第03讲 位置变化快慢的描述—速度（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第一册）

第一章 运动的描述 1.3 位置变化快慢的描述—速度 人教版(2019)必修 第一册 Directory 目录 平均速度和瞬时速度 01 新课引入 03 02 速度 测纸带平均速度和瞬时速度 04 速度—时间图像 05 课堂练习 06 conclusion 新课引入 01 观察与思考 观察与思考 1.在110m比赛和50m自由泳比赛中过程中，运动员同时出发，他们是否同时到达终点？ 思考与讨论 2.你认为应该用怎样的方式来比较运动员位置变化的快慢的不同？ 方法一：位移 Δx 相同，比较时间 Δt 的大小。 方法二：时间 Δt 相同，比较位移 Δx 的大小。 思考与讨论 汽车2小时位移大小为120千米 动车3小时位移大小为939千米 3.如果物体经历的位移和时间都不同，你认为又该用怎样的方式来比较运动员位置变化的快慢呢？ conclusion 速度 02 思考与讨论 1.在100m和50m自由泳比赛中过程中，运动员同时出发，经过长短相同的路径，不同时到达终点，这段时间内运动员们位置变化相同吗？位置变化的快慢相同吗？运动的方向相同吗？ 2.有两辆车从同一地点同时沿直线出发，一辆向东开，一辆向南开，路程与时间的比都是20m/s，位置变化相同吗？位置变化的快慢相同吗？运动的方向相同吗？ 思考与讨论 4.通过以上三点的分析，我们研究物体运动的快慢，很多时候要研究物体的位置随时间变化的快慢，此时应如何定义速度呢？ 3.有两辆车从同一地点同时出发，经过长短不同的路径，同时到达一个终点，这段时间内两辆车位置变化相同吗？位置变化的快慢相同吗？ 一、速度 3.物理意义：描述物体运动的快慢（或描述物体位置变化的快慢）。 4.单位：国际单位制为m/s或m•s-1； 其它单位：km/h或km•h-1 1.定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。 5.矢量性 2.公式： ①v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定 ②正号表示与规定的正方向相同 ③负号表示与规定的正方向相反 conclusion 平均速度和瞬时速度 03 思考与讨论 1.观察上面三幅截图，我们说刘翔跑的快，那么刘翔在100m全程中的每个位置跑的都是最快的吗？ 2.对每位运动员的速度，我们应该怎样理解才更为准确？ 二、平均速度和瞬时速度 1.平均速度 (3)物理意义：粗略地描述物体在某段时间内的平均快慢程度。 (1)定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在这段时间 （或这段位移）内的平均速度。 (2)公式： (4)方向：与某段时间内位移的方向一致。 (5)注意：计算物体的平均速度时必须指明物体是在哪段时间内或哪段位移上的平均速度。 思考与讨论 1.平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向。那么，怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢？ 2.我们是否可以用由t到t+∆t一小段时间内的平均速度来替代某时刻t的速度呢？如果可以，我们应该如何做呢？ 二、平均速度和瞬时速度 (1)定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。 (3)物理意义：精确地描述物体运动的快慢。 (2)当△t 非常非常小，△x/△t 就可以看做某时刻（或某位置）的瞬时速度。 (4)方向：这一时刻物体的运动方向。 2.瞬时速度 极限思想 二、平均速度和瞬时速度 (6)瞬时速度的大小叫做速率，为一标量。 (5) 在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度。 2.瞬时速度 二、平均速度和瞬时速度 2.瞬时速度 (7)平均速度与瞬时速度的区别与联系 平均速度 瞬时速度 区别 反映一段时间内物体运动的平均快慢程度和方向 精确描述物体运动的快慢及方向 对应一段时间(位移)，是过程量 对应某一时刻(位置)，是状态量 方向与位移的方向相同，与运动方向不一定相同 方向就是该时刻物体的运动方向，不一定与位移方向相同 共同点 都是矢量，单位都是m/s 联系 瞬时速度就是平均速度在时间趋于零时的极限值 二、平均速度和瞬时速度 2.瞬时速度 (8)在x-t图像中认识平均速度与瞬时速度 ①在数学一次函数y＝kx+b所对应的图像中，用斜率表示图线倾斜程度大小，公式中的K值即为直线的斜率。 x A B y2 y1 x2 x1 Δx Δy y ②斜率的定义： 二、平均速度和瞬时速度 2.瞬时速度 (8)在x-t图像中认识平均速度与瞬时速度 x/m 400 300 200 100 0 5 10 15 20 t/s A B ③x-t图像的斜率意义： 1）代表物体某段时间内的平均速度； 2）若斜率恒定，速度不变，物体做匀速直线运动； 二、平均速度和瞬时速度 (8)在x-t图像中认识平均速度与瞬时速度 2.瞬时速度 x/m 400 300 200 100 0 5 10 15 20 t/s A B 若物体做变速直线运动，x-t图像如图所示，过A点的割线AB的斜率反映是AB段内的平均速度，显然与5s时的瞬时速度差异较大。缩短了与A点的时间间隔割线AC，其斜率反映的平均速度更接近5s时的瞬时速度，进一步缩短时间间隔，趋近于0，过A点的切线斜率就准确反映了5s的瞬时速度。 C 二、平均速度和瞬时速度 (1)定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。 (2)公式： (3)平均速率为一标量。 3.平均速率 二、平均速度和瞬时速度 3.平均速率 (4)平均速度和平均速率的区别与联系 项目 平均速度 平均速率 定义 位移与时间的比值 路程与时间的比值 意义 粗略描述质点运动的快慢和方向 仅表示质点运动快慢 标矢性 矢量 标量 联系 (1)都是描述物体运动快慢的物理量，单位相同 (2)平均速度的大小一般小于平均速率，仅单向直线运动时，两者的大小才相等 conclusion 测纸带平均速度和瞬时速度 04 三、测纸带平均速度和瞬时速度 1.测量平均速度 (1)实验思路： ①用手拉通过打点计时器的纸带时，纸带运动确定时间内的位移信息就被记录下来。 ②测出纸带计数点间的位移Δx 和所用的时间Δt，就可以算出平均速度。 三、测纸带平均速度和瞬时速度 1.测量平均速度 (2)数据收集处理： 位置 0 1 2 3 4 …… x/m ∆x/m ∆t/s v/(m/s) 三、测纸带平均速度和瞬时速度 2.测量瞬时速度 (1)实验思路： ①如果不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表某个计数点的瞬时速度，也未尝不可。 ②如果要求更为精确，可以把包含某个计数点在内的间隔取得小一些，那么时间 Δt 就会变短，用两点间的位移 Δx 和时间 Δt 算出的平均速度代表纸带在该计数点的瞬时速度，就会精确一些。 三、测纸带平均速度和瞬时速度 E点的瞬时速度如何测量？ 测离E点较近的D、F 两点位移Δx，算出的平均速度越接近 E 点的瞬时速度。但D、F两点间距离过小，测量误差会增大，实际要根据需要及所用仪器的情况综合考虑。 2.测量瞬时速度 三、测纸带平均速度和瞬时速度 2.测量瞬时速度 (2)数据收集处理： 位置 0 1 2 3 4 …… x/m ∆x/m ∆t/s v/(m/s) 三、测纸带平均速度和瞬时速度 conclusion 速度—时间图像 05 四、速度—时间图像 1.图像绘制 (1)以时间t为横轴，速度v为纵轴建立平面直角坐标系； (2)根据自己算出的是手拉纸带的v、t，数据在坐标系中描点； (3)用一条平滑的曲线描出这些点，曲线所反映的情况就是速度v随时间t变化的情况。 四、速度—时间图像 1.图像绘制 四、速度—时间图像 2.速度时间图像的物理意义：直观地反映了速度随时间变化的情况。 3.注意：①速度时间图像并不表示物体运动的轨迹，且只能描述直线运动，因为在速度时间图像中速度只有正、负两个方向。 ②图线在t轴上方速度方向为正，图线在t轴下方速度方向为负。 借助传感器与计算机测速度 conclusion 课堂练习 06 1．乐广高速是连接湘粤的主要干道，在某路段上，分别有如右图所示的甲、乙两块告示牌，告示牌上各数字的意思是（　　） A．甲是指位移，乙是平均速度 B．甲是指路程，乙是平均速度 C．甲是指路程，乙是瞬时速度 D．甲是指位移，乙是瞬时速度 C 【答案】C 【详解】甲告示牌是指到广州和深圳的路程，乙是指限制的最高速度，即瞬时速度，C正确。 故选C。 2．某校第21届校运会如期举行，很多同学取得了优异的成绩，累计创造了21项校运会新记录。下列描述正确的是（　　） A．小赵同学百米赛跑的成绩是13.2s，“13.2s”指的是时刻 B．小李在400m比赛处于第四跑道最后成绩为50s，则小李同学整个过程的平均速度为0 C．小孙在田径场上进行800m赛跑，“800m”指的是运动员的位移大小 D．小钱在百米赛跑中到达终点时的速度为8m/s，“8m/s”指的是瞬时速度的大小 D 【答案】D 【详解】A．由小赵同学百米赛跑的成绩是13.2s，“13.2s”对应的是一个过程，故为时间，故A错误； B．处于第4道小李的同学跑完400米时，到不了起跑点，位移为起点与终点之间的距离，故位移不为零，则平均速度不为零，故B错误。 C．800m赛跑时，对应的是曲线运动，故800m为路程，故C错误； D．到达终点时的速度对应一个时刻，故8m/s指的是瞬时速度的大小，故D正确。 故选D。 3．节假日期间，小天一家驾驶汽车从三亚市前往海口市，手机导航软件推荐了如图所示的3条路线，则下列说法正确的是（　　） A．这3条路线信息中显示的时间均表示到达海口市的时刻 B．从图中信息可知，这3条路线的路程不同，但位移相同 C．从图中信息可知，这3条路线的平均速度都相同 D．因为两地之间的距离远大于汽车的大小，所以讨论汽 车在此过程中的任何问题，汽车均可视为质点 B 【答案】B 【详解】A．这3条路线信息中显示的时间均表示从出发点到达海口市所需的时间，故A错误； B．从图中信息可知，这3条路线的路程不同，位移相同，故B正确； C．这3条路线的位移相同，但是所用时间不同，根据 可知平均速度不同，故C错误； D．只有当汽车的体积和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时可以看成质点，故D错误。 故选B。 4．如图所示，左图是打点计时器在某次实验中打出的纸带，右图是某打点计时器的示意图，则以下说法中正确的是（　　） A．该打点计时器应接在直流电源上 B．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方表示纸带的运动速度越大 C．纸带上相邻两点间的时间间隔为0.1s D．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为∆t，两点间距离为∆x，则可以用 大致表示打下E点时纸带的瞬时速度 D 【答案】D 【详解】A．该打点计时器应接在交流电源上。故A错误； B．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方，所需时间越长，表示纸带的运动速度越小。故B错误； C．纸带上相邻两点间的时间间隔为 故C错误； D．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为∆t，两点间距离为∆x，则可以 用大致表示打下E点时纸带的瞬时速度。故D正确。 故选D。 本节结束 谢谢观看 Lavf58.12.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Lavf58.12.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.73 $$