1.3 位置变化的快慢与方向——速度 课件 -2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

Admin (A) - 时间轴与时刻图 时刻 时间间隔（时间） 表示 意义 对应的物理量 联系 t/s 0 1 2 3 4 5 6 -1 点 一瞬间 位置 速度 加速度等 线段 一段时长 位移 平均速度等 两个时刻之间的间隔称为时间 初位置 末位置 有向线段 位移 路程 定义 表示 矢量 标量 位置的改变 初指末的有向线段 矢量 轨迹（路径）长度 轨迹 标量 运动——物体相对于参照物（参考系）的位置改变。 怎样描述物体运动的快慢即位置改变的快慢？ ？ 位移 路程 时间 为了研究车辆的运动情况可以通过观察汽车仪表量（速度计）来研究，也可以在一段平直公路上进行研究：在公路旁边每隔100m站一名拿着停表的观测者，同时按下开始按钮，记下车辆到达每个观测者的时刻，测量结果如下表甲、乙所示： 0 100m 200m 300m 400m 位移起点（初位置） 计时起点（t=0） 为了研究车辆的运动情况可以通过观察汽车仪表量（速度计）来研究，也可以在一段平直公路上进行研究：在公路旁边每隔100m站一名拿着停表的观测者，同时按下开始按钮，记下车辆到达每个观测者的时刻，测量结果如下表丙、丁所示： 0 100m 200m 300m 400m 位移起点（初位置） 计时起点（t=0） 位移 时刻 车辆 甲 乙 丙 丁 （m） (s) 0 100 200 300 400 0 0 0 0 4.9 10.0 15.1 19.9 3.9 8.0 12.1 15.9 2.1 4.0 6.1 7.9 0.9 2.0 3.1 4.0 哪辆车跑得最快？ 有没有更形象更直观的方式来描述物体运动的快慢呢？ 位移——时间图像 x——t图像 位移——时间图像 x——t图像 第一步：建立坐标系 确定横纵坐标轴的物理量及其单位 第二步：标识刻度值 确定横纵坐标轴上的标度 第三步：描点 根据数据（坐标）在坐标系中描点 第四步：连线 观察点分布特征连线 第五步：析义 根据连线分析物理意义 画图像基本步骤 位移——时间图像 x——t图像 建系→标值→描点→连线→析义 t/s x/102m 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 甲 乙 丙 丁 位移——时间图像 x——t图像 建系→标值→描点→连线→析义 纵轴截距 t=0 开始计时时刻 物体的位置 横轴截距 位移为零的时刻 点 某一时刻 物体的位移（位置） 直线 物体的位移（位置）随时间变化的规律 位移——时间图像 x——t图像 建系→标值→描点→连线→析义   谁跑的快？         丁 斜率的意义：位置变化的快慢----速度。 位移——时间图像 x——t图像 建系→标值→描点→连线→析义           斜率为正表示速度方向与正方向相同，斜率为负表示速度方向与正方向相反。 正同 负反 请观察图像分析甲、乙、丙、丁四辆车的运动具有什么特征？ 1. x——t图像均为一条倾斜的直线。 2. 直线的斜率不变，速度不变。四辆车都做匀速运动。 匀速运动： 就是速度不变的运动。即物体在任意相等的时间内运动的位移相等。 3. 比较物体的速度大小就比较直线的斜率的绝对值。 t x 0 t0 t3 t2 t1 x1 x3 x2 x4 请根据x-t图像分析物体做何种运动？ t4 取t1、t2、t3与t0相邻时间间隔相等，比较位移可判定。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 割线①的斜率： 0~t2时间内的平均速度 割线②的斜率： 0~t3时间内的平均速度 割线③的斜率： 0~t0时间内的平均速度 割线④的斜率： t2~t3时间内的平均速度 割线⑤的斜率： t3~t0时间内的平均速度 切线⑥的斜率： t0时刻的瞬时速度 平均速度为将变速运动等效（看成）为匀速运动的速度。 割线的斜率为平均速度，切线的斜率为瞬时速度。 位置变化的快慢--速度   平均速度 瞬时速度 物体在某段时间或某段位移的运动快慢。 物体在某时刻或某位置的运动快慢。 平均速率   物体在某段路程的运动快慢。 瞬时速率：简称速率，就是瞬时速度（简称速度）的大小。 x/m t/s 1 3 5 0 4 12 8 -4 1.某物体沿直线运动的x-t图像如下图所示，请判定下列说法中哪些是正确的：（ ） A.t=2s,物体的位移为4cm B.t=4s,物体的位移为8m C.第6s末,物体的位移为6m D.第4s内,物体的位移为4m E.第1s内物体的位移小于第7s内的位移 7 √ √ √ √ x/m t/s 1 3 5 0 4 12 8 -4 2.某物体沿直线运动的x-t图像如下图所示，请判定下列说法中哪些是正确的：（ ） A.t=8s,物体的位移为-4m   C.物体在前3s内的位移为4m D.物体在第2个3s内的位移为2m E.物体在第3个2s内的位移为2m 7 √ √ x/m t/s 1 3 5 0 4 12 8 -4 3.某物体沿直线运动的x-t图像如下图所示，请判定下列说法中哪些是正确的：（ ）   B.物体在前4s的平均速度为2m/s C.物体在前6s内的平均速率为3m/s D.物体在第2个3s内的平均速度为2m/s E.物体在第3个2s内的平均速度为-1m/s 7 √ √ √ x/m t/s 1 3 5 0 4 12 8 -4 4.某物体沿直线运动的x-t图像如下图所示，请判定下列说法中哪些是正确的：（ ） A.物体在前7s内的位移为0 B.物体在前7s的路程为24cm C.物体在第6s末的速度为6m/s D.物体在第1s初的速度小于第4s末的速度   7 √ √ x/m t/s 0 20 4 甲 乙 丙 5.甲、乙 、丙三个物体沿直线运动的x-t图像如下图所示，请判定下列说法中哪些是正确的：（ ） √ A.三个物体在4s内的平均速度相等 B.三个物体在4s内的平均速率相等 C.甲物体做减速运动 D.乙物体的速度总是大于丙物体 √ √ x/m t/s 0 20 4 甲 乙 丙 6.甲、乙 、丙三个物体沿直线运动的x-t图像如下图所示，请判定下列说法中哪些是正确的：（ ） √ A.三个物体在4s内的平均速度相等 B.乙物体在4s内的平均速率最小 C.甲丙两物体都是先做加速运动后做减 速运动 D.甲、丙两物体的平均速率之比为6:7 √ √ 22 -4 速度的测量   平均速度 瞬时速度   速度的测量方法 1.使用打点计时器测速度 打点计时器是一种每隔相同的较短时间（例如0.02s)通过打点记录一次做直线运动的物体位置的仪器。目前中学实验室里使用的打点计时器有两种：电磁打点计时器和电火花打点计时器。前者如图1-3-5所示，它是利用电磁作用带动振针振动，从而在纸带上打出一系列点迹，后者如图1-3-6所示，它与前者的不同在于没有振针，是靠电火花在纸带上留下一系列印迹的。我们实验室使用的这两种打点计时器的打点频率都是50Hz,即每隔0.02s打一个点。测量出某两个点迹间的距离△x,除以相应的时间间隔△t即得到这段时间内的平均速度，如果这段时间很短，所得的结果也可认为是瞬时速度。 2.用光电门测速度 如图1-3-7所示，以运动小车为研究对象，在小车上固定一块窄窄的遮光板，在小车经过的轨道上某处固定一个光电门。光电门的A为发光管、B为接收管，当小车经过时，遮光板阻挡了射到B管上的光线，与光电门相连的计时器启动开始计时：而当遮光板离开，光线重新照射到B管时，计时器停止。由于遮光板很窄（例如5mm),遮挡光线的时间A足够短，遮光板的宽度Ax与相应的时间间隔△的比就可以认为是小车经过光电门时的瞬时速度。 3.用位移传感器测速度 位移传感器由发射器和接收器两部分构成，其中发射器固定在运动小车上，而接收器则固定在运动小车的正前方某处，如图1-3-11所示。发射器每隔一段很短的时间△t,就同时发声波信号（信号持续的时间远小于△t)。红外线以光速传播，可以忽略它传播所需的时间，而超声波以声速传播，接收器接收到的光信号的时间差t1可以认为就是声波从运动小车到接收器所需的时间，用它乘以声速v声就是小车离接收器的距离x1。间隔很短的时间△t后，发射器又发射第二组信号，同样可以得到小车离接收器的距离x2;……由此每个△t时间内的平均速度都可求出，由于△非常小（例如0.02s或更小）,因此这个平均速度可以认为就是该时刻的瞬时速度。   $$