方向。 D 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 △t为两点间的间隔数与单个时间间隔0.02s的乘积。 =,式中T=0.02s 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 点迹密处速度小，点迹疏处速度大。点迹均匀说明物体做匀速直线运动。 区分纸带上的计时点和计数点 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 取的时间间隔越小，瞬时速度越精确。 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 8 交流 0.02 0.404 0.975 0.650 四、速度—时间图像 1.速度—时间图像: 物体运动的速度随时间变化的情况可以用图像来直观表示。以时间t 为横轴，速度v 为纵轴，坐标中的图像即为 图像或 图像。 在方格纸上建立直角坐标系，根据自己算出的手拉纸带的v、t 数据，在坐标系中描点，练习画v-t 图像。 速度—时间 v-t 不是物体的运动轨迹。 在两坐标轴上选择合适的单位长度。 四、速度—时间图像 图1.3-4 甲是根据某同学的实测数据所描的点，从这些点的走向能够大致看出纸带运动速度的变化规律。为了更清晰些，可以用折线把这些点连起来（图1.3-4 乙）。然而我们知道，通常速度 发生突变，所以，如果用一条 来描出这些点，曲线所反映的情况就会与实际更加 （图1.3-4 丙）。 不会 平滑的曲线 接近 四、速度—时间图像 2.从v-t图像可获得的信息: （1）可以从图像上直接读出某一时刻速度的大小。 10m/s 四、速度—时间图像 （2）可以从图像上直接判断速度的方向。若图像位于t轴的上方,表示物体向正方向运动;若图像位于t轴的下方,表示物体向负方向运动。 向正方向运动 向负方向运动 四、速度—时间图像 （3）可以从图像上直观地看出速度随时间的变化情况。 加速直线运动 匀速直线运动 减速直线运动 四、速度—时间图像 （4）如图所示，据x =vt可知,在速度—时间图像中匀速直线运动的位移对应的是边长分别为v和t的矩形的面积（图中黄色部分)。其实无论v-t图像是怎样的形状,其图线与时间轴所围的面积均表示这段时间内的位移。 x=vt=10m/s×2s=20m 四、速度—时间图像 （5）交点：表示某时刻两个物体的速度相同。 ABD 课堂小结 位置变化快慢的描述——速度 速度 定义式 物理意义 分类 平均速度 𝑣=△𝑥△𝑡 瞬时速度 v=△𝑥△𝑡，△t→0 速率 平均速率 v=𝑠𝑡,s为路程 瞬时速率 瞬时速度的大小 v-t图像 测量纸带的平均速度和瞬时速度 $$