1.3 速度 课件 -2025-2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

第3节 速 度 1、观众怎么比较哪个运动员跑得快？ 2、裁判又是怎么判断的？ 物体运动快慢的描述——速度 初始位置 (m) 末了位置(m) 经过时间(s) A.自行车沿平直道路行驶 0 200 40 B.公共汽车沿平直道路行驶 0 200 20 C.火车沿平直轨道行驶 50 550 20 实例分析:比较物体运动的快慢 (1)比较A和B,可以得到怎样的结论? 快 (2)比较B和C,可以得到怎样的结论? 快 (3)比较A和C,你有何感想? 快 C C B 运动的快慢跟时间及通过的位移都有关系 2、在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间短的物体运动快，时间长的物体运动慢. 1、在时间相同的情况下，比较位移的大小，位移大的物体运动得快，位移小的物体运动得慢. 下表中D与E谁运动的快,如何判断？ 初始位置 (m) 末了位置(m) 经过时间(s) D 0 2000 41 E 50 5050 80 有没有一个统一的比较标准呢？ 速度(velocity)： 位移与发生这个位移所用时间的比值. 1.符号：v 2.单位：米每秒(m/s)、千米每时(km/h)、厘 米每秒(cm/s)等. 3.速度是矢量，既有大小又有方向. 4.物理意义：描述了物体运动快慢程度和方向. v＝ 速度的方向是由什么决定？它的正负符号的物理意义是什么？ v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定，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,反映物体运动的方向. 物理意义：速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小；速度的方向是物体运动的方向. x/km 0 10 20 30 40 -30 -20 -10 Δx1 A B C Δx2 一、平均速度 1.平均速度： 物体运动的位移与发生这个位移所用的时间的比值，叫做平均速度. 2.物理意义： 粗略地描述了物体运动快慢程度和方向平均速度大，物体运动快，反之慢. 3.定义式： 4.单位：m/s 【例1】一辆汽车在一条直线上行驶，第1 s内通过的位移是8 m，第2 s内通过的位移是20 m，第3 s内通过的位移是30 m，第4 s内通过的位移是10 m。试计算： （1）最初2 s的平均速度; （2）中间2 s的平均速度; （3）后3 s的平均速度; （4）全过程中的平均速度. 【解析】（1）v1= m/s=14m/s （2）v2= m/s=25m/s （3）v3= m/s =20m/s （4）v4= m/s =17m/s 关于平均速度的几点理解 1.平均速度表示了物体(质点)位置改变的大致状况，物体在变速直线运动过程中，不同位移（不同时间）内的平均速度一般不同 2.平均速度是矢量,即既有大小又有方向其方向与位移方向相同 3.平均速度是从整体上来研究物体的运动情况的,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问题. 平均速度与平均速率的区别与联系 【例2】在伦敦奥运会上，“世界飞人”博尔特分别以9秒63和19秒32的成绩夺得男子100 m和200 m的冠军，继北京奥运会后再次蝉联双冠王，下列说法不正确的是(　　) A．博尔特在百米比赛中的平均速度是10.38 m/s B．博尔特在百米比赛中的平均速率是10.38 m/s C．博尔特在200米比赛中的平均速度是10.35 m/s D．博尔特在200米比赛中的平均速率是10.35 m/s 13 观察与思考 平均速度 8.54 m/s 瞬时速度 此时的运动快慢? 物体经过某一位置或在某一时刻的运动快慢程度就是瞬时速度.瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。 x/m 1 0 2 3 4 5 6 Δx Δt → 0 二、瞬时速度 瞬时速度的几点理解 1. 瞬时速度是精确地描述物体运动快慢的物理量. 2. 瞬时速度是矢量，其方向即为物体运动方向. 3. 可以用一个较短时间内的平均速度来替代瞬时速度. 4. 瞬时速度的大小称之为速率. 在匀速运动中，由于速度不变，所以匀速直线运动的速度既是平均速度，也是各个时刻的瞬时速度。 在变速运动中，平均速度随位移和时间选取的不同而不同。对做变速运动的物体，我们在它通过的某一位置附近选一段很小的位移，只要位移足够小（即通过这段小位移所用的时间足够短），那么这段小位移上的平均速度就是物体通过该位置的瞬时速度。 速率的测定——速度计 速度计（STS）     轿车中常见的速度计能直接读出车辆在某一时刻或某一位置时的瞬时速率。 根据图中指针指示的读数可读出瞬时速度大小，图中下部的数码显示的是本次行车的路程，上部数码显示的是该车行驶总的里程数。　　　　　　　　　　 【例3】下列说法中正确的是 (　　) A.瞬时速率是指瞬时速度的大小 B.平均速度为零,则此过程中任何时刻瞬时速度等于零 C.火车在两站间的速度为v,v是指瞬时速度 D.子弹以速度v击中靶心,v是平均速度 【解析】选A。瞬时速度的大小称为瞬时速率,故A正确;平均速率是指路程与时间的比值,平均速度是位移与时间的比值,位移和路程不同,故平均速率不同于平均速度,如曲线运动中,转动一圈,平均速度为零,而平均速率不为零,此过程中任何时刻瞬时速度不一定等于零,故B错误;火车在两站间的速度为v,该速度为经过某一段位移的速度,是指平均速度,故C错误;子弹以速度v击中靶心,是瞬时速度,故D错误。 　平均速度和瞬时速度的比较 【例4】汽车和高铁是现在我们出行的重要交通工具,假设甲、乙两地直线距离是50 km,从甲地到乙地乘汽车需要1 h,乘高铁需要0.5 h,则(　　) A.汽车行驶的瞬时速度一定是50 km/h B.汽车行驶的平均速率一定是50 km/h C.高铁运行的平均速度大小大于100 km/h D.高铁运行的平均速度大小等于100 km/h 【解析】选D。利用平均速度的定义式 知,汽车的平均速度为: 汽车的平均速度是50 km/h,考虑到汽车的加速与减速,所以汽车行驶的瞬时速度不一定是50km/h,故A错误;若路程s>50 km,所以汽车行驶的平均速率一定大于50 km/h,故B错误;利用平均速度的定义式 知高铁的平均速度为: 故C错误,D正确。 √ × × √ × √ 23 从s-t图像中可以得到的信息： （1）可以判断任意时刻物体的位置，并能根据图像与s轴的交点得出物体的初始位置 （2）可以得到物体的运动状态：例如汽车是匀速，红线运动是静止的 （3）交点表示某时刻两物体相遇 （4）可以根据斜率求速度 （5）可以得到两物体的运动方向 位移-时间图像 位移—时间图像的应用： 位移 大小 初、末位置的纵坐标差的绝对值 方向 初、末位置的纵坐标差的正负值，正值表示位移沿正方向；负值表示位移沿负方向 速度 大小 斜率的绝对值 方向 斜率的正负值，斜率为正值，表示物体向正方向运动；斜率为负值，表示物体向负方向运动 运动开始位置 图线起点纵坐标 运动开始时刻 图线起点横坐标 两图线交 点的含义 表示两物体在同一位置(相遇) 说明：(1)位移—时间图像不是物体的运动轨迹。 (2)位移—时间图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动。 【例5】做直线运动的物体的s-t图像如图所示，问： (1)图中OA、AB、BC、CD各表示物体怎样运动？ (2)物体在哪段时间内运动最快？第3 s内的位移为多大？ (3)6 s内物体的位移和路程各为多大？ 【解析】(1)OA段表示物体在第1 s内做匀速直线运动，位移为10 m，方向与选取的正方向相同；AB段表示物体在第1 s末至第2 s末静止在与原点(出发点)相距10 m的位置；BC段表示物体在第2 s末至第3 s末做匀速直线运动，其位移sBC=sC-sB=30 m-10 m=20 m，方向与选取的正方向相同；CD段表示物体在第3 s末至第5 s末做匀速直线运动，其位移sCD=sD-sC=0 m-30 m=-30 m，方向与选取的正方向相反。 (2)比较各段的斜率，不难看出，物体在BC段运动最快，且第3 s内的位移大小为20 m。 (3)由图像可知：物体在前6 s内的总位移大小为10 m。总路程为70 m。 速度 —时间图像 1.怎样描绘匀速直线运动的速度—时间图像？ 2.从匀速直线运动的速度—时间图像中可以获取哪些信息？ 【提示】以时间为x轴，速度为y轴，建立一个平面直角坐标系，在该坐标系中画出物体的速度v随时间t变化的图像． 【提示】可以知道某一时刻速度的大小、图线与时间轴所围面积表示位移. 【例6】某物体的运动规律如图所示，下列说法中正确的是( ) A.物体在第1 s末运动方向发生变化 B.第2 s内、第3 s内的速度方向是相同的 C.物体在第2 s内返回出发点，向反方向 运动 D.在这7 s内物体做往复运动 解析　物体在第1 s末运动方向没有发生变化，A错； 第2 s内、第3 s内的速度方向是相反的，B错； 物体在第2 s内位移变大，向正方向运动，C错； 整个过程中物体做的是往复运动，D项正确. D 【课堂小结】 项目 平均速度 平均速率 区 别 定义 平均速度= 平均速率= 方向性 有方向,矢量 无方向,标量 物理意义 粗略表示物体位置变化的快慢 粗略表示物体运动的快慢 联系 都描述物体运动的快慢 单位相同,在国际单位制中,单位是米/秒,符号为m/s 表达式都可写成的形式,但s的意义不同 平均速度的大小一般不等于平均速率,只有在单方向直线运动中,位移的大小等于路程,平均速度的大小才等于平均速率,但此时也不能说平均速度就是平均速率 C　[100 m比赛中，位移大小和路程都等于100 m，平均速度大小和平均速率相等，即v1＝eq \f(100,9.63) m/s＝10.38 m/s，故A、B对；在200 m比赛中，路程是200 m，位移小于200 m，故平均速率v2＝eq \f(20,19.32) m/s＝10.35 m/s，且大于平均速度的大小，故C错，D对．] 平均速度 瞬时速度 区 别 定义 运动质点的位移与所用时间的比值 运动质点在某一时刻或某一位置的速度 物理 意义 粗略描述物体运动,和时间、位移对应 精确描述物体运动,和时刻、位置对应 方向 与位移方向一致 与某时刻或某位置运动方向一致 联系 ①瞬时速度可看作当Δt→0时Δt内的平均速度 ②匀速直线运动中,瞬时速度和平均速度始终相同 ③两者的求解公式都为v= 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度．( ) (2)瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动．( ) (3)瞬时速度的大小叫瞬时速率，平均速度的大小叫平均速率．( ) (4)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度．( ) (5)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态．( ) (6)子弹以速度v从枪口射出，v指瞬时速度．( ) $