内容正文:
速
度
第3节
作者编号:43999
物体的运动有快有慢,如飞机起飞、汽车行驶、运动员奔跑、蜗牛爬行等。那么如何描述物体运动的快慢?在不同时段,运动的快慢又是如何呢?
作者编号:43999
方法二:时间相同
方法一:位移相同
x/m
x/m
x/m
x/m
t1
t2
x1
x2
位移相同,时间短的运动快
时间相同,位移大的运动快
1.描述物体运动快慢的方法
作者编号:43999
如果位移和时间都不同,怎么比较谁运动得快?
可以比较单位时间的位移。
平均速度:物体运动的位移与所用时间的比值,称为这段位移(这段时间)内的平均速度。
单位:m/s 或 m·s-1(国际单位制)
公式
比值定义法
矢量,方向与位移方向一致
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常用的单位:km/h
物理意义:反映物体运动快慢和方向,即描述物体位置变化快慢。速度越大表示物体运动得越快,其位置变化也越快。
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例:让小球沿斜槽滚下,依次通过O、A、B、C四点。在OA、OB、OC三段中,小球在哪一段运动得最快?
OA OB OC AB BC AC
s/m 0.07 0.16 0.27
t/s 0.1 0.2 0.3
(m•s-1)
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物体位移大,运动不一定快;物体运动时间短,运动也不一定快。物体运动的快慢与位移和时间两个物理量均有关系。
在变速直线运动过程中,不同位移(不同时间)内的平均速度一般不相等。因此描述平均速度时,需要指明哪一段位移(哪一段时间)内的平均速度。
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例1. 物体沿直线A到B,前一半位移以速度 v1 匀速运动,后一半位移以速度 v2 匀速运动,则全程的平均速度是( )
注意:平均速度≠速度的平均
C
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小球在某个位置(如O点)的运动快慢如何表示?
瞬时速度:指物体在某位置(时刻)的速度
让小球沿斜槽滚下,依次通过O、A、B、C四点。小球在某个位置的运动快慢如何表示?
相对而言,A点离O点更近,因此OA段平均速度更接近O点的瞬时速度。
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A3点离O点更近,OA3段平均速度更接近O点的瞬时速度
当离O点非常近,s非常小,t非常短时,△v≈0
对于的这段极小位移(时间)内的平均速度可以近似地看成是经过O点的瞬时速度。
极限思想
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瞬时速度:指物体在某位置(时刻)的速度。(矢量)
单位:m/s 或 m·s-1
公式:
矢量,方向与物体该时刻运动的方向一致
瞬时速度的大小叫瞬时速率
(标量)
极限思想
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c
例2.以下说法正确的是( )
A.平均速度就是运动过程中最大速度与最小速度的平均值
B.物体运动的时间越短,其速度一定越大
C.速度是表示物体位置变化的物理量
D.做匀速直线运动的物体,其位移跟时间的比值是一个恒量
E.物体位置变化越快,速度越大
F.物体做直线运动,前后两段相等的时间内平均速度相同,
则物体一定做匀速直线运动
G.物体在某 3 s内的平均速度是2 m/s,则在这 3 s内物体的位移一定是6 m
DEG
新知导入
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平均速度 平均速率
区别 定义 平均速度 = 平均速率 =
物理意义 粗略描述物体运动的平均快慢 粗略描述物体运动的快慢
标矢性 矢量 标量
相同点 1. 单位相同
2. 都是过程量,对应某段时间,某段位移或路程
联系 平均速度的大小一般小于平均速率;
仅单向直线运动时,平均速度的大小=平均速率
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平均速度 瞬时速度
区别 定义
对应关系 过程量,对应一段位移(时间) 状态量,对应某一位置(时刻)
物理意义 粗略描述物体运动的快慢 精确描述物体运动的快慢
方向 与位移的方向相同,不一定与物体某时刻运动的方向相同 物体在该时刻运动的方向
相同点 都是矢量,单位相同
联系
1. 极短时间(极小位移)内的平均速度可近似看成瞬时速度;2.匀速直线运动中,二者始终相同(包括大小和方向);3.在单向直线运动中,二者方向相同
v= ,△t→0
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汽车上的车速表显示是汽车的瞬时速率。
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实验室利用光电门测瞬时速率
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通过测量很短时间内的平均速度大小来近似作为瞬时速率。 遮光片Δx 越窄,Δt 越小时, 描述通过该位置的运动快慢越精确。所以可以通过减小挡光板的宽度来提高精确度。
光电门测量瞬时速率的原理
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激光测速仪广泛应用于交通管理等领域。
在测量时,测速仪在设定的极短时间内分别发射两束激光,对汽车进行两侧这样的距离测量(s1、s2),就可计算出这段时间内汽车位移的大小s,从而得到汽车的瞬时速率。
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1.光电门
2.频闪照相
求平均速度和瞬时速度的方法与打点计时器相同
3.速度传感器
直接读瞬时速度
另外,还常用的超声波、激光、红外线等测速
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c
五、常见的测速方法
例3.(多选) 三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从M点出发,同时到达 N点,设无往返运动,下列说法正确的是( )
A.三个质点从M点从到 N的平均速度相同
B.三个质点任意时刻的速度方向相同
C.质点B的平均速率最小
D.三个质点从M点到N点的平均速率相同
AC
新知导入
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作业.甲乙两人从原点O出发.甲向东走了60m,用时1min;乙向西匀速跑200m,用时40s.求:(1)甲和乙的位移;(2)甲和乙的速度.
x/m
-200 0 60
乙 甲
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$$