人教版必修一第一章第三节《运动快慢的描述速度 》（66张ppt）课件

运动快慢的描述 速度 1、观众怎么比较哪个运动员跑得快？ 2、裁判又是怎么判断的？ 生活中我们常常用速度一词来描述物体 的运动快慢。 而在物理研究中我们常常关注的是物体 的位置变化情况 所以我们在物理学中所提及的物体的速 度指的是物体位置变化的快慢。 由此速度的含义有两个： 1.描述物体运动的快慢 2.描述物体位置变化的快慢 直线运动的位置：用坐标表示。 直线运动的位移：用坐标变化量表示。 坐标变化量的大小表示位移的大小。 坐标变化量的正、负表示位移的方向。 问题怎样表示直线运动的位置和位移？ x=x2 x1 x1x2 xO A A B B 一、坐标与坐标变化量 1 A点坐标x1 ：表示汽车在t1时刻的位置， 3时间的变化量 t t2 t1 2坐标的变化量 x x2 x1 （表示汽车的位移 B点坐标x2 ：表示汽车在t2时刻的位置。 x 的大小表示位移的大小， x 的正、负表示位移的方向。 A A B B 思考与讨论 1.汽车（质点）在向哪个方向运动？ 2.如果上述汽车沿x轴向另外一个方向 运动，位移x是正值还是负值？ x轴的 正方向 负值 二、速度： 1.定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。 定义式为： 速度是用比值法定义的物理量。 描述物体运动的快慢。(位置变化快慢 单位：国际单位制为m/s(或ms-1 ) 其它单位：km/h(或kmh-1 )，cm/s(或cms-1 ) 速度是一个矢量 大小：单位时间内位移的大小。 方向： 物理意义： 与物体的运动方向相同 讨论： x x 越大，越大，v v越大吗？越大吗？ (1) (2) 速度有方向吗？ 两辆汽车从某地沿着一条平直的公路出发，速度的 大小都是20m/s，他们的运动情况完全相同吗？ 速度仅指出大小是不够的，还必须指明 速度是 ，方向与 相同 方向方向 矢量矢量物体运动方向物体运动方向 物体在一条直线上运动，如果在相等的 时间里位移相等，这种运动叫做匀速直 线运动 1）匀速直线运动的轨迹是直线 2）“匀速”是指任何相等的时间内位移都 相等 三、匀速直线速度 实质：是一种快慢不变的运动。 8.54 8.54 m/sm/s 2006年瑞士洛 桑田径超级大奖 赛男子110米栏的 的比赛中，刘翔 以12秒88打破了 英国运动员保持13 年之久的世界纪录并夺取该项目冠军。 试计算其速度？ 刘翔完成110m栏的比赛，始终是这个速度吗？ 他做的是什么运动？用这个速度描述他每次跨栏的 快慢精确吗？ 前面我们知道了利用平均速度可以粗略描 述物体的运动，那么怎样才能精确地描述 物体的运动呢？ 如果能知道物体每时每刻的运动情况，那 么你是不是能够精确地描述物体的运动了 呢？ 由前面的分析，我们知道要精确地描述物 体的运动，至少我们要能够知道物体每时 每刻的运动速度。 那么怎样才能求出物体每时每刻的速度呢 ？ 为了解决这个问题，我们得先回忆一下初 中所学的一种特别的运动匀速直线运 动。 匀速直线运动：物体运动速度保持不变的运动 。 由其概念结合前面我们所学的平均速度的概念 ，我们能够得出什么结论呢？ 提示：匀速直线运动的物体在某个过程的平均 速度与其在这个运动过程中的任何一个时刻的 速度有怎样的关系呢？ 结论：匀速直线运动中物体的平均速度与其任 意时刻的速度相同。（大小和方向都相同） 接着我们还要感知一个规律： 生活中很多事实情况表明：时间间隔越短，速 度变化就越不明显。 例：汽车启动和刹车，也就是我们生活中所说 的来不及变，其中的本质原因就是物体具有惯 性。 有了前面两条规律： 1.匀速直线运动中物体的平均速度与其运动 中任意时刻的速度相同。 2.在时间间隔极短的情况下物体的速度来不 及变，即认为在这个过程中物体的速度不 变。 作为基础我们就可以继续往下研究了： 例： 见板书 分析： 在 过程中： 如果 极小，那么此过程就符合前面所提 到的规律。 即在 极小的情况下，物体的速度来不及 变，即可以视为其在这个过程中做匀直， 因此在这个过程中计算出的平均速度就可 以表示在这个过程中任意时刻的速度，也 就是可以表示 、以及它们之间任意时刻的 速度。 我们将这样的平均速度称为瞬时速度。 瞬时速度： 运动物体在某一时刻（或某一位置）时的速 度。 可以精确的描述物体的运动。 标矢性：瞬时速度是矢量，其方向与物体在 这一瞬间的运动方向相同。 平均速率： 1.运动物体的运动路程与所花时间的比值。 2.其可以用于生活中粗略地描述物体的运动 快慢。 3.是标量，只有大小没有方向。 速率： 1.物体瞬时速度的大小。 2.是标量，没有方向。 对于描述物体的位置变化的快慢， 我们在物理学中有两种方法： 1.粗略描述 2.精确描述 三、平均速度 物理意义： 粗略地描述物体在时间间隔t内的平均快慢程度 定义： 位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在 这段时间（或这段位移）内的平均速度。 定义式：v =x/t 一辆自行车在第一个5s内的位移为10m，第二个 5s内的位移为15m，第三个5s内的位移为12m，请 分别求出它在每个5s内的平均速度以及这15s内的 平均速度? v1=2m/s；v2=3m/s；v3=2.4m/s；v=2.47m/s 计算物体的平均速度时要注意哪些问题? 必须指明是物体在哪段时间内或哪段位移上的平均 速度！ 平均速度的方向如何？ A B 一个物体沿着一个圆周运动，圆的 半径为5m，物体从A点出发经过5s 第一次到达B点，那么在这段时间 内物体的平均速度多大？方向如何 平均速度的方向：物体的位移方向。 1、速率（speed）:瞬时速度的大小 .是标量 2 2、平均速率：、平均速率： 运动的物体所通过的运动的物体所通过的路程与所用时间的比值路程与所用时间的比值，是标量，是标量 平均速度=位移/时间 平均速率=路程/时间 平均速度的大小是否也叫平均速度的大小是否也叫平均速率平均速率呢？呢？ 在单向直线运动中在单向直线运动中 大小相等大小相等 自行车约5 人步行约1.3 蜗牛爬行约3103 大陆板块漂移约109 常见物体的运动速度v(m/s) 某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到 山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2 ，则往返的平均速度的大小和平均速率是 . 一辆汽车沿直线从甲地到乙地， 前一半时间的速度为60m/s，后一半时间的速度为 80m/s，则全过程中的平均速度是多少？ 如果前一半位移的速度为60m/s，后一半位移的速 度为80m/s，则全过程中的平均速度为多少？ 设一半时间为t，则由平均速度的定义式有： 解： =70m/s =68.6m/s 设一半位移为x，则由平均速度的定义式有： 2、一质点沿直线OX方向做变速运动，它离开O点的距离x 随时间变化的关系为x=5+2t3()，它的速度随时间t变化的 关系为v=6t（m/s）,该质点在t=0到t=2间 的平均速度和t=2 到t=3 间的平均速度的大小分别为 A.12 m/s,39 m/s B.8 m/s,38 m/s C.12 m/s,19.5 m/s D.8 m/s,13 m/s 答案:B 课外探究 四、瞬时速度 定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的 速度，叫做瞬时速度。 物理意义：精确地描述物体运动的快慢。 在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度。 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）。 方向：这一时刻物体的运动方向。 速率速率 瞬时速度的大小-速率 汽车的速度计显示的是 _ 。 常说的“速度”，可能指: “平均速度”、“瞬时速度”或“速率”。 在公式 中，如果时间非 常小， 接近于零，表示的是某一瞬 间，这时的速度称为 探究探究 瞬时速度 当非常非常小时所 得平均速度就可认为质点 在A处的瞬时速度： t t 瞬时速度： 运动物体在某一时刻（或某一位置）的 速度。 t t t t V= t t00 / A A 讨论： 计算速度时为什么不用路程比时间？ 甲、乙两位同学同时由学校出发去电影院。甲步行 走近路，乙骑自行车绕道而行，结果他们同时到达 。他们二人相比，谁快些？ 哪个更有意义 ？ 路程比时间？还是位移比时间？ 平均速度的大小：不能叫做平均速率。 平均速率：是指路程与发生这个路程所用时间的比 值。 特别提醒 前面我们学习了利用坐标系、质点模型、 时间轴、速度来描述物体的运动，今天我 们要介绍另一种即简洁又直观的方法来描 述物体的运动。 位置-时间图像。 首先我们前面所建立的运动图所呈现的数 据做一下处理。 由前面的位置-时间图像我们可以得到其函数表 达式： 有了这个函数表达式，我们就可以在物体 保持运动状态的情况下预测到他在任意时 刻的位置，同时还可以以此得到在任意时 间内的运动位移。 位置-时间图像在我们研究直线运动的物体 中是十分方便的，但是当我们用其研究更 为复杂的运动的时候其缺陷也就表现出来 了，之后我们便引入了位移-时间图像。 例：（平抛运动为例） 由前面的分析我们可以看出，其实位移-时 间图像就是以相对于同一初始位置的位移 和对应的时间做出的图像，和位置-时间图 像是十分相似的（请同学们自己下去后好 好体会）。 位移-时间图像能够描述的信息： 1.描述物体空间位置、运动位移、时刻、时 间之间的对应关系 2.描述物体运动的快慢程度 利用位移-时间图像分析物体的运动情况 CD 五、从位移图像看速度 1、物理意义：表示位移与时间的变化关系 2、倾斜直线：表示物体作匀速直线运动 3、倾斜程度：表示物体速度的大小 4、平行于t轴的直线：表示物体静止 5、两图像的“交点”：表示“相遇”信息 1 1 3 3 2 2 4 4 t/st/s - 2- 2 3 3 x/mx/m 0 0 乙乙 甲甲 A A 在匀速直线运动中 图象的斜率在数值 上等于速度。 t/s 100 75 50 25 0 1051520 s/m BA S-t图象中的速度 vAkA 100m/20s 5m/s vBkB 100m/10s 10m/s 0 1 2 3 4 5 t/s S/m 30 20 10 AB C D 图中OA、AB、BC、CD各表示怎样的运动 第3s末的位置在哪里？ 第4s内的位移多大？ 5s内物体的位移和路程分别为多少？ x/m t/s 甲 乙 丙 甲乙丙三物体的运动规律? 三条线交点代表什么? 1 1 3 3 2 2 4 4 t/st/s - 2- 2 3 3 x/mx/m 0 0 乙乙 甲甲 A A （1 1）甲在前）甲在前2s2s内的位移为内的位移为:_m:_m； （2 2）甲在第）甲在第3s3s内的平均速度为：内的平均速度为：_m/sm/s； （3 3）甲在全程的平均速度为：）甲在全程的平均速度为：_m/sm/s； （4 4）甲在全程的平均速率为：）甲在全程的平均速率为：_m/sm/s； （5 5） A A点坐标为：点坐标为：_； （6 6）甲、乙运动过程相遇）甲、乙运动过程相遇_次。次。 x t o 甲甲 乙乙 甲、乙两质点运动的甲、乙两质点运动的x-tx-t图像如图所示，下图像如图所示，下 列说法正确的是（列说法正确的是（ ） A A、甲、乙均作曲线运动、甲、乙均作曲线运动 B B、甲先减速，后静止不动、甲先减速，后静止不动 C C、甲先减速，后匀速、甲先减速，后匀速 D D、乙一直加速、乙一直加速 BDBD 甲、乙运动方甲、乙运动方 向相同吗？向相同吗？ 小结 1.速度的概念及其物理意义，平均速度和瞬时 速度的概念及物理意义。 2.知道了平均速度只能粗略描述质点运动的快 慢。 3.速度是矢量，方向就是物体运动方向。平均 速度中，速度方向也与位移方向相同。瞬时 速度的方向就是质点在那一时刻的运动方向 。 4.速率是标量，是指瞬时速度的大小。 平均速度瞬时时速度平均速率瞬时时速率 定 义义 方 向 意 义义 对对 应应 有方向，矢量 运动质点的 位移与时间 的比值 运动质点在某 一时刻（或位 置）的速度 瞬时速度 的大小 运动质点的 路程与时间 的比值 有方向，矢量 无方向，标量无方向，标量 精确描述 物体运动 的快慢 某段时间（ 或位移） 精确描述物体 运动的快慢 粗略描述 物体运动 的快慢 粗略描述 物体运动 的快慢 某一时刻（ 或位置） 某段时间（ 或路程） 某一时刻（ 或位置） 运动快慢的物理量 速度 平均速度 瞬时速度 1、物理意义：速度是表示运动快慢的物理量。 3、公式： 方向：与运动方向相同 运算：平行四边形 1、定义：某段时间的位移与发生这段位移所用时间的比值 。 2、公式： 3、物理意义：表示物体的平均快慢程度。 4、矢量性:方向与位移方向相同。 1.概念：运动物体经过某一时刻（或某一位置）时的速度 2、物理意义：精确描述物体的运动。 3、矢量性：方向与物体经过某一位置的运动方向相同。 4、大小 ：叫瞬时速率，简称速率。 2、定义：速度等于位移跟发生这段位移所用时间 的比值。 4、性矢量 作业；练习手册第 页 试判断下面的几个速度中哪个是平均速度?哪 个是瞬时速度? A.子弹出枪口的速度是800 m/s，以790 m/s 的速度击中目标 B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/h C.汽车通过站牌时的速度是72 km/h D.小球第3末的速度是6 m/s 平均速度: 瞬时速度 :B A、C、D 例1：关于瞬时速度，下列正确的是（ ） A瞬时速度是物体在某一段时间内或在某一段位移内 的速度的平均值 B瞬时速度可以看成是时间趋于无穷小时的平均速度 C瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度 D物体做匀速直线运动时，瞬时速度等于平均速度 BCD 典型例题 例2.日常生活中所说的速度哪些是瞬时速度 A汽车在高速公路行驶的最大速度限制在 120km/h B刘翔以9.4m/s的速度冲刺 C一辆汽车在高速公路上行驶的速度约为 100km/h D声音在空气中的传播速度是340m/s （ AB ） 例3.下列说法正确的是（ ） A、平均速度就是速度的平均值 B、匀速直线运动中，瞬时速度等于平均速度 C、汽车以速度v经过某一段路时，v指瞬时速度 D、子弹以速度v从枪口射出，v是平均速度，汽 车速度表测的是瞬时速度 B 甲、乙两车沿平直公路从某地同时同向驶向甲、乙两车沿平直公路从某地同时同向驶向 同一目的地同一目的地, ,甲车在前一半时间内以速度甲车在前一半时间内以速度 1 1 作作 匀速运动，后一半时间内以速度匀速运动，后一半时间内以速度 2 2 作匀速运作匀速运 动；乙车在前一半路程中以速度动；乙车在前一半路程中以速度 2 2 作匀速运作匀速运 动，后一半路程中以速度动，后一半路程中以速度 1 1 作匀速运动，下作匀速运动，下 列判断正确的是：列判断正确的是： A A如果如果 1 1 2 2 ，甲车先到达目的地。，甲车先到达目的地。 B B如果如果 1 1 2 2