1.3 位置变化的快慢的描述-速度 课件-2023-2024学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

1.3 位置变化快慢与方向——速度 高中物理必修一 第一章 运动的描述 1 分析讨论：比较它们运动的快慢 交通方式 （从家到学校） 时间 （min) 20 30 位移相同，比较时间。 分析讨论：比较它们运动的快慢 10s内 距离 （m） 优秀运动员 100 普通人 60 时间相同，比较位移。 9.91s ， 100m 21s ， 240m 时间不同 位移不同 如何比较快慢？ 1.定义：位移∆x与发生这个位移所用时间∆t的比值，叫做物体在这段时间内的平均速度 2.定义式： 3.方向：与位移方向相同，是矢量 4.单位：国际单位制为m/s 其他单位：km/h 5.物理意义：粗略地描述物体在时间间隔△t内的平均快慢程度 6.平均速率 标量 位移 一、平均速度 1 m/s=3.6 km/h 路程 例1.短跑运动员在100米竞赛中，测得7秒末的速度是9m/s，10S末到达终点时的速度是10.2m/s，则运动员在全程内的平均速度为（ ） A、9m/s B、9.6m/s C、10m/s D、10.2m/s C 小试牛刀 当△t 非常非常小时所得速度就成为： 瞬时速度 瞬时速度： 运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度 矢量 二、瞬时速度   △t △t Ｘ/ｍ A 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 2.物理意义：精确地描述物体运动的快慢 3.方向：这一时刻物体的运动方向 （即运动轨迹上该点的切线方向） 4.瞬时速率（速率）：瞬时速度的大小 瞬时速度 例2.（多选）下列关于瞬时速度的说法中正确的是( ) A.瞬时速度可以精确地描述运动的快慢，但不能反映物体运动的方向 B.瞬时速度可以等同于物体在一段非常非常短的时间内的平均速度 C.瞬时速度的方向与位移的方向相同 D.物体在某段时间内的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止 BD 牛 刀 小 试 瞬时速度 思考1：汽车的速度计显示的是什么？ 瞬时速率（速率）：瞬时速度的大小 思考2：甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗？怎样比较他们运动的快慢？ 平均速率：单位时间内走过的路程 汽车速度计 平均速度与平均速率没有关系 平均速度 平均速率 瞬时速度 （瞬时）速率 定义 定义式 标矢性 方向 平均速度 平均速率 瞬时速度 （瞬时）速率 定义 位移与时间的比值 路程与时间的比值 物体在某时刻或某位置的速度 瞬时速度的大小 定义式 = = ( 标矢性 矢量 标量 矢量 标量 方向 与对应时间内位移方向相同 无 在该时刻的运动方向（曲线运动则为该时刻切线方向） 无 联系 都是描述物体运动情况的物理量，单位一致 匀速直线运动中，任意一段时间内4个“速度”大小相等 单向直线运动中，平均速度大小=平均速率。其他情况中，平均速度大小<平均速率 1、两种打点计时器 电磁打点计时器 电火花计时器 三、速度的测量 电磁打点计时器 电火花计时器 原理 电磁作用下 振针振动打点 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电打点 电源 4-6V交流电源 220V交流电源 打点周期 0.02s （频率：50Hz） 优缺点 振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦，系统误差较大 阻力极小, 系统误差较小 两种打点计时器对比 点迹清晰的纸带 用纸带上各点的运动来描述这个物体的运动情况。 注意事项： 1.使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放纸带。 2.打点计时器不能连续工作太长时间，打完点后应立即关闭电源。 3.选取计数点。如果每5个点选一个计数点,相邻两计数点之间时间间隔为0.1s  头脑风暴 如何测出物体在E点的瞬时速度？ D F D D 原则：准确性 可行性 F F 2、用光电门测速度 四、速度-时间图像 速度-时间图像:时间t为横轴，速度v为纵轴 原点O、横轴和纵轴物理量符号及单位、单位刻度 数据点标记(×、·、∆等) 平滑曲线连接数据点或使数据点均匀分布在曲线两侧 若数据点构成直线，必须用刻度尺绘制直线 t/s v/(m·s-1) O 计数点 0 1 2 3 4 5 6 7 8 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 v/(m·s-1) 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 下表是某同学手拉纸带，计算得到的部分时刻纸带的速度. 物理意义：描述物体速度随时间的变化关系。 图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻物体所具有的速度。 v －t图像的物理意义： 描述物体速度随时间的变化关系 ⑴图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻的瞬时速度。 ⑵图线上起点的横纵坐标表示物体运动的初速度。 ⑶ v -t图像表示的是速度随时间变化的情况不是运动的轨迹。 速度—时间图像（v-t图像） 理解：一般用纵轴表示速度v，横轴表示时间t 1.点的物理意义： A:当t=3s时，速度为4m/s B: C： 初速度 2.线的物理意义 速度为0的时间 平行横轴的直线： 匀速直线运动 随着时间的推移，物体的速度始终为5m/s V t/s 5 交点（D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 (3,4) D 四、速度-时间图像 (m·s-1) 3.斜线 t v O 斜率k: 物体运动快慢： v的大小 纵轴大小 物体运动方向： v的正负 纵轴正负 纵轴数值越大——v越大 纵轴数值越小——v越小 纵轴为正——v为正 纵轴为负——v为负 例1.如图所示的v一 t 图象中，表示物体作减速运动的是( ) B 牛 刀 小 试 四、速度-时间图像 5.面的物理意义： 注意：面积只有正的，位移有正有负 速度-时间图象与横坐标包围的面积表示位移 v t 5 3 v t -5 3 t X O 斜率k: 物体运动快慢： v的大小 斜率大小 物体运动方向： v的正负 斜率正负 斜率越大（陡峭）——v越大 斜率越小（平缓）——v越小 斜率为正（向上）——v为正 斜率为负（向下）——v为负 补充：x-t图像斜线 【例题】如图所示，左图为甲、乙两质点的v －t图像，右图是在同一直线上运动的物体丙、丁的x －t图像．下列说法中正确的是 ( ) A.质点甲、乙的速度相同 B.不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动， 它们之间的距离一定越来越大 C.丙的出发点在丁前面的x0处 D.丙的运动比丁的运动快 C X-t图 V-t图 典型 图像 其中④ 为抛物线 其中④ 为抛物线 物理 意义 点 斜率 截距 两图线的交点 X-t图 V-t图 典型图像 其中④为抛物线 其中④为抛物线 物理意义 反映的是位移随时间的变化规律 反映的是速度随时间的变化规律 点 对应某一时刻物体所处的位置 对应某一时刻物体的速度 斜率 斜率的大小表示速度大小 斜率的正负表示速度的方向 斜率的大小表示加速度的大小 斜率的正负表示加速度的方向 截距 直线与纵轴截距表示物体在t＝0时刻距离原点的位移，即物体的出发点；在t轴上的截距表示物体回到原点的时间 直线与纵轴的截距表示物体在t＝0时刻的初速度；在t轴上的截距表示物体速度为0的时刻 两图线的交点 同一时刻各物体处于同一位置 同一时刻各物体运动的速度相同 两类运动图像对比(都只能表示直线运动） 速度 1.定义 2.单位 3.意义 平均速度、瞬时速度 利用打点计时器测量瞬时速度 1.平均速度代替瞬时速度 2.方法：选计数点、测量位移、计算速度 利用光电门测量瞬时速度 速度-时间图像 能绘制出标准的v-t图像，读取图像信息 $$