速度-初升高物理教材衔接

物理初高教材衔接——速度初中阶段要求高中阶段要求衔接要点初中只学习平均速度，定义为路程与时间的比值，属于标量，只关注大小。初中掌握(v=s/t)公式及单位换算，能结合刻度尺、秒表完成平均速度实验计算。初中仅做单向、往返路程运算，无瞬时速度、矢量、坐标系相关内容，不研究速度方向。高中区分平均速度、瞬时速度，速度为矢量，同时包含大小与方向。高中依托位移、坐标系开展计算，区分平均速度与平均速率，能用图像分析速度变化，延伸加速度、追及相遇问题，建立矢量运算思维，是力学运动学核心基础。以初中平均速度、路程计算为基础，通过往返运动区分平均速度与平均速率，完成标量到矢量思维转换。引入瞬时速度完善速度体系，借助坐标系统一描述运动，纠正路程、速度相关误区，搭建直线运动完整分析框架。回顾初中：1.通过相同的路程比较时间

通过相同的路程，谁用的时间少，谁就快；谁用的时间多，谁就慢。在体育比赛中，裁判员就是根据这种方法比较运动员运动的快慢。

2.经过相同的时间比较路程

经过相同的时间，谁通过的路程长，谁就快；谁通过的路程短，谁就慢。在观看体育比赛时，观众就是根据这种方法比较运动员运动的快慢。3.定义

在物理学中，将物体在一段时间内通过的路程与通过这段路程所用时间的比称为速度。速度是表示物体运动快慢的物理量。

4.公式：v=s/t。其中v表示速度，s表示路程，t表示时间。

5.单位

（1）在国际单位制中，速度的单位是m/s；交通运输中常用单位是km/h。

（2）m/s与km/h的换算关系为1m/s=3.6km/h。衔接高中：一、速度1.定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。2.公式：3.物理意义：描述物体运动的快慢（或描述物体位置变化的快慢）。4.单位：国际单位制为m/s或m•s-1；其它单位：km/h或km•h-15.矢量性：速度既有大小，又有方向，是矢量。①速度v的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。②正号表示与规定的正方向相同③负号表示与规定的正方向相反二、平均速度和瞬时速度1.平均速度(1)定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫作物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。(2)公式：(3)物理意义：粗略地描述物体在某段时间内的平均快慢程度。(4)方向：与某段时间内位移的方向一致。(5)注意：计算物体的平均速度时必须指明物体是在哪段时间内或哪段位移上的平均速度。2.瞬时速度(1)定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫作瞬时速度。(2)当t非常非常小，x/t就可以看作某时刻（或某位置）的瞬时速度。（极限思想）(3)物理意义：精确地描述物体运动的快慢。(4)方向：这一时刻物体的运动方向。(5)在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度。(6)瞬时速度的大小叫作速率，为一标量。(7)平均速度与瞬时速度的区别与联系平均速度瞬时速度区别反映一段时间内物体运动的平均快慢程度和方向精确描述物体运动的快慢及方向对应一段时间(位移)，是过程量对应某一时刻(位置)，是状态量方向与位移的方向相同，与运动方向不一定相同方向就是该时刻物体的运动方向，不一定与位移方向相同共同点都是矢量，单位都是m/s联系瞬时速度就是平均速度在时间趋于零时的极限值(8)在x-t图像中认识平均速度与瞬时速度①数学知识补充：在数学一次函数y＝kx+b所对应的图像中，用斜率表示图线倾斜程度大小，公式中的K值即为直线的斜率。图像中对斜率的定义：②x-t图像的斜率意义：1）代表物体某段时间内的平均速度；2）若斜率恒定，速度不变，物体做匀速直线运动。3）若物体做变速直线运动，x-t图像如图所示，过A点的割线AB的斜率反映是AB段内的平均速度，显然与5s时的瞬时速度差异较大。缩短了与A点的时间间隔割线AC，其斜率反映的平均速度更接近5s时的瞬时速度，进一步缩短时间间隔，趋近于0，过A点的切线斜率就准确反映了5s的瞬时速度。3.平均速率(1)定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。(2)公式：(3)平均速率为一标量。(4)平均速度和平均速率的区别与联系项目平均速度平均速率定义位移与时间的比值路程与时间的比值意义粗略描述质点运动的快慢和方向仅表示质点运动快慢标矢性矢量标量联系(1)都是描述物体运动快慢的物理量，单位相同(2)平均速度的大小一般小于平均速率，仅单向直线运动时，两者的大小才相等三、测纸带平均速度和瞬时速度1.测量平均速度根据上节课对打点计时器使用的学习和对纸带数据处理的知识，你能设计出一个测纸带平均速度的实验方案吗?(1)实验思路：①用手拉通过打点计时器的纸带时，纸带运动确定时间内的位移信息就被记录下来。②测出纸带计数点间的位移Δx和所用的时间Δt，就可以算出平均速度。(2)数据收集处理：位置012345x/m∆x/m∆t/sv/(m/s)2.测量瞬时速度(1)实验思路：①如果不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表某个计数点的瞬时速度，也未尝不可。②如果要求更为精确，可以把包含某个计数点在内的间隔取得小一些，那么时间Δt就会变短，用两点间的位移Δx和时间Δt算出的平均速度代表纸带在该计数点的瞬时速度，就会精确一些。例如：测离E点较近的D、F两点位移Δx，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度。但D、F两点间距离过小，测量误差会增大，实际要根据需要及所用仪器的情况综合考虑。(2)数据收集处理：位置012345x/m∆x/m∆t/sv/(m/s)四、速度—时间图像1.图像绘制(1)以时间t为横轴，速度v为纵轴建立平面直角坐标系；(2)根据自己算出的是手拉纸带的v、t，数据在坐标系中描点；(3)用一条平滑的曲线描出这些点，曲线所反映的情况就是速度v随时间t变化的情况。2.速度时间图像的物理意义：直观地反映了速度随时间变化的情况。3.注意：①速度时间图像并不表示物体运动的轨迹，且只能描述直线运动，因为在速度时间图像中速度只有正、负两个方向。②图线在t轴上方速度方向为正，图线在t轴下方速度方向为负。1.关于速度的定义式，下列说法正确的是()A.此公式只适用于直线运动B.由公式可知，速度v与位移成正比、与时间成反比C.速度不变的运动是匀速直线运动D.速度v的方向可与位移的方向相反2.如图所示，从离地面3m高处竖直向上抛出一个小球，小球上升5m后，回落原位置，上升回落整个过程用时2s。则()A.小球通过的路程是10m，平均速度为B.小球通过的路程是10m，平均速度为0C.小球的位移大小是0，平均速度为D.小球的位移大小是10m，平均速度为03.一质点沿一边长为2m的正方形轨道abcd运动，每秒钟匀速移动1m，初始位置在bc边的中点A，由b向c运动，如图所示，B、C、D分别是cd、da、ab边的中点，则下列说法正确的是()A.第2s末的瞬时速度大小为 B.前2s内的位移大小为2mC.前4s内的平均速度大小为0.5m/s D.前4s内的平均速率为0.5m/s4.如图，从沙县夏茂镇步行至“小吃第一村”俞邦村，按手机导航推荐方案大约需39分钟，步行2.7公里，则此过程人步行()A.平均速率约为 B.平均速度约为C.瞬时速率约为 D.瞬时速度约为5.如图北所示为我国海警开展的巡航，东活动路线图，某日上午7:25，我国海警船从大陆A港出发先向东直线行驶一段距离到达B处，然后向北行驶一段距离，于11:25到达小岛C处，共历时4小时。已知小岛在A港北偏东距A100km处，A、C连线与正北方向的夹角为60°，则下列说法正确的是()A.7:25指的是时间间隔B.该过程海警船的路程小于位移的大小C.该过程中海警船的平均速率为25km/hD.该过程中海警船的平均速度大小为25km/h6.（多选）一辆汽车在教练场上沿平直道路行驶，以x表示它相对于出发点的位移，如图近似描绘了汽车在时刻到这段时间内的图像，以下说法正确的是()A.汽车前5s内和前30s内位移相同B.汽车前10s内的位移为30m，后20s内位移为30mC.汽车前10s内的平均速度为，全程平均速度为D.汽车前10s内的平均速度为，全程平均速率为7.教练员分析运动员百米赛跑的全程录像带，测得运动员在第1s内的位移是8m，前7s跑了63m，跑到终点共用了10s，则()A.运动员在第1s末的瞬时速度是B.运动员在前7s内的平均速度是C.运动员在第7s末的速度是D.运动员在百米终点冲刺速度为8.一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点，如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为5.4km，用时1h，M、N间的直线距离为1.8km，则从M点漂流到N点的过程中()A.该游客的位移大小为5.4kmB.该游客的平均速率为5.4m/sC.该游客的平均速度大小为0.5m/sD.若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为09.借助运动传感器可以测算出物体运动的速度。如图所示，传感器由两个小盒子A、B组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器它装在被测小车上，每隔1s可同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲；B盒固定不动且装有红外线接收器和超声波接收器，B盒收到红外线脉冲时开始计时（红外线传播速度为，红外线的传播时间可以忽略不计），收到超声波脉冲时计时停止。在某次测量中，B盒第一次记录到的收到红外线脉冲和收到超声波脉冲的时间差为0.15s，B盒第二次记录到的收到红外线脉冲和收到超声波脉冲的时间差为0.20s，A、B盒及小车均可视为质点，超声波传播速度为340m/s，下列说法错误的是()A.第1次发射脉冲时，小车与B盒间距离为51mB.第2次发射脉冲时，小车与B盒间距离为68mC.该小车运动方向是远离B盒D.该小车运动的速度大小为34m/s10.（多选）甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动，两物体运动的图像如图所示，下列判断正确的是()A.甲做匀速直线运动B.甲、乙速度相同的时刻在1s末和4s末C.乙在0~2s做减速运动，2~6s做加速运动D.2s后，甲、乙两物体的速度方向相反11.某频闪仪的频闪周期为T，每隔T的时间发出一次短暂的强光，照亮沿直线运动的小球，于是照相机胶片上记录了小球在几个闪光时刻的位置。如图是小球从A点运动到B点的频闪照片示意图，由图可以推测，小球在此运动过程中的速度________（选填“越来越大”或“越来越小”）。为计算小球在A点时的瞬时速度，甲同学用计算，乙同学用计算，得到不同的计算结果，从理论上讲，__________（选填“甲”或“乙”）同学的计算结果更接近的真实值。12.如图所示是实验中得到的一条纸带，点迹密集的地方表示物体运动的速度________（填“较大”或“较小”）。用可以表示D、G间的平均速度，也可以粗略地代表E点的瞬时速度，为了更加精确地表示E点的瞬时速度，理论上应把包含E点在内的时间间隔取得________（填“小一些”或“大一些”）。13.某同学利用电磁打点计时器研究小车的直线运动。（1）电磁打点计时器是一种使用________（选填“交流”或“直流”）电源的计时仪器，它的工作电压约是________V，当电源的频率为50Hz时，它每隔________s打一次点。（2）该同学实验中获得一条纸带，如图所示其中相邻两计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz，则打A点时小车运动的速度大小约为________m/s，从打A点到打D点过程中小车的平均速度大小________m/s。（计算结果均保留2位有效数字）（3）如果当时电网中交变电流的频率是，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使平均速度的测量值比实际值偏________（选填“大”或“小”）。

答案以及解析1.答案：C解析：是速度的定义式，既适用于直线运动，也适用于曲线运动，A错误；是速度的定义式，速度可用运动的位移与运动时间计算，但速度v的大小与运动位移、运动时间没有直接关系，B错误；速度不变即速度大小和方向均不变，所以速度不变的运动是匀速直线运动，C正确；由可知，速度v的方向与位移的方向相同，D错误。2.答案：B解析：小球路程，位移为起点到终点的有向线段，故位移大小为，所以平均速度为，故B正确，ACD错误。3.答案：C解析：根据题意，质点每秒钟匀速移动1m，可知质点以恒定速率运动破题关，则第2s末的瞬时速度大小为1m/s，前4s内的平均速率为1m/s，A、D错误；2s内质点由A运动到B，位移大小为，B错误；4s内质点由A运动到C，位移大小为，则平均速度大小为，C正确。4.答案：A解析：2.7公里是轨迹长度，是路程，所以平均速率为，因为位移无法确定，则平均速度无法计算，根据题意瞬时速度、瞬时速率也不可计算，选项A正确。5.答案：D解析：7:25对应时间轴上的一个点，指的是时刻，故A错误；海警船由A港运动到小岛C，通过的路程为，位移大小为，可知，故B错误；该过程中海警船的平均速率为，平均速度大小为，故C错误，D正确。6.答案：AD解析：A.由题图可知，5s末、30s末汽车的位置均在15m处，所以汽车前5s内和前30s内位移均为15m，故A正确；B.根据图示可知，汽车前10s内的位移为30m，后20s内的位移为-30m，故B错误；CD.由题图可知，汽车前10s内的平均速度为全程位移为0，所以全程平均速度为0，而全程总路程为所以全程平均速率为，故C错误，D正确。故选AD。7.答案：B解析：只知道运动员在第1s内的位移是8m，但不知道运动员的具体运动规律，由题目已知条件不能确定运动员在第1s末的瞬时速度，选项A错误；运动员在前7s内的位移为63m，则运动员在前7s内的平均速度是，选项B正确；运动员在第7s末的速度和运动员在百米终点冲刺速度都是瞬时速度，由于运动员的运动不是匀变速运动，故条件不足，无法求解，选项CD错误。8.答案：C解析：位移指的是从M点指向N点的有向线段，故位移大小为1.8km，A错误；从M点漂流到N点的路程为5.4km，用时1h，则平均速率为，B错误；该游客的平均速度大小为，C正确；以玉女峰为参考系，所乘竹筏的平均速度大小为0.5m/s，若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度大小也为0.5m/s，D错误。9.答案：D解析：当第1次发射脉冲时，小车与B盒间的距离为，A说法