内容正文:
第三节 运动快慢的描述
——速度
第一章 运动的描述
物体的“位移”记为:
Δx
x1
x2
x
O
Δx = x2 -x1
课前回顾:如何用数学方法描述直线运动的位置和位移?
x /m
0
10
20
30
40
-30
-20
-10
C
Δx
x1
x2
Δx = x2 ─ x1 = 30 m ─10 m = 20 m
2. C 到 B 的位移呢?
3. A 到 D 呢?
4. D 到 E 呢?
E
D
Δ x = ─10 m
Δ x = ─ 40 m
Δ x = 20 m
沿正方向
负
负
正
1. A 到 B 的位移的位移是多少?
A
B
x2
x1
这两辆汽车哪一辆运动的快?
如何比较两个物体运动的快慢?
方法二:时间 △t 相同,比较位移△x的大小。
方法一:位移 △x 相同,比较时间△ t的大小。
邻里互说(3min)
如果两物体运动的时间不同,发生的位移也不同,如何比较它们运动的快慢?
汽车1min行驶900m,百米运动员跑完全程用时10s,汽车和运动员,哪一个运动更快呢?
比较单位时间内的位移的大小。
1.运动员在100m比赛过程中,同时出发,不同时到达终点,说明了什么?我们应该用哪个物理量来描述这种不同?
思考与讨论
2.有两辆车从同一地点同时出发,经过长短不同的路径,同时到达一个终点,这段时间内两辆车位置变化的快慢相同吗?
一、速度
3.物理意义:描述物体运动的快慢及方向。
4.单位:国际单位制为m/s或m•s-1;
其它单位:km/h或km•h-1
1.定义:位移与发生这段位移所用时间之比。
5.矢量性
2.公式:
①v的方向与对应Δt时间内位移Δx的方向相同
②正号表示与规定的正方向相同
③负号表示与规定的正方向相反
(比值定义法)
思考与讨论
我们常说冠军跑得快,那么这位运动员在100m全程中的每个位置跑得都是最快的吗?
二、平均速度和瞬时速度
1.平均速度
(2)物理意义:粗略地描述物体在某段时间内运动的平均快慢程度。
(1)公式:
思考2:怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢?
思考1:绕操场一圈的平均速度是多大?
二、平均速度和瞬时速度
(1)定义:物体在某一时刻(或某一位置)的速度,叫做瞬时速度。
(3)物理意义:精确地描述物体运动的快慢。
(2)当△t 非常非常小时,△x/△t 就可以看做某时刻(或某位置)的瞬时速度。
(4)方向:这一时刻物体的运动方向。
2.瞬时速度
极限思想
(5)瞬时速度的大小叫做速率,是一个标量。
(6)特例:匀速直线运动
小结:平均速度、平均速率和瞬时速率的比较
(1)平均速度——矢量
①定义式:
②意义:粗略地描述物体运动的快慢,与物体运动的路径( )
(2)平均速率——标量
①定义式:
②意义:粗略地描述物体运动的快慢,与物体运动的路径( )
(3)(瞬时)速率——标量
①定义:速率是瞬时速度的大小
②意义:精确地描述物体在某一时刻(某一位置)运动的快慢
二、平均速度和瞬时速度
【例题】(多选)在一次室内田径赛期间,有三位运动员A、B、C从所住地M出发到赛场N。他们选择了三个不同的路径同时出发,最后同时到达赛场,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.三个运动员从M点到N点的平均速度相同
B.三个运动员到达N点时瞬时速度相同
C.三个运动员从M点到N点的平均速率相同
D.B运动员从M到N的平均速度的方向与任意时刻的瞬时速度的方向相同
AD
速度的测量
PART 02
已知打点计时器的打点时间间隔为∆t=0.1s,如何测量纸带DG间的平均速度?
测量平均速度
∆
如何测量E点的瞬时速度?
用DG间求出的平均速度代表E的瞬时速度是否准确?如何做更准确?
D、F 两点离 E 点越近,算出的平均速度越接近 E 点的瞬时速度。但D、F两点间距离过小,测量误差会增大,实际要根据需要及所用仪器的情况综合考虑。
测量瞬时速度
实验操作
1.光电门
另外,还常用的超声波、激光、红外线等测速
其他测速度的方法
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
速度—时间图像
作图
(1)以时间t为横轴,速度v为纵轴建立平面直角坐标系;
(2)描点;
(3)拟合曲线
图像反映了质点速度随时间的变化规律,称为速度—时间图像,又称v-t图像。
位置 A B C D E F
t/s 0 0.06 0.12 0.18 0.24 0.30
v/(m · s-1) 0.33 0.51 0.70 0.86 1.06 1.26
×
×
×
×
×
×
如果是一条直线,压在直线上点的个数尽可能多,分居在直线两边的点的个数基本相等,且对称。
认识图像
1.水平直线表示做匀速直线运动
2.倾斜直线表示做变速直线运动
3.若图像位于时间轴的上方,表示物体运动方 向与正方向相同;
位于时间轴下方,表示物体运动方向与正方 向相反。
图像的斜率
1.在数学一次函数y=kx+b所对应的图像中,用斜率表示图线倾斜程度大小,公式中的k值即为直线的斜率。
(1)图线向上倾斜,斜率为正;
(2)图线向下倾斜,斜率为负。
2.斜率的定义:
v--t图像的面积
速度图线与t轴所围成的“面积”的值等于物体的位移。
x-t图像的斜率代表速度
学以致用
若一质点从 t= 0 开始由原点出发沿直线运动,其v-t图像如图所示,则该质点离原点最远的时刻是( )
A.t1 B.t2 C.t3 D.t4
【参考答案:B】
谢谢观看
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