内容正文:
第四节
平均速度
第二章 机械运动
举例说明匀速直线运动和变速直线运动。
知道匀速直线运动是最简单的运动。
1
能用平均速度描述物体做变速直线运动的快慢。
2
能用平均速度公式进行简单的计算。
3
学习目标
问题情境
在2004年雅典奥运会上,我国选手刘翔在男子110 m栏项目中以12.91 s 的成绩夺冠(图2.4-1)。 某位同学利用速度公式计算得到比赛中刘翔的速度约为8.52 m/s 。你是否同意他的观点?刘翔在整个比赛过程中的速度是一成不变吗?
3
下图记录了两辆汽车在平直的公路上行驶时,在相同的时间内通过的路程。甲图中汽车在各段时间内的速度有什么特点?乙图中汽车在各段时间内的速度有什么特点?
问题情境
1、定义:物体沿直线且速度不变的运动,叫做匀速直线运动。
t1=10s
S1=300m
t2=10s
S2=300m
t3=10s
S3=300m
t4=10s
S4=300m
甲中的小汽车做直线运动时,在相同的时间内通过的路程相等,它的速度是不变的。
匀速直线运动
物体做匀速直线运动时,用横坐标表示时间t,纵坐标表示路程s,就得到了s-t图象。
匀速直线运动的s-t 图像是一条过原点的倾斜直线,它说明做匀速直线运动的物体通过的路程与时间成正比。
路程s/m
0
5 10 15 20
400
300
200
100
时间t/s
2、匀速直线运动路程随时间变化关系图像(s-t 图像)。
匀速直线运动
时间/s 5 10 15 20
路程/m 100 20 300 400
速度/m·s-1 20 20 20 20
匀速直线运动
3、匀速直线运动速度随时间变化关系图像(v-t 图像)。
物体做匀速直线运动时,用横坐标表示时间t,纵坐标表示速度v,就得到了v-t图象。
匀速直线运动的v-t 图像是一条平行横轴的直线。
0
5 10 15 20
30
20
10
时间t/s
速度v/m·s-1
匀速直线运动
4、匀速直线运动的实例。
理想的匀速直线运动在实际中并不常见,但如果物体在运动过程中速度变化不大,并且通过的路径近似是直线,在这种情况下,我们可以把物体的运 动近似看作匀速直线运动。是物理学 中简化问题的一种理想化的处理方法。
情境问题
这些运动的速度是变化的。如何描述这些运动的快慢呢?
平均速度
1、意义:用平均速度(average velocity) 来描述变速直线运动的物体
在某一段时间内(某一段路程内)运动的快慢。
2、定义:变速直线运动的物体通过的路程与通过这段路程所用时间
的比值叫做这段路程内(或这段时间内)的平均速度。
3、公式:
4、单位与速度的单位相同。米/秒,符号 m/s 或 m·s-1
千米/小时,符号 km/h 或 km·h-1
1m/s =3.6km/h
【例题】我国优秀运动员刘翔在2004雅典奥运会上勇夺110m跨栏金牌并打破奥运会纪录,成绩12.91s。他的平均速度是多少?
解:刘翔在运动过程中通过的路程s=110m,所用时间t=12.91s,利用公式v=s/t 计算它的平均速度为:
v
要有必要的
文字说明
代入数据,求出结果,数字后面要有单位.
计算中注意:
①不能只写公式和数字,要写出必要的文字说明.
②数字的后面要写上单位.
③各物理量统一单位(国际单位制或常用单位)。
平均速度
平均速度
【例题】2023年5月,大连湾海底隧道正式通车。它是我国北方地区首条 大型跨海沉管隧道,对于解决城市交通不畅、拓展城市发展空间、推动大连湾两岸一体化发展具有重要意义。大连湾海底隧道的海底沉管隧道段长3 km, 设计速度为60 km/h。
某汽车从人民东路开始,经过3 min 行驶2.1 km后,进入海底沉管隧道段,再经过4 min 驶出海底沉管隧道。求汽车在海底沉管隧道段和全程的平均速度各是多少千米每小时。
平均速度
解:
汽车在海底沉管隧道段的路程为s1=3 km,
行驶时间为 t1=4 min= 0.067h 。
汽车全程的路程为s2=2.1 km+3 km=5.1 km,
行驶时间为t2=3 min+4 min=7 min=0.117 h。
根据平均速度的公式 v 可得:
汽车在海底沉管隧道段的平均速度为
汽车全程的平均速度为
平均速度
①路程的计算:s = vt
②时间的计算:t =
简单的计算
平均速度
意 义
表示做变速直线运动物体运动快慢的物理量。
①定义:物体通过的路程与通过这段路程所用时间的
比值叫做这段路程内(或这段时间内)的平均速度。
②公式:v
③单位:米/秒(m/s)、千米/时(km/h)
1 m/s=3.6 km/h
课堂小结
随堂训练
1、小明家到学校有一条500 m 长的平直马路。有一次他从学校回家,开始以1 m/s的速度行走,当走了一半路程时突然下起了大雨,他马上以5 m/s的速度跑回家。小明在前一半路程中所用的时间是 s,他从学校到家整个过程的平均速度是 m/s。
250
1.67
随堂训练
2.复兴号动车组是由我国自主研制、具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的新一代高速列车,具有安全、高速、舒适等特点,受到广大乘客的青睐。由北京南开往上海虹桥的G1次复兴号CR400 列车的时刻表如下表所示,请你计算列车由北京南到上海虹桥的平均速度,并比较列车从北京南到天津南、从天津南到南京南,哪段运行的平均速度较大。
G1次列车时刻表(2023年)
站 次 站 名 到达时间 开车时间 里 程
1 北京南 07:00 0
2 天津南 07:31 07:33 117 km
3 南京南 10:24 10:26 1023 km
4 上海虹桥 11:29 1318 km
随堂训练
从北京南到上海虹桥的路程为:s总 = 1318 km;
从北京南到上海虹桥的时间为:t总 = 4.48 h;
从北京南到天津南的路程为:s1 = 117 km;
从北京南到天津南的时间为:t1 = 0.52 h;
从天津南到南京南的路程为:s2 = 1023 km - 117 km = 906 km;
从天津南到南京南的时间为:t2 = 2.85 h;
解:
站 次 站 名 到达时间 开车时间 里 程
1 北京南 07:00 0
2 天津南 07:31 07:33 117 km
3 南京南 10:24 10:26 1023 km
4 上海虹桥 11:29 1318 km
随堂训练
根据平均速度的公式 v 可得:
从北京南到上海虹桥的平均速度为;
从北京南到天津南的平均速度为;
从天津南到南京南的平均速度为。
解:
站 次 站 名 到达时间 开车时间 里 程
1 北京南 07:00 0
2 天津南 07:31 07:33 117 km
3 南京南 10:24 10:26 1023 km
4 上海虹桥 11:29 1318 km
随堂训练
3.“超速”驾车是严重的违法行为。 目前检测超
速的方式有两种:定点测速、 区间测速。“定
点测速”就是在一个固定 的地方设置测速设备,
如果车辆超速通过就会触发拍照;“区间测速”
是在某一路段的两端各布设一个监控点,基于车
辆先后通过两个监控点的时间来计算车辆在该路段
上的平均速度,依据该路段上的限速标准判定车辆
是否超速违法。如图所示,监控点A 、B相距66 km,
全程限速100 km /h。一辆客车通过监控点A 、B的
速度分别为80 km /h和90 km/h,从监控点A行驶到
监控点B 的时间为30 min。
(1)采用“定点测速”,该客车通过监控点A 、B时会不会被判超速?
(2)采用“区间测速”,该客车在该路段会不会被判超速?
随堂训练
解:(1)由80km/h<100km/h; 90km/h<100km/h。故采用定点测速不会被判超速
(2)测速区间的路程为 s = 66 km;
通过测速区间的时间为:t = 0.5 h;
平均速度为 > 100 km/h;
所以采用“区间测速”,该客车在该路段会被判超速。
4、下列有关做匀速直线运动的物体的说法中,正确的是( )
A. 由速度v=s/t 可知,速度与路程成正比
B. 由速度v=s/t 可知,速度与时间成反比
C. 物体运动的时间越长,则路程越大
D. 匀速直线运动的物体的速度不能由公式v=s/t 计算
C
随堂训练
5、根据如图所示的图像,回答下列问题:
物体A在2s内通过的路程为______m。
物体A在4s内通过的路程为______m。
物体A在10s内通过的路程为_____m。
s/m
t/s
0
2
8
4
4
6
12
4
8
20
A
随堂训练
6、甲、乙两辆小车运动的s-t 图像如图所示。由此可判断:
①甲做____________运动,乙做____________运动。
②甲的速度为v甲= _____m/s,乙的速度v乙=_____m/s。
③在10min内甲、乙运动的路程分别为 ________、 。
匀速直线
匀速直线
5
2
3000m
1200m
随堂训练
$