（2021新人教版）高中物理必修第一册1.3 位置变化快慢的描述—速度ppt课件.pptx

1、情景情景 甲、乙和丙三位同学参加学校运动会，下表是他们的 参赛项目和比赛成绩. 问题：问题：甲和乙，哪位同学运动较快？ 甲和丙，哪位同学运动较快？ 那乙、丙呢？ 人员人员参赛项目参赛项目时间时间/s 甲100米直道14.5 乙150米直道14.5 丙100米直道12 1 思考：思考：同学们我们已经过学习位移，能不能说物体位移越 大，运动的就越快？ 相同时间比较位移相同时间比较位移 相同位移比较时间相同位移比较时间 转化为单位时间转化为单位时间 用位移与时间的比值，即 描述物 体运动的快慢，表示单位时间内物体运动的位移 . 位位移移 时时间间 2 1.3 位置变化快慢的描述速度 高中物理必修第一

2、册 一、速度 1.定义：物体运动位移与发生这段位移所用时间的比值。 2.定义式： t x v （比值定义法） 类比类比 v m 思考：思考： 3.单位： 国际单位： 常用单位： sm/ hkm/ )/6 . 3/1 (hkmsm scm/, 4.物理意义：表示物体运动快慢（位置变化快慢）的物理量。 5.矢量： 大小：单位时间内物体位移的大小 方向：速度的方向（物体运动的方向） 和位移的方向相同 对于速度的表达式： t x v ， 越大， 越大吗？xv 例题例题1 1： 甲乙两人从原点O出发.甲向东走了60m，用时 1min；乙向西匀速跑200m，用时40s.求： (1)甲和乙的位移；(2)甲和

3、乙的速度. 解解 (1)规定向东为正方向， 甲的位移为x1=60m-0m=60m； 乙的位移为x2=-200m (2)甲所用时间t1=60s，乙所用时间t2=40s. 甲的速度v1=x1/t1=(60/60)m/s=1m/s 乙的速度v2=x2/t2=(-200/40)m/s= -5m/s 思考：思考： “v2= -5m/s”的含义是什么？“-”表示什么？ x/m -200 0 60 乙 甲 5 速度方向和位移方向相同;+表示速度方向和规定方向相 同，-表示速度方向与规定方向相反. 思考与讨论思考与讨论 某同学围绕800m操场跑一周,回到出发点,用时160s.关 于该同学的速度， A同学：v=

4、(800/160)m/s=5m/s B同学：物体回到出发点，位移为0m，故速度为0m/s. 你同意哪位同学的观点？你的观点是？说明你 的依据. 该同学速度为0m/s，表示该同学没有运动，始 终静止吗？这个速度的意义是什么？ 6 二.平均速度和瞬时速度 1.平均速度： （1）定义：在某段时间内，物体位移在某段时间内，物体位移 与发生这段位与发生这段位 移所用时间移所用时间 的比值的比值 x t t v x （2 2）公式：）公式： （3 3）物理意义：）物理意义：粗略的描述物体运动快慢程度粗略的描述物体运动快慢程度 （4 4）矢量：）矢量：方向与位移方向一致方向与位移方向一致 例题2：计算物体的

5、平均速度时要注意哪些问题? 一辆自行车在第1s内的位移为1m，第2s内的位移为2m， 第3s内的位移为3m，请分别求出它在每个1s内的平均 速度以及这3s内的平均速度? v1=1m/s；v2=2m/s；v3=3m/s； v=2m/s 切记：求解平均速度必须指明是物体在哪段时间内或 哪段位移上的平均速度！ 二.平均速度和瞬时速度 练习： 某汽车沿一条直线做单向运动开始以20m/s行 驶全程 接着以速度v行驶其余 路程，已知全程平 均速度为16m/s，求速度v大小是多少？ 二.平均速度和瞬时速度 4 1 4 3 2006年瑞士洛桑田径超级大奖赛男子 110米栏的比赛中，刘翔以12秒88打 破了英国

6、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？ 如要研究刘翔通过60m位置处的速 度，这个速度精确吗？ 怎样可以更加精确？ 8.54 m/s 二.平均速度和瞬时速度 平均速度反映的是某段时间内质点的运动 快慢程度，无法描述各个时刻物体的运动快慢. 在不同时刻，物体运动的快慢一般不同. 物理学中用瞬时速度瞬时速度(instantaneous velocity)描述物体在各时刻的运动快慢. 11 （1 1）定义）定义：运动物体在某一时刻某一时刻（或某一位置某一位置）的速度。 （2 2）物理意义物理意义：精确地精确地描述了物体运动的快慢快慢及方向方向。 瞬时速度的大小大小？ 当时

7、间趋近无限小时间趋近无限小的时候，对应某 一瞬间，对应于一个时刻，此时就 可以用极短时间内的平均速度代替可以用极短时间内的平均速度代替 此点的瞬时速度此点的瞬时速度！ t x v 0 （3 3）矢量矢量：方向就是该状态物体运动的方向物体运动的方向。 二.平均速度和瞬时速度 2.2.瞬时速度瞬时速度 二.平均速度和瞬时速度 3.平均速度和瞬时速度比较平均速度和瞬时速度比较 区别区别 平均速度：平均速度： 瞬时速度：瞬时速度： 联系联系 当当 时：平均速度时：平均速度= =瞬时速度瞬时速度 t0 匀速直线运动时瞬时速度保持不变的运动，匀速直线运动时瞬时速度保持不变的运动， 在匀速直线运动中，平均速

8、度在匀速直线运动中，平均速度= =瞬时速度瞬时速度 对应一段时间或一段位移对应一段时间或一段位移 对应某一时刻或某一位置对应某一时刻或某一位置 练习：下面所述速度是平均速度还是瞬时速度？ 火车以100Km/h速度经过某一段路。 子弹以600m/s速度从枪口射出。 某同学百米赛跑的速度是9m/s。 由于堵车在隧道车速仅为20Km/h。 二.平均速度和瞬时速度 瞬时速度 瞬时速度 平均速度 平均速度 B A.8m/s，24m/s B.24m/s，8m/s C.12m/s，24m/s D.24m/s，12m/s 二.平均速度和瞬时速度 练习：练习： 思考：甲、乙两位同学用不同时间绕操场跑了一圈 都回

9、到出发点，他们的平均速度相同吗？ 思考：那我们如何比较他们的运动快慢呢？ 要是一位同学站在操场静止不动，他们三个平均速 度相同吗？ （1 1）定义：）定义：物体运动的路程路程与所用时间所用时间的比值比值。 （2 2）表达式）表达式： s v t 路程 说明：说明： （1）平均速率是一个标量标量，只考虑运动的快慢，不考虑方 向的问题！ 三三. .平均速率和瞬时速率平均速率和瞬时速率 1.1.平均速率平均速率 思考：思考：平均速度大小是不是平均速率呢？ （2）平均速率和平均速度是两个完全不同的概念。 思考：思考：物体做什么运动平均速率与平均速度大小相等呢？ 三三. .平均速率和瞬时速率平均速率和瞬

10、时速率 1.1.平均速率平均速率 只有在单向直线运动中，平均速率才是平均速度的大小！ 2.瞬时速率：瞬时速度的大小叫做速率速率. .(speed) 汽车速度计 汽车速度计无法显示车辆的运动方 向，其示数指的是汽车的速率.(叫 做汽车速率计更合适).生活中的 用语不准确，与物理学对一些概念 的定义不严格相符. 19 三三. .平均速率和瞬时速率平均速率和瞬时速率 一般没有特殊指出，提到速率时指的是瞬时速率。 练习练习：一辆出租车从利辛到阜阳以速度一辆出租车从利辛到阜阳以速度30Km/h30Km/h行行 驶，从阜阳以原路回利辛以速度驶，从阜阳以原路回利辛以速度60Km/h60Km/h行驶，求行驶，

11、求 ： （1 1）全程的平均速度）全程的平均速度 （2 2）全程的平均速率）全程的平均速率 20 图象反映的信息 判断质点运动过程离出发点越来越远，还是越来 越近 任意时间内质点运动的位移 质点发生某段位移所用时间 t/s x/m 10 8 6 4 2 13245 位移-时间图象 图像与纵轴截距表示质点的初位置 从图像上可判断运动性质 两条图线的交点表示两个物体在该时刻相遇。 平行于t轴的直线静止； 从位移从位移- -时间图象中看速度时间图象中看速度 图线斜率的意义：图线斜率的意义： 图线上某点斜率的大小斜率的大小表示物体速度的大小速度的大小。 图线上某点斜率的正负斜率的正负表示物体速度的方向

12、速度的方向。 斜率（斜率（K K）= = 纵坐标差值 横坐标差值 思考：思考：如何判断斜率正负呢？ 例题例题7 7：画出右图物体运动示意画出右图物体运动示意 图图 x/m t/s 1 2 2134 -2 -1 从位移从位移- -时间图象中看速度时间图象中看速度 匀速直线运动匀速直线运动的xt图象是一条倾斜的倾斜的 直线直线，如图中图线甲； 若xt图象是一条平行于时间轴的直线平行于时间轴的直线， 则表示物体处于静止状态静止状态，如图线丙。 思考：思考：乙做什么运动？ 思考：思考：甲、丙分别做什么运动，如何分析？ 从位移从位移- -时间图象中看速度时间图象中看速度 练习练习：求：求 （1 1）0-

13、1s0-1s平均速度？平均速度？ （2 2）3s-4s3s-4s平均速度？平均速度？ （3 3）0-4s0-4s平均速度、平均速率？平均速度、平均速率？ x/m t/s 1 2 2134 -2 -1 思考：思考：2s时速度如何求？ (多选)质点沿直线运动，其位置-时间图像如图所示，关于质点的运动， 下列说法中错误的是（ ） A.2s末质点改变了运动方向 B.2 s末质点的位置坐标为0,该时刻质点的速度为0 C.质点做匀速直线运动，速度大小为0.1 m/s,方向与规定的正方向相同 D.质点在4 s内的位移大小为0.4 m,位移的方向与规定的正方向相同 AB 从位移从位移- -时间图象中看速度时间

14、图象中看速度 练习练习 练习：练习： x/m t/s 甲 乙 丙 x1 t1 甲、乙、丙平均速度大小 的关系？ 甲、乙、丙平均速率的关 系？ 四四. .实验：测量纸带的平均速度和实验：测量纸带的平均速度和 瞬时速度瞬时速度 t x v 平均速度：平均速度： 瞬时速度：瞬时速度：可以用极短时间内的平均速度代替此可以用极短时间内的平均速度代替此 点的瞬时速度点的瞬时速度 阅读书本P20实验分析瞬 时速度如何测量？ 问题：某同学认为选取的时间间隔越小，平 均速度越接近瞬时速度.因此计算瞬时速度 时，应利用每个计数点前、后两个墨点间的 距离除以时间.即vi =xi /(0.04s) 你同意该同学的看法

15、吗？说明你的理由. xi i 28 四四. .实验：测量纸带的平均速度实验：测量纸带的平均速度 和瞬时速度和瞬时速度 不同意.当纸带运动速度较小，相邻点间的 距离较小，读数产生的误差较大. 选取计数点时要依据纸带上点迹的稠密程度 .点迹稠密，相邻计数点的间隔选取要较大，点迹 较稀疏，可选取计数点间隔较小，保证获得足够 的计数点，计算得到速度. 29 四四. .实验：测量纸带的平均速度实验：测量纸带的平均速度 和瞬时速度和瞬时速度 下列实验过程中使用打点计时器的正确步骤是( ) EDABCF A.启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上打出一行小点 B.关掉电源 C.取下纸带，从能够看清的某个点开始

16、，往后数若干个点。如果 数出n个点，这些点划分出的间隔数是(n-1)个，由此计算出纸带 从第1个点到第n个点的运动时间 D.把纸带装好 E.了解打点计时器的结构， 然后把它固定在桌子上 F.用刻度尺测量出第1个点到第n个点的距离 四四. .实验：测量纸带的平均速度实验：测量纸带的平均速度 和瞬时速度和瞬时速度 若无法再做实验，可由以上信息推知： （1）相邻2个计数点的时间间隔为_s。 （2）打C点时物体的速度大小为_m/s（保留两位有 效数字）。 练习：某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加 速度，电源频率f50 Hz。在纸带上打出的点中，选出零点，每 隔4个点取1个计数点，因保存不

17、当，纸带被污染，如图所示，A、 B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零 点的距离：sA16.6 mm、sB126.5 mm、sD624.5 mm。 0.1 2.5 四四. .实验：测量纸带的平均速度实验：测量纸带的平均速度 和瞬时速度和瞬时速度 下表是某同学手拉纸带，计算得到的各个时刻纸 带的速度. 你能看出纸带的速度随时间如何变化吗？如何处理数据更 方便的看出速度的变化趋势？ 计数点计数点01234567 t/s00.10.20.30.40.50.60.7 v/(ms-1)0.150.250.300.400450.600.700.90 32 t/s v/(ms-1) O

18、 33 五五. .速度-时间图像 速度速度-时间图像时间图像:任意选择一个平面直角坐标系，用横轴表示 时间，用纵轴表示速度，画出速度和时间的关系图线，这种 图象叫做速度速度- -时间图象时间图象或v-tv-t图像。图像。 作法：作法： 1.在方格纸上建立直角坐标系，并标 出坐标原点。 2.标出两个坐标轴代表的物理量的 符号及单位,纵轴表示速度v,横轴表 示时间t. 3.在两坐标轴上选择合适的单位长度,根据测得的不同时刻 的速度,在坐标系中描点. 4.用平滑曲线来“拟合”描绘的点。 五五. .速度速度- -时间图象时间图象 任意选择一个平面直角坐标系，用横轴表示时间，用纵轴表示速 度，画出速度和

19、时间的关系图线，这种图象叫做速度速度- -时间图象时间图象或 v-tv-t图像。图像。 物理意义物理意义：描述物体速度随时间的速度随时间的 变化关系变化关系。 图线上任意一点的横纵坐标横纵坐标表示物 体在某一时刻物体所具有的速度某一时刻物体所具有的速度。 v/(ms-1) t/s 2 1 21 4 3 注：注：v-tv-t图像只能图像只能描述直线运动描述直线运动 图象反映的信息图象反映的信息 1.可以从图像上直接读出某一时刻速度大小。 五五. .速度速度- -时间图象时间图象 2.可以从图像上直接判断速度的方向。 （图像位于t轴上方，表示物体向正方向运动； 图像位于t轴下方，表示物体向负方向运

20、动） v/(ms-1) t/s t0 甲 试分析甲、乙、丙是运动情况？ 乙 丙 思考：图像交点代表什么含义？ 3.3.两条图线的交点表示两个物体在该时刻具有相两条图线的交点表示两个物体在该时刻具有相 同的速度，即两个物体在该时刻共速同的速度，即两个物体在该时刻共速。 速度-时间图象 如图所示的v一t图象中，表示物体作减速运动的是( )B 速度-时间图象 西昌卫是中心发制的运载火箭由地面竖直向上升空，其速度图象如图示， 则( ）C A.在t2时刻火箭到达最大高度 B.在t4时刻火箭落回地面 C.在t1至t2时间内火箭速度增加 D.在t2至t3时间内火箭静止在最大高度处 速度-时间图象 （多选）物体甲的位移与时间图象和物体乙的速度与时间图象分别如图 甲、乙，则这两个物体的运动情况是（ ）BC A甲在整个t6 s时间内有来回运动，它通过总位移为零 B甲在整个t6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 m C乙在整个t6 s时间内有来回运动，它通过的总位移为零 D乙在整个t6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 m 小结 o 速度 1.定义 2.单位 3.意义 o 瞬时速度 o 利用打点计时器测量瞬时速度 1.平均速度代替瞬时速度 2.方法：选计数点、测量位移、计算速度 o 速度-时间图像 能绘制出标准的v-t图像 39