第3节 位置变化的快慢与方向-速度

第3节位置变化的快慢与方向—速度核心素养导学物理观念(1)知道速度的定义式、单位和方向。(2)知道匀速直线运动的特点及速率的含义。(3)理解v-t图像的含义，并会根据v-t图像分析物体运动的速度随时间的变化。科学思维(1)通过抽象概括，理解速度的含义。(2)理解平均速度和瞬时速度的区别与联系。(3)初步体会极限法在研究物理问题中的应用和意义。科学探究能用实验数据绘制v-t图像，并会根据图像理解速度的变化特点。科学态度与责任联系与速度有关的实例，体会物理学在生产、生活中的用途，增强对物理学习的兴趣。某时刻大小(3)匀速直线运动：瞬时速度保持______的运动。在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度______。(1)平均速度不是速度的平均值，需要根据定义来计算大小。(2)只有指明是在哪段位移或哪段时间内，平均速度才有意义。

不变相等二、速度的测量1．使用打点计时器测速度(1)两种打点计时器：_______________和__________________。(2)打点频率是____

Hz，即每隔______打一个点。2．用光电门测速度

遮光板的宽度Δx与相应的时间间隔Δt的比认为是小车经过光电门时的__________。电磁打点计时器电火花打点计时器500.02

s瞬时速度三、速度—时间图像1．图像的画法

以时间t为____轴，速度v为____轴，根据测量的数据在坐标系

中_______，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到速

度—时间(v-t)图像，如图所示。2．v-t图像的物理意义

可直观地表示物体______随______的变化情况。如图所示，从图中可看出物体的速度大小随时间不断变化；速度方向不变，与规定的正方向相同，做直线运动。横纵描点速度时间1．如图所示，百米赛跑中小明同学跑了12s，而小华同学跑了13.5s，请思考小明和小华谁跑的更快呢？

提示：小明跑得更快。2．若同样10s的时间，甲跑了90m，乙跑了80m，则甲和乙谁跑的更快？

提示：甲跑得更快。3．如图甲所示，为某时刻汽车内的仪表示数，请对以下结论作出判断：(1)仪表此时显示了汽车的速率约为50m/s。

()(2)仪表此时显示了汽车的瞬时速度约为50m/s。

()(3)仪表此时显示了汽车的平均速度约为50km/h。

()(4)仪表此时显示的是汽车的速率，其大小为50km/h。

()(5)若汽车某过程运动的v-t图线如图乙所示，则汽车在这段时间内做匀速直线运动。

()×××√√新知学习(一)|

平均速度、瞬时速度与平均速率[典例体验][典例]某物体由A点出发做直线运动，前5s向东行驶了30m到达B点，又向东行驶了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。[答案]

(1)20m/s，方向向西(2)1.5m/s，方向向西(3)10.5m/s2．瞬时速度和速率(1)瞬时速度是物体在某时刻(或某位置)的速度。瞬时速度是矢量，其方向就是该时刻(或该位置)物体运动的方向。描述物体在某时刻(或某位置)的运动快慢和运动方向。(2)速率是瞬时速度的大小。速率是标量，没有方向，速率只能反映某时刻(或某位置)物体运动的快慢，不能表示方向。3．平均速度、瞬时速度、平均速率的比较[针对训练]1．(2022·内江高一期末)关于平均速度和瞬时速度，下列说法正确的是(

)A．平均速度的大小等于初速度与末速度的平均值B．瞬时速度是指单位时间内的平均速度C．在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等D．若物体在某段时间内的平均速度为零，则这段时间内任意时刻的瞬时速度也为零解析：平均速度是位移与时间之比，其大小不一定等于初末速度的平均值，A错误；瞬时速度是指某一时刻或某一位置的速度，我们采用了取时间非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，B错误；匀速直线运动的物体速度处处相同，所以平均速度与瞬时速度相等，C正确；若物体在某段时间内平均速度为零，只能说明这段时间内物体回到了出发点，但它在中间过程中，不一定静止，D错误。答案：C

2．一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途经双乳峰附近的M点

和玉女峰附近的N点，如图所示。已知该游客从M点漂流到N

点的路程为5.4km，用时1h，M、N间的直线距离为1.8km，

则从M点漂流到N点的过程中

(

)A．该游客的位移大小为5.4kmB．该游客的平均速率为5.4m/sC．该游客的平均速度大小为0.5m/sD．若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为0答案：C

新知学习(二)|对v-t图像的理解及初步应用[任务驱动]如图所示，当两条速度—时间图像相交时，其交点的含义表示什么？提示：表示此时刻两物体的速度相同。

[重点释解]1．图像的意义(1)如图所示，图线1表示物体沿着正方向做匀速直线运动。(2)图线2表示物体沿着负方向做匀速直线运动。(3)图线4、5表示物体沿着正方向做加速直线运动。(4)图线3表示物体沿着负方向做加速直线运动。(5)图线6表示物体先沿着正方向做减速直线运动，速度减到零以后沿着负方向做加速直线运动。2．斜率的意义

表示速度变化的快慢，斜率的绝对值越大，表示速度变化越快；反之，表示速度变化越慢。(1)如图线1、2，图线平行于t轴，斜率为零，表示速度不变，则物体做匀速直线运动。(2)如图线3、4、5、6，图线不平行于t轴，斜率不为零，表示物体做变速运动，且倾斜程度越大，即斜率的绝对值越大，表示速度变化越快。3．截距的意义(1)纵轴上的截距：表示初始时刻物体的瞬时速度。(2)横轴上的截距：表示该时刻物体的速度为零。4．图线交点的意义两条图线相交，表示该时刻两物体的瞬时速度相同。[针对训练]1．(多选)甲、乙两物体的v-t图像如图所示，则

(

)A．甲、乙两物体都做匀速直线运动B．甲、乙两物体若在同一直线上，就一定会相遇C．甲的速率大于乙的速率D．甲、乙两物体即使在同一直线上，也不一定会相遇解析：两物体速度—时间图像中速度不变，均为匀速直线运动，横轴以上速度为正，横轴以下速度为负，所以两物体运动方向相反，不一定会相遇，甲的速率大于乙的速率A、C、D正确。答案：ACD2．如图所示是某商场竖直电梯上行的v-t图像，则下列判断正确

的是

(

)A．2s末电梯达到最大速度B．2～4s内电梯静止C．1～2s内电梯的速度变化比4～5s内的速度变化大D．1～2s内电梯的速度变化比4～5s内的速度变化快解析：由题给v-t图像可知，2s末电梯达到最大速度，A正确；2～4s内电梯做匀速运动，B错误；1～2s内电梯的速度变化比4～5s内的速度变化小，且1～2s内电梯的速度变化比4～5s内的速度变化慢，C、D错误。答案：A一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养

物理观念——对速度的理解1．(选自鲁科版新教材课后练习)如图所示，在寓言“龟兔赛跑”中，乌龟先到达终点。你认为乌龟和兔子谁跑得更快？请作出解释。若兔子跑过某位置时的瞬时速度为6m/s，能否说兔子每1s都跑了6m，或者说每跑6m都用1s的时间？其含义是什么？提示：在跑步竞赛中，是以时间来计算比赛成绩的，同样的路程，同样的位移，所用时间越短，平均速度越大，就说明跑得越快，并不是按照通过某一位置瞬时速度的大小来比较快慢。“龟兔赛跑”中，乌龟先到达终点，用时较短，平均速度较大，所以乌龟跑得快。

瞬时速度是物体在某位置或某时刻的速度，物体在下一位置或下一时刻的速度如何并不知道。本题中兔子跑过某位置的瞬时速度为6m/s，若从该位置起6m内或1s内的速度不变，则兔子1s跑6m，或跑6m用时1s，但兔子跑过该位置后的速度是否仍为6m/s，我们并不知道，故也就不能得出兔子每1s都跑6m或每跑6m都用1s的时间的结论。

科学思维——“交通区间测速系统”的应用原理2．(选自粤教版新教材“资料活页”)交通区间测速系统是通过在道路卡点架设摄像机而建立的监控抓拍系统。这种测速系统对道路卡点监测区域内所通行的车辆进行实时监控、抓拍，以获取车辆行驶速度、交通流量、车辆的牌照号码以及驾驶员特征等信息，再将信息通过网络传输到公安交通指挥中心和交通控制分中心的数据库中进行数据存储、查询、比对等处理，以便进行集中有效的管理。同时也为公安部门有效打击违章超速、肇事逃逸、可疑车辆等各种违法行为提供有效的技术支持。区间测速的原理如图所示，在同一路段上布设前后两个监控点，通过测出车辆经过这两个监控点的时间来计算车辆在该路段上的平均行驶速度，并依据该路段上的限速标准判定车辆是否超速违章，并在LED大屏幕上实时发布交通违章车辆信息，以对违章车辆进行告知及警示其他车辆。

科学探究——用打点计时器测速度3．(选自人教版新教材课后练习)把纸带的下端固定在重物上，纸带穿过打点计时器，上端用手提着。接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图所示。(1)图中所示的纸带，哪端与重物相连？(2)怎样计算在纸带上打A点时重物的瞬时速度？说出你的理由。二、新题目精选——品立意深处所蕴含的核心价值1．如图所示，某人在室内以窗户为背景摄