1.3 位置变化的快慢与方向—速度 课件-2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

“1.3 位置变化的快慢与方向 ——速度” 开始 菜单 long long ago 目的：国王想要挑选一个跑得最快的人作为他的信使。 比赛规则：是从城堡出发，跑到远处的一座山上再跑回来，路径可以自选。 决赛人物：猎人、小偷、学者 比赛开始后，猎人一马当先，很快就把其他人甩在了后面。小偷也不甘示弱，紧紧地跟在猎人后面。而学者呢，他不紧不慢地走着。过了一段时间，猎人率先回到了城堡，他非常得意，觉得自己肯定能成为信使。但是国王却没有马上宣布结果，而是等小偷和学者也回来之后，才开始思考。国王想，猎人虽然回来得最早，但他跑的路程是不是比别人多呢？小偷和学者虽然回来得晚，但他们的路线是不是更曲折呢？ 思考：如果你们是国王，会怎么比较他们三人运动的快慢？ （回顾初中知识） 位移，与初中知识进行区分 方法二：时间相同 方法一：位移相同 x/m x/m 时间短、运动快 x/m x/m 位移大、运动快 t1 t2 x1 x2 用单位时间内的位移来比较物体运动快慢。 猎人：位移1000m（城堡到山顶直线距离），时间 200s 学者：位移 500m（城堡到山腰直线距离），时间125s 小偷：位移 800m（城堡到另一山坡直线距离），时间160s 思考讨论：如果时间和位移都不同，怎样比较物体运动快慢呢？ 平均速度 3.定义：物体的位移Δx与发生这段位移所用时间Δt的比叫作这段时间内的平均速度，它的方向就是物体位移的方向。 2.公式： 1.物理意义：粗略地描述物体在某段时间内的运动快慢程度和方向。 4.单位：m/s或m•s-1 、km/h、cm/s 1m/s=3.6km/h 大小：单位时间内的位移大小 方向：与某段时间内位移的方向一致 5.矢量性： △x 越大，v越大吗？ 比值定义法 若两辆汽车同时从A点出发沿直线运动，速度大小都是60km/h，它们的运动情况一定完全相同吗？ 注意： 求矢量时既要求出大小， 同时还要指出方向！ —— 运动方向可能不同，还可能背道而驰。 想一想 　(多选)(2024·宜宾市高一期中)对平均速度的定义式，以下叙述正确的是 A.平均速度与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比 B.平均速度的大小不由运动的位移Δx和时间Δt决定 C.此平均速度定义式适用于任何运动 D.平均速度是表示物体运动快慢及方向的物理量 例1 √ √ √ 　某物体沿一条直线运动： (1)若前一半时间内的平均速度为v1，后一半时间内的平均速度为v2，求全程的平均速度； 例2 设总时间为2t，则根据平均速度的公式可知全程的平均速度 (v1＋v2) (2)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，全程的平均速度又是多少。 设全程的总距离为2x，则根据平均速度的公式可知全程的平均速度 。 x/m 1 0 2 3 4 5 6 x = 3 m t/s 1 0 2 3 4 5 6 t = 3 s 某一位置 某一时刻 学会了粗略地描述物体在某段时间内的运动快慢程度和方向， 如何精确描述物体在某个时刻或位置的运动快慢？ 瞬时速度 想一想 观察与思考 小明坐在沿直线行驶的汽车上，从甲地到乙地用时20分钟，行程20 km，根据公式=，他计算出自己的速度为60 km/h。但途中某时刻小明发现速度计显示为70 km/h。 上面提到的两个速度各表示什么速度？哪个速度表示汽车的运动快慢？ 60 km/h为20分钟内汽车的平均速度；70 km/h为瞬时速度。平均速度60 km/h表示汽车在20分钟(或20 km)内的平均运动快慢；70 km/h表示汽车在途中该时刻的运动快慢。 极限思想 Δx （t＋Δt ） t 可用时刻 t 到 t ＋Δt 一小段时间内的平均速度 来代替 t 时刻物体的速度，Δt 越小，运动快慢的差异就越小。 当 Δt 非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，就可认为是t时刻的瞬时速度。 瞬时速度 Δt→0 瞬时速度 2.定义：物体经过某一位置或在某一时刻的运动快慢程度。 1.物理意义：瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。 3.方向：为该时刻物体运动方向。 4.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，平均速度与瞬时速度相等。 5.速率：（瞬时）速度的大小叫作速率。 标量 日常生活中说到的“速度”， 有时是指速率，要根据上下文判断。 　 (多选)(2024·广安市高一期中)下列几种速度，是瞬时速度的是 A.汽车速度计上指示的速度为60 km/h B.城市路口路标上标有“30 km/h，注意车速”字样 C.高速火车以260 km/h的速度经过“北京到天津”这一路段 D.足球以12 m/s的速度射入球门 例3 √ √ √ 1.平均速度对应位移和时间。 2.瞬时速度对应位置和时刻。 平均速度的大小 = 平均速率 瞬时速度的大小=速率 1.定义：路程与发生这段路程所用时间的比值叫平均速率。 2.公式： 平均速度与平均速率的区别 标量 平均速度=位移/时间 平均速率=路程/时间 在单向直线运动中大小相等 教材P15 速度的测量 1.速度测量的原理 (1)测量平均速度：测量某一时间Δt内的位移Δx，则平均速度=。 (2)测量瞬时速度：当Δt 时，平均速度=就可以认为是测量时刻的瞬时速度。 足够小 2.种类 电磁打点计时器 电火花打点计时器 电磁打点计时器 工作电压：6 V交流电源；  工作原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。 速度的测量 磁铁 线圈 振针 振片 复写纸 限位孔 纸带 电火花计时器 工作电压：220 V交流电源；  工作原理：当启动电源，按下脉冲输出开关时，计时器发生的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。 实验1 ： 测量平均速度 (1)测纸带的平均速度实验原理： 如图所示，测出D、G间的位移Δx和所用的 时间Δt，则D、G间的平均速度为v=。 (2)用刻度尺测出多个计数点到起始点的距离，计算两相邻计数点间的位移Δx，然后用平均速度v=计算某些点间的平均速度，每隔0.1 s计算一次平均速度，并把数据记录在表格中。 位置 0 1 2 3 4 … x/m   … Δx/m … Δt/s … v/(m·s-1) … 0.0625 0.0290 0.0510 0.0620 0.0640 0.29 0.51 0.62 0.64 0.63 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 取包含某一位置在内的一小段位移Δx，根据v = 测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。一般地，取以这个点为中间时刻的一段位移来计算。 实验2 ：测量瞬时速度 (1)测纸带的瞬时速度实验原理： 如图所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即vE=。 (2)计算纸带上各计数点的瞬时速度，每隔相同的一段时间计算一次速度，并把数据记录在下表中。 位置 0 1 2 3 4 5 x/m             Δx/m           Δt/s           v/(m·s-1)           0.0375 0.0150 0.0220 0.0310 0.0360 0.25 0.37 0.52 0.60 0.63 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 速度的测量 (1)如图所示，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。 (2)遮光板很窄，遮挡光线的时间Δt足够短， 遮光板的 与相应的时间间隔Δt的比可以认为 是小车经过光电门时的 速度。 宽度Δx 瞬时 用光电门测速度 速度的测量 用位移传感器测速度 　如图所示，甲、乙是实验室常用的两种打点计时器，请回答下面的问题： 例4 (1)图乙是　　　　　(填“电磁”或“电火花”)打点计时器，正常工作时使用的是　　　　(填“直流”或“交流”)电源； 电火花 交流 (2)根据打点计时器打出的纸带，我们可以不需要通过公式计算，从纸带能直接得到的物理量是　　　。 A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度 AB 　(2025·遂宁市高一期中)像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示。a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有一放在气垫导轨上的滑块通过光电门。用分度值为1 mm的刻度尺测量滑块上挡光片的宽度d，示数如图丙所示，则 例5 (1)读出挡光片的宽度为d＝　　　　 cm； 1.20 (2)滑块在牵引力作用下通过光电门，配套的数字毫秒计记录了它通过光 电门的时间为t，挡光片的宽度为d，则滑块通过光电门的速度v＝　　。但实质上v是滑块通过光电门的　　　　　　(填“平均速度”或“瞬时速度”)，要使瞬时速度的测量值更接近真实值，可将挡光片的宽度 　　　(填“增大”或“减小”)一些。 平均速度 减小 课堂小结（一） 平均速度 粗略表示一段时间内运动的快慢及方向 瞬时速度 物体在某一位置或某一时刻的速度 极限思维：当→0时，即为瞬时速度 精确表示物体运动的快慢及方向 速率：速度的大小，标量 位置变化的快慢与方向——速度 测量纸带的平均速度 原理：v= 纸带处理：计数点的选取，长度的测量方法 测量纸带的瞬时速度 原理：v=，某一位置包含在内 纸带处理：计数点的选取，长度的测量方法 打点计时器：记录运动的时刻和位置，打点周期0.02 s 分类：电磁打点计时器(6V)、电火花打点计时器(220V) 使用顺序：先接通电源，后拉动纸带 数据处理：计时点、计数点时间间隔，刻度尺估读 打点计时器 位置变化的快慢与方向——速度 课堂小结（一） 速度-时间图像 (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 速度-时间图像 一物体做直线运动，测得其运动过程中一段时间内的速度大小如表所示，尝试在坐标纸中作出物体运动的v-t图像，并根据图像分析物体速度在怎样变化。 t/s 0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 v/(m·s-1) 0.72 0.77 0.82 0.86 0.92 0.97 速度在增大 速度-时间图像 1.速度—时间图像：用 表示速度v，用 表示时间t，建立直角坐标系。 根据测量的数据标注在坐标系中，再把各数据点连接成一条 的曲线，即得到v-t图像，如图所示。 横轴 纵轴 平滑 v/(ms-1) t/s O 2.速度—时间图像的意义： 直观表示物体运动的速度随 变化的规律。 时间 速度-时间图像的特点 ①匀速直线运动的速度图象是一条平行于 时间轴的直线 ②变速直线运动的速度图象随时间而变化 Ｏ v ｔ ① ② Ｏ v ｔ v0 ③若图象位于时间轴的上方,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。 1.认识图像 2.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若Δy与Δx同号时，即图线向上倾斜，斜率为正； ②若Δy与Δx异号时，即图线向下倾斜，斜率为负。 （2）斜率的定义： x A B y2 y1 x2 x1 Δx Δy y （3）斜率的正负： C D x y2 y1 x2 x1 Δx Δy y 速度-时间图像的特点 （4）x-t图像的斜率代表什么？ 斜率代表小汽车做直线运动的速度 速度-时间图像的特点 频闪照相 教材P17 　 (多选)(2024·甘孜州高一期中)做直线运动的物体，其v－t图像如图所示，下列判断正确的是 A.物体在1 s末改变运动方向 B.物体在前3 s内运动方向不变 C.物体在3 s末运动方向改变 D.物体在2 s末和4 s末的速度相同 例1 √ √ 　 (多选)甲、乙两物体在同一条直线上运动，它们的速度—时间图像分别如图中a、b所示，在t1时刻 A.它们的运动方向相同 B.甲一定在乙的后面 C.甲的速度比乙的速度大 D.乙的速度比甲的速度大 例2 √ √ 零时刻甲和乙的位置未知 教材P18 课堂小结（二） 课堂小结（二） 1.由v－t图像直接读出任一时刻所对应的速度。 2.可以从v－t图像上直接判断速度的方向；图像位于t轴上方，表示物体向正方向运动；图像位于t轴下方，表示物体向负方向运动。 3.如图所示，v－t图像中两条图线的交点表示 两个物体在该时刻具有相同的速度。 注意：x-t、v－t图像只能表示直线运动， 位移、速度有正、负两个方向。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf55.12.100 $