高一必修一运动快慢的描述——速度讲义
高一物理必修1 运动快慢的描述——速度
高一物理必修1 运动快慢的描述——速度[要点导学]1.速度的物理意义是“描述物体运动快慢和方向的物理量”,定义是“位移与发生这个位移所用的时间之比”,即。
速度是矢量。
2.上面式子所给出的其实是“平均速度”。
对于运动快慢一直在变化的“非匀速运动”(又叫变速运动),如果要精确描述物体每时每刻运动的快慢程度,就必须引入“瞬时速度”这个概念。
当Δt非常小(用数学术语来说,Δt→0)时的就可以认为是瞬时速度。
也就是说,要真正理解瞬时速度概念,需要数学里“极限”的知识,希望同学们结合数学相关内容进行学习。
3.速度是矢量,与“速度”对应的还有一个“速率”的概念。
按书上的说法,速率(瞬时速率)就是速度(瞬时速度)的大小。
它是一个标量,没有方向。
不过,日常生活中人们说的速度其实往往就是速率(日常语言词汇中几乎没有速率这个词)。
*其实速率的原始定义是“运动的路程与所用时间之比”,而不是“位移与所用时间之比”,在物体作曲线运动时,“平均速率”与“平均速度的大小”通常并不相等(因为在作曲线运动时,路程是曲线轨迹的长度,比位移直线长,“平均速率”总是比“平均速度的大小”要大些)。
但是,在发生一段极小的位移时,位移的大小和路程相等,所以瞬时速度的大小就等于瞬时速率。
因此书上的说法只能理解成“瞬时速率就是瞬时速度的大小”。
[范例精析]例1.一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地,又以30m/s的速度从乙地运动到丙地。
已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等,求汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度。
解析:根据平均速度的定义,汽车从甲地到丙地的平均速度,等于甲、丙两地间的总位移与总时间的比值,即,设甲、乙两地间的距离和乙、丙两地间的距离为L,则拓展:有的同学可能会认为平均速度=(v1+ v2)/ 2=25m/s,但其实这是不对的。
计算平均速度还是要根据其定义。
如果问题改成“物体在前半段时间和后半段时间内的速度分别为20m/s和30m/s,求它在整个时间内的平均速度?”则=(v1+ v2)/ 2=25m/s。
物理必修1人教版 1.3运动快慢的描述—速度
任丘
39 4:36
1:39 45
274
衡水
10 3:04
a.火车由北京西站开出直至到达霸州车站,运动
的平均速度是多大?
b.火车由霸州车站开出直至到达衡水车站,运动 的平均速度是多大?
c.在零时10分这一时刻,火车的瞬时速度是大?
巩固练习
1:短跑运动员在100米竞赛中,测得7秒末的速
度是9m/s,10秒末到达终点时的速度是
四、速率(speed)
判 度约为100km/h 1、上图中汽车(质点)在向哪个方向运动?
时刻t2 =2s 汽车 坐标 x2= 2、物理意义:是描述物体运动快慢的物理量
2m/s,则运动员在全程内的平均速度为( ) 1、物体在某一时刻(位置)时的速度
断 B、汽车在高速公路行驶的最大速度限 距离一定,时间越少,运动越快
例:一辆汽车沿笔直的公路行驶,第1 s内通过5 m的距离,第2s内和第3 s内各通过20 m的距离,第4 s内又通过15 方法一:位移 s 相同,比较时间 t 的大小。
.
平均速度的大小
平均速率
有超速.如果你是交警的话,你会如何向这 A、9m/s
B、9.
C、在这一时刻起10s内位移可能是50m
1、在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,叫做这段时间内(这段位移内)的平均速度。
2、当△t非常非常小, △x/△t 可看作某时刻(某位置)的瞬时速度
的计价器显示,辩解说:从出发到现在共 时刻t1=0 汽车 坐标 x1=
思考:汽车的站,运动的平均速度是多大?
10分钟,里程8km,速度48km/h,我没 例如:两个同学在吹牛,甲说我只用2分钟可以骑到红太阳广场,乙说你真慢,我2分钟早骑到老街了.
人教版高一物理第一章1.3运动快慢的描述—速度(平均速率+瞬时速率)
平均速率
基本概念
1、定义:物体通过的路程与通过这一路程所用时间 的比值(过程量)
v S t
单位:m/s或者m.s-1、km/h或者 km.h-1
注意理解:标量性
1、大小=路程/时间
2、标量性:只有大小、没有方向
平均速率VS平均速度
对比分析
平均速率
路程 时间
平均速度
位移 时间
位移 路程 平均速率 平均速度
基本概念 2、瞬时速度:在平均速度中若Δt→0时,则转变为 瞬时速度(状态量)
v lim x 单位:m/s或者m.s-1、km/h或者 t0 t km.h-1
注意理解:矢量性 1、大小=位移/时间(Δt→0 ) 2、方向:与运动的方向相同(沿轨迹的切线方向)
瞬时速度VS平均速度
注意理解 1、 Δt越小,平均速度就越接近瞬时速度(注意矢量 性) 2、 Δt→0时(取极限),平均速度转变为瞬时速度
注意理解:标量性 1、大小=瞬时速度的大小 2、标量性:只有大小、没有方向
常见考点分析
光电门的应用
常见考点分析
光电门的应用 1、作用分析:
a、测量挡光片挡光时间 可测瞬时速度
b、测量第一次挡光到第二次挡光的时间间隔
可利用运动学公式求出相关物理量
常见考点分析
思考与讨论?
1、为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为 3.0cm的挡光条,如图所示,滑块在牵引力作用下,先后匀加 速通过两个光电门,配套的数字计时器记录了挡光条通过第一 个光电门时的时间为△t1=0.30s,通过第二个光电门的时间为 △t2=0.10s,挡光条从开始挡住第一个光电门到开始挡住第二 个光电门的时间间隔为△t3=4.0s.则滑块通过第一个光电门时 的瞬时速度为________, 滑块通过第二个光电门的瞬 时速度为________.滑块的 加速度为________ m/s2 。
高一物理必修一第一章:1.3运动速度的描述---速度
四、教学策略选择与设计
1、根据本节课特点,采用“启发探究欲望、展开探究活动、总结探究成果为基本的课堂教学结构。在观察现象初步分析、猜测、推导规律阶段都交给学生自主完成,因此在充分落实“双基”教学和体现教师的主导作用和学生主体作用,使教学过程真正成为学生学习过程,使学生既学到知识,又培养探索能力的思想指导下,使学生能主动获取知识、培养能力、学会学习和科研的方法,调动学生学习积极性,使学生获得成就感。
平均速率等于物体运动通过的路程与所用时间的比值。也就是说,尽管他们两人通过的路程相同且都不为零,但是由于所用时间不同。所以用时短的运动得快,也就是平均速率大,这其实也就是初中学过的“速度”。
4、探究升华
教师引导学生表演短剧:“警察与司机的故事”,加深理解平均速度与瞬时速度的区别。
一外国司机驱车从长兴赶往湖州,由于交通堵塞,已经行驶了2个小时,快要抵达目的地了,司机便开始加速行驶……(基本数据:长兴到湖州约30公里,允许行驶的最大时速为60公里/小时。)
〈设疑引入〉:那么,如何来描述物体运动的快慢呢?
2、探究知识准备
指导学生阅读“坐标与坐标的变化量”。
〈问题〉:以初中的50米赛跑为例,如果跑道是直线,你是否能说明“坐标”与“坐标的变化量”的区别和联系?
(二)展开探究活动
1、建立模型-速度
北京时间2004年8月28日凌晨2点40分,在雅典奥林匹克体育场,这是所有国人都铭记的日子,21岁的上海小伙子刘翔犹如闪电一样,挟带着狂风与雷鸣般的怒吼率先冲过了终点,以巨大的优势斩获奥运会男子110米跨栏金牌,12秒91的成绩平了由英国名将科林·约翰逊所创造的世界纪录。
高中物理必修1第一章第3节运动快慢的描述--速度
(2)如前一半位移内的平均速度v1,后一 半位移内的平均速度为v2,求全程的平均 速度?
三、瞬时速度
⒈ 定义:运动物体在某一时刻(或 某一位置)的速度,叫做瞬时速度。
v x t
⒉ 当△t 非常非常小, △x/△t 就可以看作某时 刻(或某位置)的瞬时速度(极限思想)。
• A.此路段平均速度不能超过60 km/h
• B.此处到宜昌的位移大小是268 km
• C.此路段平均速率不能低于60 km/h
• D.此路段瞬时速度不能超过60 km/h
•
某人在400m环形跑道上比赛,跑完 400m所用时间为100s,到达终点时的 速度为6m/s,求的平均速度、平均速率 和到达终点时的瞬时速度和速率?
⒊ 物理意义:精确ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ描述物体运动的快慢。 ⒋ 方向:这一时刻物体的运动方向。
⒌ 在匀速直线运动中,平均速度等于瞬时速度。
四、速率
瞬时速度的大小----速率
汽车的速度计显示的是 _速__率__ 。
五、平均速率
路程与时间的比值。标量。
• 练习.小明家驾车去旅游,行驶到某处见 到如图所示的公路交通标志,下列说法正 确的是( D )
• 练习3、如图所示是三个质点A、B、C的运 动轨迹,三个质点同时从M点出发,同时到 达N点。下列说法正确的是( A )
A
B
M
N
C
• A. 三个质点从M 到N 的平均速度相同
• B. 三个质点到达N 点的瞬时速度相同
• C. 三个质点从M 到N 的平均速率相同
• D. B质点从M 到N 的平均速度方向与任意
物理必修一1.3 2第二节课运动快慢的描述——速度
3.甲、乙两车沿平直公路从某地同时同向驶向同 一目的地, 甲车在前一半时间内以速度υ 一目的地 , 甲车在前一半时间内以速度 υ1 作匀速运 后一半时间内以速度υ 作匀速运动; 动,后一半时间内以速度υ2作匀速运动;乙车在前 一半路程中以速度υ 作匀速运动, 一半路程中以速度υ2作匀速运动,后一半路程中以 速度υ 作匀速运动,下列判断正确的是: 速度υ1作匀速运动,下列判断正确的是: A.如果υ1>υ2,甲车先到达目的地。 如果υ 甲车先到达目的地。 B.如果υ1>υ2,乙车先到达目的地。 如果υ 乙车先到达目的地。 甲车先到达目的地。 C.如果υ1<υ2,甲车先到达目的地。 如果υ D.如果υ1<υ2,乙车先到达目的地。 如果υ 乙车先到达目的地。 AC
日常生活中所说的速度哪些是瞬时速度 AB A.汽车在高速公路行驶的最大速度限制在120km/h .汽车在高速公路行驶的最大速度限制在 B.刘翔以9.4m/s的速度冲刺 .刘翔以 的速度冲刺 C.一辆汽车在高速公路上行驶的速度约为100km/h .一辆汽车在高速公路上行驶的速度约为 D.声音在空气中的传播速度是340m/s .声音在空气中的传播速度是
二、平均速度
定义:位移与发生这个位移所用时间的比值, ⒈ 定义:位移与发生这个位移所用时间的比值,叫 做物体在这段时间(或这段位移)内的平均速度。 做物体在这段时间(或这段位移)内的平均速度。 定义式: △ △ ⒉ 定义式:v =△x/△t 物理意义:粗略地描述物体在时间间隔 内的 描述物体在时间间隔△ ⒊ 物理意义:粗略地描述物体在时间间隔△t内的 平均快慢程度 程度。 平均快慢程度。 4.方向 就是位移△ 的方向 方向: 4.方向:就是位移△x的方向 5.平均速率:路程与发生这个路程所用时间的比 平均速率:路程与发生这个路程所用时间的比 平均速率 叫做物体在这段时间(或这段位移) 值,叫做物体在这段时间(或这段位移)内的平 均速率。 均速率。
高中物理必修一《运动快慢的描述-速度》(适用于学生自学、家长指导、知识点分析)
运动快慢的描述——速度[知识点]在学习了坐标系和位移概念后,能够用数学的形式表示物理现象,在这里将学习以下新的知识点:速度:表示物体快慢的物理量,运用之前学习的坐标系和位移知识,如下图所示,先用数学形式表达物理量: t 1时刻物体在x 1位置,t 2时刻物体在x 2位置,这段时间为:∆t =t 2−t 1,这段时间的位移为:∆x =x 2−x 1,则速度为:v =∆x/∆t ,单位为米每秒(m/s ),方向和位移方向一致。
平均速度:如上述时间为一定的时间间隔,则计算得到的是这段时间的平均值,因此通过在一段时间间隔内计算得来的速度为平均速度。
方向和位移方向一致。
瞬时速度:如上述速度知识点所述,当这段时间间隔趋于无限小时,计算得到的是某一时刻某一点的值,因此当时间趋于无限小时计算得来的速度为瞬时速度。
方向和位移趋势一致,从数学形式看,当时间间隔趋于无限小时,方向会和线的切向方向重合,即速度方向为线的切线方向。
速率:速度的大小,即速度的值。
平均速率:物体在一段时间内经过的路程和这段时间的比值,即v =s/∆t 。
[知识点分析]一、 速度速度是矢量,具有大小和单位,一般需要掌握速度的计算和速度方向的确定。
A 、 速度的计算举例:运动员在47秒时到达第一个标记点100米处,在59秒时到达第二个标记点200米处,请问运动员在第一二标记间的速度是多少?思路:速度的计算首先考虑位移和时间,在问题中找到并计算位移和时间,然后计算速度。
分析过程:问题是问第一二标记间的速度,因此要找到这对应的位移和时间,第一标记点为100米,第二标记点为200米,因此可以计算位移∆x =200−100=100,到达第一标记点的时刻为47秒,到达第二标记点的时刻为59秒,因此可以计算时间∆t =59−47=12,参考速度的计算公式v =∆x/∆t ,速度可计算得到为:100/12≈8.3米/秒B 、 速度方向的确定举例:请分析顺着河水向下前进的船、逆着河水向上前进的船和逆着河水行驶但倒退的船的速度方向思路:首先在问题中先明确正方向的方向,然后通过参考系,分析位移方向,0 -1 1 2 Xx 1 x 2 t 2 t 1后通过位移方向确立速度方向。
高一物理-运动快慢与方向的描述——速度
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学点2 平均速度
(1)定义:做变速运动物体的位移与时间的比值. (2)公式: v Δx . (3)物理意义:粗Δt略地描述物体在Δ t时间内运动的快慢. (4)平均速度既有大小又有方向,是矢量,其方向与一段时间t内 发生的位移的方向相同. 注意:①平均速度表示做变速运动的物体在某一段时间内(或某段 位移上)的平均快慢程度,使人能粗略地描述物体的运动. ②在变速直线运动中,不同时间(或不同位移)内的平均速度一般 是不相同的,因此,求出的平均速度必须指明是对哪段时间(或哪 段位移)而言的.
运动快慢与方向的描述——速度
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学点1 运动快慢的描述——速度
(1)物理意义:反映物体位置变化快慢(即运动的快慢)和方向 的物理量. (2)定义:位移与发生这段位移所用时间的比值定义速度.
(3)公式:v
x t
x2 t2
x1 t1
(4)矢量:其方向就是物体运动的方向. (5)单位:在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s.
vB
xAC 2T
52.00 103 2 0Байду номын сангаас1
m/s=0.26 m/s
vC
xAD xAB 2T
84.00 24.00104
2 0.1
m/s=0.30 m/s
vD
xAE xAC 2T
120.00 52.00104
2 0.1
m/s=0.34 m/s.
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【例2】如图1-3-4所示是拖动纸带时打点计时器打出的一条纸带,A、 B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时 间间隔为0.1 s,试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度: vB= 0.26 m/s,vC= 0.30 m/s,vD= 0.34 m/s.
高一物理讲义:运动快慢的描述——速度
高一物理专题:运动快慢的描述——速度一、速度1.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值.速度是表示物体运动快慢的物理量.2.定义式:v =ΔxΔt,其中Δx 是位移,不是路程.3.矢量性:速度是矢量,速度的方向就是物体运动的方向.二、平均速度和瞬时速度1.平均速度:公式v =ΔxΔt,表示的是物体在时间间隔Δt 内的平均快慢程度,称为平均速度.平均速度只能粗略地描述运动的快慢.2.瞬时速度:运动.时刻或某一位置的速度.它可以精确地描述物体运动的快慢.瞬时速度的方向就是该时刻物体运动的方向.瞬时速度的大小通常叫做速率.3.匀速直线运动:匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动 例题1.某驾驶员使用定速巡航,在高速公路上以时速110公里行驶了200公里。
其中“时速110公里”、“行驶200公里”分别是指( )A.速度、位移B.速度、路程C.速率、位移D.速率、路程2.物体沿一条直线运动,下列说法中正确的是( )A.物体在某时刻的速度是3m/s ,则物体在1s 内一定运动了3mB.物体在某1s 内的平均速度是3m/s ,则物体在这1s 内的位移一定是3mC.物体在某段时间内的平均速度是3m/s ,则物体在1s 内的位移一定是3mD.物体在某段位移内的平均速度为3m/s ,则物体在通过这段位移一半时的速度一定是1.5m/s 3.如图所示,是有关市区某段道路指示牌中数字“40”,则下列说法中正确的是( ) A.过此路段时平均速度限定在40m/s 及以下 B.过此路段时瞬时速度限定在40m/s 及以下 C.过此路段时平均速度限定在40km/h 及以下 D.过此路段时瞬时速度限定在40km/h 及以下 4.用同一张底片对着小球运动的路径每隔1s 10拍一次照,得到的照片如图所示。
则小球运动过程的平均速度是( ) A.0.25 m/s B.0.2 m/s C.0.17 m/s D.无法确定5.一质点沿直线Ox 方向做变速运动,它离开O 点的距离x 随时间t 变化的关系为()313m x t=+,它的速度随时间t 变化的关系为29m /s v t =,该质点在0t =到2s t =内的平均速度的大小和在2s t =到3s t =内的平均速度的大小分别为( ) A.18m /s,52.5m /s B.12m /s,57m /s C.18m /s,28m /s D.12m /s,27m /s6.一辆汽车以速度v行驶了2/3的路程,接着以20 km/h的速度跑完了余下的路程,若全程的平均速度是28 km/h,则v是()A.24 km/hB.35 km/hC.36 km/hD.48 km/h课堂练习1.为了使公路交通有序、安全,路旁立了许多交通标志.如图所示,甲图是限速标志(白底、km h;乙图是路线指示标志,表示到杭州还红圈、黑字),表示允许行驶的最大速度是80/有100km.上述两个数据的物理意义是()km h是平均速度, 100km是位移A.80/km h是平均速度, 100km是路程B.80/km h是瞬时速度, 100km是位移C.80/km h是瞬时速度, 100km是路程D.80/2.牙买加“飞人”博尔特以9.81s的成绩获得2016年里约奥运会男子100m比赛的金牌。
位置变化快慢的描述—速度(解析版)--新高一物理暑假自学讲义
第03讲位置变化快慢的描述-速度1.认识速度的定义,体会其在初中基础上的变化。
2.了解速度方向,知道速度的方向就是物体运动的方向。
3.理解瞬时速度、平均速度、速率、平均速率的区别与联系。
4.了解一种研究问题的新方法--极限法。
一、速度1.用控制变量法对速度大小进行比较(1)物体的位移Δx相同,时间Δt越短,v越大。
(2)相同时间内,物体的位移Δx越大,v越大。
(3)单位时间内,物体的位移Δx越大,v越大。
2.定义及物理意义:位移与发生这段位移所用时间之比,表示物体运动的快慢和方向。
3.定义式:v=ΔxΔt提醒:此公式是速度的定义式,不是决定式,Δx是物体运动的位移,不是路程。
4.单位:在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s或m·s-1。
常用单位还有千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。
5.矢量性:速度既有大小,又有方向,是矢量。
速度v的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。
二、平均速度和瞬时速度6.平均速度:描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向,只能粗略描述物体运动的快慢。
7.瞬时速度:描述物体在某一时刻运动的快慢和方向,可以精确描述物体运动的快慢。
提醒:(1)速率:瞬时速度的大小。
(2)当时间足够短时,可以认为瞬时速度等于平均速度。
(3)匀速直线运动的瞬时速度保持不变,平均速度与瞬时速度相等。
8.对平均速度和瞬时速度的理解平均速度瞬时速度区别反映一段时间内物体运动的平均快慢程度和方向精确描述物体运动的快慢及方向对应一段时间(位移),是过程量对应某一时刻(位置),是状态量方向与位移的方向相同,与运动方向不一定相同方向就是该时刻物体的运动方向,不一定与位移方向相同共同点都是矢量,单位都是m/s联系瞬时速度就是平均速度在时间趋于零时的极限值9.对平均速度和平均速率的理解(1)平均速度=位移时间,既有大小又有方向,是矢量。
高一物理运动快慢的描述速度知识点
高一物理运动快慢的描述速度知识点高一物理运动快慢的描述速度学问点11平均速度的意义在人们的日常阅历中形成的速度概念实际是平均速率,我们平常所说人的行走速度、跑的速度、汽车的速度、火车的速度等,实际是指路程与通过这段路程所用时间的比。
物理学中所说的平均速度定义是:由此可知,平均速度是矢量,一般说平均速度的大小不等于平均速率。
引入平均速度的意义在于过渡到变速运动的瞬时速度。
平均速度较小,平均速度就较为精确地描述△t内运动的快慢,△t越小、它就更精确地描述△t内运动的快慢,当△t0时它就精确地描述了t 时刻运动的快慢。
△t0时,v的极限就定义为瞬时速度,只是粗略地描述△t时间内运动的快慢,当△t0时v的极限就定义为瞬时速度,可以看出,平均速度是作为精确定义瞬时速度的前题而引入的,没有平均速度就无从定义瞬时速度。
然而平均速度只有当△t很小时才有意义,它靠近瞬时速度。
瞬时速度v简称速度,是描述质点运动状态的基本物理量,无论是在运动学中还是在动力学中以及物理学的其他部分中都有重要作用。
2速度不是位移对时间的改变率速度定义中的r是位矢r不是位移s,因此,定义明确说明速度是位矢对时间的改变率,而不是位移对时间的改变率。
速度是描述质点位置改变快慢和改变方向的物理量。
质点的位置用位置矢量即位矢r表示,质点的位置改变表现为位矢r随时间t改变,r是t的函数,r=r〔t〕,某一时刻t对应某一位置r,某一段时间△t对应某一段位移△r,所以,应当说速度是位矢对时间的改变率。
中学物理用符号△s表示△t时间内的位移,定义平均速度,并在△t0时过渡到瞬时速度v。
中学物理课中又同时用s表示位移,这就简单使人产生误会:速度是位移对时间的改变率。
我们应当区分位矢与位移,位矢是r,位移是△r=r2—r1,如图1所示,r1是t1时刻的位矢,r2是t2时刻的位矢,我们所说的位移△s就是△r。
位矢r与时刻t对应,位移△r与一段时间△t对应。
位移△r是过程量,不是与时间〔时刻〕t对应,不能说速度v 是位移△r〔过程量〕对时间t〔瞬时量〕的改变率。
2019-2020学年高一上学期人教版物理必修一讲义:第一章 第3节运动快慢的描述——速度 题型归纳
【典型例题】类型一、关于速度概念的理解例1、某测量员是这样利用回声测距离的:他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪,经过1.00s 第一次听到回声,又经过0.50s 再次听到回声.已知声速为340m/s ,则两峭壁间的距离为_______________.【答案】425m【解析】测量员第一次听到的声音是声波遇到较近的峭壁反射回的,则测量员到这一峭壁的距离为x 1=vt 1/2=170m ;第二次听到的声音是声波在另一个峭壁反射回的,所以测量员与另一峭壁的距离应为x 2=v(t 1+t 2)/2=255m ,因此两峭壁间的距离为x=x 1+x 2=170m+255m=425m .【总结升华】这是一个联系实际的问题,解决此题的关键在于要搞清楚两次听到的声音是怎样造成的,建立起速度与时间、位移的关系.举一反三【变式1】一人看到闪电12.3s 后又听到雷声.已知空气中的声速约为330~340m/s ,光速为3×108m/s ,于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1km .根据你所学的物理知识可以判断( )A .这种估算方法是错误的,不可采用B .这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离C .这种估算方法没有考虑光的传播时间,结果误差很大D .即使声速增大2倍以上,本题的估算结果依然正确【答案】B【解析】在研究问题时,为了抓住主要矛盾,同时使问题得到简化,总是要忽略次要矛盾.光速和声速相差很大,在传播约4.1km 的距离时,光运动的时间非常短,对于估算来说完全可以忽略,其运算方法是:声速:v =330m/s =0.33km/s .所以0.333t x vt t ===(km),显然声速加倍后题中的估算将不再成立. 【总结升华】速度是描述物体运动快慢的物理量.本题通过距离的测定,认识估算原理,考查考生解决问题的能力.解答本题要抓住主要矛盾,忽略次要矛盾.【变式2】图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片.该照片经过放大后分析出,在曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%~2%.已知曝光时间约10-6 s ,因此可估算子弹飞行速度约为多大?【答案】500m/s ——1000m/s例2、甲、乙两质点在同一直线上匀速运动,设向右为正,甲质点的速度为2m/s ,乙质点的速度为-4m/s ,则可知( ).A .乙质点的速率大于甲质点的速率B .因为+2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度C .这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D .若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10s 后甲、乙两质点相距60m【答案】A 、C 、D【解析】因为速度是矢量,其正、负号表示物体的运动方向,速率是标量,在匀速直线运动中,速度的大小等于速率,故A 、C 正确,B 错;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,故D 正确.类型二、关于平均速度的理解例3、一辆汽车从甲地开往乙地的过程中,前一半时间内的平均速度是30km/h ,后一半时间内的平均速度是60km/h 。
3.速度与速率 运动快慢的描述—【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册讲义(机构)
教师辅导讲义学员编号:1 年 级:高一年级 课 时 数: 学员姓名:辅导科目:物理学科教师:授课类型授课日期及时段教学内容一.速度1.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值.速度是表示物体运动快慢的物理量.2.公式:v =ΔxΔt.其中Δx 是位移,不是路程. 说明 速度的定义方法是比值定义法.比值定义法是高中常见的一种定义物理量的方法,被定义的物理量不是由其它两个量决定,即不能说v 与Δx 成正比,与Δt 成反比.初中曾学习过ρ=m V 、R =U I也是用比值定义法定义的.3.方向:速度是矢量,速度的方向就是物体运动的方向. 注意:(1)当比较两个速度是否相同时,既要比较大小是否相等又要比较其方向是否相同.同步知识梳理T 同步——运动快慢的描述【例3】2013年11月8日超强台风“海燕”重创菲律宾.气象部门说,登陆时,“海燕”持续风速235km/h ,中心最大风速达到314 km/h.其中的两个速度数值分别是指( ) A .平均速度,瞬时速度B .瞬时速度,平均速度C .平均速度,平均速度D .瞬时速度,瞬时速度 答案 A【例4】一物体以v 1=4m/s 的速度向东运动了5 s 后到达A 点,在A 点停了5 s 后又以v 2=6 m/s 的速度沿原路返回,运动了5s 后到达B 点,求物体在全程的平均速度和平均速率.答案 平均速度的大小为23m/s ,方向向西 平均速率为103m/s一、多选题1.三个质点A 、B 、C 均由N 点沿不同路径运动至M 点,运动轨迹如图所示,三个质点同时从N 点出发,同时到达M 点,下列说法正确的是( )课堂达标检测A.三个质点从N点到M点的位移相同B.三个质点任意时刻的速度方向都相同C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速率都相同D.三个质点从N点到M点的平均速度相同2.一质点沿一边长为2m的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1m,初始位置在bc边的中点A,由b向c运动,如图所示,A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点,则下列说法正确的是()A.第2s末的瞬时速度为1m/sB.前2s内的平均速度为22m/sC.前4s内的平均速率为0.5m/sD.前2s内的平均速度为2m/s3.某同学用手拉通过打点计时器的纸带,在纸带上选取一些打印点,用一小段时间内的平均速度代替瞬时速度,在υ-t坐标系中描点作图。
高一物理第三讲运动快慢的描述——速度讲解
知识回顾:时间和时刻:时刻是指某一瞬间,对应的是物体的一个状态,有先后,无长短之分;时间是两个时刻之间的间隔,有长短之分;路程和位移:路程是指物体(质点)运动轨迹的长短,是标量,只有大小,没有方向;位移:描述物体(质点)位置变化的物理量,是矢量,可用初始位置指向末位置的有向线段来表示;矢量和标量:矢量是既有大小又有方向的物理量,如位移;标量是只有大小没有方向的物理量,如路程;本次课涉及到的高考考点:运动快慢的描述——速度;本次课涉及到的难点和易错点: 1、正确理解平均速度和瞬时速度的概念;2、正确应用速度公式的计算;知识点一 速度1、定义:物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢,这就是速度。
2、公式:tx v ∆∆= 3、单位:m/s ,常用单位还有:km/h,cm/s,1m/s=3.6km/h【注意】速度是矢量,速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小;速度方向就是物体运动的方向;知识点三 平均速率平均速率是路程与所用时间的比值,是标量,大小取决于这段时间内的路程;知识点四 瞬时速率瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称为速率,是标量由于位移和路程是两个不同的概念,所以平均速度的大小和平均速率没有直接的对应关系,仅当物体做方向不变的直线运动时,位移的大小才等于路程,平均速度的大小等于平均速率,其他情况下都是前者小于后者。
问题1:同一物体的同一段运动的平均速率的大小一定等于平均速度的大小吗?问题2:同一物体的同一段运动的瞬时速率的大小一定等于瞬时速度的大小吗?【例题1】甲、乙、丙三个物体运动的s-t图像如图所示,下列说法中正确的是()A.丙物体作加速直线运动B.甲物体作曲线运动C.三个物体在0-t0时间内平均速度V甲〉V丙〉V乙D.三个物体在0-t0时间内平均速率V甲〉V丙〉V乙【例题2】对于作匀速直线运动的物体,则()A.任意2秒内的位移一定等于1秒内位移的2倍B.任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程C.若两物体的速度相同,则它们的速率必然相同,在相同时间内通过的路程相等D.若两物体的速率相同,则它们的速度必然相同,在相同时间内的位移相等【例题3】若规定向东方向为位移的正方向,试求:物体在OA、AB、BC、CD、DE各阶段的速度!【例题4】一列火车沿平直轨道运行,先以10m/s的速度匀速行驶15min,随即改以15m/s的速度匀速行驶10min,最后在5min内又前进1000m而停止,则该火车在前25min及整个30min内的平均速度各为多大?它通过最后2000m的平均速度是多大?1、列车进站前先关闭气阀,当它匀减速滑行300m时,列车的速度刚好减半,以后又继续滑行20s后,恰好停于站台上,求列车滑行的总位移和最后10s内的位移。
高一物理(人教版)必修1讲义:运动快慢的描述速度
运动快慢的描绘——速度基础知识精讲一、坐标与坐标的变化量(1)做直线运动物体的地点:用 ____________表示。
(2)做直线运动物体的位移:用_____________表示,其大小表示__________________,其正、负表示 __________________。
二、速度1.定义:位移与发生这个位移所用时间的_________。
2.定义式: _______________3.物理意义:描绘物体运动的 _________。
4.单位:国际单位制为 m/s 或 m·s-1。
5.速度是一个 _________。
6.速度是用比值法定义的物理量。
三、均匀速度1.定义:位移与发生这个位移所用时间的比值,叫做物体在这段时间(或这段位移)内的均匀速度。
x2.定义式:vt3.物理意义:大略地描绘物体在时间间隔t 内的均匀快慢程度。
4.均匀速度的方向就是 ________的方向。
5.均匀速率: ___________与__________________的比值。
四、刹时速度、速率1.定义:运动物体在 ______________________的速度,叫做刹时速度。
2.当 t 特别特别小,x就能够看作某时辰(或某地点)的 ___________。
t3.物理意义:精准地描绘物体运动的快慢。
4.方向:这一时辰物体的运动方向。
5.在匀速直线运动中,均匀速度______刹时速度。
6.速度和速率:刹时速度的大小叫做速率。
例题精讲一、均匀速度和刹时速度1.差别:均匀速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间的均匀运动快慢程度;刹时速度是状态量,表示物体在某一地点或某一时辰的运动快慢程度。
2.联系:刹时速度是运动时间t 趋近于零时的均匀速度。
【例题 1】以下为均匀速度的是A.子弹出枪口时的速度是 800 m/sB.汽车经过站牌时的速度是 72 km/hC.小球在第 3 s 末的速度是 6 m/sD .汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/h参照答案: D二、速度和速率1.速度和速率的比较速度速率定运动物体在某一时辰(或某一地点)刹时速度的大小叫做刹时速率,简称速率义的速度叫做刹时速度,简称速度意描绘质点的运动快慢和运动方向描绘质点的运动快慢,不描绘运动方向义性矢量标量质2.均匀速度和均匀速率的比较均匀速度均匀速率定位移与时间的比值行程与时间的比值义意大略描绘运动的快慢和方向仅表示运动快慢义性矢量标量质关均匀速度的大小一般小于均匀速率,物体做单向直线运动时,二者大小才相系等【例题 2】一质点绕半径为 R 的圆匀速运动了半周,所用时间为 t,在此过程中该质点的A .行程大小为 2R,均匀速度为C.行程大小为πR,均匀速率为参照答案:B πRt2RtB.位移大小为 2R,均匀速率为D.位移大小为πR,均匀速度为πRt2Rt题型加强1.甲、乙两质点在同向来线上做匀速运动,设向右为正,甲质点的速度为+2 m/s ,乙质点的速度为–4 m/s,则以下说法不正确的选项是A.乙质点的速率大于甲质点的速率B.由于 +2>–4,因此甲质点的速度大于乙质点的速度C.正、负号的物理意义表示质点运动的方向D.若甲、乙两质点同时由同一地址出发,则10 s 后甲、乙两质点相距60 m2.对于速度,以下说法错误的选项是A.汽车上的速度计显示的速度能够看作刹时速度B.均匀速度只有大小,没有方向,是标量C.运动物体在某一时辰或某一地点的速度,叫做刹时速度,它是矢量D.速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量3.寓言《龟兔赛跑》中说:乌龟和兔子同时从起点跑出,兔子在远远超出乌龟时,便骄傲地睡起了大觉,它一觉悟来,发现乌龟已静静地爬到了终点,懊悔不已。
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一、教学目标:1、理解速度的概念,知道速度的方向即物体运动的方向2、能区分平均速度和瞬时速度,并能进行相应的计算3、知道速度与速率的区别与联系,能在生活中正确使用速度和速率4、理解物体的位移——时间图像,能从x-t 图分析到速度及变化二、重难点1、速度与速率的区别与联系2、位移——时间图像(x-t 图)三、知识点梳理1、速度(1)提出问题在30 min 内,自行车行驶8 km ,汽车行驶48 km ,显然汽车比自行车运动得快;两位同学参加百米赛跑,甲同学用时12.5 s ,乙同学用时13.5 s ,甲同学比乙同学运动得快。
可见,运动的快慢与位移和时间两个量有关,在其中一个量相同时,可以通过比较另一个量来比较物体运动的快慢。
但要比较上例中的汽车和甲同学哪个运动得快,就不能直接看出了,这就要找出统一的比较标准。
(2)速度①定义:速度v 等于物体运动的位移x ∆跟发生这段位移所用时间t ∆的比值。
②定义式:tx v ∆∆= 速度定义采用比值定义法,t x v ∆∆=不表示v 与x ∆之间的数量关系,即v 大,表示物体位置变化快,但x ∆不一定大,二者不成正比关系。
式中x ∆是位移而不是路程,x ∆与t ∆具有对应性。
如果一段时间t 内物体发生位移用x 表示,公式还可以表示成tx v =。
③物理意义:速度是表示物体运动快慢和方向的物理量。
④单位:国际单位制中,速度的单位是“米每秒”,符号是m/s (或m ·s -1)。
常用单位还有:千米每时(km/h 或km ·h -1)、厘米每秒(cm/s 或cm ·s -1)等。
⑤矢量性:速度不但有大小,而且有方向,是矢量,其大小在数值上等于单位时间内位移的大小,它的方向跟运动的方向相同。
2、平均速度和瞬时速度(1)提出问题坐在汽车驾驶员的旁边,观察汽车上的速度计,在汽车行驶的过程中,速度计指示的数值是时常变化的,如:启动时,速度计的数值增大,刹车时速度计的数值减小.可见物体运动的快慢程度是在变化的,这时我们说汽车的“速度”是指什么呢?(2)平均速度由前述速度的公式t x v ∆∆=可以求得一个速度值,如果在时间t ∆内物体运动的快慢程度是不变的,这就是说物体的速度是不变的,如果在时间t ∆内物体运动的快慢程度是变化的,这个速度值表示的是物体在时间t ∆内运动的平均快慢程度,称为平均速度。
①定义:做变速直线运动的物体的位移x ∆跟发生这段位移所用时间t ∆的比值,叫做平均速度。
②定义式:tx v ∆∆=③矢量性:平均速度既有大小又有方向,是矢量,其方向与一段时间t ∆内发生的位移的方向相同。
【注意】平均速度表示做变速直线运动的物体在某一段时间内的平均快慢程度,只能粗略地描述物体的运动。
在变速直线运动中,不同时间(或不同位移)内的平均速度一般是不相同的,因此,求出的平均速度必须指明是对哪段时间(或哪段位移)而言的。
(3)瞬时速度①定义:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,在公式tx v ∆∆=中,如果t ∆非常小,接近于零,表示的是一瞬时,这时的速度称为瞬时速度。
②物理意义:精确地描述了物体运动的快慢及方向。
③瞬时速度简称速度,因此以后碰到“速度”一词,如果没有特别说明均指瞬时速度。
(4)如何理解平均速度和瞬时速度当质点做匀速直线运动时,因为在任何相同的时间内发生的位移都相同,所以任取一段位移x ∆和与之对应的时间t ∆的比值tx v ∆∆=是恒定的,它反映了运动的快慢和运动的方向。
在变速直线运动中,质点每时每刻的运动情况都不相同,所以为了描述质点在一段时间内(或一段位移上)运动的快慢和方向,常把该段时间内(或该段位移上)的变速直线运动等效为匀速直线运动,这样质点的位移x ∆与相应的时间t ∆的比值tx v ∆∆=就是变速直线运动的质点在这段时间内(或这段位移上)的平均速度,平均速度只是粗略地描述质点的运动情况.对变速直线运动而言,在不同时间内(或不同位移上)的平均速度一般不同。
为了精确地描述做变速直线运动的质点运动的快慢和运动的方向,我们采用无限取微逐渐逼近的方法,即以质点经过某点起在后面取一小段位移,求出质点在该段位移上的平均速度,从该点起所取的位移越小,质点在该段时间内的速度变化就越小,即质点在该段时间内的运动越趋于匀速直线运动.当位移足够小(或时间足够短)时,质点在这段时间内的运动可以认为是匀速的,求得的平均速度就等于质点通过该点时的速度。
对变速直线运动,各点的瞬时速度是变化的。
在匀速直线运动中,各点的瞬时速度都相等,所以任一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度。
(5)平均速度和瞬时速度的比较平均速度瞬时速度区别对应关系与某一过程中的一段位移、一段时间对应与运动过程中的某一时刻、某一位置对应物理意义粗略描述质点在一段位移或时间上的运动快慢和方向精确描述质点在某一位置或某一时刻运动的快慢和方向矢量性与对应时间内物体的位移方向相同与质点所在位置的运动方向相同联系(1)在公式txv∆∆=中,0t→∆,平均速度即为瞬时速度(2)在匀速直线运动中,各点的瞬时速度都相等,所以任意一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度3、瞬时速率和平均速率(1)瞬时速率就是瞬时速度的大小。
(2)平均速率是物体运动的路程与所用时间的比值。
【注意】平均速率与平均速度的大小是两个完全不同的概念。
平均速度是位移和发生这段位移所用时间的比,平均速率是路程和通过这段路程所用时间的比,它们是两个不同的概念。
例如:如图1-3-1所示,一质点沿直线AB 运动,先以速度v 从A 匀速运动到B ,接着以速度2v 沿原路返回到A ,已知AB 间距为s 。
因为整个过程的总位移为0,所以整个过程的平均速度为0;而整个过程质点通过的总路程为2s ,所用的总时间为v2s v s +,所以平均速率为v 34v 2s v s s2=+。
4、位移——时间关系图像用图象阐明物理规律是物理学中常用的方法,具有简明直观的特点。
对物体直线运动情况,我们可以借助位移一时间关系图象来分析。
在平面直角坐标系中,用横轴表示时间t ,用纵轴表示位移x ,根据给出的(或测定的)数据,描出几个点,用直线将几个点连接起来,则这条直线就表示了物体的运动特点,这种图象就叫做位移——时间图象,简称位移图象.如图1-3-2所示为汽车自初位置开始,每小时的位移都是m 100.54⨯的x-t 图象。
分析判断直线运动的位移——时间图象时,要把握下面几点来分析:(1)匀速直线运动的x-t 图象一定是一条倾斜的直线。
x-t 图象若为平行于时间轴的直线时表示物体静止;若是一条曲线时,则表示物体做变速直线运动。
(2)直线是否过原点?若开始计时时的初位置作为位移的零点,如图1-3-2所示,直线过原点;若开始计时时的初位置不作为位移的零点,则图象就不过原点。
物体在计时开始的初位置由0t 时的位移即纵轴的截距决定。
(3)x-t 图象表示的是位移随时间变化的情况,而不是运动的径迹。
如图1-3-3所示,在1t 0~时间内,即OA 段图象表示物体做与选定的正方向相同的匀速直线运动;在21t t ~时间内,即图像的AB 段表示物体静止;在32t t ~时间内,图象的BC段表示物体做与选定的正方向相反的匀速直线运动;在3t 时刻,物体回到运动的动,总位移初始位置。
在3t 0~时间内始终沿同一直线运为零。
(4)在x-t 图象中,直线的倾斜程度反映了物体做匀速直线运动的快慢,倾斜程度越大(如图1-3-4中OA),位移随时间变化得越快,运动越快;直线的倾斜程度越小,(如图1-3-4中OB ),位移随时间变化得越慢。
速度大小等于x-t 图像斜率的大小。
(5)在x-t 图像中,凡是直线,均表示物体的速度不变,向上倾斜的直线(如图1-3-4中OA)表示沿正方向的匀速直线运动,向下倾斜的直线(如图1-3-3中BC)表示沿负方向的匀速直线运动,或依图线斜率的正、负来确定其运动方向:斜率为正,则物体向正方向运动;斜率为负,物体就向负方向运动。
(6)若x-t 图象为曲线,那其速度如何呢?例:某质点沿直线运动的x-t 图象如图1-3-5所示,由图象可看到在相等时间t ∆内位移1x ∆、2x ∆、3x ∆、4x ∆不等,可见速度是变化的,而且随着时间增大速度减小。
取t ∆趋近零,则x ∆趋近瞬时速度,其实某时刻的速度等于x-t 图象上该时刻图象的切线的斜率,即图象切线斜率反映着各时刻的瞬时速度。
四、典型例题例1 甲、乙两质点在同一直线上匀速直线运动,设向右为正,甲质点的速度为2 m/s ,乙质点的速度为-4 m/s ,则可知 ( ACD )A 、乙质点的速率大于甲质点的速率B 、因为+2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度C 、这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D 、若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10s 后甲、乙两质点相距60 m【解析】本题考查对速度矢量性的理解,关键明确矢量正、负号的物理意义。
因为速度是矢量,其正、负表示物体的运动方向,速率是标量,在匀速直线运动中,速度的大小等于速率,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,同一地点出发10s 后相距,m 60m 104--m 102t v -t v x =⨯⨯==)(乙甲,故D 正确。
例 2 对做变速直线运动的物体,有如下几种叙述,表示平均速度的是 ( AD )A 、物体在第1s 内的速度是3 m/sB 、物体在第1s 末的速度是3 m/sC 、物体在通过其路径上某一点时的速度是3 m/sD 、物体在通过一段位移x 时的速度为3 m/s【解析】瞬时速度是指物体在某一时刻(或某一位置)的速度,它与时刻(或位置)对应;平均速度是针对一段时间(或一段位移)而言的,它与时间(或位移)对应。
由此分析,表示平均速度的是选项A 、D ,表示瞬时速度的是选项B 、C.区分瞬时速度和平均速度的关键是抓住针对某一段时间间隔还是针对某一时刻或某一位置。
例3 一质点沿直线x 轴做变速运动,它离开0点的距离x 随时间变化关系为m t 25x 3)(+=,则该质点在t=0至t=2s 的时间内的平均速度=1v 8 m/s ;在t=2s至t =3s 时间内的平均速度=1v 38 m/s 。
【解析】根据平均速度的定义进行求解.t=0至t =2s 的时间内,质点的位移m 16m 025-m 225x 31=⨯+⨯+=∆)()(故在这段时间内的平均速度s /m 8s2m 16t x v 111==∆∆= t=2s 至t=3s 的时间内,质点的位移m 38m 225-m 325x 331=⨯+⨯+=∆)()( 故在这段时间内的平均速度s /m 38s1m 38t x v 222==∆∆= 例4 下列关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是 ( AC )A 、若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零,则它在这段时间内的平均速度一定等于零B 、若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零C 、匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度D 、变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度【解析】由于各时刻的瞬时速度都等于零,即物体静止,因此平均速度也一定等于零,故A 正确;物体从某点沿一曲线运动又回到原出发点,则平均速度为零,但各个时刻瞬时速度不为零,故B 错误;匀速直线运动中速度不变(包括大小、方向),平均速度与瞬时速度相等,故C 正确;由于运动情况不确定,一段时间的平均速度可能等于某时刻的瞬时速度,故D 错误。