1.3运动快慢的描述——速度ppt课件

1、12n人类发展的历史总是与交通工具的发展分不开的，从骡马拉车到汽车、飞机，人类发展的历史总是与交通工具的发展分不开的，从骡马拉车到汽车、飞机，再到现在的磁悬浮列车、载人宇宙飞船再到现在的磁悬浮列车、载人宇宙飞船人类运动的速度越来越快，活动的空人类运动的速度越来越快，活动的空间越来越大，那么，我们如何用物理间越来越大，那么，我们如何用物理语言来描述物体运动的快慢呢？语言来描述物体运动的快慢呢？3问题问题 1 1：如果一个物体做直线运动，我们如何描述物体在某一时刻的位置？：如果一个物体做直线运动，我们如何描述物体在某一时刻的位置？问题问题2 2：如何用坐标系来描述直线运动？一维还是二维坐标系比较方

2、便？：如何用坐标系来描述直线运动？一维还是二维坐标系比较方便？问题问题3 3：坐标原点描述的位置有什么意义？：坐标原点描述的位置有什么意义？问题问题4 4：一辆汽车在沿平直的公路运动，如果物体在：一辆汽车在沿平直的公路运动，如果物体在t t1 1时刻，位于距离参考点时刻，位于距离参考点10m10m处，如何表示该物体的位置？如果物体在处，如何表示该物体的位置？如果物体在t t2 2时刻，位于距离参考点时刻，位于距离参考点30m30m处，如何表处，如何表示该物体的位置？示该物体的位置？问题问题5 5：那么物体在：那么物体在t t1 1至至t t2 2时间内，位置坐标的变化量是多少？时间内，位置坐标

3、的变化量是多少？若若t t1 1时刻对应坐标为时刻对应坐标为x x1 1，t t2 2时刻对应坐标为时刻对应坐标为x x2 2，则时间的变化量，则时间的变化量t tt t2 2t t1 1. .4问题问题7：如图所示，图为百米跨栏赛，比较哪位运动员跑得快，用什么方法来比如图所示，图为百米跨栏赛，比较哪位运动员跑得快，用什么方法来比较？较？同样长短的位移，看谁用的时间少，即谁先到达终点，就是谁跑得快。同样长短的位移，看谁用的时间少，即谁先到达终点，就是谁跑得快。5问题问题8 8：如果运动的时间相等，又如何比较快慢呢？：如果运动的时间相等，又如何比较快慢呢？问题问题9 9：那运动物体所走的位移，所

4、用的时间都不一样，又如何表示快慢呢？：那运动物体所走的位移，所用的时间都不一样，又如何表示快慢呢？比较谁通过的位移大。比较谁通过的位移大。用单位时间内的位移来比较，就找到了比较统一的答案。用单位时间内的位移来比较，就找到了比较统一的答案。61 1速度的定义速度的定义物体运动的位移物体运动的位移 跟发生这段位移所用时间跟发生这段位移所用时间 的比值，也即是位移对时间的的比值，也即是位移对时间的变化率叫做速度变化率叫做速度2 2速度的公式：速度的公式： 3 3速度的物理意义速度的物理意义速度是描述物体运动快慢和运动方向的物理量，即描述物体位置变化快慢的物速度是描述物体运动快慢和运动方向的物理量，即

5、描述物体位置变化快慢的物理量，速度越大表示物体运动得越快，其位置变化也越快理量，速度越大表示物体运动得越快，其位置变化也越快x xt tt tx xv7n4 4速度是矢量速度是矢量n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速度的方向也就是物体运动的方向n5 5速度的单位速度的单位n国际单位制中，速度的单位是国际单位制中，速度的单位是“米每秒米每秒”，符号是，符号是“m/s”m/s”速度的单位除了速度的单位除了“米每秒米每秒”外还有一些常用的单位：千米每时外还有一些常

6、用的单位：千米每时(km/h(km/h或或kmhkmh1 1) )、厘米每秒、厘米每秒(cm/s(cm/s或或cmscms1 1) )8特别提醒：特别提醒：在速度的定义式在速度的定义式 中，中，xx是位移而不是路程，是位移而不是路程，xx与与tt具有同一具有同一性和对应性性和对应性t tx xv91 1平均速度平均速度(1)(1)定义：在变速直线运动中，物体发生的位移定义：在变速直线运动中，物体发生的位移xx跟发生这段位移所用时间跟发生这段位移所用时间tt的的比值，叫做变速直线运动的平均速度比值，叫做变速直线运动的平均速度(2)(2)公式：公式：(3)(3)物理意义：平均速度只能够粗略地描述物

7、体运动的快慢物理意义：平均速度只能够粗略地描述物体运动的快慢t tx xv v 10(4)(4)物理性质：平均速度既有大小又有方向，是个矢量，其方向与该段时间内物理性质：平均速度既有大小又有方向，是个矢量，其方向与该段时间内发生的位移的方向相同发生的位移的方向相同2 2瞬时速度瞬时速度(1)(1)定义：运动物体经过某一时刻定义：运动物体经过某一时刻( (或某一位置或某一位置) )时的速度时的速度(2)(2)在公式在公式 中，如果时间中，如果时间tt非常小，接近于零，可认为表示的是某非常小，接近于零，可认为表示的是某一瞬时，这时的速度称为瞬时速度一瞬时，这时的速度称为瞬时速度t tx xv v

8、11(3)(3)对瞬时速度的理解：对瞬时速度的理解：瞬时速度精确反映了物体运动的快慢，瞬时速度简称速度，因此以后碰到瞬时速度精确反映了物体运动的快慢，瞬时速度简称速度，因此以后碰到“速度速度”一词，如果没有特别说明，均指瞬时速度一词，如果没有特别说明，均指瞬时速度瞬时速度对应的是某一瞬时，或者说某一时刻、某一位置，故说瞬时速度时瞬时速度对应的是某一瞬时，或者说某一时刻、某一位置，故说瞬时速度时必须指明是在哪个时刻必须指明是在哪个时刻( (或在哪个位置或在哪个位置) )时的瞬时速度时的瞬时速度方向性：速度与速率不同，速率只反映质点的运动快慢，而速度却反映质点方向性：速度与速率不同，速率只反映质点

9、的运动快慢，而速度却反映质点运动的快慢和方向。运动的快慢和方向。12n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在某一时刻( (或某一位置或某一位置) )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各个时刻的速度都相同n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13n3 3平均速度与瞬时速度的关系平均速度与瞬时速度的关系n通常所说的通常所说的“速度速度

10、”，往往有，往往有“平均速度平均速度”和和“瞬时速度瞬时速度”两个含义，实际应用两个含义，实际应用中要注意根据上下文来分析、判断中要注意根据上下文来分析、判断“速度速度”的准确含义具体地说：的准确含义具体地说：n(1)(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、某一时刻相对应置、某一时刻相对应n(2)(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的运动情况14(3)(3)平均速度的大小与瞬时速度的

11、大小无必然联系，某时刻瞬时速度很大，但某平均速度的大小与瞬时速度的大小无必然联系，某时刻瞬时速度很大，但某段时间内的平均速度却未必大因为平均速度反映的是一段时间内物体运动的段时间内的平均速度却未必大因为平均速度反映的是一段时间内物体运动的快慢程度，而瞬时速度只反映了该过程中某时刻物体运动的快慢程度如下图快慢程度，而瞬时速度只反映了该过程中某时刻物体运动的快慢程度如下图所示，一辆小车沿直线运动，途经所示，一辆小车沿直线运动，途经A A、B B两点，其瞬时速度分别是两点，其瞬时速度分别是v v1 1和和v v2 2，已知，已知A A、B B间距为间距为x x，由，由A A到到B B所用时间为所用时

12、间为t t，则，则A A到到B B的过程中，平均速度，但的过程中，平均速度，但ABAB之间某一之间某一时刻的运动快慢却不清楚时刻的运动快慢却不清楚15n(4)(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n特别提醒：n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16n1 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

13、率是标速度是矢量，既有大小又有方向，瞬时速度的大小叫速率，速率是标量量n2 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n3 3速度计上的数值表示速率速度计上的数值表示速率n4 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1718n特别提醒：特别提醒：n(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瞬时速率为瞬时速度大小，但平均速率不是平均速度大小n(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某一运动过程中，瞬时速率可能大于

14、平均速率，也可能小于或等于平均速率率19n1当质点沿一条直线运动时，我们可以以这条直线为x坐标轴，规定正方向，这样就可以用表示质点的 用坐标的表示质点的 用坐标变化量的表示位移的方向n2比较物体运动的快慢，可以有两种办法一种是在 的情况下，比较所用时间的长短，运动得快另一种是在时间相同的情况下，比较，位移大的， 坐标坐标位置位置变化量变化量位移位移正负正负位移相同位移相同时间短的时间短的位移的大小位移的大小运动的快运动的快20n3物理学中用与发生这个位移 的表示物体运动的快慢，这就是速度n速度不但有 ，而且有，是矢量速度的大小在数值上等于的大小，速度的方向相同n4运动物体在 (或经过某一位置)

15、的速度，叫做n平均速度表示 直线运动的物体在n的平均快慢程度通常说某物体运动的速度是多大，一般都指的是位移位移所用时间所用时间比值比值大小大小方向方向单位时间内位移单位时间内位移跟运动的方向跟运动的方向某一时刻某一时刻瞬时速度瞬时速度做变速做变速某一段时间内某一段时间内平均速度平均速度21n5叫做速率n在汽车上用速度计来测量如图所示，速度计的指针所指示的数值就是的瞬时速率汽车的速率改变时，速度计指示的瞬时速度的大小瞬时速度的大小瞬时速率瞬时速率该时刻汽车该时刻汽车数值也改变数值也改变22n1位移时间图象(xt图象)n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

16、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xt图象23n2根据xt图象分析物体的运动n(1)由xt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n(2)若物体做匀速直线运动，则xt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24n(3)若xt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n(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

17、是从原点、原点正方向x2处开始运动n(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25n特别提醒：n(1)xt图象只能用来描述直线运动n(2)xt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26n例1下列说法中正确的是()nA平均速度是速度的平均值nB瞬时速率是指瞬时速度的大小nC火车以速度v经过某一段路，v是这一段路上的平均速度nD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n答案：BCD27n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

18、，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28n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()nA平均速度的大小等于平均速率nB平均速度的大小一定等于初速度和末速度的平均值nC瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率nD很短时间内的平均速度可认为等于瞬时速度n答案：CD29n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30n例2一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路从

19、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31n答案：汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度为24m/s.323334n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：n(1)每段时间内的平均速度；n(2)全过程的平均速度35n答案：见解析n分析：此题主要考查平均速度的计算注意位移与发生该段位移所用时间的对应性另外位移、速度都是矢量，有方向，首先要选取一个正

20、方向，注意正负号的意义363738n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x3m/s4s12m，由此得到后3s的速度v12m/3s4m/s，根据直线的斜率就是速度的大小，画出xt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xt图象39n答案：见解析n分析：解题过程中应注意速度的方向与对应图象倾斜性的内在一致，直线运动只有两个方向，选择其中一个方向为正，则另一个方向即为负，对应图象的斜率就有不同的符号，即图象的倾斜性不同而速度正方向的选择是任意的，并不影响分析结果，但一旦选定即要以此为依据给定各阶段运动

21、的速度符号本题正确的方法如下：40n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n(法一)选定物体开始运动的方向为正，则04s内v13m/s；46s内，v20；69s内，v34m/s.则xt图象知下图所示：41n(法二)选定物体开始运动的方向为负，则04s内，v13m/s；46s内，v20；69s内，v34m/s，则xt图象如下图所示42n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

22、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43n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xt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：ABC44n解析：(1)xt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n(2)将xt图象与实际运动情况结合起来，以便建立清晰的物理情境45选项内容指向，联系分析结论At0时，甲的

23、位置为xx0，乙的位置为x0，故甲、乙的出发点相距x0正确B甲、乙两物体的xt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t0时刻开始出发，乙在0t1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46n1下列关于速度的说法中正确的是()nA速度是描述物体位置变化的物理量nB速度是描述物体位置变化大小的物理量nC速度是描述物体运动快慢和运动方向的物理量的物理量nD速度是描述物体运动的路程与时间关系的物理量n答案：C47n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48n2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()nA10.4m/sB10.3m/snC10.2m/s D10m/sn答案：D4950n3