内容正文:
❘第3讲❘ 位置变化快慢的描述———速度
1.比较物体运动快慢的方法
(1)运动的时间相同时,路程越长,说明运动
越快;路程越短,说明运动越慢。如田径赛跑
时,观众判断运动员运动的快慢。
(2)运动的路程相同时,时间越短,说明运动
越快;时间越长,说明运动越慢。如百米赛跑
时,裁判判定运动员运动的快慢。
(3)运动的时间和路程均不同时,比较路程与
时间的比值,比值越大,说明运动越快;比值
越小,说明运动越慢。
2.速度
(1)物理学中,把路程与时间之比叫作速度。
速度是表示物体运动快慢的物理量。
(2)公式
①定义式:速度=
路程
时间
,即v=st
(v 表示速
度,s表示路程,t表示时间)
②变形式:路程=速度×时间,即s=vt;
时间=
路程
速度
,即t=sv
。
(3)单位:在国际单位制中,速度的基本单位
是米每秒,符号是m/s或m·s-1;在交通运
输中,速度的单位也常用千米每小时,符号是
km/h或km·h-1。
(4)单位的换算关系:1m/s=3.6km/h。
3.匀速直线运动:物体沿着直线且速度不变的
运动。其特点如下:
(1)在任何时刻、任何位置,物体的速度大小
和方向都是相同的。
(2)是运动状态不变的运动,是最简单的机械
运动。
(3)任意相等的时间内通过的路程相同,通过
任意相同的路程所用的时间相同。
4.变速运动
(1)定义:物体做直线运动时,其速度的大小
通常是变化的,即在相等的时间内通过的路
程不相等,这种运动叫作变速直线运动。
(2)快慢的描述———平均速度
①意义:粗略描述做变速直线运动的物体,在
某一段路程或某一段 时 间 内 的 平 均 快 慢
程度。
②计算公式:v=st
,公式中的s是指通过的
路程,t是指通过这段路程所用的时间,v即
是这段路程(时间)的平均速度。
1.雷雨天,小王观察到某次闪电持续的时间为
t1,听到这次闪电发出的雷声持续时间为t2
(不计云层间回声时间),刚开始看到闪电到
刚开始听到雷声的时间为t3,声音和光传播
速度分别为v和c,则 ( )
A.t1=t2,闪电发生位置到小王距离约为vt3
B.t1<t2,闪电发生位置到小王距离约为vt3
C.t1=t2,闪电发生位置到小王距离约为
vt3+ct1
D.t1<t2,闪电发生位置到小王距离约为
vt3+ct1
2.如图所示是成宁翠竹岭隧道及公路旁的交通
标志牌。从标志牌上可以看出,该隧道长
km,通过隧道的速 度 不 能 超 过
60km/h,从单位换算的角度可知60km/h=
km/min,如果不违反交通规则,汽
车至少需要 s通过隧道。
018
3.冰壶运动是冬奥会比赛项目之一。被运动员
掷出后,冰壶在冰面上减速滑行到停下的过
程中,其平均速度与被掷出时的速度成正比,
滑行时间也与被掷出时的速度成正比。若冰
壶以1.6m/s的速度大小被掷出,可以在冰面
上滑行8m;则冰壶以3.2m/s的速度大小被
掷出时,最终在冰面上滑行的距离为 ( )
A.8m B.16m C.24m D.32m
4.一辆做直线运动的玩具汽车运动了8s,前3s
内运动了10m,后5s内的平均速度为6m/s,
则该汽车在这8s内的平均速度为 ( )
A.6m/s B.3.33m/s
C.5m/s D.1.25m/s
5.如图所示为校园门口的限速标志牌,所以当
机动车辆驶进校内时,车速应 ( )
A.超过5km/h B.低于5km/h
C.超过5m/s D.低于5m/s
6.甲、乙两辆汽车在平直公路上同向匀速行驶,
两车的s t图像如图所示,则乙车的速度为
km/h;t=0时,甲车在乙车前方
200m处,则乙车追上甲车需要 s。
7.某司机驾车前行,突然发现前方85m处有一
障碍物。已知司机从发现障碍物到踩刹车制
动需要的反应时间为0.75s,这段时间内汽
车保持原速度前进了15m,汽车制动后还要
继续向前滑行30m才能停下来。求:
(1)汽车制动前的速度是多大。
(2)若司机酒后驾车依然以原来的速度运动,
但反应时间是平时的4倍,请通过计算判断
汽车是否会撞上障碍物。
衔接点1 速度、平均速度、瞬时速度
情境题:安徽的黄山和九华山旅游事业蓬勃
发展,吸引了大批海内外游客。如图所示,游
客甲驾 车 从 九 华 山 大 门 去 黄 山 大 门,行 程
162km;游客乙驾车从黄山大门赶往九华山
大门,行程158km。若两人同时出发且恰好
同时到达,问:
019
(1)甲、乙 两 车 的 平 均 速 度 是 否 相 同? 为
什么?
(2)甲车和乙车的平均速率谁的大?
1.速度
(1)定义: 与发生这段位移所用
之比,表示物体运动的 。
(2)定义式:v=ΔxΔt
。
(3)矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量。
2.速度的方向
(1)与物体的运动方向相同;
(2)与Δt时间内位移Δx的方向相同。
直线运动中,v的正号表示速度方向与规定
的正方向相同,负号表示速度方向与规定的
正方向相反。
3.平均速度和瞬时速度的区别与联系
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
粗略地描述物体
在某段时间或某
段位移内运动的
平均快慢程度
精确 地 描 述 物 体
在某 时 刻 或 某 位
置时 运 动 的 快 慢
程度
方向
与所对应时间内
位移的方向相同
物体 在 该 时 刻 的
运动方向
联系
(1)由公式v=ΔxΔt
可知,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
4.平均速率
(1)定义:路程与发生这个路程所用时间
之比。
(2)表达式:平均速率=
路程
时间
。
单向直线运动中,平均速度的大小等于平均
速率。
注意:求矢量时既要求出大小,同时还要指出
方向!
[2021·广东佛山桂城中学高二(上)段
考]骑自行车的人沿着直线从静止开始运动,
在第1s、第2s、第3s、第4s内,通过的路程
分别为1m、2m、3m、4m,下列有关其运动
的描述正确的是 ( )
A.4s内的平均速度是2.5m/s
B.第3~4s内的平均速度是3m/s
C.第3s末的瞬时速度一定是3m/s
D.该运动的速度是均匀增加的
[练1] (多选)[2021·福建厦门双十中学高
一(上)阶段性测试]关于速度的说法,下列各
项中说法正确的是 ( )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度
大表示物体运动得快
B.速度描述了物体位置变化的快慢,速度大
表示物体位置变化得快
C.速 度 越 大,位 置 变 化 越 快,位 移 也 就
越大
D.速度越大,意味着位置的变化率越大
平均速度只是对运动物体在某一段时间内
(或某一段位移内)而言的,对同一运动物体,在
不同的过程,它的平均速度可能是不同的,因
此,平均速度必须指明是“哪段时间”或“哪段位
移”的。
020
衔接点2 速度—时间图像
1.以时间t为横轴,速度v 为纵轴,坐标中的
即为速度—时间图像或v t图像。
2.v t图像的建立
(1)用横轴表示时间t,纵轴表示速度v,建立
。
(2)测量速度v、时间t的数据,在坐标系中
。
(3)用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到
v t图像。
3.v t图像的绘制
(1)常用作图法
①描点作图 ②根据函数关系式作图
(2)作图步骤
①描点 ②作图 ③拟合
4.v t图像的应用
(1)直接读出任一时刻所对应的速度。
(2)可以从图像上直接判断速度的方向。(图
像位于t轴上方,表示物体向正方向运动;图
像位于t轴下方,表示物体向负方向运动)
(3)两条图线的交点表示两个物体在该时刻
具有相同的速度,即两个物体在该时刻共速。
如图所示是甲、乙两质点运动的v t 图
像,由图可知 ( )
A.t=0时刻,甲的速度比乙的速度大
B.甲一定在乙的后面
C.相等时间内,甲的速度变化较大
D.在第5s末之前,甲的速度较大
[练2] 如图所示,甲、乙为两个质点运动的速
度—时间图像,回答下面的问题:
(1)甲质点做 运动,乙质点做
运动(选填“加速”“减速”或“静止”)。
(2)甲质点的初速度为 m/s,乙质点
的初速度为 m/s。
(3)甲、乙两质点运动的方向 (选填
“相同”或“不相同”)。
(1)应用v=ΔxΔt
求某点的瞬时速度时,应当取包
含该点的尽量短的时间间隔。
(2)作v t图像时应注意选择适当的标度,让
图线在坐标纸上尽量展开。
(3)如果图线为直线,连线时要让尽量多的点落
在直线上,偏离较远的点可舍去不计,其余各点
均匀地分布在直线两侧;如果为曲线,应利用平
滑曲线将各点连接。
1.[2021·吉林长春外国语学校高一(上)月考]
同学们可以对学习的物理量进行如下分类
———矢量和标量。下列四个物理量中属于标
量的是 ( )
A.位移 B.速率
C.瞬时速度 D.平均速度
2.下列关于速度的说法正确的是 ( )
A.速度是描述物体位置变化的物理量
B.速度大小不变的运动是匀速直线运动
021
C.因为2>-3,所以2m/s>-3m/s
D.速度的方向与物体运动的方向一致
3.[2021·陕西咸阳渭城中学高一(上)月考]下
面的几个速度中表示平均速度的是 ( )
A.子弹射出枪口的速度是800m/s
B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是40km/h
C.下落物体落地时的速度是20m/s
D.小球第3s末的速度是6m/s
4.一名短跑运动员在参加100m竞赛时,测得
他5s末的速度为10.4m/s,10s末到达终
点的速度是10.2m/s,则运动员在100m竞
赛中的平均速度为 ( )
A.10.4m/s B.10.3m/s
C.10.2m/s D.10m/s
5.春运是中国在农历春节前后出现的一种大规
模的交通运输高压力现象。某同学买了北京
西到贵阳北的高铁票,如图所示,从铁路售票
网查询到该趟列车历时8小时46分钟,行程
为2026km,则下列说法正确的是 ( )
A.图中08:55表示一段时间
B.该列车高速行驶时,可以取10m位移的平
均速度近似看作这10m起点位置处的瞬
时速度
C.该趟列车全程的平均速度为231km/h
D.该趟列车的最高速度为231km/h
6.(多选)在跳水比赛中,某运动员(可看作质
点)速度与时间的关系图像如图所示,选竖直
向下为正方向,t=0是其向上起跳瞬间,则
( )
A.t1时刻,该运动员开始进入水面
B.t2时刻,该运动员开始进入水面
C.t3时刻,该运动员已浮出水面
D.t1~t3时间内运动员始终向下运动
7.(2020·东城一模)学习物理知识可以帮助我
们分析一些生活中的实际问题。如图所示,
某地铁出站口处设有高约5m的步行楼梯和
自动扶梯,步行楼梯每级台阶的高度约0.2m,
自动扶梯与水平面间的夹角为30°,并 以
0.8m/s的速度匀速运行。甲、乙两位同学分
别从步行楼梯和自动扶梯的起点同时上楼,
甲在步行楼梯上匀速上行,乙在自动扶梯上
站立不动。若他俩同时到达地面层。下列估
算正确的是 ( )
A.甲同学步行上楼梯用时6.25s
B.甲同学的上行速度等于0.4m/s
C.甲同学竖直方向分速度为1.6m/s
D.甲同学每秒钟需要上两级台阶
8.一辆汽车沿平直公路行驶,开始以54km/h
的速度行驶了全程的1
4
,之后接着以速度v
行驶了剩余的3
4
路程,已知全程的平均速度
为72km/h,则v等于 ( )
A.22.5km/h B.81km/h
C.80km/h D.90km/h
9.如图所示为某同学下课后到食堂吃饭的路线
图,他从教室先到水房打了一壶水,然后再到
食堂吃饭。假设他从教室到水房的时间为
022
100s,打水的时间为60s,从水房到食堂的时
间为40s,教室到水房的距离为100m,水房
到食堂的距离为40m,求:
(1)整个过程中,该同学从教室到食堂的平均
速度大小。
(2)整个过程中,该同学从教室到食堂的平均
速率。
10.某次军事演习中,假设一架战机于5月20
日8点整从辽宁号航母起飞,在8点18分
正好抵达距出发点680km的指定位置,战
机仪表显示此段行程正好为800km。
(1)战机此过程的平均速率为多少? 飞行
100m所需的时间约为多少?
(2)此过程中,战机的平均速度大小又是
多少?
阿基米德曾经说过:“给我一个支点,我可以撬动地球。”在初中阶段关
于力学的知识我们学习了多少呢? 对高中的学习将会带来哪些帮助呢?
❘第4讲❘ 力和重力
1.力的概念:力是物体对物体的作用,通常用字
母F表示。
注意:相互接触的物体之间不一定产生力的
作用,没有接触的物体之间也可以有力的
作用。
2.施力物体和受力物体:对别的物体施加力的
作用的物体是施力物体;受到力的作用的物
体是受力物体。
注意:要产生力,必须有两个物体。
3.力的作用效果:力可以使物体发生形变,也可
以使物体的运动状态发生变化。
(1)形变:指物体的形状和体积的改变。
(2)物体运动状态的变化包括:速度大小的改
变;运动方向的改变;速度大小和运动方向同
时发生改变。
4.力的描述
(1)力的三要素:力的大小、方向和作用点。
力的三要素中任意一个要素变化,力的作用
效果都将发生变化。
(2)力的示意图:在受力物体上沿着力的方向
画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示
力的方向,线段的起点或终点表示力的作用
点。若在同一个图中有几个力,则力越大,对
应的线段应该越长。
023
路程为s=14×2πr=
π
2 m
。
10.4 33 m
2 3
3 m
解析:全过程中,小球通过的路程为
s=2 hsin60°=
4 3
3 m
,
位移大小为x=2htan30°=2 33 m
。
第3讲 位置变化快慢的描述———速度
初中物理知识储备
轻松过关
1.A 2.0.585 1 35.1(35或35.0) 3.D 4.C 5.B
6.72 40 7.(1)20m/s (2)会
高中物理知识衔接
衔接点1
情境题:(1)否 方向不同 (2)甲车大
[知识链接]
1.(1)位移 时间 快慢
例1 A 解析:平均速度为位移与时间之比,则4s内的
平均速度v=xt =
1+2+3+4
4 m
/s=2.5m/s,A正确;
第3~4s内的平均速度v34=
x3+x4
t3+t4
=3+42 m
/s=
3.5m/s,B错误;根据题目已知条件无法求解瞬时速
度,也无法判断是否为匀变速运动,C、D错误。
[练1] ABD 解析:引入速度概念就是为了描述物体运
动的快慢,速度大表示物体运动得快,而运动快慢实质
就是物体位置变化的快慢,速度大也可以理解为物体
的位置变化快,A、B正确;根据v=ΔxΔt
得到Δx=vΔt,
可见速度越大,物体位置的变化也就越快,位置的变化
率越大;如果时间很短,位移有可能较小,但单位时间
内的位移一定大,即位移由速度和时间共同决定,C错
误,D正确。
衔接点2
1.图像
2.(1)直角坐标系 (2)描点
例2 C 解析:由题图可知t=0时刻,甲的速度小于乙
的速度,A错误;由于甲、乙两质点的初位置未知,所以
无法确定甲、乙谁在前,谁在后,B错误;由题图可知,
相等时间内甲的速度变化较大,C正确;由题图可以直
接看出在第5s末之前,乙的速度较大,D错误。
[练2] (1)加速 减速 (2)1 3 (3)相同
解析:(1)由图知,甲质点速度越来越大,乙质点速度越
来越小,所以两者分别做加速运动和减速运动。
(2)根据初始时刻的纵坐标可知,它们的初速度分别为
1m/s、3m/s。
(3)它们的速度都为正值,说明它们的运动方向都与规
定的正方向相同。
知能达标检测
1.B 解析:根据矢量有大小有方向并且满足平行四边形
运算法则的特点,所以位移、瞬时速度与平均速度都是
矢量,速率是指瞬时速度的大小,为标量。综上,选B。
2.D 解析:位移是描述物体位置变化的物理量,速度是
描述物体运动快慢的物理量,A错误;匀速直线运动是
速度的大小和方向都不变的运动,B错误;速度是矢
量,正、负号表示方向,绝对值表示大小,C错误;速度
的方向与物体运动的方向一致,D正确。
3.B 解析:子弹射出枪口的速度800m/s是子弹射出枪
口时的瞬时速度,A错误;汽车从甲站行驶到乙站的速
度40km/h是汽车从甲站到乙站这一过程中的平均速
度,B正确;下落物体落地时的速度20m/s是物体落地
瞬间的瞬时速度,C错误;小球第3s末的速度6m/s
是3s末时刻的瞬时速度,D错误。
4.D 解析:由于运动员参加100m赛跑,故运动员的位
移大小为s=100m,又10s末运动员到达终点,故运动
时间为t=10s;根据平均速度公式v=xt
可知,运动员
在全程的平均速度v=xt =
100
10=10m
/s,A、B、C错
误,D正确。
5.B 解析:图中08:55表示时刻,A错误;列车高速行驶
时,可以取10m位移的平均速度近似看作这10m起
点位置的瞬时速度,B正确;平均速度等于位移与时间
的比值,2026公里是路程,则v=xt =
2026
84660
km/h=
082
231km/h是平均速率,所以平均速度和最高速度都不
是231km/h,C、D错误。
6.BD 解析:在0~t1 时间内,运动员在空中,处于上升
阶段,t1 时刻到达最高点;t1~t2 时间内,运动员下落,
t2 之后速度减小,运动员进入水中,A错误,B正确;
t3 时刻,运动员的速度减为0,此时仍处于水下,C错
误;t1~t3 时间内运动员始终向下运动,D正确。
7.D 解析:因为出站口处有高约5m的步行楼梯和自动
扶梯,所以自动扶梯的长度为L= hsin30°=
5
0.5m=
10m,自动扶梯以0.8m/s的速度匀速运行,故人站在
自动扶梯上到达顶端的时间为:t=Lv =
10
0.8s=12.5s
,
而甲、乙两同学的时间相等,所以甲所需时间也是12.5s,
A错误;甲、乙两同学的位移相等,时间相等,所以甲同
学上行的速度与乙相同,为0.8m/s,B错误;甲同学竖
直方向分速度为vy=
h
t =
5
12.5m
/s=0.4m/s,C错
误;因为步行楼梯每级台阶的高度约0.2m,所以台阶
数为n= 50.2
阶=25阶,而上到最高点所用的时间是
12.5s,甲同学每秒钟需要上两级台阶,D正确。
8.B 解析:设全程的位移为4x,则汽车通过前14
位移的
时间t1=
x
v1
;汽车通过后3
4
位移的时间t2=
3x
v
,全程平
均速度v= 4xt1+t2
,解得:v=81km/h,B正确。
9.(1)0.3m/s,方向由教室指向食堂 (2)0.7m/s
解析:(1)从教室到食堂的位移大小为
x=x1-x2=100m-40m=60m,
时间为t=100s+60s+40s=200s,
所以平均速度大小是v=xt =
60
200m
/s=0.3m/s,
方向由教室指向食堂。
(2)整个过程中,该同学从教室到食堂的路程为
s=x1+x2=100m+40m=140m,
时间为t=100s+60s+40s=200s,
平均速率v'=st =
140
200m
/s=0.7m/s。
10.(1)740.74m/s 0.135s (2)629.63m/s
解析:(1)战机此过程的平均速率为
v=st =
8×105
1080 m
/s≈740.74m/s,
飞行100m所需的时间约为t'=s'v =0.135s
。
(2)此过程中,战机的平均速度大小为
v=xt =
6.8×105
1080 m
/s≈629.63m/s。
专题二 相互作用———力
第4讲 力和重力
初中物理知识储备
轻松过关
1.B 2.这座桥允许通过的最大质量是20吨 能 3.D
4.B 5.A 6.D 7.(1)660N (2)110N (3)66kg
8.(1)弹簧测力计 (2)物体所受重力的大小与它的质量
成正比 (3)弹簧测力计使用前未校正“0”点 (4)CD
(5)错误 没有控制物体的质量相同
高中物理知识衔接
衔接点1
情境题:(1)是 (2)否 分离后没推力
例1 AB 解析:从力的基本概念出发作出判断,根据力
的两个作用效果可知,A正确;根据力的相互性可知,B
正确;根据力的三要素,可知力的作用效果不仅与力的
大小有关,还与力的方向和作用点的位置有关,C错
误;物体间的相互作用力是同时的,没有时间上的先后
关系,D错误。
例2 D 解析:不知道甲、乙两个力的图示中,每一个力
的标度是多少,所以无法比较甲、乙两个力的大小,D
正确。
[练1] D 解析:力是物体对物体的作用,力不能脱离
物体而存在,必须存在施力物体和受力物体,A错误;
力有两个作用效果:①使物体发生形变②改变物体的
运动状态,物体受到力的作用后形状不一定发生改变,
B错误;有力的作用不一定会改变物体的运动状态,当
物体受到多个力的作用且合力为0时,力的作用就不
会改变物体的运动状态,物体只会保持原来的运动状
态,C错误;影响力的作用效果的因素是力的三要素,D
正确。
083