内容正文:
物体运动的速度
第2章 运动与能量
1
学习目标
1.知道比较物体运动快慢的两种方法。
2.理解速度的物理意义、定义、公式和单位,会进行单位换算。
3.能用速度公式进行简单计算。
4.知道匀速直线运动、变速直线运动,了解平均速度。
5.会用速度描述物体的运动,建立速度的物理观念。
课程导入
坐车时细心的同学会看见这样的一些指示牌,机器是怎么样判断行驶的车辆是否超速的呢?
其中一种测速设备采用的是区间测速的方法
新课讲解
匀速直线运动
0
0
10s
20s
30s
40s
200m
400m
600m
800m
这辆汽车的行驶速度是多少?
20 m/s
相同的时间间隔,小车运动的距离相等。
不变
不变
不变
选择小车运行轨迹中间段,通过测量你能发现什么规律呢?
2.特点:
①运动路线是直线;
②匀速直线运动是速度不变的运动;
1、速度的大小与 s ,t 的大小无关;
2、通过的路程与所用时间成正比。
③做匀速直线运动的物体,在任意一
段相等的时间内,通过的路程都相等。
1.定义:在物理学中,一个物体沿着直线运动,在任意相同时间内,通过的路程始终相等,这样的运动叫作匀速直线运动。
3.匀速直线运动图象
时间t/s 10 20 30 40
路程s/m 200 400 600 800
v=20m/s
s-t 图象:过原点的直线
时间t/s 10 20 30 40
速度v/m·s-1 20 20 20 20
v=20m/s
v-t 图象:平行于时间轴的直线
图像法:用图像采记录数据,易于直观了解物理过程,并找出其中的规律。
10
20
30
40
200
400
600
800
10
20
30
40
20
在图线上取一点,可得到物体的运动时间和对应的运动路程,将数据代入公式 ,可求得物体运动的速度。
直线的倾斜程度表示物体运动速度的大小,同一图像中,直线的倾斜程度越大,物体运动的速度越大。
B
做匀速直线运动的物体,其速度—时间(v-t)图像如下图所示,图线是一条平行于横轴的直线。
该直线与纵轴交点的纵坐标表示物体运动的速度。
v = 6 m/s
v = 4 m/s
人站在自动扶梯上缓缓下楼可看做是匀速直线运动。
平直轨道上平稳运行的列车近似认为是匀速直线运动。
变速直线运动
计算这位百米赛跑的同学的每个时间段内的速度。
3
5
2
10
2
8.5
2
9
3.5
8.57
运动过程中速度的大小在变化。
1.定义:物体沿直线运动时,在相同的时间内通过的路程不相等,这种运动叫作变速直线运动。
飞机起飞或降落
高铁进站和出站
汽车启动或停止
如图两辆小车在各时间段内的速度有什么特点?它们的运动有何不同?
匀速直线运动
变速直线运动
1200m
900m
600m
300m
0m
40s
30s
20s
10s
0s
40s
30s
20s
10s
0s
1200m
750m
450m
200m
0m
30m/s
30m/s
30m/s
30m/s
20m/s
25m/s
30m/s
45m/s
平均速度相同
v=30m/s
2.定义:在变速运动中,用物体通过某段总路程与通过这段路程所用总时间之比表示物体在这段路程上的平均速度。
3.意义:平均速度表示的是物体通过某段路程(或在某一段时间内)的平均快慢程度。
4.公式:
区间测速的标志牌
公路上有许多速度监测设备,其中一种测速设备采用的是区间测速的方法,即通过测算车辆在两个监测点之间的平均速度,判断车辆在该路段是否超速。
这种测速设备的原理时什么吗?
利用公式 计算得出,只是对应的路程和时间非常短,近似看作瞬时速度。
瞬时速度
平均速度
思考:导航中显示的瞬时速度是如何测量的呢?
实验:测量物体运动的平均速度
1.实验目的:测量小车下滑的平均速度
实验原理:
刻度尺测量
停表测量
斜面(带刻度)
可调挡板
可调节重量的小车
刻度尺
停表
铅笔
2.实验设计
注意:调整斜面呈较小的坡度,使小车从静止释放,可加速下滑即可,并且不会滑落斜面。
S2
t2
S1
t1
3.实验步骤
(1)使斜面保持一定的坡度,把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的底端,测出小车将通过的路程S1。
(2)测量出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。算出全程的平均速度v1
(3)将金属片移至S1的中点,测出小车从斜面顶点滑过斜面上半段路程S2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程的平均速度v2。
注意:小车从斜面顶端要从静止释放;
测量过程中不要改变斜面的坡度。
t3=
t1-t2
s1-s2
s3=
S2
t2
S1
t1
路程 运动时间 平均速度
s1= t1= v1=
s2= t2= v2=
4.设计表格
实验注意事项:
1.通过反复练习计时工具,使时间测量得更准确。
2.斜面坡度不要太大,也不要太小。
3.为了方便测量时间,斜面应尽量长一些。
4.保证每次测量小车都是从同一高度静止释放。
5.为避免偶然性,实验中应多次测量取平均值。
v2=
t2=
S2=
v3=
t3= t1- t2=
S3=S1-S2=
v1=
t1=
S1=
平均速度(m/s)
运动时间(s)
路 程(m)
4.设计表格(录入数据)
0.700
0.350
0.350
3.2
1.9
1.3
0.22
0.18
0.27
5.实验结论:
小车前半程运动慢,后半程运动快,全程在做加速直线运动。
6.交流与评估
(1)为了方便计时,斜面的长度要足够长,坡度要小,注意坡度也不能过小,否则测出的平均速度大小会过于接近,且测量过程中不能改变斜面的坡度。
(2)金属片的作用是防止小车滑落,便于准确测量时间。
(3)测量小车在斜面上通过的路程时,从开始计时的车头量到计时结束时的车头,而不是测斜面的长度,否则会使测量结果偏大。
(4)要测量哪一段路程的平均速度,就测量其对应的路程和通过这段路程所用的时间。
欣赏:动物世界里的速度
猎豹是短跑冠军,速度可达 31m/s
藏羚羊奔跑速度可达22m/s
游隼向下偷冲的速度为98.6m/s
雨蒸是长距离飞行较快的鸟,速度约为48/m/s
旗鱼是游洋中的游泳冠军,速度可达28m/s
蛇鸟跑得极快,速度可达20/m/s
课堂训练
1.对于做匀速直线运动的物体,根据公式 ,下列理解正确的是( )
A.物体运动的速度与运动路程成正比
B.物体运动的速度与运动时间成反比
C.物体运动的路程与运动时间成正比
D.物体运动的速度与运动路程成正比,与运动时间成反比
C
答案:C
解析:ABD.因为物体在做匀速直线运动,其速度大小不再发生变化;也就是说,其速度大小与运动时间和路程的大小无关,故ABD 错误,
C.做匀速直线运动的物体,速度一定,由 得,路程与运动时间成正比,故C正确.
2.某次跑步中,小明在前三分之一时间的平均运动速度是6m/s,后三分之二时间的平均运动速度9m/s。则小明全程的平均速度为( )
A.6m/s
B.7.2m/s
C.7.5m/s
D.8m/s
D
答案:D
解析:设前三分之一的时间为t,则对应的路程为
后三分之二的时间为2t,对应的路程为
全程的平均速度为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
3.甲、乙两物体,同时从同一地点出发沿直线向同一方向运动,它们的 s-t 图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.0~3s内,甲的速度小于乙的速度
B.3~5s内,乙做匀速直线运动
C.4s时,甲在乙前方
D.5s时,甲、乙两物体的速度相等
A
答案:A
解析:A.由图可知,0~3s内,甲的路程小于乙的路程,由 可知甲的速度小于乙的速度,故A正确;
B.由图可知,3~5s内,随着时间的增大,乙的路程不变,乙处于静止状态,故B错误;
C.由图可知,4s时,乙的路程大于甲的路程,乙在甲前方,故C错误;
D.由图可知,甲图线是倾斜的直线,甲做匀速直线运动,5s时,乙处于静止状态,甲仍然做匀速直线运动,甲、乙两物体的速度不相等,故D错误。
课堂总结
物体运动的速度
匀速直线运动
变速直线运动
平均速度
测量物体运动的平均速度
实验目的
实验设计
实验步骤
实验数据记录表格
实验结果
动物世界里的速度
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