人教版必修一13《运动快慢的描述速度》课件_1

3 运动动快慢的描述速度 1知道直线坐标系中坐标与位移的关系 2理解速度的概念，知道速度表示物体运动的快慢 3理解和区分平均速度与瞬时速度 4知道速度是矢量，既有大小又有方向 5区别瞬时速度和速率 1 2 一、坐标与坐标的变化量 1直线坐标系 直线坐标轴 上每一点的_表示该点的坐标，两个坐标的 _表示坐标的变化量，不同含义的坐标轴 上坐标的变化量具 有_的物理意义 2位移 在位移轴上坐标变 化量表示_ ，即x _，x的 大小表示位移的大小，x的正负表示位移的_，如下图甲 数值值 差值值 不同 位移 x2x1 方向 3 3时间 在时间轴 上坐标变 化量表示_，即t_，如 图乙 t2t1时间时间 二、速度 1定义：位移与发生这段位移所用_的比值 2定义式：v . 3物理意义：描述物体运动的_及运动_. 4单位：国际单 位制中是_，符号_，另外在实用中 还有_、_等.1 m/s_ km/h. 时间时间 方向快慢 米每秒m/s km/hcm/s3.6 4 5方向：速度是矢量，其方向就是物体_的方向 6速度的大小在数值上等于物体在_内发生的位移 【思考】 发生位移越大的物体一定运动的越快吗？ 运动动 单单位时间时间 【答案】 不一定由于描述物体运动的快慢用速度，速 度等于物体发生的位移与发生这段位移所用时间 的比值，由 于不知道时间长 短，所以无法确定物体运动的快慢 5 三、平均速度和瞬时速度 1平均速度 (1)定义：在某段时间 内物体的位移x与发生这段_所 用的时间 t的_ ，叫做这段时间 (或位移) 内的平均速度 公式表示为：v . (2)意义：平均速度反映做变速运动的物体在某段时间 内运动 的_ ，它是对变 速直线运动的_描述 (3)矢量性：平均速度的方向与t时间 内发生的位移x的方 向_. 位移 比值值 平均快慢 粗略 相同 6 2瞬时速度 (1)定义：运动物体在某一_(或经过 某一位置)时的速度叫 做瞬时速度 (2)意义：瞬时速度反映的是物体在某一时刻(或经过 某一位置) 时运动的快慢，它能_地描述物体做变速运动的快慢，瞬时速 度的大小通常叫速率 时时刻 精确 7 一、对平均速度和瞬时速度的理解 1平均速度 (1)反映一段时间 内物体运动的平均快慢程度，它与一段位移 或一段时间 相对应 (2)在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间 或位移 有关，不同时间 段内或不同位移上的平均速度一般不同，必须指 明求出的平均速度是对应 哪段时间 内或哪段位移的平均速度，不 指明对应 的过程的平均速度是没有意义的 (3)平均速度是矢量，其大小可由公式 求出，其方向与 一段时间 t内发生的位移的方向相同，与运动方向不一定相同 8 2瞬时速度 (1)瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢及方向，是矢量，一 般情况下所提到的速度都是指瞬时速度 (2)瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应 ，即对应 于某一状态 (3)瞬时速度的方向就是该状态物体运动的方向 3两者的关系 (1)当位移足够小或时间 足够短时，可以认为 瞬时速度就等于平 均速度 (2)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等 9 (1)平均速度的大小与瞬时速度的大小没有必然的关系，即瞬时速 度大的物体，其平均速度不一定大 (2)平均速度与速度的平均值是不同的，速度的平均值并不一定等 于平均速度 1.小华和小明两位同学进行冲刺比赛，小华8 s奔跑出了70 m， 小明奔跑80 m用了9 s则小华冲刺得比小明_(填“快” 或“慢”) 【答案】 慢 10 2如下图所示，两路灯灯杆A、B相距40 m，一辆汽车用3.2 s时 间通过这 两根路灯灯杆，据此可以计算出汽车在这段位移中的 _速度为_m/s.若灯杆A的近旁相距0.42 m处有一块 路牌，汽车驶过 路牌和灯杆的这一小段距离只用了0.03 s，在这段 时间 里的平均速度为_m/s，可以认为 汽车驶过 灯杆时的 _速度为_m/s. 【答案】 平均 12.5 14 瞬时 14 11 二、瞬时速率和平均速率 1瞬时速率 瞬时速度的大小称为瞬时速率，它是标量，只有大小，没有方向 2平均速率 (1)定义：运动物体通过的路程与通过这 段路程所用时间 的比值， 是标量 (2)说明：平均速率与平均速度是两个完全不同的概念由于在一 般情况下质点的路程要大于位移的大小，所以平均速率一般也要大于 平均速度的大小，只有在单向的直线运动中，两者的大小才能相等 12 (3)举例：如右图所示，一质点沿直线AB运动，先以速度v从A运 动到B，接着以速度2v沿原路返回到A，则此过程的位移是零，所以 平均速度是零，但平均速率不等于零，设AB相距l，则其平均速率 为 ，由此可以看出，平均速率与平均速度 不同 3.有一辆汽车沿笔直公路行驶，第1 s内通过5 m的距离，第2 s内 和第3 s内各通过20 m的距离，第4 s内通过15 m的距离，第5 s内反 向通过10 m的距离，求这5 s内的平均速度和平均速率及后2 s内的平 均速度和平均速率 13 【答案】 10 m/s 14 m/s 2.5 m/s 12.5 m/s 14 三、位移时间图 象 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，作出几个点的坐标，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，简称为位移图象如右图所示为汽车自初位置开始 ，每小时的位移都是50 km的x-t图象 15 1匀速直线运动的x-t图象一定是一条直线 2根据图象可以知道质点在任意一段时间 内的位移，也可以 知道发生一段位移所需要的时间 3x-t图象表示的是位移随时间变 化的情况，绝不是运动的 径迹 观察物理图象的方法首先是看横、纵轴 所表示的物理量；其次看图 象，从横、纵轴 上直接可获取的信息，联系实际 ，搞清物理情景 说出右图中各段线段表示的运动过 程和物理意义 16 【答案】 在图中，0时刻即开始计时 ，已经有了位移s1；AB段 表示物体做匀速直线运动，s与t成正比，t1时刻的位移为s2；BC段 s没有变化，即物体处于静止状态CD段物体做匀速直线运动，位 移越来越小，说明CD段物体的运动方向与AB段物体的运动方向相反 ，最后回到起始点，位移为0. 说一说 17 著名物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼(P.R.Feynman,19181988) 曾讲过 这样一则笑活 一位女士由于驾车 超速而被警察拦住警察走过来对她说：“太 太，您刚才的车速是60英里每小时！”(1英里=1.609千米)这位女 士反驳说 ：“不可能的！我才开了7分钟，还不到一个小时，怎么 可能走了60英里呢？”“太太，我的意思是：如果您继续 像刚才那 样开车，在下一个小时里您将驶过 60英里”“这也是不可能的 我只要再行驶10英里就到家了，根本不需要再开过60英里的路程 ” (如上图所示) 通过这 个笑话，你对“用比值定义物理量”是否有了更深刻的认 识？ 18 【点拨】 警察所说的超速是指瞬时速度；女士所说的是一段 时间 内走过的路程，她不明白瞬时速度的概念 汽车以36 km/h的速度从甲地匀速行驶到乙地用了2 h如果汽车 从乙地按原路返回甲地仍做匀速运动，用了2.5 h，那么汽车返回时 的速度为( ) A8 m/s B8 m/s C28.8 km/h D28.8 km/h 19 【解析】 【答案】 AC 深刻理解速度矢量的物理意义，弄清速度矢量的正、负号所表示 的物理意义是解决本题的关键 20 11：甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正方向 ，甲质点的速度为2 m/s，乙质点的速度为4 m/s，则可知( ) A乙质点的速率大于甲质点的速率 B因为24，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质点运动的方向 D若甲、乙两质点同时由同一地点出发，则10 s后甲、乙两 质点相距60 m 21 【解析】 因为速度是矢量，其正、负号表示质点的运动方向， 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 【答案】 ACD 一辆汽车以20 m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地，又以 30 m/s的速度从乙地运动到丙地，如右上图所示，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 22 【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、丙两地间的距离均为L，则位移s=x甲乙+x乙丙=L+L=2L， 时间 t=t甲乙+t乙丙，而t甲乙= ，t乙丙= ，所以 m/s=24 m/s. 【答案】 24 m/s 【易错警示】有的同学可能会认为 平均速度 =(v1+v2)/2=25 m/s， 其实这是不对的计算平均速度一定要根据其定义来解决 如果本例改成“物体在前半段时间 和后半段时间内的速度分别为20 m/s和30 m/s，求它在整个时间 内的平均速度”，则情况有明显变化， 设两段时间均为t，则平均速度 =25 m/s.对比可见， 该结 果仍然是从平均速度的定义转 化而来 23 【解析】 由于路程为11r，而位移的大小为2r，所以平均速率 为11r/t，平均速度的大小为2r/t. 【答案】 21：某物体以半径r做圆周运动，在时间 t内运动了5.5周， 求时间 t内物体的平均速率和平均速度的大小 24 如右图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x-t图象，下面 说法正确的是( ) A甲、乙两物体的出发点相距x0 B甲、乙两物体都做匀速直线运动 C甲物体比乙物体早出发的时间为 t1 D甲、乙两物体向同方向运动 25 【解析】 由图可知，甲从距原点x0处出发，乙由原点出发，故 两物体出发点相距x0，A对；两图线 都是倾斜直线，即两物体都做匀 速直线运动，B对；甲开始计时 就出发，乙在计时 后t1才出发，故 甲比乙早出发时间 t1，C对；甲、乙图线 的斜率分别为负值 和正值 ，表明甲向负方向运动，乙向正方向运动，甲、乙运动方向相反，D 错 【答案】 ABC 26 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 由于刚开始接触图象，所以要注意从数形关系以及函数图象与物理 量间的对应 关系去领会xt图象的物理含义 分析判断直线运动的位移时间图 象时，要从三点来分析： (1)图象是直线还 是曲线如果图象是直线，则表示物体做匀速直 线运动，否则一定做变速运动 (2)物体开始运动的初始位置物体开始运动的初始位置由t0时的 位移即纵轴 的截距决定 (3)物体的运动方向随着时间 的增大，如果物体的位移越来越大， 则物体向前运动，速度为正否则物体做反向运动，速度为负 (4)切不可将xt图象当作物体的运动轨 迹 27 31：下图是做直线运动的甲、乙两个物体的位移时间图 象， 由图象可知( ) A乙开始运动时，两物体相距20 m B在010 s这段时间 内，两物体间的距离逐渐增大 C在1025 s这段时间 内，两物体间的距离逐渐变 小 D两物体在10 s时相距最远，在25 s时相遇 28 【解析】 由图象可知，乙在10 s时刚 开始运动，此时两物体间 的距离已超过20 m在010 s这段时间 内，两物体纵坐标的差值 逐渐增大，说明两物体间的距离逐渐增大在1025 s这段时间 内，两物体纵坐标的差值逐渐减小，说明两物体间的距离逐渐变 小因此，两物体在10 s时相距最远在25 s时，两图线 相交，两 物体纵坐标相等，说明它们到达同一位置而相遇 【答案】 BCD 29 速度与速率、平均速度与平均速率是两组容易混淆的概念，同时 又是运动学中很重要的两组概念学习时 ，注意从本质上分析每个 概念的特征，紧紧 抓住概念本身的定义，对于矢量概念，还要注意 其方向性 中国铁路第四次大提速后，首次出现了“星级列车”T14次列车 从上海始发，途经蚌埠、济南等城市，最后到达北京阅读 下列T14 次列车时 刻表，然后回答以下问题 . 从其中的T14次列车时 刻表，能够求出列车在蚌埠至济南区间段运 行时的平均速度还是平均速率呢？试加以计算你认为 能够求出的结 果 30 停靠站到达时刻开车时 刻里程(km) 上海18：000 蚌埠22：2622：34484 济南03：1303：21966 北京08：001 463 【解析】 列车在蚌埠