高一物理_运动快慢与方向的描述——速度

1、 运动快慢与方向的描述运动快慢与方向的描述速度速度学点学点1 运动快慢的描述运动快慢的描述速度速度（1）物理意义：反映物体位置变化快慢（即运动的快慢）和方向）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）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：）公式：（4）矢量：其方向就是物体运动的方向）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）单位：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s.1212ttxxtxv学点学点2 平均速度平均速度xvt【解析解析】

2、平均速度并非速度之平均，至于公式平均速度并非速度之平均，至于公式 也只是在匀也只是在匀变速直线运动（下章学习）中才适用变速直线运动（下章学习）中才适用. m/s=8.0m/s. 【例例1 1】某次百米赛跑中，一同学跑过前某次百米赛跑中，一同学跑过前 m m时速度为时速度为7.8 m/s7.8 m/s，耗时，耗时6.75 s6.75 s， 到达终点时速度为到达终点时速度为8.8 m/s8.8 m/s，成绩是，成绩是13.00 s.13.00 s.求该同学在后一半赛程中的平求该同学在后一半赛程中的平 均速度均速度. . vvv122xvt.5013 006 75【答案答案】8.0 m/s 本题最易

3、出现的错误是将平均速度本题最易出现的错误是将平均速度 的结果写成的结果写成 .出现这出现这样的错误的主要原因是认为平均速度就是速度的平均值，而忽略了对平样的错误的主要原因是认为平均速度就是速度的平均值，而忽略了对平均速度的概念的理解均速度的概念的理解.因此在解决有关平均速度的计算问题时，一定要用因此在解决有关平均速度的计算问题时，一定要用定义式定义式 x/t来进行计算来进行计算.vvvvv122 1一个质点用一个质点用100 s的时间沿着一个半径是的时间沿着一个半径是100 m的圆形跑道运的圆形跑道运动一圈，快慢恒定动一圈，快慢恒定.求当走完求当走完1/4圆周时，它的平均速度大小圆周时，它的平

4、均速度大小和平均速率分别为多少？和平均速率分别为多少？5.66 m/s, 6.28 m/s学点学点3 学生实验：用打点计时器测量平均速度学生实验：用打点计时器测量平均速度（1 1）打点计时器是记录做直线运动物体的位置和时间的仪器）打点计时器是记录做直线运动物体的位置和时间的仪器. .（2 2）电火花打点计时器是使用交流）电火花打点计时器是使用交流220V 220V 电压的一种打点计时器电压的一种打点计时器. .（3 3）电火花打点计时器的构造如图）电火花打点计时器的构造如图1-3-11-3-1所示所示. .图图1-3-1 （4）电火花打点计时器的计时原理）电火花打点计时器的计时原理 电火花计时

5、装置中有一将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电电火花计时装置中有一将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置。当计时接通流的装置。当计时接通220 V交流电源时，按下脉冲输出开关，计时交流电源时，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的纸盘轴产生火花放器发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的纸盘轴产生火花放电，利用火花放电在纸带上打出点迹电，利用火花放电在纸带上打出点迹.当电源的频率为当电源的频率为50 Hz时，它每时，它每隔隔0.02 s打一个点打一个点.通过对纸带上点迹的分析，可以测知物体运动的位通过对纸带上点迹的分析，可以测知物体运动的位移和时间，进而推算出描述物

6、体运动的其他物理量移和时间，进而推算出描述物体运动的其他物理量. （5）用打点计时器测量平均速度）用打点计时器测量平均速度 实验步骤实验步骤 如图如图1-3-2所示，将木板固定在铁架台所示，将木板固定在铁架台上，把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上，把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上，把小车与纸带装好，接好电源上，把小车与纸带装好，接好电源.图图1-3-2接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放，纸接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放，纸带上就会打出一系列点迹带上就会打出一系列点迹. .关闭电源，取下纸带，以关闭电源，取下纸带，以0.1 s0.1 s为周期标注计数点，为周期标注计数点，如图如

7、图1-3-31-3-3所示所示. .图图1-3-3 分析与处理实验数据分析与处理实验数据 观察纸带上的点迹，说明如何通过点迹判观察纸带上的点迹，说明如何通过点迹判断小车运动的快慢断小车运动的快慢. 说明小车的速度是如何变化的说明小车的速度是如何变化的. 测定小车在计数点测定小车在计数点OA、OB、OC、OD、OE、OF区间的平均速度区间的平均速度. 通过数据分析，你能推断出哪一区间的平通过数据分析，你能推断出哪一区间的平均速度能比较准确地反映小车经过均速度能比较准确地反映小车经过D点时运动的点时运动的快慢？快慢？ 【解析解析】根据某段时间内的平均根据某段时间内的平均速度可以速度可以“粗略粗略”

8、代表某点的瞬时代表某点的瞬时速度的思想，计算打点计时器打速度的思想，计算打点计时器打下下B、C、D各点时的瞬时速度各点时的瞬时速度.【例例2】如图如图1-3-4所示是拖动纸带时打点计时器打出的一条纸带，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 间间隔为间间隔为0.1 s，试求打点计时器打下，试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度：各点时的瞬时速度： vB= m/s，vC= m/s，vD= m/s.图图1-3-4ACBx.vT.352 00 1022 0 1m/s=0.26 m/s

9、ADABC.xxvT.484 0024 001022 0 1m/s=0.30 m/sAEACD.xxvT.4120 0052 001022 0 1m/s=0.34 m/s. 由速度的定义式由速度的定义式v=x/t知，当知，当t很小时，很小时，v可表示某点的瞬时速可表示某点的瞬时速度，打点计时器在纸带上打出的相邻两点间的时间间隔为度，打点计时器在纸带上打出的相邻两点间的时间间隔为0.02 s，时间，时间比较短，因此可用纸带上与待测点相邻的两点间的平均速度来表示待比较短，因此可用纸带上与待测点相邻的两点间的平均速度来表示待测点的瞬时速度测点的瞬时速度.0.260.300.34 2 2在在“用打点计

10、时器测量平均速度用打点计时器测量平均速度”的实验中，如的实验中，如图图1-3-5所示，给出了从所示，给出了从0点开始，每点开始，每5个点取一个个点取一个计数点的纸带，其中计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为都为计数点计数点.测得测得x1=1.40 cm, x2=1.90 cm，x3=2.38 cm, x4=2.88 cm, x5=3.39 cm, x6=3.87 cm.那么在计时器那么在计时器打出点打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：时，小车的速度分别为：v1= cm/s,v2= cm/s,v3= cm/s,v4= cm/s,v5= cm/s.16.5021.4026.3

11、031.3536.30图图1-3-5学点学点4 瞬时速度瞬时速度 （）定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬（）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；瞬时速度的大小叫做瞬时速率，有时简称速率时速度；瞬时速度的大小叫做瞬时速率，有时简称速率. （）瞬时速度的物理意义：（）瞬时速度的物理意义： 精确描述物体运动快慢和运动方向的物理量精确描述物体运动快慢和运动方向的物理量. 对瞬时速度要明确以下五点：对瞬时速度要明确以下五点： 瞬时速度常称为速度瞬时速度常称为速度. 方向性：速度与速率不同，速率只反映质点的运动快慢，而速方向性：速度与速率不同，速率只反映质点的运动

12、快慢，而速度却反映质点运动的快慢和方向度却反映质点运动的快慢和方向. 瞬时性：速度有瞬时性，一般所提到的速度都是指瞬时速度，瞬时性：速度有瞬时性，一般所提到的速度都是指瞬时速度，它反映物体在某时刻（或某位置时）运动的快慢和方向，所谓匀速运它反映物体在某时刻（或某位置时）运动的快慢和方向，所谓匀速运动，实际上是各个时刻的速度都相同动，实际上是各个时刻的速度都相同. 相对性：变换参考系时，同一物体的速度对不同参考系而言是相对性：变换参考系时，同一物体的速度对不同参考系而言是不同的不同的. 测量瞬时速度可以用很短时间内的平均速度大小来代替，而且测量瞬时速度可以用很短时间内的平均速度大小来代替，而且所

13、取时间越短，误差越小，如可用所取时间越短，误差越小，如可用“光电门光电门”实验装置测出小车在极实验装置测出小车在极短时间内的平均速度，可以近似认为测得的是瞬时速度短时间内的平均速度，可以近似认为测得的是瞬时速度.【例例3】有关瞬时速度、平均速度、平均速率，以下说法正确的是（有关瞬时速度、平均速度、平均速率，以下说法正确的是（ ） .瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度 .平均速度是物体在某一段时间内的位移与所用时间的比值平均速度是物体在某一段时间内的位移与所用时间的比值 .变速运动的物体，平均速率就是平均速度的大小变速运动的物体，平均速率就是平均速度

14、的大小 .物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值比值【解析解析】瞬时速度与某一位置或某一时刻对应，平均速瞬时速度与某一位置或某一时刻对应，平均速度与某一段时间和某一段时间内通过的位移相对应，所度与某一段时间和某一段时间内通过的位移相对应，所以、正确以、正确.平均速度用某一段时间内物体的位移与所平均速度用某一段时间内物体的位移与所用时间的比值表示，平均速率用某一段时间内物体通过用时间的比值表示，平均速率用某一段时间内物体通过的路程与所用时间的比值表示，只有物体沿单一方向的的路程与所用时间的比值表示，只有物体沿单一方向的

15、直线运动时，平均速度大小才等于平均速率，所以、直线运动时，平均速度大小才等于平均速率，所以、选项错误选项错误.AB 3下列所说的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬时速度？下列所说的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬时速度？（1）百米赛跑的运动员以）百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线；的速度冲过终点线；（2）经过提速后列车在全程的运行速度达到）经过提速后列车在全程的运行速度达到150 km/h；（3）由于堵车，在隧道内的车速仅为）由于堵车，在隧道内的车速仅为1.2 m/s；（4）返回地面的太空舱以）返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中；的速度落入太平洋中；（5）子弹以）子弹以

16、800 m/s的速度撞击在墙上的速度撞击在墙上.（1）9.5 m/s是瞬时速度（是瞬时速度（2）150 km/h是平均速度（是平均速度（3）1.2 m/s是平均速度（是平均速度（4）8 m/s是瞬时速度（是瞬时速度（5）800 m/s是瞬时速度（瞬是瞬时速度（瞬时速度表示物体在某一时刻（或某一位置）运动的快慢；平均时速度表示物体在某一时刻（或某一位置）运动的快慢；平均速度表示物体在某一段时间内或在某一过程中运动的快慢速度表示物体在某一段时间内或在某一过程中运动的快慢.）学点学点5 速度速度时间图像时间图像 (1)v-t图像的建立及其意义图像的建立及其意义 以速度为纵轴，时间为横轴，建立一个平面

17、直角坐标系，在该坐标以速度为纵轴，时间为横轴，建立一个平面直角坐标系，在该坐标系中画出物体的速度随时间的变化关系，这种描述速度系中画出物体的速度随时间的变化关系，这种描述速度v与时间与时间t关系的图关系的图像叫做像叫做v-t图像，简称速度图像图像，简称速度图像. （2）v-t图像的特点及其理解图像的特点及其理解 匀速直线运动的匀速直线运动的v-t图像是图像是与时间轴平行的直线与时间轴平行的直线. a.若图像位于若图像位于t轴上方，表示轴上方，表示物体沿正方向运动；物体沿正方向运动； b.若图像位于若图像位于t轴下方，表示轴下方，表示物体沿负方向运动物体沿负方向运动. 在图在图1-3-6中，图线

18、中，图线a表示物表示物体向正方向做匀速直线运动，图体向正方向做匀速直线运动，图线线b表示物体向负方向做匀速直表示物体向负方向做匀速直线运动线运动.图图1-3-6 从匀速直线运动的从匀速直线运动的v-t图像中不仅可以看出速度的大小，并且可图像中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移以求出位移. a.速度图线与速度图线与t轴所围成的轴所围成的“面积面积”的值等于物体的位移的大小的值等于物体的位移的大小. 图图1-3-7中的阴影部分面积表示物体的中的阴影部分面积表示物体的t1到到t2的时间内发生的位移的时间内发生的位移. b.图线与坐标轴所围成的面积在图线与坐标轴所围成的面积在t轴上方，位移为正；

19、在轴上方，位移为正；在t轴下方，轴下方，位移为负位移为负. 如图如图1-3-8所示，图线所示，图线a和时间轴所围成的和时间轴所围成的“面积面积”，表示该物体，表示该物体在在t1t2时间内位移为正；图线时间内位移为正；图线b和时间轴所围成的和时间轴所围成的“面积面积”，表示该，表示该物体在物体在t1t2时间内位移为负时间内位移为负. 图图1-3-8图图1-3-7 （3）v-t图像的应用图像的应用 由由v-t图像可以得出图像可以得出 任一时刻速度的大小和方向或物体的某一速度所任一时刻速度的大小和方向或物体的某一速度所对应的时刻对应的时刻. 在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度在某段时间内速度

20、的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间变化所经历的时间. 根据速度的正负判断运动的方向，速度为正，表根据速度的正负判断运动的方向，速度为正，表示物体沿正方向运动；速度为负，表示物体沿负方向运示物体沿正方向运动；速度为负，表示物体沿负方向运动动. 比较物体速度变化的快慢比较物体速度变化的快慢.速度速度时间图像的倾斜时间图像的倾斜程度反映了速度改变的快慢，倾斜程度越大，表示速度程度反映了速度改变的快慢，倾斜程度越大，表示速度变化越快，反之越慢变化越快，反之越慢.【例例4】如图如图1-3-9所示，是所示，是A、B两质点运动的速度图像，则下列说法两质点运动的速度图像，则下列说法 错误的是（错误的是

21、（ ） A.A质点是以质点是以10 m/s的速度做匀速运动的速度做匀速运动 B.B质点是以质点是以5 m/s的速度与的速度与A同方向运动同方向运动1 s而后停了而后停了1 s，最后以，最后以 5 m/s的速度与的速度与A反方向做匀速运动反方向做匀速运动 C.B质点最初质点最初3 s内的位移是内的位移是10 m D.B质点最初质点最初3 s内的路程是内的路程是10 m【解析解析】匀速直线运动的速度图线平行于时间轴，匀速直线运动的速度图线平行于时间轴，若图线在若图线在t轴上方为正方向，在轴上方为正方向，在t轴下方为负方向，轴下方为负方向，当速度为零时，图线在当速度为零时，图线在t轴上轴上.由由v-

22、t图像可知图像可知,A始终以始终以10 m/s的速度沿正方向运动的速度沿正方向运动；B在在01 s内以内以5 m/s的速度沿正方向运动，的速度沿正方向运动，1 s2 s内，图线在内，图线在t轴上，速度为零，轴上，速度为零，2 s3 s内，图线在内，图线在t轴下方，轴下方，B以以5 m/s的速度沿相反方向运动，故最初的速度沿相反方向运动，故最初3 s内，内，B的位移为零，的位移为零，B的路程为的路程为10 m，选项，选项A、B、D正确，正确，C错误错误. 明确明确v-t图像的特点及其应用是处理此类问题的关键图像的特点及其应用是处理此类问题的关键.图图1-3-9C 4如图如图1-3-10所示是一个

23、物体运动的所示是一个物体运动的v-t图像，从以下三个方面说明它的图像，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的速度是怎样变化的.(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？(2)运动的方向是否变化运动的方向是否变化?(3)速度的大小是否变化速度的大小是否变化?怎样变化怎样变化?图图1-3-10（1）具有一定的初速度（）具有一定的初速度（2）变化（）变化（3）变化先变）变化先变大，再不变，再变小，最后反向变大大，再不变，再变小，最后反向变大1.如何理解如何理解v-t图像图像? （1）以速度）以速度v为纵轴、时间为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，根据计为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间与时间t关关系的图像系的图像. （2）v-t图像的意义