2019版新教材物理人教版必修第一册学案第1章第3节位置变化快慢的描述-速度

第3节位置变化快慢的描述——速度1．速度(1)定义：eq\o(□,\s\up4(01))位移与eq\o(□,\s\up4(02))发生这段位移所用时间之比。(2)定义式：eq\o(□,\s\up4(03))v＝eq\f(Δx,Δt)。(3)物理意义：表示物体运动的eq\o(□,\s\up4(04))快慢。(4)单位：在国际单位制中，速度的单位是eq\o(□,\s\up4(05))米每秒，符号是eq\o(□,\s\up4(06))m/s或m·s－1，常用单位还有：eq\o(□,\s\up4(07))千米每时(km/h或km·h－1)、eq\o(□,\s\up4(08))厘米每秒(cm/s或cm·s－1)。1m/s＝eq\o(□,\s\up4(09))3.6km/h。(5)速度是eq\o(□,\s\up4(10))矢量，它既有大小，又有方向。速度v的方向就是物体eq\o(□,\s\up4(11))运动的方向，和时间Δt内的位移Δx的方向eq\o(□,\s\up4(12))相同。2．平均速度和瞬时速度(1)平均速度①定义：物体运动的位移eq\o(□,\s\up4(01))Δx跟发生这段位移所用eq\o(□,\s\up4(02))时间Δt的比值，叫作平均速度。②公式：eq\o(□,\s\up4(03))v＝eq\f(Δx,Δt)。③物理意义：表示物体在一段时间内运动的eq\o(□,\s\up4(04))平均快慢程度及方向，只能eq\o(□,\s\up4(05))粗略地描述物体运动的快慢。④平均速度既有eq\o(□,\s\up4(06))大小又有eq\o(□,\s\up4(07))方向，是eq\o(□,\s\up4(08))矢量，其方向与一段时间内发生的eq\o(□,\s\up4(09))位移的方向相同。(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，在公式v＝eq\f(Δx,Δt)中，如果Δteq\o(□,\s\up4(10))非常小，接近于零，这时的速度称为瞬时速度。②物理意义：瞬时速度eq\o(□,\s\up4(11))精确地描述了物体运动的快慢及方向。③瞬时速度是eq\o(□,\s\up4(12))矢量，其方向与物体那一时刻运动的方向相同。(3)匀速直线运动：匀速直线运动是eq\o(□,\s\up4(13))瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度eq\o(□,\s\up4(14))相等。(4)速率：eq\o(□,\s\up4(15))瞬时速度的大小，是eq\o(□,\s\up4(16))标量。(5)平均速率：运动物体经过的路程和所用时间的比值。3．测量纸带的平均速度和瞬时速度如图所示为打点计时器打出的一条纸带，根据A、E两点间的距离Δx和时间Δt算出运动的纸带在A、E两点间的eq\o(□,\s\up4(01))平均速度，v＝eq\f(Δx,Δt)。用这个速度可以近似地表示纸带经过C点时的eq\o(□,\s\up4(02))瞬时速度，如果Δt再小一些(如选B、D之间)，用平均速度代表C点的瞬时速度会eq\o(□,\s\up4(03))更精确。4．速度—时间图像以eq\o(□,\s\up4(01))时间t为横轴，eq\o(□,\s\up4(02))速度v为纵轴建立平面直角坐标系，形象描述物体运动的速度随时间变化的情况。描点作图时，要用一条eq\o(□,\s\up4(03))平滑的曲线来描出这些点，如果有些点难以落在曲线上，应该使它们大致eq\o(□,\s\up4(04))均匀地分布在曲线两侧。典型考点一速度1．(多选)下列说法正确的是()A．由公式v＝eq\f(Δx,Δt)可知，做匀速直线运动的物体，其速度与位移成正比B．物体运动的时间越短，其速度一定越大C．速度是表示物体运动快慢的物理量D．做匀速直线运动的物体，其位移与时间的比值是一个恒量答案CD解析速度等于位移与时间的比值，其大小与位移和时间没有直接关系，故A、B错误；速度是描述物体运动快慢的物理量，故C正确；做匀速直线运动的物体，速度保持不变，故其位移与时间的比值是一个恒量，故D正确。典型考点二平均速度和瞬时速度2．(多选)下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是()A．当Δt充分小时，平均速度可以表示该时刻的瞬时速度B．匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动D．只有瞬时速度可以精确描述变速运动答案ABD解析瞬时速度可以看成时间趋于0时的平均速度，故A正确；在匀速直线运动中，由于Δx跟Δt的比值不变，平均速度与瞬时速度相同，故B正确；瞬时速度可以精确描述变速运动中运动的快慢情况，平均速度描述的是一段时间内或一段位移内的运动的平均快慢，不能精确地描述变速运动的快慢，故C错误，D正确。典型考点三测量纸带的平均速度和瞬时速度3．在用打点计时器(电源频率为50Hz)研究物体做初速度为零且速度逐渐增大的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每5个点取一个计数点，试根据纸带求解以下问题：(1)纸带的哪一端与物体相连？(2)相邻两个计数点间的时间间隔是多少？(3)BD段对应的平均速度是多大？(4)打C点时瞬时速度是多大？答案(1)左端(2)0.1s(3)1.861m/s(4)1.861m/s解析(1)由物体的初速度为零且速度逐渐增大，可判断纸带左端与物体相连。(2)由交流电源频率为50Hz知，相邻计时点间的时间间隔T为0.02s，每5个点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔Δt＝5T＝0.1s。(3)由纸带可知xBD＝(49.60－12.38)cm＝0.3722m，tBD＝2Δt＝0.2s。由平均速度公式得eq\x\to(v)＝eq\f(xBD,tBD)＝eq\f(0.3722,0.2)m/s＝1.861m/s。(4)C点瞬时速度近似等于BD段的平均速度，故vC＝1.861m/s。典型考点四速度—时间图像4.(多选)甲、乙两车在平直公路上同时做直线运动，v­t图像如图所示，则()A．它们的初速度均为零B．t1以后甲的速度大于乙的速度C．t1时