1.3 位置变化快慢的描述——速度 学案 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

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第3节 位置变化快慢的描述——速度 学案

第1课时 速度 速度—时间图像

学习目标:

(1)知道速度的定义式、单位和方向.理解平均速度和瞬时速度的区别与联系.

(2)知道匀速直线运动的特点及速率的含义

(3)理解v­t图像的含义,并会根据v­t图像分析物体运动的速度随时间的变化

知识梳理:

1.速度

(1)定义:位移与发生这段位移所用时间之比。

(2)定义式:v=,单位:m/s。

(3)物理意义:表示物体运动快慢的物理量。

(4)矢量性:速度是矢量,既有大小,也有方向。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小,速度的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。

2.平均速度和瞬时速度

(1)平均速度:物体在某一段时间内运动的位移与所用时间之比,即=。表示物体在某段时间或某段位移的运动快慢程度。

平均速度是矢量,方向就是物体在这段时间位移的方向。

(2)瞬时速度:用由时刻t到t+Δt一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度,当Δt非常非常小时,运动快慢的差异可以忽略不计,此时,我们就把叫作物体在时刻t的瞬时速度。

3. 速度—时间v­t图像

(1)图像的建立:以时间t为横轴,速度v为纵轴,根据测量的数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到速度—时间(v­t)图像。

(2)v­t图像的物理意义:可直观地表示物体速度随时间的变化情况。如图所示,从图中可看出物体的速度大小随时间不断变化;速度方向不变,与规定的正方向相同,做直线运动。page number 0

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疑、难点理解:

对速度的理解

 

1.对定义式v=的理解

(1)公式v=中的Δx是物体运动的位移,不是路程。

(2)v=是定义式,不是决定式,不能认为v与位移Δx成正比、与时间Δt成反比。

(3)v=也叫物体位移对时间的变化率。

2.速度矢量性的理解

(1)速度既有大小,又有方向,是矢量。瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向。

(2)比较两个速度是否相同时,既要比较其大小是否相等,又要比较其方向是否相同。

速度的正负不表示大小而是表示速度的方向,负号表示速度的方向与规定的正方向相反;比较两个速度的大小要看其绝对值。

典例1:(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动,取向右为正方向,甲质点的速度为2 m/s,乙质点的速度为-4 m/s,则可知(  )

A.乙质点的速度大于甲质点的速度

B.因为+2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度

C.这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向

D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m

答案:ACD解析:速度是矢量,其正、负表示质点的运动方向,故A、C正确,B错误;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,10 s内甲运动了20 m,乙运动了40 m,故10 s后甲、乙相距60 m,D正确。

平均速度与瞬时速度、平均速率的比较

1.平均速度和瞬时速度的比较page number 1

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项目

平均速度

瞬时速度

物理意义

描述物体在一段时间内运动的快慢和方向,与一段时间或位移对应,只能粗略描述物体运动的快慢及方向

描述物体在某时刻运动的快慢和方向,与时刻或位置对应,可以精确描述物体运动的快慢及方向

大小

由= 求出

当Δt→0时,用= 计算出的是那一时刻的瞬时速度

方向

与位移的方向相同,不一定与物体瞬时运动方向相同

某一时刻物体运动的方向

联系

(1)在匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度相等

(2)当位移足够小或时间足够短时,可以认为平均速度就等于瞬时速度

 

 

 

2.平均速度与平均速率的区别与联系

项目

平均速度

平均速率

区别

定义

平均速度==

平均速率==

标矢性

矢量

标量

物理意义

粗略描述物体位置变化的快慢

粗略描述物体运动的快慢

联

系

都是描述物体运动平均快慢的物理量

单位相同

表达式相似:平均速度=,平均速率=

只有在单方向直线运动中平均速度的大小才等于平均速率

物体做变速运动时,在不同阶段的平均速度一般不同,因此在求解平均速度时一定要明确所求的是哪一段时间(或位移)内的平均速度,要紧扣平均速度page number 2

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