高中物理 1.3 速度和加速度（精讲优练课型）课件 鲁科版必修1.ppt

第3节速度和加速度 一 平均速度1 定义 运动物体的 与 的比 叫这段位移 或这段时间 内的平均速度 通常用符号表示 2 物理意义 粗略描述一段时间内物体运动的 和 3 定义式 4 矢标性 平均速度是 其方向与这段时间内发生的 方向相同 位移 所用时间 快慢 方向 矢量 位移 判一判 1 初中学习的速度等于路程除以时间 是标量 仅能反映运动的快慢 不能反映速度的方向 与今天学习的平均速度是相同的 2 物体在匀速直线运动中不同时间或位移内的平均速度可能不同 3 物体在变速直线运动中不同时间或位移内的平均速度一般不相等 提示 1 初中学习的速度是平均速率 是标量 不能表示速度的方向 而今天学习的平均速度是矢量 既能描述一段时间内运动的平均快慢 也能表明运动方向 2 物体在匀速直线运动中速度始终不变 故任何时间和位移内的速度总是相同的 3 物体在变速直线运动中不同时间或位移内的平均速度一般不相等 因此描述平均速度时 需指明哪一段时间或哪一段位移内的平均速度 二 瞬时速度1 定义 运动物体在某时刻或 的速度 2 物理意义 瞬时速度能精确地描述做变速运动的物体在 或某一位置运动的快慢程度 3 瞬时速度是 选填 矢量 或 标量 其方向是物体 的方向 4 瞬时速度的测量 可以用测量很短时间内的 的大小代替 某一位置 某时刻 矢量 运动 平均速度 想一想 在图中 交警用电子检测设备检测车辆是否超速 电子检测设备测得的速度是平均速度还是瞬时速度 提示 电子检测设备拍摄了车辆经过电子设备时的瞬间的运动情况 因此 测得的速度是瞬时速度 三 加速度1 定义 物体 跟发生这一变化所用 的比 2 物理意义 描述物体 变化的快慢 3 定义式 4 单位 在国际单位制中 加速度的单位是 读作 米每二次方秒 符号是 5 矢标性 加速度是矢量 在直线运动中 当加速度与速度同向时 物体做 运动 当加速度与速度反向时 物体做 运动 速度变化 时间 运动速度 米 秒2 m s2 加速 减速 判一判 1 加速度就是指速度的增加 因此 有加速度 物体的速度就一定增大 2 加速度越大 速度就越大 3 速度变化越大 加速度就越大 提示 1 加速度表示速度变化的快慢 并不仅仅表示速度的增加 物体有加速度 速度也可能减小 2 速度的大小与加速度的大小无关 加速度很大 但速度可能为零 3 加速度表示速度变化的快慢 速度变化大 速度变化不一定快 加速度不一定大 一 平均速度和瞬时速度思考探究 如图 蜗牛 乌龟爬行 猎豹追赶猎物 火车到达某一电线杆时 1 如何比较动物运动的快慢呢 有几种比较方法 2 火车到达某一电线杆时的速度是平均速度还是瞬时速度 提示 1 有两种比较的方法 一种是同样的位移 比较所用时间的长短 时间短的 运动得快 另一种是相同的时间 比较运动的位移大小 位移大的 运动得快 如要发生1m的位移 蜗牛所用时间最长 猎豹所用时间最短 如在1s的时间内 蜗牛的位移最小 猎豹的位移最大 所以猎豹运动得最快 2 火车到达某一电线杆时的速度是某一位置的速度即瞬时速度 归纳总结 1 平均速度和平均速率 1 平均速度是运动物体的位移与发生这段位移所用时间的比值 即 平均速度是矢量 其方向与运动位移的方向相同 描述一段时间内运动的平均快慢和运动方向 2 平均速率是运动物体的路程与通过这段路程所用时间的比值 平均速率是标量 没有方向 只能描述一段时间内运动的平均快慢 不能描述运动方向 2 瞬时速度和速率 1 瞬时速度是物体在某一时刻 或某一位置 的速度 瞬时速度是矢量 其方向就是该时刻 或该位置 物体运动的方向 描述物体在某时刻 或某位置 的运动快慢和运动方向 2 速率是瞬时速度的大小 速率是标量 没有方向 速率只能反映某时刻 或某位置 物体运动的快慢 不能表示方向 3 平均速度和瞬时速度 典例示范 百米运动员起跑后 6s末的速度为9 3m s 10s末到达终点时的速度为12 2m s 他跑全程的平均速度为 a 12 2m sb 11 8m sc 10m sd 10 2m s 解题探究 1 请写出平均速度的定义式 2 运动员跑完全程的位移是 所用时间为 100m 10s 正确解答 选c 运动员在百米赛跑比赛中 跑完100m需要的时间为10s 因此 他在全程内的平均速度大小为 选项c正确 规律方法 计算平均速度的步骤 1 平均速度是过程量 计算平均速度时 必须明确所求的是哪一段时间或哪一段位移的平均速度 2 明确所研究过程的初末位置 求该过程的位移 3 利用平均速度的定义求其大小 最后明确平均速度的方向即位移的方向 过关训练 1 拓展延伸 在 典例示范 中 若已知运动员在前6s内的速度均匀增加 也就是说速度v与时间t成正比 请写出速度v随时间t变化的函数关系式 能否求出第3s末的瞬时速度 3s末的瞬时速度v3等于多少 解析 速度与时间成正比 则v kt因t 6s时v 9 3m s 故k 1 55m s2则速度v关于时间t的函数关系式为v 1 55t能求出3s末的瞬时速度v3 1 55 3m s 4 65m s答案 v 1 55t能4 65m s 2 关于平均速度 瞬时速度的叙述正确的是 a 匀速直线运动位移与时间的比值 既是平均速度又是瞬时速度b 路程与时间的比值等于平均速度c 对于变速运动不同时间段内平均速度一定不相等d 平均速度和瞬时速度都能精确地描述变速运动 解析 选a 匀速直线运动的瞬时速度不变 所以其平均速度等于瞬时速度 a正确 平均速度等于位移与时间的比值 b错 对变速运动不同时间段内平均速度也可能相等 c错 平均速度只能粗略地描述变速运动 而瞬时速度能精确地描述变速运动 d错 3 下列所说的速度指平均速度的是 a 百米赛跑的运动员以9 5m s的速度冲过终点线b 和谐号 crh380a新一代动车组在京沪高铁枣庄至蚌埠间速度最高可达486 1km hc 由于堵车 我国部分大城市机动车车速已降至12km hd 返回地面的太空舱以8m s的速度落入太平洋中 解析 选c 平均速度对应于某一段时间或某一段位移 瞬时速度对应于某一时刻或某一位置 a选项中 9 5m s是冲过终点线这一位置的速度 是瞬时速度 b选项中 动车组行驶的过程中速度是变化的 486 1km h是指某时刻达到的最高速度 c选项中 12km h是对应于某一个过程 是平均速度 d选项中 8m s是太空舱落入太平洋这一时刻的瞬时速度 补偿训练 物体沿一条直线运动 下列说法正确的是 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 解析 选b 物体在某时刻的速度是3m s 在1s内其他时刻的速度不明确 物体在1s内不一定运动3m a错 若在某1s内的平均速度是3m s 则由公式s vt求得物体在这1s内的位移为3m b对 物体在某段时间内的平均速度是3m s 但在1s内的平均速度不一定是3m s c错 物体在某段位移内的平均速度与物体在这段位移一半时的速度关系不明确 d错 二 对加速度的理解思考探究 如图所示是正在执行作战任务的航空母舰 飞机正从航空母舰上起飞 1 为了便于飞机起飞 飞机的飞行方向应该与航空母舰的运动方向一致 还是相反 2 执行作战任务回来的飞机要落回航空母舰 飞行速度应该怎样变化 提示 1 为了便于飞机起飞 飞机的飞行方向应该与航空母舰的运动方向一致 加速度的方向与速度方向相同 2 执行作战任务回来的飞机要落回航空母舰 飞行速度应该减小 加速度的方向与速度方向相反 归纳总结 1 加速度的定义与物理意义 1 加速度是用比值定义法定义的物理量 它等于速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值 2 加速度表示物体的速度随时间变化的快慢 只反映速度改变的快慢 不反映速度改变的多少 2 加速度的矢量性 加速度是矢量 它的方向和速度变化量的方向是一致的 但加速度方向与速度方向没有必然联系 3 加速度大小和速度大小的关系 加速度在数值上等于物体在单位时间内速度的变化量 加速度大 说明在单位时间内速度变化量的数值大 但加速度大 速度改变量不一定大 因为与时间有关系 速度改变量大 加速度也不一定大 还要看速度变化所对应的时间 4 速度v 速度的变化量 v和加速度a的对比分析 典例示范 如图所示 从对方飞来的排球具有水平方向上的20m s的速度 被队员拦击后球以原速率水平返回 球与队员的手接触时间为0 2s 设0 2s内排球的速度是均匀变化的 求排球被击打过程中的加速度 解题探究 1 速度 加速度是矢量 要规定 2 正确分析0 2s内速度的变化量是 正方向 40m s 正确解答 规定排球初速度方向为正方向 对排球有v0 20m s vt 20m s t 0 2s 排球被击打过程的加速度即击球过程中 加速度大小为200m s2 方向与初速度方向相反 答案 200m s2 方向与初速度方向相反 规律方法 抓住矢量式的灵魂 方向 1 定义式法 加速度的定义式是矢量式 一般默认初速度的方向为正方向 末速度方向与之相同则为正 相反则为负 2 结果分析法 计算结果加速度为正表示其方向与初速度方向相同 即做加速运动 加速度为负表示其方向与初速度方向相反 即做减速运动 过关训练 1 下列说法中正确的是 a 加速度增大 速度一定增大b 速度改变量 v越大 加速度就越大c 物体有加速度 速度就增大d 速度很大的物体 其加速度可以很小 解析 选d 加速度增大 说明速度变化加快 但速度不一定增大 当二者方向相反时 速度反而减小得更快 因此 选项a错误 根据加速度的定义式可知 t一定时 v越大 加速度就越大 b项没有说明 t一定 所以 v大时 加速度却不一定大 选项b错误 加速度并不是指速度增加 而是表示速度变化的快慢 物体有加速度 速度不一定增加 选项c错误 速度很大的物体 如果速度不变化 其加速度等于零 故选项d正确 2 一辆汽车沿平直公路向东行驶 如图所示是该汽车的速度计 在汽车内的观察者观察速度计指针的变化 开始时指针指在如图甲所示的位置 经过8s后指针指示到如图乙所示的位置 那么它的加速度约为 a 11m s2b 5 0m s2c 1 4m s2d 1 4m s2 解析 选d 由题图可知汽车的初速度v0 60km h 16 7m s 末速度v 20km h 5 6m s 由加速度的定义式得 1 4m s2 故选d 补偿训练 甲 乙两个物体沿同一直线向同一方向 设为正方向 运动时 甲的加速度为2m s2 乙的加速度为 3m s2 则下列说法中正确的是 a 两物体都做加速直线运动 乙的速度变化快b 甲做加速直线运动 它的速度变化快c 乙做减速直线运动 它的速度变化快d 甲的加速度数值比乙的大 解析 选c 甲 乙两物体的初速度方向相同 都是正方向 甲的加速度方向与其速度方向相同 甲做加速直线运动 乙的加速度方向与其速度方向相反 乙做减速直线运动 选项a错误 甲物体的加速度小 甲的速度变化慢 乙的加速度大 乙的速度变化快 选项b d错误 选项c正确 拓展例题 考查内容 速度 速率 平均速度和平均速率的辨析 典例示范 汽车沿直线从甲地开往乙地 1 若在前一半路程的平均速度为v1 后一半路程的平均速度为v2 则汽车全程的平均速度为多少 2 若汽车在全程所用时间的前一半时间的平均速度为v1 后一半时间的平均速度为v2 则全程的平均速度为多少 3 若v1 v2 两种情况下的平均速度哪个大 正确解答 1 设甲 乙两地的距离为s 前一半路程所用时间为t1 后一半路程所用时间为t2 根据平均速度的定义式 则有又 解得 2 设全程所用时间为t 前一半时间的位移为后一半时间的位移为由平均速度的定义式得 3 两平均速度求差有 由于v1 v2 所以有即后一种情况的平均速度较大 答案 1 2 3 后一种情况下的平均速度较大 运用极限思想求速度 案例体验 光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器 其结构如图甲所示 a b分别是光电门的激光发射 接收装置 当有物体从a b间通过时 光电计时器就可以显示物体的挡光时间 现利用图乙所示装置测量 图中mn是水平桌面 pq是长1m左右的木板 q是木板与桌面的接触点 1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门 与之连接的两个光电计时器没有画出 让滑块从木板的顶端滑下 光电门1 2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5 0 10 2s和2 0 10 2s 用游标卡尺测量滑块的宽度d 5 015cm 则 1 滑块通过光电门1的速度v1的大小是多少 2 滑块通过光电门2的速度v2的大小是多少 解析 由于滑块通过两光电门的时间极短 故可用滑块通过光电门的平均速度代替其通过时的瞬时速度 1 2 答案 1 1 003m s 2 2 508m s 方法技巧 用极