江苏省太仓市高中物理 1.3运动快慢的描述 速度课件 新人教版必修1.ppt

3 运动快慢的描述速度 知识目标 1 理解速度的概念 知道速度是描述物体运动快慢的物理量 知道速度是矢量 2 理解平均速度的概念 知道平均速度是粗略描述变速运动快慢的物理量 知道平均速度的定义 知道在不同的时间或不同的位移内的平均速度一般是不同的 3 知道瞬时速度和瞬时速率的概念以及它们的区别 重点 对速度概念的理解 难点 平均速度和瞬时速度的区别 龟兔赛跑 的故事中 由于兔子的自满 结果输掉了比赛 那么 这是否说明乌龟跑得快 兔子输在骄傲自满上 从物理学的角度看 她输在什么地方 从故事的过程和结局来看 我们应该怎样去比较物体运动的快慢 本节课我们来研究如何用科学的语言描述物体运动的快慢 第一课时 问题与思考 如图所示 一辆汽车在沿平直公路运动 设想我们以公路为x轴建立直线坐标系 时刻t1汽车处于a点 坐标是x1 一段时间之后 时刻t2到达b点 坐标是x2 x2 x1就是这辆汽车位置坐标的 可以用符号 x 表示 x 1 坐标与坐标的变化量 10m 30m x2 x1 30m 10m 20m 知识精要 变化量 结果 x为 表明汽车 质点 向x轴正方向运动 正 如果时刻t1汽车处于b点 一段时间之后 时刻t2到达点a 则汽车位置坐标的变化量为 x x2 x1 10m 30m 20m 结果 x为 表明汽车 质点 负 向x轴负方向运动 在本章我们只讨论物体沿着直线的运动 并以这条直线为x坐标轴 这样 物体的位移就可以通过坐标的变化量来表示 位移 x 质点末状态坐标 x2 初状态坐标 x1 x的大小表示位移的大小 x的正负表示位移的方向 同样 可以用 t表示时间的变化量 t t2 t1 日常生活中我们可以发现 不同的运动 快慢程度并不相同 有时相差很大 比较物体运动的快慢 可以有两种方法 一种是在位移相同的情况下 比较所用时间的长短 时间短的运动得快 时间长的运动得慢 另一种是在时间相同的情况下 比较位移的大小 位移大的运动得快 位移小的运动得慢 为了描述物体运动的快慢程度 物理学中引入一个新的物理量 速度 2 速度 以下有四个物体 我们来比较一下它们运动的快慢程度 比较a和b 它们经过的位移相同 都是100m a用的时间长 20s b用的时间短 10s 在位移相等的情况下 时间短的运动得快 即汽车比自行车快 比较c和d 它们所用的时间相同 都是10s c行驶了250m d飞行了2000m c行驶的位移比d短 在时间相等的情况下 位移大的运动得快 即飞机比火车快 比较a和c 我们用速度来表示物体运动的快慢 它等于位移跟发生这段位移所用的时间t的比值 用v表示速度 它们的位移不同 所用时间也不同 要比较它们运动快慢 只有计算它们平均每秒钟位移的大小量 单位时间内位移大的运动快 由此可算出以上四个物体 每秒钟位移大小分别为5m 10m 25m 200m 2 速度 定义 速度v等于位移 x跟发生这段位移所用时间的 t的比值 定义式 v x t 单位 m s 或m s 1 常用单位 km h 或km h 1 cm s cm s 1 注意 速度是矢量 不但有大小 而且有方向 速度在数值上等于单位时间内物体位移的大小 速度的方向就是物体运动方向 1 平均速度 一般说来 物体在某一时间间隔内 运动的快慢不一定是时时一样的 所以由上式v x t求得的速度 表示的只是物体在时间间隔 t内的平均快慢程度 称为平均速度 a 平均速度与时间段落 位移段落有一一对应的关系 定义式 b 平均速度不是速度的平均值 c 平均速度是矢量 3 平均速度和瞬时速度 意义 平均速度只能粗略地描述做变速直线运动物体运动的快慢 对平均速度概念的理解 例1一辆汽车沿笔直的公路行驶 第1s内通过5m的距离 第2s内和第3s内各通过20m的距离 第4s内又通过15m的距离 求汽车在最初2s内的平均速度和这4s内的平均速度各是多少 分析 计算平均速度时 必须注意时间和位移的对应 前2s时间为2s 位移为 5 20 m 前4s时间为4s 位移为 5 20 20 15 m 解 根据平均速度的定义式得 例2一质点沿直线运动 先后以平均速度 和 通过两段相等的位移 x 则该质点在全程2 x位移上的平均速度是多少 分析 由平均速度概念 全程2 x位移上的平均速度应用2 x位移与发生这一位移所用时间的比值表示 而不能取 例3一辆汽车10s内向东行驶120m 另一辆汽车10s内向北行驶120m 这两辆汽车平均速度大小相等但方向不同 它们的平均速度不同 2 瞬时速度 上述平均速度只能粗略地描述运动的快慢 为了使描述精确些 可以把 t取得小一些 物体在从t到t t这样一个较小的时间间隔内 运动快慢的差异也就小一些 t越小 运动的描述就越精确 可以想像 如果 t非常非常小 就可以认为 x t表示的是物体在时刻t的速度 这个速度叫做瞬时速度 定义 运动物体在某一时刻 或经过某一位置 时的速度 叫做瞬时速度 物理意义 精确地描述做变速直线运动的物体在某一时刻 或经过某一位置 时运动的快慢程度 瞬时速度是矢量 其大小叫做瞬时速率 其方向就是物体那一时刻的运动方向 瞬时速度与平均速度的区别 2 瞬时速度 在以后的叙述中 速度 一词有时指平均速度 有时指瞬时速度 要根据上下文判断 匀速直线运动 就是瞬时速度保持不变的运动 在这种运动中 平均速度与瞬时速度相等 例4下面的几个速度中 属于平均速度的是 属于瞬时速度的是 a 信号沿动物神经传播的速度大约为100m sb 台风以36m s的速度向东北方向移动c 汽车通过站牌时的速度是72km hd 子弹以790m s的速度击中目标e 汽车用40km h的速度从甲站行驶到乙站 cd abe 1 下列关于速度的说法正确的是 a 速度是描述物体位置变化的物理量b 速度方向就是物体运动的方向c 位移方向和速度方向一定相同d 匀速直线运动的速度方向是可以改变的 b 2 某列火车在一段长30km的笔直铁轨上行驶 行驶的平均速度是60km h 下列说法中正确的是 a 这列火车通过这段铁轨的时间是0 5hb 这列火一定以60km h的速度在这段铁轨上行驶c 这列火车如果行驶60km的路程一定需要用1hd 60km s是火车在这一路段中的最高速度 a 3 物体沿直线向前运动 第1秒内的位移为5m 第2秒内的平均速度为10m s 从第3秒起物体做速度为15m s的匀速运动 则头5s内物体的平均速度为多少 解 第1秒内的位移为5m 第2秒内位移为10m 3 5s内位移为45m 则头5s内物体的总位移为60m 定义式 x t x为位移 v x t t非