初升高物理暑假預(yù)習(xí)課（人教版）1.3 位置變化快慢的描述-速度（講義）（學(xué)生版）

1.3位置變化快慢的描述——速度——劃重點(diǎn)之初升高暑假預(yù)習(xí)強(qiáng)化精細(xì)講義知識點(diǎn)1：速度1.比較物體運(yùn)動的快慢（1）在相同時(shí)間△t內(nèi)，物體的位移△x越大，說明物體運(yùn)動得越快；（2）經(jīng)過相同位移△x，物體所用的時(shí)間△t越短，說明物體運(yùn)動得越快；（3）當(dāng)物體運(yùn)動的△x和△t均不相同時(shí)，在物理學(xué)中用來比較物體運(yùn)動的快慢，即速度。2.速度（1）定義：物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間之比表示物體運(yùn)動的快慢.（2）定義式：，即速度的大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)物體位移的大小.在國際單位制中，速度的單位為米每秒，符號為m/s或m·s-l.（3）速度是矢量，既有大小，又有方向，速度的方向（物體運(yùn)動的方向）和位移方向相同.（1）速度不是一個(gè)基本物理量，是用比值定義法定義的推導(dǎo)量，不表示v與△x成正比、與△t成反比的關(guān)系.（2）v表示物體位置的變化率，速度越大，表示物體位置變化得越快.（3）初中我們學(xué)習(xí)的速度（路程與時(shí)間的比值）實(shí)際上是平均速率，是標(biāo)量，只有大小，沒有方向.高中階段學(xué)習(xí)的速度是矢量，在計(jì)算速度或比較速度時(shí)，必須同時(shí)考慮它們的大小和方向.知識點(diǎn)2：平均速度和瞬時(shí)速度1.平均速度（1）在變速運(yùn)動中，是不斷變化的，表示的是物體在△t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動的快慢程度.平均速度是矢量，其方向?yàn)槲灰频姆较?（2）平均速度是粗略描述物體運(yùn)動快慢的物理量，即表示物體在t時(shí)間內(nèi)運(yùn)動的總體快慢，并不能表示物體在某個(gè)具體時(shí)刻運(yùn)動的快慢.（1）解題時(shí)必須指明求出的平均速度對應(yīng)哪段時(shí)間或哪段位移，不指明對應(yīng)過程的平均速度是沒有意義的.（2）速度是矢量，正負(fù)號只表示速度的方向是否與正方向相同，與速度的大小無關(guān).速度的大小只看絕對值，速度的絕對值相等，則速度的大小相等.（3）平均速度的大小一般不等于初、末速度大小的平均值，不能用直接計(jì)算，要根據(jù)定義式計(jì)算。（4）平均速度的方向與對應(yīng)的時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移的方向相同，與某一時(shí)刻的運(yùn)動方向不一定相同.（5）利用計(jì)算平均速度時(shí)，△x必須與△t相對應(yīng)。2.瞬時(shí)速度（1）定義：物體運(yùn)動的過程是無數(shù)時(shí)刻的運(yùn)動的累積，每個(gè)時(shí)刻物體均具有速度。運(yùn)動物體在某一時(shí)刻（或某一位置）的速度叫瞬時(shí)速度。（2）定義式：在公式時(shí)，△t越小，運(yùn)動的描述越精確.當(dāng)△t足夠小，趨于零時(shí)，我們就可以用來表示物體在此時(shí)刻的瞬時(shí)速度，從而精確描述物體在各個(gè)時(shí)刻運(yùn)動的快慢。（3）瞬時(shí)速度是矢量，方向?yàn)槲矬w經(jīng)過某一位置時(shí)運(yùn)動的方向.（4）瞬時(shí)速度的大小叫作瞬時(shí)速率，簡稱速率.例如，汽車速度計(jì)不能顯示車輛運(yùn)動的方向，它的讀數(shù)實(shí)際是汽車運(yùn)動的速率.（1）勻速直線運(yùn)動是瞬時(shí)速度保持不變的運(yùn)動.（2）在勻速直線運(yùn)動中，平均速度等于任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度；在變速直線運(yùn)動中，由于速度不斷變化，某段時(shí)間內(nèi)的平均速度與這段時(shí)間內(nèi)某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度沒有必然聯(lián)系.（3）瞬時(shí)速度通過求解時(shí)，需要△t和△x很小，不易知，所以題目中常已知，或通過測量得知，或通過運(yùn)動規(guī)律求解.3.平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系（1）平均速度粗略地描述物體在一段時(shí)間或一段位移內(nèi)運(yùn)動的快慢及方向，與一段位移或一段時(shí)間相對應(yīng)，是過程量；瞬時(shí)速度精確地描述物體在某一時(shí)刻或某一位置運(yùn)動的快慢及方向，與某一位置或某一時(shí)刻相對應(yīng)，是狀態(tài)量.（2）中，當(dāng)△t→0時(shí)，平均速度約等于瞬時(shí)速度.（3）平均速度的方向與物體的位移方向相同，瞬時(shí)速度的方向?yàn)槲矬w在運(yùn)動軌跡上過該點(diǎn)的切線方向。為什么瞬時(shí)速度的大小叫作瞬時(shí)速率（速率），而平均速度的大小不能叫作平均速率？平均速率等于物體運(yùn)動路程與所用時(shí)間的比值，即初中學(xué)習(xí)的“速度”，而平均速度大小是指物體運(yùn)動位移與所用時(shí)間的比值的大小.例如，某同學(xué)用△t時(shí)間繞周長為L的操場跑步一圈時(shí)，位移為零，則平均速度為零，但平均速率為，我們平時(shí)說的跑步一圈的速度是指平均速率.【典例1】我校學(xué)生開展無線電定位“搜狐”比賽，甲、乙兩人從圖所示地形的O點(diǎn)同時(shí)出發(fā)，并同時(shí)到達(dá)A點(diǎn)搜到狐貍，兩人的搜狐路徑已在圖中標(biāo)出，則（）A．兩人運(yùn)動的平均速度相等B．甲的平均速度大于乙的平均速度C．甲的平均速度小于乙的平均速度D．無法判斷【典例2】關(guān)于速度，下列說法中正確的是（）A．汽車速度計(jì)上顯示70km/h，指的是汽車的瞬時(shí)速度B．某段高速公路上的限速為120km/h，指的是平均速度C．子彈以900m/s的速度從槍口射出，指的是平均速度D．火車從杭州到北京的速度約為120km/h，指的是瞬時(shí)速度【典例3】如圖所示，一物體在相同時(shí)間內(nèi)沿三條不同的路徑由A運(yùn)動到B，下列有關(guān)說法中正確的是（）A．沿Ⅰ物體的平均速度最大B．沿Ⅱ物體的平均速度最小C．沿Ⅲ物體的平均速度最大D．平均速度一樣大【典例4】下列運(yùn)動中一定是勻速直線運(yùn)動的是（）A．路程和位移大小始終相同的運(yùn)動B．位移方向與速度方向始終相同的運(yùn)動C．位移隨時(shí)間始終增大的運(yùn)動D．任意相等時(shí)間里位移都相同的運(yùn)動【典例5】下列關(guān)于速度的說法正確的是（）A．速度是描述物體位置遠(yuǎn)近的物理量B．速度是描述物體慣性大小的物理量C．速度是描述物體運(yùn)動快慢的物理量D．速度是描述物體位置變化的物理量知識點(diǎn)3：測量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度1.測平均速度及瞬時(shí)速度的原理（1）計(jì)算平均速度跟運(yùn)動物體連在一起的紙帶上的點(diǎn)跡記錄了物體在不同時(shí)刻的位置，用刻度尺測出兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離△x，打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔可用△t=（n-1）×0.02s求得，則平均速度。（2）計(jì)算瞬時(shí)速度當(dāng)△t很小時(shí)，可以用平均速度粗略地表示中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度.如圖所示，紙帶上E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用D、F間的平均速度代替.若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T，則A、B、C、D各點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為，，,.2.根據(jù)紙帶點(diǎn)跡判斷物體的運(yùn)動（1）分析紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)之間間距的變化情況，由于紙帶上相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔均為0.02s，所以點(diǎn)跡密集的地方說明在該段時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動的平均速度小.（2）若相鄰的點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離相等，可以判斷物體可能做勻速運(yùn)動；若相鄰的點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離越來越大，則說明物體做加速運(yùn)動，反之則做減速運(yùn)動.【典例1】把紙帶的下端固定在重物上，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，上端用手提著。接通電源后將紙帶釋放，重物拉著紙帶下落，紙帶被打出一系列點(diǎn)，其中一段如圖所示。設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打A點(diǎn)時(shí)重物的瞬時(shí)速度為。通過測量和計(jì)算，得出了AB兩點(diǎn)間的平均速度為，AC兩點(diǎn)間的平均速度為。下列說法正確的是（

）A．更接近，且小于 B．更接近，且大于C．更接近，且小于 D．更接近，且大于【典例2】在做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到了一條較為理想的紙帶，如圖所示，A、B、C、D為相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為，則紙帶上相鄰兩點(diǎn)間時(shí)間間隔為_______，測出，則AD間的平均速度______。知識點(diǎn)4:用v-t圖像表示速度的變化規(guī)律1.v-t圖像的建立（1）以時(shí)間t為橫軸，速度v為縱軸建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)定合適的刻度并注明單位.（2）計(jì)算出不同時(shí)刻對應(yīng)的瞬時(shí)速度值，并在坐標(biāo)系中描點(diǎn).（3）用平滑曲線來“擬合”實(shí)驗(yàn)中描出的點(diǎn)，得出v-t圖像.2.v-t圖像的應(yīng)用（1）v-t圖像只能用來描述做直線運(yùn)動的物體，圖線并不是物體的運(yùn)動軌跡。原因是v-t圖像中v的方向只有正負(fù)兩個(gè)方向.（2）若v-t圖線是直線，代表物體做勻速直線運(yùn)動或勻變速直線運(yùn)動，如圖線是曲線，則代表物體做變加速直線運(yùn)動.（3）斜率：若圖線平行于t軸，則表示物體做勻速直線運(yùn)動，若圖線不平行于t軸，則表示物體做變速直線運(yùn)動，圖線斜率表示加速度，斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正負(fù)表示加速度的方向.（4）面積：物體在某段時(shí)間內(nèi)的位移可以用v-t圖線與t軸所圍的面積來表示.所圍的面積在第一象限表示位移為正，所圍的面積在第四象限表示位移為負(fù).（5）點(diǎn)：①截距點(diǎn)：圖線與t坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo)代表物體速度為0的時(shí)刻；圖線與v坐標(biāo)軸的交點(diǎn)坐標(biāo)代表物體在t=0時(shí)刻的速度，即初速度.②交點(diǎn)：v-t圖像中兩條圖線的交點(diǎn)表示該時(shí)刻兩個(gè)物體速度相同.【典例1】如圖所示為一物體做直線運(yùn)動的速度—時(shí)間圖象，在整個(gè)運(yùn)動過程中，下列說法正確的是（）A．BC段和CD段的運(yùn)動方向相反B．CD段和DE段的加速度方向相同C．AB段物體靜止D．BC段和DE段物體都在加速運(yùn)動【典例2】一物體作勻變速直線運(yùn)動，速度圖像如圖所示，則在前4s內(nèi)（設(shè)向右為正方向）（）A．物體始終向右運(yùn)動；B．物體先向左運(yùn)動，4s后開始向右運(yùn)動；C．前2s物體位于出發(fā)點(diǎn)的左方，后2s位于出發(fā)點(diǎn)的右方；D．在t=2s時(shí)，物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)?！镜淅?】如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的速度—時(shí)間圖像，下列有關(guān)物體運(yùn)動情況判斷正確的是（）A．0～t1時(shí)間內(nèi)速度為正，質(zhì)點(diǎn)做加速直線運(yùn)動B．t1～t2時(shí)間內(nèi)速度為負(fù)，質(zhì)點(diǎn)做減速直線運(yùn)動C．t2～t3時(shí)間內(nèi)加速度為負(fù)，質(zhì)點(diǎn)做加速直線運(yùn)動D．t3～t4時(shí)間內(nèi)加速度為負(fù)，質(zhì)點(diǎn)做減速直線運(yùn)動重難點(diǎn)1：平均速度和平均速率的區(qū)別與聯(lián)系比較平均速度平均速率聯(lián)系（1）都是速度定義式的引申；（2）通常平均速率大于平均速度的大小，只有物體沿單向直線運(yùn)動時(shí)，平均速率才等于平均速度的大?。唬?）只要物體運(yùn)動，平均速率就不可能為零，而平均速度卻可能為零；（4）應(yīng)明確平均速率不是平均速度的大小，它們的大小沒有必然關(guān)系.區(qū)別定義位移與時(shí)間的比值路程與時(shí)間的比值意義粗略描述物體位置變化的快慢，與運(yùn)動路徑無關(guān)粗略描述物體運(yùn)動的快慢，與運(yùn)動路徑有關(guān)性質(zhì)矢量標(biāo)量【典例1】以往公路上用單點(diǎn)測速儀測車速，個(gè)別司機(jī)由于熟知測速點(diǎn)的位置，在通過測速點(diǎn)時(shí)通過剎車以降低車速來逃避處罰，但這樣很容易造成追尾事故，所以有些地方已開始采用區(qū)間測速，下列說法正確的是（）A．區(qū)間測速測的是汽車的瞬時(shí)速率B．區(qū)間測速測的是汽車的平均速率C．圖中，限速值70km/h指的是平均速度D．圖中是指汽車在任何時(shí)候瞬時(shí)速率都不能超過圖中數(shù)值【典例2】如圖所示，某賽車手在一次野外訓(xùn)練中，先用地圖計(jì)算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為9km，實(shí)際從A運(yùn)動到B用時(shí)5min，賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15km。當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)C時(shí)，車內(nèi)速度計(jì)指示的示數(shù)為150km/h，那么可以確定的是（）A．整個(gè)過程中賽車的平均速度為180km/hB．整個(gè)過程中賽車的平均速度為108km/hC．賽車經(jīng)過路標(biāo)C時(shí)的瞬時(shí)速度為150km/hD．整個(gè)過程中賽車的平均速率為180km/h重難點(diǎn)2：利用現(xiàn)代技術(shù)測速度的方法:1.用光電門測速度如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí)，其上的遮光條將光遮住，電子計(jì)時(shí)器可記錄遮光時(shí)間△t，而遮光條的寬度△x已知，且非常小，則△t也非常短，所以遮光條通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度近似等于遮光條通過光電門時(shí)的平均速度，即得【注意】為了比較準(zhǔn)確地獲得遮光條通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度，遮光條的寬度應(yīng)該適當(dāng)窄一些.2.借助傳感器及超聲波用計(jì)算機(jī)測速度如圖是一種運(yùn)動傳感器的原理圖，這個(gè)系統(tǒng)由A、B兩個(gè)小盒子組成，A盒裝有紅外線發(fā)射器和超聲波發(fā)射器，固定在小車上，B盒裝有接收傳感器，固定在某一位置并與A盒等高，并處于同一直線上.A盒同時(shí)發(fā)射紅外線和超聲波，根據(jù)B盒探測到的同一次發(fā)出的紅外線、超聲波到達(dá)的時(shí)間差△t1（紅外線以光速傳播，傳播時(shí)間可忽略不計(jì)），可以計(jì)算出A盒第一次發(fā)射紅外線、超聲波時(shí)離B的距離為（v聲為聲音傳播速度），同理可以算出A盒第二次發(fā)射紅外線、超聲波時(shí)離B的距離為，小車到達(dá)兩個(gè)位置時(shí)的位移差為△x=x2-x1，兩次發(fā)射紅外線、超聲波的時(shí)間差為△t，則小車在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為，而一般情況下兩次發(fā)射紅外線、超聲波的時(shí)間間隔不到1s，故可以將小車在此過程中的平均速度視為瞬時(shí)速度.3.利用頻閃照相法分析計(jì)算物體的速度在頻閃照相中會用到頻閃燈，它每隔相等時(shí)間閃光一次，例如每隔0.1s閃光一次，即每秒閃光10次.當(dāng)物體運(yùn)動時(shí)，利用頻閃照相機(jī)可以拍攝出該物體每隔相等時(shí)間所到達(dá)的位置，通過這種方法拍攝的照片稱為頻閃照片.分析頻閃照片，利用刻度尺測量物體運(yùn)動的位移△x，再根據(jù)間隔數(shù)得到物體運(yùn)動的時(shí)間△t，則物體在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為?！镜淅?】雷達(dá)是一種利用電磁波來測定物體位置和速度的設(shè)備，某防空雷達(dá)發(fā)現(xiàn)一架飛機(jī)正在以水平速度朝雷達(dá)正上方勻速飛來。某時(shí)刻在雷達(dá)監(jiān)視屏上顯示的波形如圖甲所示，經(jīng)過，雷達(dá)向正上方發(fā)射和接收到的波形如乙所示，已知雷達(dá)監(jiān)視屏上相鄰刻度線間表示的時(shí)間間隔為，電磁波的速度為，則該飛機(jī)的飛行速度大小約為（）A．1200m/s B．900m/s C．600m/s D．300m/s【典例2】如圖所示為超聲波測速示意圖，一固定的超聲波測速儀每隔向小汽車發(fā)出一個(gè)超聲波脈沖信號，已知第一個(gè)超聲波時(shí)刻發(fā)出，遇到小汽車后返回，時(shí)刻接收到反射波同時(shí)發(fā)出第二個(gè)超聲波，時(shí)刻接收到第二個(gè)反射波。若超聲波在空氣中的傳遞速度為，小汽車在這段時(shí)間的運(yùn)動視為勻速運(yùn)動，根據(jù)上述條件可知（）A．小汽車向超聲波測速儀運(yùn)動，速度為B．小汽車向超聲波測速儀運(yùn)動，速度為C．小汽車背離超聲波測速儀運(yùn)動，速度為D．小汽車背離超聲波測速儀運(yùn)動，速度為【典例3】用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能夠更精確地測量物體的瞬時(shí)速度。如圖所示，已知遮光條的寬度為，滑塊在牽引力的作用下通過光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光條通過第光電門的時(shí)間為，則滑塊通過光電門時(shí)的速度大?。ǎ〢． B．C． D．【典例4】一小球在水平桌面上做減速直線運(yùn)動，且速度隨時(shí)間均勻減小。用照相機(jī)對著小球每隔拍照一次，得到一幅頻閃照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如圖所示，已知照片與實(shí)物的比例為，則（）A．圖中對應(yīng)的小球在通過距離內(nèi)的平均速度是B．圖中對應(yīng)的小球在通過距離內(nèi)的平均速度是C．圖中對應(yīng)的小球通過距離內(nèi)的平均速率是D．圖中對應(yīng)的小球通過8cm位置時(shí)的速率大約為【典例5】用高速頻閃照相機(jī)拍攝正在做直線運(yùn)動的甲、乙兩個(gè)小球，得到一張頻閃照片，如圖所示。若照相機(jī)每次曝光的時(shí)間間隔相等，比較甲，乙兩小球通過AB過程中的平均速度，則（）A．v甲>v乙 B．v甲<v乙 C．v甲=v乙 D．無法判斷【典例6】用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能更精確地測量物體的瞬時(shí)速度．如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光條通過光電門1的時(shí)間為，通過光電門2的時(shí)間為，先后通過光電門1、2所用的總時(shí)間為，已知遮光條的寬度為d，光電門1、2間的距離為L，則滑塊通過光電門1的速度為________，通過光電門2的速度為________，通過光電門1、2間的平均速度為________.（結(jié)果使用題目條件中的字母表示）一、單選題1．一架無人機(jī)在同一水平面內(nèi)運(yùn)動，初始時(shí)懸停于空中，開始運(yùn)動后在5s內(nèi)向西沿直線飛行了40m，之后經(jīng)過5s向北沿直線飛行30m后再次懸停。無人機(jī)的運(yùn)動軌跡俯視圖如圖所示，則無人機(jī)在整個(gè)運(yùn)動過程中（

）A．平均速度大小為5m/s B．平均速度大小為7m/sC．平均速率為5m/s D．平均速率為8m/s2．如圖所示，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B、C均同時(shí)從長方體上的M點(diǎn)沿不同路徑同時(shí)運(yùn)動至N點(diǎn)，運(yùn)動軌道如圖所示，下列說法正確的是（）A．三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平均速度相同 B．三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平均速率相同C．三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的路程均大于位移 D．A、B的位移最大，C的位移最小3．甲、乙兩車在同一平直公路上行駛的位置x隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A．兩車的運(yùn)動方向都不變B．兩車相遇兩次C．乙車在時(shí)刻的速度最大D．時(shí)間內(nèi)，兩車的位移都在均勻增大4．甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上勻速運(yùn)動，設(shè)向右為正方向，甲質(zhì)點(diǎn)的速度為，乙質(zhì)點(diǎn)的速度為，則下列說法正確的是（）A．因?yàn)?，所以甲質(zhì)點(diǎn)的速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的速度B．由于兩質(zhì)點(diǎn)的速度一正一負(fù)，故兩質(zhì)點(diǎn)做相向運(yùn)動C．速度值前面的正、負(fù)號表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向D．若兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)由同一點(diǎn)出發(fā)，則后甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)相距5．關(guān)于速度的定義式，以下敘述正確的是（）A．物體做勻速直線運(yùn)動時(shí)，速度v與運(yùn)動的位移成正比，與運(yùn)動時(shí)間成反比B．速度v的大小與運(yùn)動的位移和時(shí)間都無關(guān)C．速度大小不變的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動D．、，因?yàn)?，所?．如圖所示，物體沿軌跡的箭頭方向運(yùn)動，每一正方形小格邊長為1m，沿四段軌跡運(yùn)動所用的時(shí)間分別是：1s、2s、3s、4s，下列說法不正確的是（

）A．物體在段的平均速度為1m/sB．物體在段的平均速度為C．物體在