1.3位置变化快慢的描述——速度 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第3节 位置变化快慢的描述——速度 第一章 2019人教版 必修一 新知导入 生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向，你记得初中是怎样描述物体运动快慢的吗？ 路程与时间的之比 运动员在比赛中的不同时段，运动的快慢一样吗？ 方法1：距离一定，时间越少，运动越快 例：在奥运会上的100米比赛中，裁判看谁先跑到终点， 即谁用时最少，谁最快。 思考：观众观赛途中怎么比较哪个运动员跑得快？ 方法2 ：时间一定，距离越大，运动越快 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 位移和时间都不同时，该如何比较快慢呢？ A B O 1 5 cm Δt=40s O 100 500 m Δt=10s C D Δx= xB- xA=4cm Δx = xD- xC=400m 距离、时间都不同，如何比较物体运动的快慢呢？ 方法3：计算它们单位时间内的位移大小。 一、速度（velocity） （1）意义：描述物体运动快慢和方向的物理量。 （2）定义：速度v等于位移x跟发生这段位移所用时间t的比值。 （3）公式： （4）单位： 国际单位：m/s 或m·s-1 常用单位：km/h或km·h-1;cm/s或cm·s-1 新知讲解 v＝_________ ：表示从北京到重庆的位移 V ：是速度，表示从北京到重庆运动快慢 ：表示从重庆到北京的位移 V ：是速度，表示从重庆到北京运动快慢 两个一样吗两个一样吗？ 速度的方向与物体的位移方向有什么联系？ 体会：速度仅指出大小是不够的，还必须指明方向 速度方向与位移方向一致， 描述的是沿位移方向的运动快慢程度 （5）速度是矢量，既有大小又有方向 大小：在数值上等于单位时间内物体位移的大小。 方向：物体运动的方向 新知讲解 比值定义法： 用两个物理量的比值来定义一个新的物理量。 注意：v与Δx、Δt不直接成比例关系 著名物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼曾讲过这样一则笑话： 一位女士由于驾车超速而被警察拦住．警察说：“太太，您刚才的车速是60英里每小时！”．这位女士反驳说：“不可能的！我才开了7分钟，还不到一个小时，怎么可能走了60英里呢？” “太太，我的意思是：如果您继续像刚才那样开车， 在下一个小时里您将驶过60英里．” “这也是不可能的．我只要再行驶10英里就到家了， 根本不需要再开过60英里的路程．” 【课堂反馈1】甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，取向右为正方向，甲质点的速度为2 m/s，乙质点的速度为－4 m/s，则可知(　　 ) A．乙质点的速度大于甲质点的速度 B．因为(＋2)>(－4)，所以甲质点的速度大于乙质点的速度 C．这里正负号的物理意义是表示质点的运动方向 D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s末甲、乙两质点相距60 m ACD 【课堂反馈2】1．(多选)关于速度的定义式v＝，以下叙述正确的是(　 　) A．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比 B．速度v的大小与运动的位移Δx和运动的时间Δt都无关 C．此速度定义式适用于任何运动 D．物体做匀速直线运动时，位移Δx与运动时间Δt成正比 BCD 2006年瑞士洛桑田径超级大奖赛男子110米栏的的比赛中，刘翔以12秒88打破了英国运动员保持13年之久的世界纪录并夺取该项目冠军 问题1：你会怎么计算刘翔的速度大小 问题2：刘翔完成110m栏的比赛，始终是这个速度吗？他做的是什么运动？用这个速度描述他每次跨栏的快慢精确吗？ 新知导入 二、平均速度 （1）定义：位移Δx跟发生这段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： （3）物理意义：粗略地描述物体运动的快慢。 新知讲解 ＝________ 课堂反馈2：一辆自行车在第一个5s内的位移为5m，第二个5s内的位移为15m，第三个5s内的位移为10m，请分别求出它在每个5s内的平均速度以及这15s内的平均速度? v1=1m/s；v2=3m/s；v3=2m/s；v=2m/s 平均速度只是对运动物体在某一段时间内（或某一段位移内）而言的，对同一运动物体，在不同的过程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的 课堂反馈3：一个物体沿着一个圆周运动，圆的半径为5m，物体从A点出发经过5s第一次到达B点，那么在这段时间内物体的平均速度。 平均速度的方向即物体的位移方向。 A B 矢量性 在公式 中，如果时间 非常小趋近于0， 此时求得的速度还是平均速度吗？ 当∆ｔ非常小趋近于0时所得平均速度就可认为质点在A处的瞬时速度 △t △t △t Ｘ/ｍ A 思考与讨论 三、瞬时速度 （1）定义：物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度叫做瞬时速度。 （2）矢量性：其方向与物体经过某位置时的运动方向相同。 （3）物理意义：精确地描述物体运动的快慢。 新知讲解 匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动，在匀速直线运动中平均速度和瞬时速度相等 平均速度和瞬时速度的比较 平均速度 瞬时速度 物理意义 描述物体在一段时间内运动的平均快慢和方向,与一段时间或位移对应 描述物体在某时刻运动的平均快慢和方向,与时刻或位置对应 大小 由 求出 v= ,其中Δt→0 平均速度 瞬时速度 方向 与位移的方向相同,不一定与物体瞬间运动的方向相同 就是物体运动的方向 联系 (1)在匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度相等 (2)当位移足够小或时间足够短时,可以认为平均速度就等于瞬时速度 课堂反馈4：(多选)下列说法正确的是(　　) A．小球第3 s末的速度为6 m/s，这里是指平均速度 B．汽车从甲站行驶到乙站的速度是20 m/s，这里是指瞬时速度 C．复兴号动车组列车速度计显示的速度为350 km/h，这里的速度是指瞬时速度 D．为了解决偏远地区的配送问题，某快递公司采取“无人机快递”，无人机从某一投递站带着快件到达指定位置后又返回该投递站，这一过程中无人机的平均速度为零 CD 三、速度-时间（v-t）图象 t/s v/(m·s-1) O t/s v/(m·s-1) O 用平滑曲线拟合坐标系中的点 以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系 从图中可看出物体的速度大小随时间不断变化；速度方向不变，与规定的正方向相同，做直线运动。 1、从v-t图像中可获得的信息 (1)可以从图像上直接读出某一时刻速度的大小。 (2)可以从图像上直接判断速度的方向。 （若图像位于t轴的上方，表示物体向正方向运动；若图像位于t轴的下方，表示物体向负方向运动。） (3)可以从图像上直观地看出速度随时间的变化情况。 a:匀速直线运动的v-t图像,大小和方向都不随时间变化 b:加速直线运动的v-t图像 c:减速直线运动的v-t图像 2.物理意义：v-t图象是反映物体速度随时间变化的规律，横轴表示时间，纵轴表示速度。 3.斜率： 如果有倾斜，说明这是变速直线运动，速度随时间而变化。 4．截距的意义 (1)纵轴上的截距：表示初始时刻物体的瞬时速度。 (2)横轴上的截距：表示该时刻物体的速度为零，该时刻前后物体的速度方向相反。 5.图线交点的意义：两条图线相交，表示该时刻两物体的瞬时速度相同。 6.面积：速度图线与t轴所围成的面积的值等于物体的位移 【课堂反馈5】一质点的位移－时间图象如图所示，能正确表示该质点的速度v与时间t关系的图象是图中的(　　) A 【课堂反馈6】某时刻两车从同一地点、沿同一方向做直线运动，下列关于两车的位移x、速度v随时间t变化的图象，能反映t1时刻两车相遇的是(　　) BD 课 堂 小 结 课堂小结 速度 速度定义 平均速度与瞬时速度 瞬时速率与平均速率 v-t图像 随 堂 练 习 1．关于速度，下列说法正确(　　)A．速度是表示物体位置变化快慢的物理量，既有大小，又有方向，是矢量B．平均速度就是速度的平均值，它只有大小，没有方向，是标量C．速度大小不变的运动是匀速直线运动D．汽车上的速度计是用来测量汽车平均速度大小的仪器 A 2．关于瞬时速度、平均速度，以下说法正确的是(　　)A．瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度B．做变速运动的物体在某段时间内的平均速度，一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度的平均值大小相等C．物体做变速直线运动，平均速度的大小等于这段时间内初、末时刻瞬时速度的平均值的大小D．物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值 A Lavf58.45.100 eq \f(Δx,Δt) eq \f(Δx,Δt) $$