吉林省长市第五中学高中物理 第一章 第三节 运动快慢的描述——速度同步创新课件 新人教版必修1.ppt

学习目标 1 理解速度的概念 知道它的含义 公式 符号和单位 知道它是矢量 2 理解平均速度和瞬时速度的概念 3 知道速度和速率以及它们的区别 重点难点 1 用微分和极限的思想理解瞬时速度的概念 2 体会平均速度与瞬时速度的关系 区分速度和速率 3 理解位移 时间图象 会用图象分析物体的运动 易错问题 1 混淆速度与速率 2 误认为平均速度就是瞬时速度的平均值 一 坐标与坐标的变化量1 在直线坐标系中 坐标轴上的每一点的表示该点的坐标 两坐标的表示坐标的变化量 基础知识梳理 数值 差值 2 汽车沿直线运动时 如图1 3 1所示 以这条直线建立x坐标系 t1时刻汽车所处的坐标为x1 t2时刻汽车所处的坐标为x2 则 x 就是坐标的变化量 x的大小表示 x的正负表示 x2 x1 位移的大小 位移的方向 图1 3 1 3 在时间轴上 坐标的变化量 t表示 即 t t2 t1 时间 二 速度1 定义 物体在一段时间内的与发生这个位移所用的比值 2 公式 v 3 物理意义 描述物体的运动和运动 4 方向 物体运动的方向 速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小 时间 位移 快慢 方向 三 平均速度和瞬时速度1 平均速度 描述物体在时间间隔 t内的平均运动和方向 2 瞬时速度 物体在或某位置的速度 用来描述物体在某时刻的和方向 说明 1 平均速度只能粗略地描述物体的运动快慢 瞬时速度能精确地描述物体的运动快慢 2 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 某时刻 运动快慢 快慢 平均速度就是速度的平均值吗 平均速率等于平均速度的大小吗 在什么运动中两者大小相等 汽车上的速度计显示的是瞬时速率还是瞬时速度 思考 提示 不是 不一定 只有在单向匀速直线运动中 平均速率才等于平均速度的大小 瞬时速率 思考 3 速率 速度的大小 描述物体的运动快慢 只有没有 大小 方向 瞬时 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 不指明对应过程的平均速度是没有意义的 核心要点突破 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 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 二 对瞬时速率和平均速率的理解1 瞬时速率瞬时速度的大小称为瞬时速率 一般称为速率 它是标量 只有大小 没有方向 它的大小反映了物体运动的快慢 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的大小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 只有在单向直线运动中 两者的大小才相等 图1 3 2 3 二者联系 物体做速率不变的运动时 匀速率运动 瞬时速率等于平均速率 如匀速直线运动和匀速圆周运动 1 瞬时速率为瞬时速度大小 但平均速率不是平均速度大小 2 某一运动过程中 瞬时速率可能大于平均速率 也可能小于或等于平均速率 三 位移 时间关系图象1 x t图象的建立 图1 3 3 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 用平滑的曲线或直线将这些点连接起来 就得到了物体运动的位移 时间图象 简称位移图象 如图1 3 3所示为物体自初位置开始 每秒的位移都是5m的x t图象 2 利用x t图象研究物体的运动 1 由x t图象可以确定物体各个时刻所对应的位置或物体发生一段位移所需要的时间 2 若物体做匀速直线运动 则x t图象是一条倾斜的直线 直线的斜率表示物体的速度 斜率的大小表示速度的大小 斜率的正 负表示物体的运动方向 如图1 3 4中的a b所示 图1 3 4 3 若x t图象为平行于时间轴的直线 表明物体处于静止状态 如图1 3 4中的c所示 4 纵截距表示运动物体的初始位置 图1 3 4中所示a b物体分别是从原点 原点正方向x2处开始运动的 5 图线的交点表示相遇 如图1 3 4所示中的交点表示a b c三个物体在t1时刻在距原点正方向x1处相遇 x t图象表示的是位移x随时间t变化的情况 不是物体运动的轨迹 2010年山东模拟 下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是 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 课堂互动讲练 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 思路点拨 注意从平均速度和瞬时速度的定义出发理解二者的关系 解析 每时刻瞬时速度都等于零 平均速度一定等于零 但是某段时间内平均速度等于零 任一时刻的瞬时速度不一定等于零 例如质点做往复运动 故a项对 b项错 匀速直线运动中 由于任意相等时间内位移相等 而且位移的大小和路程相等 所以c项对 变速运动一段时间内的平均速度有可能等于某时刻瞬时速度 所以d项错 答案 ac 方法总结 平均速度能描述一个过程的运动 但不能精确地描述物体在某一时刻或某一位置的运动 瞬时速度是用来精确描述物体运动的 瞬时速度和平均速度在数量上没有确定的关系 1 下列说法中正确的是 a 平均速度就是瞬时速度的平均值b 瞬时速率是指瞬时速度的大小c 火车以速度v经过某一段路 v是指瞬时速度d 子弹以速度v从枪口射出 v是平均速度 解析 选b 根据平均速度和瞬时速度的定义进行判断 平均速度不是速度的平均值 瞬时速率是瞬时速度的大小 火车以速度v经过某一段路 v是指在这段路上的平均速度 子弹以速度v从枪口射出 是指射出枪口时的瞬时速度 某质点由a出发做直线运动 前5s向东行了30m经过b点 又行了5s前进了60m到达c点 在c点停了4s后又向西行 经历了6s运动120m到达a点西侧的d点 如图1 3 5所示 求 图1 3 5 1 全过程的平均速度 2 全过程的平均速率 答案 1 1 5m s方向向西 2 10 5m s 2 如图1 3 6所示 一质点沿两个半径为r的圆弧从a运动到c 所用时间为t 求这个过程中物体的平均速率和平均速度大小 图1 3 6 解析 从a c的路程为 s 2 r 位移大小为 x 4r 所以平均速率和平均速度分别为 答案 2 r t4r t 2010年黄桥月考 如图1 3 7所示是一辆汽车做直线运动的x t图象 对线段oa ab bc cd所表示的运动 下列说法正确的是 a oa段运动最快b ab段静止c cd段表示的运动方向与初始运动方向相反d 4h内汽车的位移大小为30km 图1 3 7 思路点拨 x t图象的斜率表示速度 斜率的正负表示速度的方向 图线上各点的坐标值表示物体在该时刻的位置 根据坐标的变化可判断质点的运动情况 解析 由图象可以求出oa ab bc cd各段的速度 可见 汽车在cd段运动最快 负号表示其运动方向与初始运动方向相反 而ab段汽车静止 故a错误 b c正确 经过4h时 汽车又回到原出发点 因此4h内汽车的位移大小为零 d错误 答案 bc 方法总结 x t图象的斜率的绝对值表示速度大小 而斜率的正 负表示速度方向 3 2010年玉溪高一检测 如图1 3 8所示为甲 乙物体运动的x t图象 则下列说法正确的是 a 甲物体做变速直线运动 乙物体做匀速直线运动b 两物体的