1.3 位置变化快慢-速度 课件-2024-2025学年高一上学期物理沪科版（2019）必修第一册

1.3位置变化的快慢 速度 比赛中“风驰电掣”的骑手 问：如何感觉到“风驰电掣”? 所拍摄的影像在骑手运动方向的拖影反映了骑手在曝光时间内运动的快慢。 不同物体位置变化的快慢即运动的快慢往往不同。 小球在任意相等时间间隔内通过的位移是相同的。 匀速直线运动：在任意相等时间内物体的位移总是相等的运动。 假设子弹和蜗牛都在做匀速直线运动 如何比较蜗牛和子弹的快慢呢？ 同样通过5 cm的位移，子弹用的时间比蜗牛用的时间短； 同样经过0.1s，子弹运动的位移比蜗牛运动的位移大。 如果位移，时间都不相同怎么判断两物体运动快慢？ 一、速度 （1）定义：用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢。 （2）定义式： （5）单位：米每秒（m/s）、千米每时（km/h） 1m/s=3.6km/h （3）物理意义：描述物体运动的快慢和方向， 数值上等于物体在单位时间内的位移大小。 （4）矢量性：矢量。 v的方向与位移Δx的方向相同 正号表示与规定的正方向相同，负号表示与规定的正方向相反 。 △x 越大，v越大吗？ 比值定义法 （5）匀速直线运动x-t图像:斜率 x-t图像斜率表示小球做匀速直线运动的速度。 （6）v-t图像:一条平行于t轴的直线 t/s x/m t/s v（m/s） 例：说出下面速度方向并比较大小 v1=5m/s v2=20km/h v3=-8m/s 解答：v1=5m/s和v2=20km/h=5.56m/s 方向与规定正方向相同 v3=-8m/s 方向与规定正方向相反 v1<v2<v3 注意：矢量的正负号仅表示方向，比较大小取绝对值，绝对值大的速度大。 思考： 1.刘翔以 12秒88 完成了110 米栏的比赛，他的速度是多少？ 2.他在完成比赛的过程中始终是这个速度吗？ 3.用这个速度描述他每次跨栏的快慢精确吗？ 变速直线运动：物体在相等时间间隔内位移不总是相等的直线运动。 问：如何描述物体做变速直线运动的快慢？ 110m/12.88s=8.54m/s 二、平均速度和瞬时速度 1、 平均速度 （1）定义：物体运动的位移与发生这段位移所用时间的比值，叫作平均速度。 （2）定义式： （3）物理意义：粗略地描述了物体运动快慢程度和方向。 （4）矢量性：矢量，方向与位移的方向相同， 大小表示这段时间内运动的快慢。 注意： ①平均速度必须指明哪段时间或哪段位移。 ②平均速度不考虑运动过程的细节问题，只考虑初末位置及整个过程的运动时间。 ③路程与所用时间的比来表示物体沿轨迹运动的平均快慢，称为平均速率。 位移（矢量） 平均速率 （标量） 平均速度（矢量） 路程（标量） 时间 时间 单向直线时平均速度的大小等于平均速率。 例：某校教师举行50m往返跑接力比赛，胡老师一次往返用时20s，则他的平均速度是______ m/s平均速率———m/s 0 5 例：一物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A点经B点到达C点经历的时间为t,如图所示,则它的平均速度的大小为______ ，平均速率为______ 。 甲地 乙地 v1 v2 讨论：下列两种情况下的平均速度 （1）作变速直线运动的物体，若前一半时间的平均速度为v1，后一半时间的平均速度为v2，则全程的平均速度是多少？ 甲地 乙地 v1 v2 讨论：下列两种情况下的平均速度 （2）作变速直线运动的物体，若前一半位移的平均速度为v1，后一半位移的平均速度为v2，则全程的平均速度是多少？ 平均速度可以粗略地描述一段时间内的运动，但是不能满足所有要求。 若要精确描述各个位置的运动呢？ 距离s/m 0~10 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 90~100 时间t/s 1.86 1.08 0.89 0.91 0.88 0.89 0.91 0.91 0.93 0.94 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 s/m v/(m·s−1) 13.00 12.00 11.00 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 分段越多 描述就越精确。 2、瞬时速度 （1）定义：物体在某时刻或经过某位置的速度。 （2）定义式： （3）物理意义：精确地描述了物体运动的快慢。 （4）矢量性：矢量，瞬时速度的大小通常叫作速率。 方向是物体在该瞬间的运动方向。 （5）匀速直线运动是瞬时速度保持不变， 平均速度与瞬时速度相等的运动。 （Δx趋于0或Δt趋于0，极限的方法） 速度 速率 平均 瞬时 一段位移 所需时间 一段路程 所需时间 = Δx Δt Δs Δt = 某点或某时刻的速度。 某点或某时刻的速度的大小。(常常默认为速率) 大小+方向，矢 大小+方向，矢 大小，标 大小，标 例1：关于瞬时速度、平均速度、平均速率,下列说法正确的是（ ） A. 瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度 B. 瞬时速率是瞬时速度的大小 C. 平均速率就是平均速度的大小 D. 平均速度是物体通过的路程与所用时间的比值 E. 对运动的物体，某段时间的平均速度不可能为零 F. 对运动的物体，某段时间的平均速率不可能为零 ABF 例2:子弹离开枪口时的_____速度是900m/s；汽车启动后第5s末的_____速度是15m/s；小球在第4s内的____ 速度是5m/s；一人在百米赛跑冲过终点时的_____速度是10m/s。 瞬时 瞬时 平均 瞬时 3、测量做直线运动物体的瞬时速度 实验原理与方案 某时刻（或某位置）附近极短时间（或极短位移）内的平均速度可视为物体在该时刻（或该位置）的瞬时速度。实验需要测量两个物理量：时间间隔和相应的位移。 由于时间间隔和位移都太小，很难用停表和刻度尺来精确测量，用光电门传感器可以提高测量精度。 实验装置与方法 如图 所示，将光电门传感器固定在倾斜导轨上的适当位置，光电门传感器的支架与导轨垂直。使固定有挡光片的小车沿倾斜导轨下滑，并能顺利通过光电门传感器实现挡光。光线被遮挡的时间，即为挡光片通过光电门传感器的时间 Δt，小车在挡光时间内的位移 Δx 的大小即为挡光片的宽度。 实验操作和数据收集 将小车从倾斜轨道的顶端附近由静止释放，记录挡光时间。更换不同宽度的挡光片,使挡光片固定在小车的同一位置，小车从导轨的同一位置由静止释放，记录挡光时间。建议在实验中采用宽度分别为 6 cm、4 cm、2 cm、1 cm的挡光片。将实验数据填入表 1-5 中。 数据分析 由实验数据的分析可知，在相同实验条件下，选择宽度为 1 cm 的挡光片时，由于挡光时间最短，所测得的平均速度可近似为挡光片经过光电门传感器时小车的瞬时速度。 实验结论 挡光片经过光电门传感器时小车的瞬时速度 v = __________ m/s。 交流讨论 交流各组测得的瞬时速度有何不同，分析其原因。 在实验中，我们还可用位移传感器采集数据，经数据处理后获得小车沿斜面做变速直线运动的 x-t 图像，通过对 x-t 图像的分析也可以得到物体在某一时刻的瞬时速度。 作业布置 课后练习和同步练习 谢 谢 $$