1.3 运动的快慢(导学案)物理新教材人教版八年级上册
2026-07-02
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第3节 运动的快慢 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 速度 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 13.41 MB |
| 发布时间 | 2026-07-02 |
| 更新时间 | 2026-07-02 |
| 作者 | 悟理物理 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-07-02 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58614198.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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摘要:
该初中物理导学案聚焦“运动的快慢”,核心知识点包括速度的概念、公式及计算,匀速直线运动、变速直线运动与平均速度。课堂导入通过运动会短跑比赛情境,对比观众和裁判判断快慢的不同方法,衔接运动描述的前序知识,搭建从生活经验到物理量定义的学习支架。
资料特色在于情境化探究与科学思维培养,如结合奥运游泳、高铁速度等实例引导学生用比值法定义速度,通过分析s-t和v-t图像建构匀速运动模型。自主预习、分层练习与解题步骤指导,助力学生提升科学探究能力,深化运动与相互作用的物理观念,培养量化描述运动的思维方法。
内容正文:
1.3 运动的快慢 (导学案)
【学习目标】
1. 知道速度的概念,并能利用速度公式进行简单的计算。了解匀速直线运动、变速直线运动、平均速度。
2. 经历速度概念建立的过程,对真实情境问题进行思维加工,体会用物理量之比定义新物理量的方法。通过建立匀速直线运动的模型,发展科学思维。
3. 基于生活经验及事实,提出与运动快慢有关的研究问题。实验中通过对数据的比较与分析,发现数据的特点,提高处理信息的能力。
4. 通过速度、匀速直线运动、变速直线运动、平均速度等内容,体会物理学对自然现象的描述与解释不断深入的历程,养成不断研究、勇于探索的科学精神。
【学习重点】速度概念。
【学习难点】速度计算。
【自主预习】阅读教材第20页第3节《运动的快慢》,并完成以下内容:
1.比较运动快慢的两种方法:①在路程相同时,所用时间短的,运动的 ;②在时间相同时,通过的路程 ,运动的快。
2. 速度
(1)物理意义:表示物体 的物理量。
(2)定义:在物理学中,把 之比叫作速度。
(3)公式: ,(v表示速度,s表示路程,t表示时间)
(4)单位:在国际单位制中,速度的基本单位是 ,符号是 或 。
交通运输中常用单位是 ,1m/s= km/h
3.物体做机械运动,按照运动路线可分为 运动和 运动;按照速度是否变化,又分为 运动和 运动。
4.物体沿着直线且 的运动叫匀速直线运动。物体做直线运动时,其速度的大小常常是变化的,即在相等的时间内通过的路程不相等,这种运动叫作变速直线运动。我们用 粗略描述物体运动的快慢,其计算公式为 。
【探究新知】
探究一、速度
1. 比较物体运动的快慢
【引入】如图所示,运动会上,短跑比赛正在紧张地进行着。
在比赛过程中,观众是如何判断谁跑得快的?运动员跑完全程后,裁判员又是怎样计算成绩的?观众与栽判员所用的方法一样吗?你认为应该怎样比较运动的快慢?
【分析】
①作为观众的同学们看到谁跑在前面,谁跑得快。因为运动的时间相等,跑在前面的同学通过的 长,所以运动的快。
②裁判通过计时,看谁跑的时间短,谁跑得快。因为都通过100m的相同路程,所以所用 短的同学,运动的快。
③观众和裁判员判断的方法 。(选填“一样”或“不一样”))
【总结】比较运动快慢的两种方法:
(1)在相同的时间内,比较物体经过的路程,经过路程长的物体运动得 。
(2)在物体运动相同路程的情况下,比较它们所花的时间,所花时间短的物体运动得 。
【例题1】2024年8月5日,在巴黎奥运会游泳男子4×100米混合泳接力决赛中,中国队获得冠军,如图所示为选手比赛过程中的图片。关于比赛过程下列说法正确的是( )
A.中国队获胜,说明他们游的路程最远
B.比赛规定的路程相同,中国队用时最长
C.比赛过程中,观众根据相同时间比路程来判断谁游泳快
D.比赛结束后,裁判员根据相同时间比路程来判断谁游泳快
2. 速度
【问题】如表所示,甲同学100m跑的成绩为15s,乙同学50m跑的成绩为8s。要知道他俩谁跑得快,应该怎么办?
同学
甲
乙
路程s/m
100
50
时间t/s
15
8
【分析】经过分析可以得到:
(1)时间相同,比较路程:甲如果用时8s,通过的路程为53.3 m。而乙用时8s,通过的路程为50m,所以甲运动得快。
(2)路程相同,比较时间:甲如果跑50 m,用时7.5 s。(或者乙如果跑100 m,需用时16 s。)所以甲运动得快。
【想一想】还有别的方法能够比较快慢吗?例如,对于方法(1)也可以比较1s内通过的路程,甲1 s内通过的路程为6.67m,乙1 s内通过的路程为6.25 m。
【分析】经过思考后,得出还可以用如下的方法:
(3)路程与时间之比:相当于时间相同比较路程,这个比值越大,表示运动得越 。
(4)时间与路程之比:相当于路程相同比较时间,这个比值越小,表示运动得越 。
【归纳】分析方法(3)和方法(4)可知,利用数学上的除法可以保证时间相同或者路程相同,这种方法可以帮助我们研究物理问题。方法(3)和方法(4)的本质分别与方法(1)、方法(2)的本质相同。为了与生活实际一致,即比值越大时表示运动得越快,我们采用了方法( )来定义速度。
【速度的概念】
(1)物理意义:速度是表示物体运动 的物理量。
(1)定义:把路程与时间之比叫作速度。
(2)公式: v= s表示路程,t表示时间,v表示速度。
(4)单位:速度的单位由路程单位与时间单位组合而成。
①国际单位制: ,符号是m/s或m•s-1
②交通运输中: ,符号是km/h或km•h-1
1 m/s= km/h。
③注意两套单位的组合:
国际单位的组合:路程单位是米(m),时间单位是秒(s),速度的单位是 (m/s)
在交通运输中单位的组合:路程单位是千米(km);时间单位是小时(h);速度的单位是 (km/h)
(5)路程与时间的计算
根据v=可以得出路程与时间的计算公式:路程s= 时间 t=
3. 与运动有关的交通标志
【想一想】你见过下图所示的一些与运动有关的交通标志吗? 思考讨论下述与运动有关的交通标志所表示的意义并回答。
甲 高铁速度指示屏 乙 汽车速度表
丙 丁
【归纳】
(1)速度表:可以直接显示出车辆的运动速度。图甲中高铁速度指示屏,显示高铁当前的速度是 ;图乙中的汽车速度表,它上面的单位是 ,当指针指在哪个位置时,说明此时的速度是多少km/h,图中汽车的速度是 km/h。“136018”是指这辆车总共通过的路程为 。
(2)限速标志与里程标记:在不同的道路或不同的路段,有很多限速的标志牌。如图丙所示为限速标志,限速标志牌的单位是km/h,表示机动车在该道路上行驶,速度不得超过 。图丁是公路上的里程标记牌,表示从此标志牌到杭州的路程为 。
4. 一些物体运动的速度
阅读课本第21页《小资料》——“一些物体运动的速度”,了解一些物体运动的速度,拓展对物体运动的速度的认识。
【例题2】水中游动最快的旗鱼,1s可游30m;空中飞行最快的海燕,每分钟飞行4.8km;新开通的沪苏湖高铁速度可以达到350km/h,比较这三个速度的大小,下列判断正确的是( )
A.高铁的最大 B.海燕的最大 C.旗鱼的最大 D.三者一样大
探究二、匀速直线运动
1. 机械运动的分类
【问题】如图所示,在一段平直轨道上高铁的运动与过山车的运动有什么不同?物体做机械运动,按照运动路线的曲直有几种情况?
直线运动 曲线运动
【总结】物体做机械运动,按照运动路线的曲直可分为 运动和 运动。
2. 匀速直线运动
【问题】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。图甲中的汽车在平稳行驶的过程中,各段时间内的速度有什么特点? 图乙中的汽车从静止开始前进,在各段时间内的速度有什么特点?
【分析】分析图甲中小汽车的运动情况发现: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 的。分析图乙中小汽车的运动情况发现:小汽车做直线运动时,在相同的时间内通过的路程不相等,它的速度是 的。(均选填“变化”或“不变”)
【归纳】
(1)直线运动的分类:在直线运动中,按速度是否变化,分为匀速直线运动和变速直线运动。
(2)匀速直线运动的定义:物体沿着直线且速度 的运动,叫作匀速直线运动。
(3)匀速直线运动的特点
①匀速直线运动是最简单的机械运动。
②物体做匀速直线运动时,速度保持不变,即路程和时间的 不变,速度与路程和时间无关,不能将v=s/t理解为v与s成正比,与t成反比。
③做匀速直线运动的物体,在任何一段相等的时间内,通过的路程都相等。
(4)匀速直线运动的实例
水平运行的电梯 平直轨道上运行的列车
我们可以把一些物体在一段时间内的运动近似看做匀速直线运动。匀速直线运动是最简单的机械运动,是研究其他复杂运动的基础。
3. 变速直线运动
(1)变速直线运动的定义:物体做直线运动时,其速度的大小常常是 的,即在相等的时间内通过的路程不相等,如图中汽车的运动,这种运动叫作变速直线运动。
(2)平均速度
①在变速运动中,只做粗略研究,也可以用v=s/t来描述运动的快慢,这样算出来的速度叫作 速度。
平均速度等于物体运动的路程与通过这段路程所用时间之比。日常所说的速度,多数情况下指的是平均速度。
②计算公式:v=s/t。s是总路程,t指总时间。
③对平均速度的理解
平均速度只能粗略地描述做变速运动物体的快慢,但不能精确地知道它的运动情况。
我们说一个物体的平均速度时,必须指出在哪段时间内,或在哪段路程中,因为在不同的时间或路程中,平均速度一般不同。
平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值。
【想想议议】我们在媒体上常常可以看到“两地车程1小时”之类的说法,请你说说此说法有何不妥?
【分析】“两地车程1小时”是指从一个地方到另一个地方只需要1小时的时间。因为两地的距离是一定的,如果车速不一样,根据t=s /v可知,则所用时间也不一样, 所以该说法不妥。
【例题3】有关物体做匀速直线运动的说法中,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
【例题4】小明一家从广州出发去珠海机场观看航展,下表为所乘坐的列车换乘时刻表,其中标明了从出发站到各个站点的时刻:
站名
到时
发时
停留
广州南站
----
7︰20
----
珠海站
8︰20
9︰00
机场站
9︰30
----
终点站
(1)求小明一家从广州南站乘车到珠海站的时间;
(2)已知从广州南站到珠海站路程116km,求这段路程列车的平均速度;
(3)列车从珠海站开出,若速度是100km/h,求从珠海站到机场站的路程。
4. 总结解计算题的基本步骤
①认真审题,找出各运动阶段的已知条件、待求的物理量,用准确的字母符号及角标表示。
②统一单位。
③根据物理概念选用物理公式,并进行公式变换,应有必要的文字说明。
④代入数据进行计算,求出答案。数值后面要写上正确的单位。
⑤计算过程不出现除号,除号用横线“—”代替。
⑥计算结果不能写成分数的形式,必须是整数或小数。
⑦用物理量符号表示物理量,一般情况下不要出现x、y、z等字母数。
5. 物体运动图像
【问题】观察小车的运动过程。这辆小车做什么运动?说出判断的理由。
【总结】小车做匀速直线运动,因为在相等的时间内通过的路程相等。
在物理中常采用数学图象方法,把物理现象或物理量之间的关系表示出来,这种方法称为图象法。常见的描述运动的图象有s-t图象和v-t图象。
(1)匀速直线运动的s-t图像
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。该图象是一条过原点的倾斜直线,说明物体通过的路程与时间成正比,表示物体做匀速直线运动;同一图象中,直线的斜率越大,表示物体的速度越大,如图甲所示,速度va>vb。图乙中随时间的增加路程不变,表示物体静止。
(2)匀速直线运动的v-t图像
用横坐标表示时间,纵坐标表示速度,就得到了v-t图象。匀速直线运动的v-t图像是一条与t轴平行的直线,说明做匀速直线运动的速度是不变的。
在v-t图象中,同一坐标系,截距越大,速度越大。如图所示,随时间的增加速度不变,表示物体做匀速直线运动,且v甲>v乙。
(3)s-t或v-t图像的应用
①读出任一时间内物体通过的路程或通过一段路程所用的时间。根据如图甲所示的图像,物体甲在5s内通过的路程为20m。
②求出做匀速直线运动物体的速度,比较运动的快慢情况。如图乙所示,乙、丙的速度分别为:
v乙===4m/s v丙===1m/s 所以v乙>v丙。
③在同一坐标系中比较运动的快慢
如图所示,时间相同 t=t2时,比较路程:因为s2>s1,所以A物体运动的快。路程相同s=s1时,比较时间:因为t1<t2,所以A物体运动的快。
④在不同坐标系中比较运动的快慢。如图所示,甲乙的速度分别是
v甲===0.4m/s v乙===0.1m/s 所以v甲>v乙。
【例题5】在某校举办的机器人模拟救援比赛中,甲、乙两机器人同时从同一地点向东做匀速直线运动到10m远的目的地,它们运动的路程-随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.以甲为参照物,乙向西运动 B.乙的速度为2.5m/s
C.甲的运动时间比乙多1s D.以地面为参照物,甲向西运动
【课堂总结】 1.3 运动的快慢
【课堂练习】
1.小明在家观看2024年巴黎奥运会游泳决赛,中央电视台承担了本场直播。如图所示是中国男子选手潘展乐即将夺金瞬间的电视直播画面,泳道中的数据表示的物理量是________。对于现场的观众和裁判,无论用什么方法来比较运动员的快慢,都必须同时考虑_______和________这两个物理量的因素。
2.海洋中游得最快的是旗鱼,速度可达100km/h,下列运动速度与其最接近的是( )
A.运动员在跑道上跑步 B.人在非机动车道上骑自行车
C.汽车在高速公路上行驶 D.飞机在高空飞行
3.在东京奥运会田径男子百米半决赛中,中国选手苏炳添以9.83秒打破亚洲纪录的成绩获得小组第一晋级决赛,他也成为了首位闯进奥运男子百米决赛的中国人。关于运动的快慢,以下说法正确的是( )
A.观众用“相同的路程比时间”的方法比较运动的快慢
B.终点裁判用“相同的时间比路程”的方法比较运动的快慢
C.物理学中,用观众的方法来定义速度的概念
D.物理学中,用裁判的方法来定义速度的概念
4.如图记录了甲、乙两车在平直公路上同时、同向行驶的运动过程。在这段时间内关于甲、乙两车的运动情况。下列说法正确的是( )
A.前20s内甲车运动的路程小于乙车运动的路程
B.乙车到达400m处所用时间大于甲车到达400m处所用时间
C.在20~30s之间,甲的平均速度大于乙的平均速度
D.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
5.甲、乙两小车在笔直公路上同向行驶,如图所示,图甲是小车甲位置s与时间t的关系的图像,图乙是小车乙运动速度v与时间t的关系的图像,由图像可知( )
A.甲由静止开始运动,乙一直做匀速直线运动
B.甲、乙两车相对静止
C.甲、乙两车运动5s所通过的路程不同
D.甲车的速度越来越快,乙车的速度不变
6.一辆桑塔纳牌轿车在吐乌高速公路上行驶。
(1)它在经过如图甲所示的标志牌下时,速度已达40m/s,通过计算说明这辆车是否违反了交通法规?
(2)如果这辆轿车以图乙的速度行驶,从标志牌处开到乌鲁木齐需要多少分钟?
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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1.3 运动的快慢 (导学案)
【学习目标】
1. 知道速度的概念,并能利用速度公式进行简单的计算。了解匀速直线运动、变速直线运动、平均速度。
2. 经历速度概念建立的过程,对真实情境问题进行思维加工,体会用物理量之比定义新物理量的方法。通过建立匀速直线运动的模型,发展科学思维。
3. 基于生活经验及事实,提出与运动快慢有关的研究问题。实验中通过对数据的比较与分析,发现数据的特点,提高处理信息的能力。
4. 通过速度、匀速直线运动、变速直线运动、平均速度等内容,体会物理学对自然现象的描述与解释不断深入的历程,养成不断研究、勇于探索的科学精神。
【学习重点】速度概念。
【学习难点】速度计算。
【自主预习】阅读教材第20页第3节《运动的快慢》,并完成以下内容:
1.比较运动快慢的两种方法:①在路程相同时,所用时间短的,运动的快;②在时间相同时,通过的路程多,运动的快。
2. 速度
(1)物理意义:表示物体运动快慢的物理量。
(2)定义:在物理学中,把路程与时间之比叫作速度。
(3)公式:v= ,(v表示速度,s表示路程,t表示时间)
(4)单位:在国际单位制中,速度的基本单位是米每秒,符号是m/s或 m·s-1。
交通运输中常用单位是km/h,1m/s=3.6 km/h
3.物体做机械运动,按照运动路线可分为直线运动和曲线运动;按照速度是否变化,又分为匀速直线运动和变速直线运动。
4.物体沿着直线且速度不变的运动叫匀速直线运动。物体做直线运动时,其速度的大小常常是变化的,即在相等的时间内通过的路程不相等,这种运动叫作变速直线运动。我们用平均速度粗略描述物体运动的快慢,其计算公式为v=。
【探究新知】
探究一、速度
1. 比较物体运动的快慢
【引入】如图所示,运动会上,短跑比赛正在紧张地进行着。
在比赛过程中,观众是如何判断谁跑得快的?运动员跑完全程后,裁判员又是怎样计算成绩的?观众与栽判员所用的方法一样吗?你认为应该怎样比较运动的快慢?
【分析】
①作为观众的同学们看到谁跑在前面,谁跑得快。因为运动的时间相等,跑在前面的同学通过的路程长,所以运动的快。
②裁判通过计时,看谁跑的时间短,谁跑得快。因为都通过100m的相同路程,所以所用时间短的同学,运动的快。
③观众和裁判员判断的方法不一样。(选填“一样”或“不一样”))
【总结】比较运动快慢的两种方法:
(1)在相同的时间内,比较物体经过的路程,经过路程长的物体运动得快。
(2)在物体运动相同路程的情况下,比较它们所花的时间,所花时间短的物体运动得快。
【例题1】2024年8月5日,在巴黎奥运会游泳男子4×100米混合泳接力决赛中,中国队获得冠军,如图所示为选手比赛过程中的图片。关于比赛过程下列说法正确的是( C )
A.中国队获胜,说明他们游的路程最远
B.比赛规定的路程相同,中国队用时最长
C.比赛过程中,观众根据相同时间比路程来判断谁游泳快
D.比赛结束后,裁判员根据相同时间比路程来判断谁游泳快
【解析】AB.比赛中,需要通过的路程是相同的,中国队获胜,说明中国队用时最短,平均速度最大,故AB错误;
C.比赛时,观众通过比较相同时间内通过路程的长短,认为游在前面的人运动得快。故C正确;
D.比赛结束后,裁判员通过比较相同路程所用时间的长短,判定所用时间最短的人运动得快。故D错误。故选C。
2. 速度
【问题】如表所示,甲同学100m跑的成绩为15s,乙同学50m跑的成绩为8s。要知道他俩谁跑得快,应该怎么办?
同学
甲
乙
路程s/m
100
50
时间t/s
15
8
【分析】经过分析可以得到:
(1)时间相同,比较路程:甲如果用时8s,通过的路程为53.3 m。而乙用时8s,通过的路程为50m,所以甲运动得快。
(2)路程相同,比较时间:甲如果跑50 m,用时7.5 s。(或者乙如果跑100 m,需用时16 s。)所以甲运动得快。
【想一想】还有别的方法能够比较快慢吗?例如,对于方法(1)也可以比较1s内通过的路程,甲1 s内通过的路程为6.67m,乙1 s内通过的路程为6.25 m。
【分析】经过思考后,得出还可以用如下的方法:
(3)路程与时间之比:相当于时间相同比较路程,这个比值越大,表示运动得越快。
(4)时间与路程之比:相当于路程相同比较时间,这个比值越小,表示运动得越快。
【归纳】分析方法(3)和方法(4)可知,利用数学上的除法可以保证时间相同或者路程相同,这种方法可以帮助我们研究物理问题。方法(3)和方法(4)的本质分别与方法(1)、方法(2)的本质相同。为了与生活实际一致,即比值越大时表示运动得越快,我们采用了方法(3)来定义速度。
【速度的概念】
(1)物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。
(1)定义:把路程与时间之比叫作速度。
(2)公式: v= s表示路程,t表示时间,v表示速度。
(4)单位:速度的单位由路程单位与时间单位组合而成。
①国际单位制:米/秒,符号是m/s或m•s-1
②交通运输中:千米/小时,符号是km/h或km•h-1
1 m/s=3.6km/h。
③注意两套单位的组合:
国际单位的组合:路程单位是米(m),时间单位是秒(s),速度的单位是米/秒(m/s)
在交通运输中单位的组合:路程单位是千米(km);时间单位是小时(h);速度的单位是千米/小时(km/h)
(5)路程与时间的计算
根据v=可以得出路程与时间的计算公式:路程s=vt 时间 t=
3. 与运动有关的交通标志
【想一想】你见过下图所示的一些与运动有关的交通标志吗? 思考讨论下述与运动有关的交通标志所表示的意义并回答。
甲 高铁速度指示屏 乙 汽车速度表
丙 丁
【归纳】
(1)速度表:可以直接显示出车辆的运动速度。图甲中高铁速度指示屏,显示高铁当前的速度是350km/h;图乙中的汽车速度表,它上面的单位是km/h,当指针指在哪个位置时,说明此时的速度是多少km/h,图中汽车的速度是80 km/h。“136018”是指这辆车总共通过的路程为136018km。
(2)限速标志与里程标记:在不同的道路或不同的路段,有很多限速的标志牌。如图丙所示为限速标志,限速标志牌的单位是km/h,表示机动车在该道路上行驶,速度不得超过60km/h。图丁是公路上的里程标记牌,表示从此标志牌到杭州的路程为55km。
4. 一些物体运动的速度
阅读课本第21页《小资料》——“一些物体运动的速度”,了解一些物体运动的速度,拓展对物体运动的速度的认识。
【例题2】水中游动最快的旗鱼,1s可游30m;空中飞行最快的海燕,每分钟飞行4.8km;新开通的沪苏湖高铁速度可以达到350km/h,比较这三个速度的大小,下列判断正确的是( A )
A.高铁的最大 B.海燕的最大 C.旗鱼的最大 D.三者一样大
【详解】旗鱼的速度为
海燕的速度为
高铁的最大速度为
故高铁速度最大,故A正确,BCD错误。故选A。
探究二、匀速直线运动
1. 机械运动的分类
【问题】如图所示,在一段平直轨道上高铁的运动与过山车的运动有什么不同?物体做机械运动,按照运动路线的曲直有几种情况?
直线运动 曲线运动
【总结】物体做机械运动,按照运动路线的曲直可分为直线运动和曲线运动。
2. 匀速直线运动
【问题】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。图甲中的汽车在平稳行驶的过程中,各段时间内的速度有什么特点? 图乙中的汽车从静止开始前进,在各段时间内的速度有什么特点?
【分析】分析图甲中小汽车的运动情况发现: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。分析图乙中小汽车的运动情况发现:小汽车做直线运动时,在相同的时间内通过的路程不相等,它的速度是变化的。(均选填“变化”或“不变”)
【归纳】
(1)直线运动的分类:在直线运动中,按速度是否变化,分为匀速直线运动和变速直线运动。
(2)匀速直线运动的定义:物体沿着直线且速度不变的运动,叫作匀速直线运动。
(3)匀速直线运动的特点
①匀速直线运动是最简单的机械运动。
②物体做匀速直线运动时,速度保持不变,即路程和时间的比值不变,速度与路程和时间无关,不能将v=s/t理解为v与s成正比,与t成反比。
③做匀速直线运动的物体,在任何一段相等的时间内,通过的路程都相等。
(4)匀速直线运动的实例
水平运行的电梯 平直轨道上运行的列车
我们可以把一些物体在一段时间内的运动近似看做匀速直线运动。匀速直线运动是最简单的机械运动,是研究其他复杂运动的基础。
3. 变速直线运动
(1)变速直线运动的定义:物体做直线运动时,其速度的大小常常是变化的,即在相等的时间内通过的路程不相等,如图中汽车的运动,这种运动叫作变速直线运动。
(2)平均速度
①在变速运动中,只做粗略研究,也可以用v=s/t来描述运动的快慢,这样算出来的速度叫作平均速度。
平均速度等于物体运动的路程与通过这段路程所用时间之比。日常所说的速度,多数情况下指的是平均速度。
②计算公式:v=s/t。s是总路程,t指总时间。
③对平均速度的理解
平均速度只能粗略地描述做变速运动物体的快慢,但不能精确地知道它的运动情况。
我们说一个物体的平均速度时,必须指出在哪段时间内,或在哪段路程中,因为在不同的时间或路程中,平均速度一般不同。
平均速度不是速度的算术平均值,全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值。
【想想议议】我们在媒体上常常可以看到“两地车程1小时”之类的说法,请你说说此说法有何不妥?
【分析】“两地车程1小时”是指从一个地方到另一个地方只需要1小时的时间。因为两地的距离是一定的,如果车速不一样,根据t=s /v可知,则所用时间也不一样, 所以该说法不妥。
【例题3】有关物体做匀速直线运动的说法中,正确的是( C )
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
【解析】AB. 匀速匀速直线运动有两个特点:①速度大小不变;②运动方向不变,也就是说速度是恒定的;故AB错误。
C. 匀速直线运动的速度与路程、时间无关。当物体运动的时间越长,则通过的路程就越长,即路程与时间成正比,故C正确。
D. 匀速直线运动的速度可以由公式v=s/t计算,故D错误。故选C。
【例题4】小明一家从广州出发去珠海机场观看航展,下表为所乘坐的列车换乘时刻表,其中标明了从出发站到各个站点的时刻:
站名
到时
发时
停留
广州南站
----
7︰20
----
珠海站
8︰20
9︰00
机场站
9︰30
----
终点站
(1)求小明一家从广州南站乘车到珠海站的时间;
(2)已知从广州南站到珠海站路程116km,求这段路程列车的平均速度;
(3)列车从珠海站开出,若速度是100km/h,求从珠海站到机场站的路程。
【答案】(1)1h;(2)116km/h;(3)50km
【详解】(1)由列车时刻表可知,广州南站乘车到珠海站的时间t=8︰20-7︰20=1h
(2)从广州南站到珠海站路程为s=116km,这段路程列车的平均速度为
(3)从珠海站到机场站的时间为t'=9︰30-9︰00=0.5h
从珠海站到机场站的路程s'=v' t'=100km/h×0.5h=50km
4. 总结解计算题的基本步骤
①认真审题,找出各运动阶段的已知条件、待求的物理量,用准确的字母符号及角标表示。
②统一单位。
③根据物理概念选用物理公式,并进行公式变换,应有必要的文字说明。
④代入数据进行计算,求出答案。数值后面要写上正确的单位。
⑤计算过程不出现除号,除号用横线“—”代替。
⑥计算结果不能写成分数的形式,必须是整数或小数。
⑦用物理量符号表示物理量,一般情况下不要出现x、y、z等字母数。
5. 物体运动图像
【问题】观察小车的运动过程。这辆小车做什么运动?说出判断的理由。
【总结】小车做匀速直线运动,因为在相等的时间内通过的路程相等。
在物理中常采用数学图象方法,把物理现象或物理量之间的关系表示出来,这种方法称为图象法。常见的描述运动的图象有s-t图象和v-t图象。
(1)匀速直线运动的s-t图像
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。该图象是一条过原点的倾斜直线,说明物体通过的路程与时间成正比,表示物体做匀速直线运动;同一图象中,直线的斜率越大,表示物体的速度越大,如图甲所示,速度va>vb。图乙中随时间的增加路程不变,表示物体静止。
(2)匀速直线运动的v-t图像
用横坐标表示时间,纵坐标表示速度,就得到了v-t图象。匀速直线运动的v-t图像是一条与t轴平行的直线,说明做匀速直线运动的速度是不变的。
在v-t图象中,同一坐标系,截距越大,速度越大。如图所示,随时间的增加速度不变,表示物体做匀速直线运动,且v甲>v乙。
(3)s-t或v-t图像的应用
①读出任一时间内物体通过的路程或通过一段路程所用的时间。根据如图甲所示的图像,物体甲在5s内通过的路程为20m。
②求出做匀速直线运动物体的速度,比较运动的快慢情况。如图乙所示,乙、丙的速度分别为:
v乙===4m/s v丙===1m/s 所以v乙>v丙。
③在同一坐标系中比较运动的快慢
如图所示,时间相同 t=t2时,比较路程:因为s2>s1,所以A物体运动的快。路程相同s=s1时,比较时间:因为t1<t2,所以A物体运动的快。
④在不同坐标系中比较运动的快慢。如图所示,甲乙的速度分别是
v甲===0.4m/s v乙===0.1m/s 所以v甲>v乙。
【例题5】在某校举办的机器人模拟救援比赛中,甲、乙两机器人同时从同一地点向东做匀速直线运动到10m远的目的地,它们运动的路程-随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是( A )
A.以甲为参照物,乙向西运动 B.乙的速度为2.5m/s
C.甲的运动时间比乙多1s D.以地面为参照物,甲向西运动
【答案】A
【详解】C.由图象可知,甲运动10m的时间为4s,乙运动10m的时间为5s,甲的运动时间比乙少1s,故C错误;
B.甲、乙都做匀速直线运动,乙运动10m的时间为5s,乙的速度为
故B错误;
A.甲运动10m的时间为4s,甲的速度为
由B选项分析可知,乙的速度为2m/s,甲的速度大于乙的速度,甲、乙两机器人同时从同一地点向东做匀速直线运动,以甲为参照物,乙向西运动,故A正确;
D.甲、乙两机器人同时从同一地点向东做匀速直线运动,以地面为参照物,甲的位置向东变化,甲向东运动,故D错误。
【课堂总结】 1.3 运动的快慢
【课堂练习】
1.小明在家观看2024年巴黎奥运会游泳决赛,中央电视台承担了本场直播。如图所示是中国男子选手潘展乐即将夺金瞬间的电视直播画面,泳道中的数据表示的物理量是________。对于现场的观众和裁判,无论用什么方法来比较运动员的快慢,都必须同时考虑_______和________这两个物理量的因素。
【答案】 速度 路程 时间
【详解】根据如图所示泳道中的数据可知,其表示的物理量是速度。速度是表示物体运动快慢的物理量,其单位有m/s,km/h等。
比较物体运动快慢的方法有两种,一种是在相同时间内比较通过的路程,路程越长,运动越快;另一种是通过相同的路程比较所用的时间,所用时间越短,运动越快。所以无论用什么方法来比较运动员的快慢,都必须同时考虑路程和时间这两个物理量的因素。
2.海洋中游得最快的是旗鱼,速度可达100km/h,下列运动速度与其最接近的是( )
A.运动员在跑道上跑步 B.人在非机动车道上骑自行车
C.汽车在高速公路上行驶 D.飞机在高空飞行
【答案】C
【详解】A.100km/h≈27.8m/s,运动员在跑道上跑步的速度约10m/s,故A不符题意;
B.人在非机动车道上骑自行车的速度约为5m/s,故B不符合题意;
C.汽车在高速公路上行驶的速度不超过120km/h,可以达到100km/h,故C符合题意;
D.飞机在高空飞行的速度可达1000km/h,故D不符合题意。
3.在东京奥运会田径男子百米半决赛中,中国选手苏炳添以9.83秒打破亚洲纪录的成绩获得小组第一晋级决赛,他也成为了首位闯进奥运男子百米决赛的中国人。关于运动的快慢,以下说法正确的是( )
A.观众用“相同的路程比时间”的方法比较运动的快慢
B.终点裁判用“相同的时间比路程”的方法比较运动的快慢
C.物理学中,用观众的方法来定义速度的概念
D.物理学中,用裁判的方法来定义速度的概念
【答案】C
【详解】A.观众在电视机前,能够在比赛时看到谁前谁后,运动员都运动了相同的时间,通过比较路程的大小来比较快慢的,即“相同的时间比路程”的方法比较运动的快慢,故A错误;
B.终点裁判是都跑完了全程,通过比较时间来比较快慢的,即用“相同的路程比时间”的方法比较运动的快慢,故B错误;
CD.当遇到路程和时间都不同的时候,可以采用物体通过的路程与所用时间的比来比较运动的快慢,即路程与时间之比,是速度的定义式,即用观众的方法来定义速度的概念,故C正确,D错误。
4.如图记录了甲、乙两车在平直公路上同时、同向行驶的运动过程。在这段时间内关于甲、乙两车的运动情况。下列说法正确的是( )
A.前20s内甲车运动的路程小于乙车运动的路程
B.乙车到达400m处所用时间大于甲车到达400m处所用时间
C.在20~30s之间,甲的平均速度大于乙的平均速度
D.在每段相同的时间内,甲车的平均速度都比乙车的大
【答案】B
【详解】A.观察,前20s内甲车运动的路程为300m,乙车运动的路程为235m,因为300m>235m,所以前20s内甲车运动的路程大于乙车运动的路程,故A错误;
B.由图可知,甲车到达400m处所用时间小于30s,乙车到达400m处所用时间为30s,所以乙车到达400m处所用时间大于甲车到达400m处所用时间,故B正确;
CD.在20-30s之间,甲车运动的路程为450m-300m=150m,乙车运动的路程为400m-235m=165m,时间都为10s,根据v=s/t可知,甲的平均速度小于乙的平均速度,故CD错误。
5.甲、乙两小车在笔直公路上同向行驶,如图所示,图甲是小车甲位置s与时间t的关系的图像,图乙是小车乙运动速度v与时间t的关系的图像,由图像可知( )
A.甲由静止开始运动,乙一直做匀速直线运动
B.甲、乙两车相对静止
C.甲、乙两车运动5s所通过的路程不同
D.甲车的速度越来越快,乙车的速度不变
【答案】B
【详解】如图甲所示,甲的通过的路程与时间的图像为一条过原点的直线,为正比例关系,即甲车做匀速直线运动,速度为
如图乙所示,时间改变时,乙车的速度为2m/s保持不变,为匀速直线运动。故两车速度相同,相同时间通过路程相同,如果甲、乙两小车在笔直公路上同向行驶,则两车相对位置保持不变,为静止状态。故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
6.一辆桑塔纳牌轿车在吐乌高速公路上行驶。
(1)它在经过如图甲所示的标志牌下时,速度已达40m/s,通过计算说明这辆车是否违反了交通法规?
(2)如果这辆轿车以图乙的速度行驶,从标志牌处开到乌鲁木齐需要多少分钟?
【答案】(1)这辆车违反了交通法规;(2)30
【详解】(1)由题意可知,汽车的速度为v=40m/s=40×3.6km/h=144km/h
甲图中圆形的标志牌表示汽车限速120km/h,因v=144km/h>120km/h,故这辆车违反了交通法规。
(2)如图乙所示,汽车的速度为80km/h;如图甲所示,此地到乌鲁木齐的距离为40km,根据公式v=s/t可知,从标志牌处开到乌鲁木齐需要的时间为
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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