高中物理必修一第一章第三节运动的描述速度

高中物理必修一第一章第三节运动的描述速度优秀课件思考导学：

1、生活中是如何比较物体运动快慢的？请举例说明。如何比较呢？第2页,共59页，2024年2月25日，星期天分析讨论：比较它们运动的快慢初位置/m经过时间/s末位置/mΔx/ΔtA自行车沿平直公路行驶020100B公共汽车沿平直公路行驶010100C火车沿平直轨道行驶500301250D飞机在天空直线飞行5003029005102580第3页,共59页，2024年2月25日，星期天归纳总结：如何判断谁运动的快?方法二：时间t相同，比较位移s的大小。方法一：位移s相同，比较时间t的大小。办法：以单位时间作为标准，比较在单位时间内的位移。结论：可以用单位时间内的位移来描述物体运动的快慢。第4页,共59页，2024年2月25日，星期天第5页,共59页，2024年2月25日，星期天4．速度是矢量速度既有大小又有方向，速度的大小等于位移与发生这段位移所用时间的比值，速度的方向也就是物体运动的方向．5．速度的单位国际单位制中，速度的单位是“米每秒”，符号是“m/s”．速度的单位除了“米每秒”外还有一些常用的单位：千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)第6页,共59页，2024年2月25日，星期天第7页,共59页，2024年2月25日，星期天你了解以下物体的速度吗您会形容物体运动快慢吗？第8页,共59页，2024年2月25日，星期天2.（双选）（2010·湛江高一检测）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不一定相同D.匀速直线运动的速度方向是可以改变的【解析】选B、C.速度是描述物体运动快慢的物理量，速度方向就是物体运动的方向，A错误，B正确；只有在单向直线运动中速度方向一定与位移的方向相同，而在其他运动中速度方向与位移方向可能相同，也可能不同，C正确；匀速直线运动的速度方向是保持不变的，D错误.第9页,共59页，2024年2月25日，星期天3.（双选）（2010·成都高一检测）从匀速直线运动的公式v=s/t可知()A.速度与位移成正比，与时间成反比B.速度等于位移与所用时间的比值，与时间和位移无关C.做匀速直线运动的物体的速度不随时间或位移而变化D.做匀速直线运动的物体的速度取决于运动的位移【解析】选B、C.匀速直线运动的物体速度保持不变，与位移和时间无关，但是速度可以用位移与所用时间的比值进行计算，故A、D错误，B、C正确.第10页,共59页，2024年2月25日，星期天5.（双选）（2010·增城高一检测）设向东的方向为正，甲、乙两个物体的速度分别为v甲=3m/s和v乙=-5m/s，则（）A.两个物体相距一定越来越远B.两个物体相距可能越来越近C.乙物体运动较快D.甲物体运动较快【解析】选B、C.速度是表示物体运动快慢的物理量，速度越大物体运动得越快，速度的正负表示物体运动的方向，不表示大小，C正确，D错误；两个物体可能相向而行，也可能相背而行，故两个物体相距可能越来越近，也可能越来越远，A错误，B正确.第11页,共59页，2024年2月25日，星期天第12页,共59页，2024年2月25日，星期天第13页,共59页，2024年2月25日，星期天1.(双选)（2010·广州高一检测）关于瞬时速度，下述说法正确的是（）A.是物体在某段时间内的速度B.是物体在某一时刻的速度C.是物体在发生某一段位移过程中的速度D.是物体通过某一位置时的速度【解析】选B、D.瞬时速度是对应于某一时刻或某一位置时的速度，而对应于某一段时间或某一段位移的速度是平均速度，故A、C错误，B、D正确.第14页,共59页，2024年2月25日，星期天2.(2010·衡水高一检测)（5分）下面列举的几种速度中，指瞬时速度的是()A.某同学百米赛跑的速度是9m/sB.汽车以40km/h的速度通过飞云江大桥C.汽车经过路标时的速度是90km/hD.子弹在枪管里的速度是400m/s【解析】选C.瞬时速度是指物体在某一时刻或某一位置的速度，故C正确；而A、B、D中的速度是物体经过某一段位移的速度，是平均速度，因此选C.第15页,共59页，2024年2月25日，星期天3．平均速度与瞬时速度的关系通常所说的“速度”，往往有“平均速度”和“瞬时速度”两个含义，实际应用中要注意根据上下文来分析、判断“速度”的准确含义．具体地说：(1)平均速度与某一过程中的一段位移、一段时间相对应，而瞬时速度与某一位置、某一时刻相对应．(2)平均速度只能够粗略地描述质点的运动情况；瞬时速度可以精确地描述质点的运动情况．第16页,共59页，2024年2月25日，星期天第17页,共59页，2024年2月25日，星期天(4)两者都为矢量，但方向性不同．平均速度的方向与对应时间内位移的方向相同，而瞬时速度的方向与质点所在位置处的运动方向一致．第18页,共59页，2024年2月25日，星期天特别提醒：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．第19页,共59页，2024年2月25日，星期天

方法指导

一、理解速度和速率

例1

关于速率和速度，下列说法不正确的是(

)

A．平均速率就是平均速度B．瞬时速率是指瞬时速度的大小

C．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻瞬时速度

D．匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度均相等解析

速度与速率是两个不同的概念，且前者是矢量，后者是标量．选项A中，平均速率是路程与时间的比值，而平均速度是位移与时间的比值，一般情况下，路程是大于位移的，所以两者大小不一定相等，而且平均速率无方向，也不同于平均速度，故选项A错误．选项B是瞬时速率定义表述的内容，正确．在特殊的匀速直线运动中，由于相等时间内位移相等，而且位移大小与路程也相等，所以选项C、D都正确．

答案

A第20页,共59页，2024年2月25日，星期天3.（5分）下列各项中物理量均属于矢量的是()A.速度、速率B.平均速度、平均速率C.平均速度、瞬时速度D.平均速率、瞬时速率【解析】选C.速度、平均速度、瞬时速度既有大小又有方向，是矢量，速率、平均速率、瞬时速率只有大小没有方向，是标量，故C正确.第21页,共59页，2024年2月25日，星期天【典例1】（2010·韶关高一检测）气象台对某次台风预报是：风暴中心以18km/h左右的速度向西北方向移动，在登陆时，近中心最大风速达到33m/s……，报道中的两个速度数值分别是指A.平均速度，瞬时速度B.瞬时速度，平均速度C.平均速度，平均速度D.瞬时速度，瞬时速度【思路点拨】解答本题应注意以下两点：【解析】选A.平均速度对应的是一段时间或一段位移，而瞬时速度对应的是时刻或位置，18km/h指的是台风向西北方向移动一段时间或一段位移的平均速度，33m/s指的是台风登陆时刻的瞬时速度.故A正确.第22页,共59页，2024年2月25日，星期天1.下列所说的速度中指平均速度的是()A.百米赛跑中，8s末的速度为12.5m/sB.百米赛跑中，50m处的速度为10m/sC.汽车在100m内的速度为8m/sD.子弹出枪口的速度为800m/s【解析】选C.瞬时速度指的是某一时刻或某一位置时的速度，而平均速度指的是某一段时间或某一段位移上的速度，其中选项A中速度为某一时刻的速度，选项B、D中速度为经过某一位置的速度，而选项C中的速度为某一段位移内的速度，因此C正确.第23页,共59页，2024年2月25日，星期天3.（双选）有关瞬时速度、平均速度，下列说法中正确的是（）A.瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度B.平均速度等于某段时间内物体运动的位移与所用时间的比值C.做变速运动的物体，平均速度就是速度的平均值D.做变速运动的物体，平均速度是物体通过的路程与所用时间的比值【解析】选A、B.根据定义可知，瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度，平均速度是物体在某段时间内的位移与所用时间的比值，不一定等于速度的平均值，由此可知，A、B正确，C、D错.第24页,共59页，2024年2月25日，星期天4.（双选）下列表述中，所指的速度为瞬时速度的是（）A.子弹射出枪口时的速度为800m/sB.一辆公共汽车从甲站行驶到乙站，全过程的速度为40km/hC.某段高速公路限速为90km/hD.小球在第3s内的速度为6m/s【解析】选A、C.瞬时速度对应的应该是时刻或位置，A项中对应的是枪口，是指位置，所以它是瞬时速度，故A对；对于高速公路限速为90km/h，是指任何时刻汽车的速度都不得超过90km/h，所以也是瞬时速度，故C对.B、D两项指的都是平均速度，故B、D错.第25页,共59页，2024年2月25日，星期天7.（新题快递）（5分）某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶，再从坡顶到坡底往返一次，已知上坡时的平均速度大小为4m/s,下坡时的平均速度大小为6m/s,则此人往返一次的平均速度大小是()A.10m/sB.5m/sC.4.8m/sD.0m/s【解析】选D.此人沿斜坡往返一次的位移为0，由平均速度的定义式可知此人往返一次的平均速度大小是0m/s,故D正确.第26页,共59页，2024年2月25日，星期天例：一质点沿直线运动，先以4m/s运动8s，又以6m/s运动了12m，全程平均速度是＿＿＿＿＿4.4m/s例.下面列举的几种速度，其中不是瞬时速度的是()A、火车以76km/h的速度经过“深圳到惠州”这一段路程B、汽车速度计指示着速度50km/hC、城市繁华路口速度路标上标有“15km/h注意车速”字样D、足球以12m/s的速度射向球门速度第27页,共59页，2024年2月25日，星期天第28页,共59页，2024年2月25日，星期天3.三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是()A.三个质点从N到M的平均速度相同B.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向相同C.到达M点的瞬时速度的值一定是A的大D.三个质点到M时的瞬时速度的值相同【解析】选A.三个质点运动的初、末位置相同，故位移相同，又时间一样，故平均速度相同.B质点沿NM直线运动但有可能往返，故不能断定平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同，B不对，C项无法判定.到达M时，三者瞬时速度大小无法确定.第29页,共59页，2024年2月25日，星期天1．速度是矢量，既有大小又有方向，瞬时速度的大小叫速率，速率是标量．2．比较速度的大小，是指速率的比较，速度的正负号只表示运动方向．3．速度计上的数值表示速率．4．无论速度的方向如何，瞬时速度的大小总等于该时刻的速率．第30页,共59页，2024年2月25日，星期天③方向性：速度与速率不同，速率只反映质点的运动快慢，而速度却反映质点运动的快慢和方向．④瞬时性：速度具有瞬时性，一般所提到的速度都是指瞬时速度，它反映物体在某一时刻(或某一位置)运动的快慢和方向．所谓匀速直线运动，实际上是指各个时刻的速度都相同．⑤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相同的．第31页,共59页，2024年2月25日，星期天第32页,共59页，2024年2月25日，星期天特别提醒：(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．第33页,共59页，2024年2月25日，星期天1．位移—时间图象(x－t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，如图所示，根据给出(或测定)的数据，作出几个点的坐标，用直线将几个点连起来，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，简称位移图象．如图为自行车从初始位置开始，每经过5s的位移都是30m的x－t图象．第34页,共59页，2024年2月25日，星期天2．根据x－t图象分析物体的运动(1)由x－t图象可以确定物体各个时刻所对应的位置和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，如图中的a、b所示．(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．如图中的c所示．(4)纵截距表示运动物体的初始位置，图中所示a、b物体分别是从原点、原点正方向x2处开始运动．(5)图线的交点表示相遇，如图所示中的交点表示a、b、c三个物体在t1时刻在距原点正方向x1处相遇特别提醒：(1)x－t图象只能用来描述直线运动．(2)x－t图象表示的是位移x随时间t变化的情况，绝不是物体运动的轨迹．第35页,共59页，2024年2月25日，星期天

三、利用x－t图象分析物体的运动

例3

图3－4所示是做直线运动的甲、乙两物体相对于同一参考系的位移一时间(x－t)图象，下列说法错误的是(

)

A．甲启动的时刻比乙早t1s

B．当t＝t2时，两物体相遇

C．当t＝t2时，两物体相距最远

D．当t＝t3时，两物体相距x0m

解析

甲从t＝0时刻开始出发，乙在0～t1这段时间内保持静止，故甲比乙早出发的时间为t1s，选项A正确．当t＝t2时，甲、乙两物体的位移a相等，即甲、乙两物体相遇，选项B正确、选项C错误；当t＝t3时，甲的位移为零，乙的位移为x0，两物体相距x0，选项D正确．

答案

C

点评

解析图象问题要将图象与实际运动情况结合起来，以便建立清晰的物理情境．注意坐标轴的含义，起点、交点的物理意义，以及斜率和面积的意义．第36页,共59页，2024年2月25日，星期天

变式训练2

百米赛跑中，甲、乙、丙三人从一开始就做匀速直线运动，甲按时起跑，乙比甲落后0.5s起跑，丙抢跑的距离为1m，试说明图3－5中的A、B、C三条图线分别表示的是谁的图象并比较他们的速度大小．图3－5

解析

甲按时起跑，说明甲的图线是A，乙比甲落后0.5s，说明乙的图线是C，丙抢跑1m，说明丙的图线是B.

在x－t图象中，图线的斜率表示速度，从A、B、C三条图线斜率的大小可得出甲、乙、丙三人的速度大小关系为：v甲＞v乙＞v丙．

答案

A－甲，B－丙，C－乙v甲＞v乙＞v丙第37页,共59页，2024年2月25日，星期天例1下列说法中正确的是 (

)A．平均速度是速度的平均值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是这一段路上的平均速度D．子弹以速度v从枪口射出，v是指子弹从枪口射出时的瞬时速度答案：BCD典型例题解析解析：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；瞬时速率就是瞬时速度的大小；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，v是指子弹射出枪口时的瞬时速度．第38页,共59页，2024年2月25日，星期天变式训练1对于平均速度、瞬时速度与速率，下列说法正确的是 (

)A．平均速度的大小等于平均速率B．平均速度的大小一定等于初速度和末速度的平均值C．瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率D．很短时间内的平均速度可认为等于瞬时速度答案：CD解析：要抓住平均速度、瞬时速度与速率的定义进行比较、理解．平均速度的大小等于位移的大小与时间的比值，平均速率等于路程与时间的比值，而位移的大小不一定等于路程；平均速度不一定等于初、末速度的平均值，只有速度均匀变化时才满足这种关系．第39页,共59页，2024年2月25日，星期天例2一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地，又以30m/s的速度从乙地运动到丙地，如下图所示，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．答案：汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度为24m/s.第40页,共59页，2024年2月25日，星期天第41页,共59页，2024年2月25日，星期天第42页,共59页，2024年2月25日，星期天变式训练2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，如图所示，求：(1)每段时间内的平均速度；(2)全过程的平均速度．第43页,共59页，2024年2月25日，星期天第44页,共59页，2024年2月25日，星期天例3物体以3m/s的速度匀速运动了4s，停顿2s后又在3s内沿直线匀速返回原处．某同学计算得到物体在前4s的位移x＝3m/s×4s＝12m，由此得到后3s的速度v＝12m/3s＝4m/s，根据直线的斜率就是速度的大小，画出x－t图象，如图所示．你认为该同学的解答是在哪儿出了问题？试画出物体正确的x－t图象．(法二)选定物体开始运动的方向为负，则0～4s内，v1＝－3m/s；4～6s内，v2＝0；6～9s内，v3＝4m/s，则x－t图象如下图所示．解析：由题意可知，9s末时物体返回到原处，而图中所示9s末的位移是24m.问题出在后3s的速度方向与前4s的速度方向相反，以出发点为起点，从第6s开始返回原处，返回的速度为4m/s，因此直线的斜率为负，即向下倾斜．(法一)选定物体开始运动的方向为正，则0～4s内v1＝3m/s；4～6s内，v2＝0；6～9s内，v3＝－4m/s.则x－t图象知下图所示：第45页,共59页，2024年2月25日，星期天规律总结：图象是表达物体运动规律的手段之一．解决图象问题一定要与物体的实际运动过程以及规律相结合．本题中，物体经过9s回到原出发点，故9s末位移应该为零；同时，中间第5、6两秒内静止，对应的图象应该是一条平行于时间轴的线段．把握以上两点就不会出现上述同学的错误．第46页,共59页，2024年2月25日，星期天变式训练3如下图所示为甲、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x0B．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t1D．甲、乙两物体向同方向运动答案：ABC解析：(1)x－t图线的斜率表示速度，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．(2)将x－t图象与实际运动情况结合起来，以便建立清晰的物理情境第47页,共59页，2024年2月25日，星期天选项内容指向，联系分析结论At＝0时，甲的位置为x＝x0，乙的位置为x＝0，故甲、乙的出发点相距x0正确B甲、乙两物体的x－t图线都是倾斜的直线，直线的斜率表示他们的速度，故两物体都做匀速直线运动正确C甲从t＝0时刻开始出发，乙在0～t1这段时间内保持静止，故甲比乙早出发的时间为t1正确D甲的斜率为负值，说明速度沿负方向，乙的斜率为正值，说明速度沿正方向，故甲、乙物体的运动方向相反错误第48页,共59页，2024年2月25日，星期天1．下列关于速度的说法中正确的是 (

)A．速度是描述物体位置变化的物理量B．速度是描述物体位置变化大小的物理量C．速度是描述物体运动快慢的物理量D．速度是描述物体运动的路程与时间关系的物理量答案：C解析：位移是描述物体位置变化的物理量，速度是描述物体位置变化快慢(即运动快慢)的物理量，反映物体运动位移与时间的关系．第49页,共59页，2024年2月25日，星期天2．在100m比赛中，测得某运动员5s末的速度为10.4m/s,10s末到达终点时的速度为10.2m/s，则该运动员在这次100m比赛中的平均速度为 (

)A．10.4m/s

B．10.3m/sC．10.2m/s D．10m/s答案：D第50页,共59页，2024年2月25日，星期天3．下图是一辆汽车做直线运动的x－t图象，关于相对应的线段所表示的运动，下列说法中不正确的是(

)A．AB段表示车静止B．BC段发生的位移大于CD段发生的位移C．CD段运动方向和BC段运动方向相反D．CD段运动速率大于BC段运动速率答案：B解析：0～1s内汽车位置不变，处于静止状态；1～3s内汽车位移大小为8m，方向与x轴正方向(即已设定的正方向)相同；3～5s内汽车位移大小为12m，方向与x轴正方向相反．第51页,共59页，2024年2月25日，星期天

同步达标

一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分，每题至少有一个选项是正确的)

1．下列有关平均速度的说法中，正确的是(

)

A．平均速度为始末速度和的一半

B．平均速度是路程与时间的比值

C．平均速度是标量

D．平均速度与位移段的选取密切相关

答案

D第52页,共59页，2024年2月25日，星期天

2．下列描述的几个速度中，属于瞬时速度的是(

)

A．子弹以790m/s的速度击中目标

B．信号沿动物神经传播的速度大约为102m/s

C．汽车上速度计的示数为80km/h

D．台风以36m/s的速度向东北方向移动

解析

瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度，所以选项A、C正确，B、D错误．

答案

AC第53页,共59页，2024年2月25日，星期天

3．雨滴落在窗台的速度为5m/s，经过窗户的速度是4m/s，则(

)

A．5m/s是平均速度

B．5m/s是瞬时速度

C．4m/s是平均速度

D．4m/s是瞬时速度

解析

平均速度是一个过程中的速度，它与一段时间或一段位移对应，瞬时速度是某时刻或某位置的速度，它与时刻和位置对应，选项B、C正确．

答案

BC第54页,共59页，2024年2月25日，星期天

4．下列关于速度的说法中，正确的是(

)

A．速度是表示物体运动快慢的物理量，它既有大小，又有方向

B．平均速度就是速度的平均值，它只有大小没有方向

C．汽车以速度v1经过某一路标，子弹以速度v2从枪口射出，