1.3+位置變化快慢的描述-速度+課件-2022-2023學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊

第一章

運(yùn)動的描述1.3位置變化快慢的描述——速度1.定義:物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時間之比表示物體運(yùn)動的快慢,這就是速度,通常用字母v表示。2.定義式:v=

。1|速度說明

v的大小與Δx和Δt無關(guān),不能說v與Δx成正比,與Δt成反比。3.單位:在國際單位制中,速度的單位是米每秒,符號是m/s或m·s-1。常用的單位還

有千米每時(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。換算關(guān)系:1m/s=3.6km/h。4.標(biāo)矢性:速度是矢量,它既有大小,又有方向。速度v的方向與時間Δt內(nèi)的位移Δx

的方向相同。1.平均速度(1)物理意義:描述物體在某一段時間內(nèi)運(yùn)動的平均快慢程度及方向。(2)定義式:v=

。(3)矢量性:平均速度是矢量,其方向與位移方向相同。2.瞬時速度(1)物理意義:描述物體在某時刻運(yùn)動的快慢及方向。(2)速率:瞬時速度的大小。(3)矢量性:瞬時速度是矢量,其方向與物體的運(yùn)動方向相同。(4)勻速直線運(yùn)動:瞬時速度保持不變的運(yùn)動。2|平均速度和瞬時速度1.測量平均速度:如圖所示是打點(diǎn)計時器(頻率為50Hz)打出的一條紙帶示意圖,若

想計算實(shí)驗(yàn)時運(yùn)動的紙帶在某兩點(diǎn)間的平均速度v,只需測出這兩點(diǎn)間的位移Δx

和所用時間Δt,就可以算出平均速度v=

。3|實(shí)驗(yàn):測量紙帶的平均速度和瞬時速度2.測量瞬時速度:用

求出的平均速度可以粗略代表Δx范圍內(nèi)某點(diǎn)的瞬時速度,并且Δx越小、Δt越短,平均速度越接近某點(diǎn)的瞬時速度。圖中E點(diǎn)的瞬時速度,可由包含E點(diǎn)在內(nèi)的D、G兩點(diǎn)間的平均速度粗略地代表。如果把包含E點(diǎn)在內(nèi)的間隔Δx取得小一些,如圖中的DF段,那么用算出的平均速度代表紙帶在E點(diǎn)的瞬時速度會更準(zhǔn)確一些。1.概念:以時間t為橫軸,速度v為縱軸,坐標(biāo)系中的圖像即為速度-時間圖像或v-t圖

像。v-t圖像非常直觀地反映了物體運(yùn)動的速度隨時間變化的情況。2.圖像的建立(1)以時間t為橫軸,速度v為縱軸建立平面直角坐標(biāo)系。(2)根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算出不同時刻的瞬時速度值,在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。(3)用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來,即得到v-t圖像。4|速度-時間圖像1.位置坐標(biāo)的變化量有負(fù)值嗎?時間的變化量呢?變化量是用末態(tài)量減去初態(tài)量。位置坐標(biāo)的變化量有正負(fù),正值表示位移方向與

正方向相同,負(fù)值表示位移方向與正方向相反。時間的變化量沒有負(fù)值。2.物體的平均速度為0,瞬時速度一定為0嗎?不一定。物體的平均速度為0,說明物體的位移為0,物體可能靜止,也可能是又運(yùn)

動回出發(fā)點(diǎn),所以瞬時速度不一定為0。3.如果用打點(diǎn)計時器打出的紙帶上的點(diǎn)跡分布不均勻,那么,點(diǎn)跡密集的地方表示

運(yùn)動的速度較大還是較小?較小。由于每相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔相同,點(diǎn)跡密集的地方,相鄰兩點(diǎn)間的位移

小,則表示運(yùn)動的速度較小。知識辨析1.平均速度的計算1平均速度、平均速率的計算用v=

計算平均速度,要注意Δt和Δx的對應(yīng)關(guān)系。Δt與Δx有時會隱含在已知條件中,解決問題的關(guān)鍵是找到Δt時間內(nèi)對應(yīng)的位移Δx,或者位移Δx所對應(yīng)的

時間Δt,不能死套公式。解題時有以下三種情況需注意:(1)時間分段明確。例如,物體在平直路面上運(yùn)動過程中,前

t時間內(nèi)的平均速度是v1,后

t時間內(nèi)的平均速度是v2,則全程的平均速度為v=

=

=

。(2)位移分段明確。例如,物體在平直路面上運(yùn)動過程中,通過前

位移的平均速度是v1,通過后

位移的平均速度是v2,則全程的平均速度為v=

=

=。(3)中間停留一段時間。例如,一物體從A點(diǎn)沿直線運(yùn)動x1至B點(diǎn),所需時間為t1,在B

點(diǎn)停留t0時間后,又從B點(diǎn)沿直線運(yùn)動x2至C點(diǎn),所需時間為t2,求全程的平均速度用v

=

計算,則v=

。2.平均速率的計算用v=

計算平均速率,s為t時間內(nèi)物體通過的路程。在單向直線運(yùn)動中,物體的平均速率等于物體的平均速度大小。在往返直線運(yùn)動中,常分段求解物體的位

移大小,各段位移大小之和為物體通過的路程,除以總時間,得出物體的平均速率。典例某質(zhì)點(diǎn)由A出發(fā)做直線運(yùn)動,前5s向東行駛了30m到達(dá)B點(diǎn),又向前行駛了

5s前進(jìn)了60m到達(dá)C點(diǎn),在C點(diǎn)停了4s后又向西行駛,經(jīng)歷了6s運(yùn)動了120m到達(dá)

A點(diǎn)西側(cè)的D點(diǎn),如圖所示,求:

(1)最后6s時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度的大小和方向【1】;(2)全過程的平均速度【2】。信息提取【1】找出最后6s時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的起點(diǎn)和終點(diǎn),確定該過程的位移

大小和方向?！?】找出全過程質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的起點(diǎn)和終點(diǎn),確定該過程的位移大小和方向,并求出

總時間。思路點(diǎn)撥

物體做變速直線運(yùn)動時,在不同階段的平均速度一般不同,因此在用v

=

【3】求平均速度時一定要明確所求的是哪一段時間內(nèi)的平均速度。解析

(1)最后6s時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)從C到D的位移大小為Δx3=120m(由【1】得到)則平均速度大小為v1=

=

=20m/s,方向向西(由【3】得到)(2)全程中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的初位置為A點(diǎn),末位置為D點(diǎn),其位移方向向西,大小Δx=Δx3-Δx1-Δx2=120m-30m-60m=30m,所用時間t總=5s+5s+4s+6s=20s(由【2】得到)則平均速度大小為v2=

=

=1.5m/s,方向向西(由【3】得到)答案

(1)20m/s,方向向西

(2)1.5m/s,方向向西1.應(yīng)用v-t圖像描述物體的運(yùn)動時,明確圖像反映的物理規(guī)律是解題的關(guān)鍵。從v-t

圖像中可獲得的信息:(1)可以從圖像上直接讀出某一時刻物體的速度的大小。如圖t1時刻,a速度為v1,b

速度為v2,c速度為v0。(2)可以從圖像上直接判斷速度的方向。若圖像位于t軸的上方,表示物體向正方向運(yùn)動,如a、b、c均向正方向運(yùn)動;若圖像位于t軸的下方,表示物體向負(fù)方向運(yùn)動,0~t0,d向正方向運(yùn)動,t0~2t0,d向負(fù)方向運(yùn)動。(3)可以從圖像上直觀地看出速度隨時間的變化情況。圖線的走向說明加速或減速,速度增大為加速運(yùn)動,速度減小為減速運(yùn)動。2應(yīng)用圖像描述物體的運(yùn)動