1.3+位置变化快慢的描述-速度+课件+-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

位置变化快慢的物理量-速度01通过抽象概括，理解速度的含义。知道速度的定义式、单位和方向。02理解平均速度和瞬时速度的区别与联系，初步体会极限法在研究物理问题中的应用和意义。03知道匀速直线运动的特点及速率的含义。会使用打点计时器测量平均速度和瞬时速度04理解v－t图像的含义，能用实验数据绘制v－t图像，并会根据v－t图像分析物体运动的速度随时间的变化。学习目标知识点一：速度【思考】：（1）如图甲，30min内自行车行驶了8km、汽车行驶了50km，应该如何比较它们运动的快慢呢？(2)如图乙，百米赛跑，优秀运动员跑10s，而某同学跑13.5s，应该如何比较他们运动的快慢呢？（提示：(1)相同时间内通过位移大的运动得快。(2)相同的位移所用时间短的运动得快。）比较物理运动快慢的三种方法：（1）相同时间看位移；（2）相同位移看时间；（3）时间和位移均不相同时用物体运动的位移和这段位移所用时间的比值来比较；速度1．物理意义：表示物体运动__快慢__的物理量。2．定义：位移与发生这段位移所用__时间__的比值。3．定义式：v＝____。4．单位：在国际单位制中，速度的单位是__米每秒__，符号是m/s或m·s－1；常用单位还有千米每小时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。5．矢量性：速度是__矢量__，方向与时间Δt内的位移Δx的方向__相同__。PS：对速度的理解(1)这里的速度指运动物体的位移与所用时间的比值，而不再是初中所学的路程与时间的比值。(2)两种速度的定义并不矛盾，因为初中只研究匀速直线运动，不注重运动方向，此时路程与位移大小相等。对定义式v＝的理解（不是一个基本物理量，是用比值定义法定义的推导量）(1)公式v＝中的Δx是物体运动的位移，不是路程。(2)v＝是速度的定义式，不是决定式，不能认为v与位移成正比、与时间成反比。（3）v表示物体位置的变化率，速度越大，表示物体位置和变化越快。（物体的位移大不一定速度大）速度是矢量(1)速度既有大小，又有方向，是矢量。速度的方向（物体运动的方向）与时间内的位移的方向相同。(2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同。特别提醒（1）分析物体的运动速度时，既要计算速度的大小，又要确定速度的方向，不可只关注速度的大小。(2)初中的速度概念实际是物体路程与相应时间的比值，即平均速率是标量（只有大小没有方向），与高中的速度概念是不同的。（3）速度是矢量，其正负号只表示速度的方向是否与规定的正方向相同，与速度的大小无关。速度的大小只看绝对值，若速度的绝对值相等，那么速度大小相等。练习典题1(多选)以下说法正确的是(CD)A．物体运动的位移越大，其速度一定越大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，其位移跟时间的比值是一个恒量2．(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为2m/s，乙质点的速度为－4m/s，则可知(ACD)A．乙质点的速率大于甲质点的速率B．因为2>－4，所以甲质点的速率大于乙质点的速率C．这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10s后甲、乙两质点相距60m知识点二：平均速度和瞬时速度【思考】我们来模拟一下一位家长开车到十字路口的情形。OA段是加速过程,AB段是匀速过程,BC段是减速过程。我们分析一下刚才这个过程:从O点起步到C点停车共用了50s,位移是100m。那么这个过程中速度v==2m/s。但是,在这个加速—匀速—减速的整个过程中速度一直是2m/s吗?（并不是。所以我们把刚才算出来的速度叫作行车过程的平均速度。什么是平均速度呢?）1.平均速度：物体在某段时间内，物体的快慢通常是变化的，物体的位移与发生这段位移所用时间的比值即等求得的速度v，表示物体在时间Δt内运动的__平均快慢__程度。PS：平均速度是矢量，其方向为位移的方向。只能粗略的描述物体运动快慢的物理量，即表示物体在一定时间内运动的总体快慢，并不能表示物体在某个时刻运动的快PS：平均速度不等于速度的平均值瞬时速度【思考】在前面这段汽车运动中,我们看到在大部分时刻汽车的速度不等于平均速度,那我们用哪个物理量来描述某时刻的运动情况呢?2．瞬时速度(1)当Δt非常非常小时，我们就把Δx/Δt叫作物体在某一时刻的__瞬时速度__。（极限法）(2)瞬时速度可以__精确__地描述物体运动的快慢，瞬时速度的大小通常叫作__速率__。PS：匀速直线运动是__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__相等__。3.平均速度与瞬时速度区别与联系4.平均速度与平均速率的区别与联系特别提醒：(1)我们平时所说的速度有时指平均速度，有时指瞬时速度，应根据前后文判断。(2)在变速直线运动中，不同时间(或不同位移)内的平均速度一般不相同，因此，求出的平均速度必须指明是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度。练习某质点由A出发做直线运动，前5s向东行驶了30m经过B点，又向前行驶了5s前进了60m到达C点，在C点停了4s后又向西行驶，经历了6s运动了120m到达A点西侧的D点，如图所示，求：(1)最后6s时间内物体的平均速度大小和方向；(2)全过程的平均速度。(3)全过程的平均速率。知识点三：测量纸带的平均速度和瞬时速率【思考】我们知道两点间平均速度v=Δx/Δt,在下图中,我们怎样去求出D、G两点间的平均速度呢?【提出问题】

用包含某点在内的一段时间内的平均速度粗略表示该点的瞬时速度。在下图中,E点在D、G两点之间,也在D、F两点之间,用哪一段时间内的平均速度表示E点的瞬时速度更准确呢?1.计算平均速度跟运动物体连在一起的纸带上的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点之间的距离Δx，如上图，打两个点的时间间隔可用Δt=（n-1）×0.02s得出，就可以计算平均速度2.计算瞬时速度当Δt很小的时，可以用平均速度用＝粗略的表示中间时刻的瞬时速度，如图所示，纸带上的E点瞬时速度可以用DF之间的平均速度得出。3.有效数字：有效数字是指在一个数中，从该数的第一个非零的数字起，直到末尾数字止的数字称为有效数字，如0.618的有效数字有三个，分别是6、1、8.练习

典题3在测定速度的实验中，使用打点计时器(用频率为50Hz的交流电)测小车的速度，实验得到的一条纸带如图所示，0,1,2,3,4是选用的计数点，每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出．图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况，读出图中所给的测量点的读数分别是__10.00cm__、__12.60cm__、__22.60cm__和__30.00cm__。1,3两点间的平均速度是__0.625__m/s，1,4两点间的平均速度是__0.725__m/s,2点的速度更接近于__0.625__m/s。知识点四：用x-t图像求速度

1.从x-t图像上可以确定位移和时间并计算物体的速度，由＝结合X-t图像的切线斜率K=＝，可知位移时间图像在某点的切线斜率表示该点的瞬时速度，若图线为一条直线，则表示物体的速度不变，（1）速度大小的判断：直线的倾斜程度（斜率）反映了物体做匀速直线运动的快慢，斜率的绝对值越大，位移随时间变化得越快，运动越快；反之斜率越小则位移随时间变化的越慢，运动越慢。即图线的斜率的绝对值表示速度的大小，如图所示，图线我①②③中，图线②的斜率的绝对值最大，速度最大。（2）速度方向判断：向上倾斜的直线表示物体沿正方向做匀速直线运动，如图线1；向下倾斜的直线表示物体沿负方向做匀速直线运动，如图线2；平行与时间轴的直线则表示物体静止，如图线3.2.凡图线是曲线均表示物体做变速直线运动，变速直线运动的位移时间图像特点：变速直线运动的图像不是直线而是曲线，图像上某点的切线斜率的绝对值表示该时刻物体运动速度的大小。3.如果几个物体在同一直线上运动，他们的位移时间图像图线的交点表示物体相遇。PS:区分位移和速度的正负方法：（1）位移方向是相对于坐标轴原点的。t轴上方位移为正，t轴下方的位移为负。运动方向以x-t图线中直线的斜率的正负表示，图像中的拐点表示速度发生变化，如图所示，A点表示物体速度大小发生变化，方向不变；B点表示物体的速度方向变化，大小可能变可能不变。知识点五：V-t图像【思考与讨论】物体运动的速度随时间变化的情况可以用图像来直观表示。以时间t为横轴,速度v为纵轴,坐标中的图像即为速度—时间图像或v-t图像,阅读课本第22页后小组讨论应该怎样准确描绘速度—时间图像呢?1．v－t图像：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v－t图像。2．v－t图像的应用(1)由图像能看出每一时刻对应的瞬时速度，判断速度大小的变化及其方向。(2)根据图线斜率判断物体的运动性质，斜率的绝对值越大，表示速度变化越快。（如图所示，①做匀速运动，②③都做变速运动，但运动方向相反，②的速度变化更快。）(3)截距：v－t图像的纵轴截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻。(4)图线交点：两条图线相交，交点表示两物体此时的瞬时速度相同。PS:无论V-t