（2021新人教版）高中物理必修第一册暑假先修学案3 位置变化快慢的描述-速度.doc

1、1理解速度的概念，知道它的含义、公式、符号和单位，知道速度是矢量。 2知道平均速度和瞬时速度的意义，了解它们的区别与联系。 3知道速度与速率的区别与联系。 4用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度。 5用速度时间图像分析实验数据，描述物体运动速度的变化规律。 教 材 展 示教 材 展 示 学案 3 3位置变化快慢的描述位置变化快慢的描述速度速度 知 识 梳 理知 识 梳 理 （一）速度 1定义：跟发生这段位移所用的比值。 2定义式：vx t。 3单位：在国际单位制中是米每秒，符号 m/s 或 ms 1，常用的还有千米每时(km/h 或 kmh 1)、厘米每秒(cm/s 或 cms1)等。换算

2、关系：1 m/s km/h。 4矢量性：速度既有大小又有方向，是。速度的大小在数值上等于单位时间内物体 的大小，速度的方向与的方向相同。 （二）平均速度和瞬时速度 1平均速度 描述物体在某段位移(或某段时间)内运动的平均程度。只能粗略地描述运动的快慢。 平均速度的方向与物体的方向一致。 2瞬时速度：运动物体在(或经某一位置)的速度。 3匀速直线运动：匀速直线运动是瞬时速度的运动。在匀速直线运动中，平均速 度与瞬时速度。 4速率：瞬时速度的叫作速率，瞬时速度是矢量，而速率是。 （三）速度时间图像 1物理意义：vt 图像反映的是做运动的物体的速度随时间变化的情况。 2图像的建立 (1)以时间 t

3、为横轴，速度 v 为纵轴建立平面直角坐标系。 (2)根据计算出的不同时刻的值，在坐标系中描点。 (3)用来描出这些点，曲线所反映的情况就会与实际更加接近。 知 识 拓 展知 识 拓 展 一、一、平均速度和瞬时速度平均速度和瞬时速度 牙买加田径运动员博尔特以 9.56 s 的成绩创下了百米跑世界纪录。 下表中给出了当时博尔特 的百米实测记录。 (1)在每个 10 m 内的平均速度是不是相同？我们在求平均速度时应注意什么？ 位移 x/m0102030405060708090 100 时间 t/s01.78 2.76 3.68 4.51 5.31 6.16 7.00 7.83 8.70 9.56 通

4、过每 10 m 的时间 t/s1.78 0.98 0.92 0.83 0.80 0.85 0.84 0.83 0.87 0.86 (2)根据表格中的数据， 可以计算博尔特在前 10 m 内的平均速度， 如果还可以求出他在前 9 m 内的平均速度，前 8 m 内的平均速度前 2 m 内的平均速度，最初 1 m 内的平均速度， 等等。在这些求出的平均速度中，哪一个更能准确地描述博尔特在起跑时的速度？ 二、二、速度和速率速度和速率 小李和老刘从某地同时出发去图书馆，小李骑自行车，老刘开车，小李抄近路提前到达。两 个人对此展开了争论，他们都说自己走得更快一些。请你根据学过的知识判断，他们两人谁 更快一

5、些？ 三、三、平均速度和瞬时速度的计算方法平均速度和瞬时速度的计算方法 1图示是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为 0.02 s，纸 带旁边是一把最小刻度为 1 mm 的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体在 AC 段内的平 均速度和在 B 点的瞬时速度。 四、四、用图象表示速度用图象表示速度 2图示是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6 是七个计数点，每相邻 两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到 0 的距离如图所示。求出 1、2、3、4、5 这五个计数点的瞬时速度并画出速度时间图象。 1下列关于速度的说法正确的是() A速度描述物体运动的快

6、慢，只有大小，没有方向 B物体运动的时间越短，速度越大 C物体运动的位移越大，速度越大 D物体位置变化得越快，速度越大 2(多选)对速度的定义式 vx t，以下叙述正确的是( ) A物体做匀速直线运动时，速度 v 与运动的位移 x 成正比，与运动时间 t 成反比 B速度 v 的大小与物体运动的位移 x 和时间 t 都无关 C此速度定义式适用于任何运动 D速度是表示物体运动快慢及方向的物理量 3下列情境中的速度，表示平均速度的是() A苏炳添在某次百米赛跑中以 10 m/s 的速度冲过终点线 B返回地面的太空舱以 8 m/s 的速度落入太平洋中 C由于堵车，汽车从甲地到乙地的车速仅为 10 km

7、/h DC919 以 260 km/h 的速度从跑道上起飞 4电动自行车以其时尚、方便、快捷深受广大中学生的喜爱，但由电动自行车引发的交通 事故也在逐年增多。“学习交通安全常识，自觉遵守交通法规”是确保学生交通安全的重要举 措之一。按规定电动自行车在城区限速 20 km/h。下列说法正确的是() A电动自行车限速 20 km/h，指的是平均速度 B电动自行车限速 20 km/h，指的是瞬时速度 C交通事故发生时，相互碰撞的速度指的是平均速度 D在某一路段行驶的速度，指的是瞬时速度 5 “水立方”的泳池长 50 m， 在 100 m 蝶泳比赛中， 测得菲尔普斯在 10 s 末的速度为 1.8 m

8、/s， 50 m 时的速度为 2.1 m/s，经过 50.58 s 到达终点时的速度为 2.4 m/s，则他在全程中的平均 速度为() A1.98 m/sB1.2 m/sC2.1 m/sD0 m/s 6某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又沿原路返回到山脚，上山的平均速度为 v1，下山的 平均速度为 v2，则往返的平均速度的大小和平均速率分别是() Av1v2 2 ，v1v2 2 Bv1v2 2 ，v1v2 2 C0，v1v2 v1v2 D0， 2v1v2 v1v2 7质点沿直线运动，其位移时间图像如图所示，关于质点的运动，下列说法中正确的是 () A02 s 末质点的位移为零，前 2 s 内位移为

9、负，后 2 s 内位移为正，所以 2 s 末质点改变 了运动方向 B02 s 质点的位移为零，速度为零 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反 D质点在 04 s 的位移大小为 0.4 m，位移的方向与规定的正方向相同 8小军的爸爸携全家驾车去外地游玩，途中，路边窜出一只小猫，他紧急刹车才没撞到它。 如图所示为紧急刹车前后汽车行驶的速度时间图像，根据图像，下列说法中不正确的是 () A紧急刹车发生在 9：06 B在 9：029：06 时间段内他驾车匀速前进 C在 9：009：11 时间段内他驾车的最大速度为 60 km/h D在 9：009：11 时间段内他驾

10、车的平均速度为 60 km/h 9如图所示，两路灯灯杆 A、B 相距 40 m，一辆汽车用 3.2 s 时间通过这两根路灯灯杆， 据此可以计算出汽车在这段位移中的平均速度大小为_ m/s。若灯杆 A 的近旁相距 0.42 m 处有一块路牌，汽车驶过路牌和灯杆的这一小段距离只用了 0.03 s，则在这段时间里 汽车的平均速度大小为_ m/s，可以认为汽车驶过灯杆 A 时的瞬时速度为_ m/s。 10在练习使用打点计时器的实验中，得到了一条如图所示的纸带，其中 0、1、2、3是 选用的计数点， 每相邻两个计数点之间还有 3 个打出的点没有在纸带上标出。 图中画出了将 米尺靠在纸带上测量的情况，图中

11、所测量点的读数分别是_ cm、_ cm、 _ cm 和_ cm；打第 2 个计数点时纸带的速度是_ m/s。 11 两个人以相同的速率同时从圆形轨道的 A 点出发， 分别沿 ABC 和 ADC 行走， 如图所示， 当他们在 C 点相遇时(AC 为圆的直径)() A平均速度不同B位移不同 C路程不同D瞬时速度不同 12如图所示是三个质点 A、B、C 的运动轨迹，三个质点同时从 N 点出发，又同时到达 M 点，下列说法正确的是() A从 N 到 M 的过程中，质点 A 的平均速率最大 B三质点从 N 到 M 的平均速率相同 C三质点从 N 到 M 的平均速度不相同 D到达 M 点时质点 A 的瞬时

12、速率最大 13如图所示为表示三个物体运动位置和时间的函数关系图像，其异同点是() A运动速率相同，3 s 内经过的路程相同，起点位置相同 B运动速率相同，3 s 内经过的路程相同，起点位置不同 C运动速率不同，3 s 内经过的路程不同，起点位置相同 D无共同点 14图示为一物体的速度时间图像，根据图线做出以下几个判定，正确的是() A物体始终沿正方向运动 B物体先沿负方向运动，在 t2 s 后开始沿正方向运动 C物体始终沿负方向运动 D物体先沿正方向运动，在 t2 s 后开始沿负方向运动 15 在某高架道路上有段区域限速 80 km/h。 为了监控车辆是否超速， 设置了一些“电子警察” 系统，

13、其工作原理如图所示：路面下相隔 L 埋设两个传感器线圈 A 和 B，当有车辆经过线 圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车(在本题中可看成质点) 匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为t；经微型计算机处理 后得出该车的速度，若超速，则计算机将开启架设在路面上方的照相机 C 对汽车拍照，留 下违章证据。 (1)根据以上信息，回答下列问题：微型计算机计算汽车速度的表达式 v_。 (2)若 L7 m，t0.3 s，则照相机将_工作。(填“会”或“不会”) 知识梳理：知识梳理： （一）速度 【答案】位移时间3.6矢量位移时间t 内的位移x （二）平均速度和瞬

14、时速度 【答案】快慢位移某个时刻保持不变相等大小标量 （三）速度时间图像 【答案】直线瞬时速度平滑的曲线 知识拓展：知识拓展： 一、一、平均速度和瞬时速度平均速度和瞬时速度 【答案】(1)每个 10 m 内的平均速度并不相同。我们在求平均速度时应注意，变速运动中在 不同时间内的平均速度一般不同， 当提及平均速度时， 必须要指明是哪段时间内的平均速度。 (2)如果想再进一步了解博尔特跑步的快慢，我们可以取更短的位移进行研究，因为位移越 短，越能准确描述运动的快慢。最初 1 m 内的平均速度最接近起跑时的速度。 二、二、速度和速率速度和速率 【答案】平均速度 v=，小李抄近路，老刘开车，他们的位移

15、相同，时间不同，所以小李 的平均速度大。在这里平均速度无法显示他们运动快慢的不同，要用到另一物理量:平均速 率。平均速率等于物体运动通过的路程跟所用时间的比值。通过的路程相同，用时短的运动 得快，也就是平均速率大，这就是我们初中学过的速度。 三、三、平均速度和瞬时速度的计算方法平均速度和瞬时速度的计算方法 【解析】AC 段内的平均速度就等于 A 到 C 的位移跟所用时间的比值。位移的大小从刻度尺 上读出： x=4.20 cm， A 到 C 共 11 个点， 有 10 个时间间隔， 所以 A 到 C 所用的时间 t=0.0210 s=0.2 s，所以 = =m/s=0.21 m/s。 根据公式计

16、算 B 点的瞬时速度，为了尽量精确地反映物体在 B 点的运动快慢，我们尽量在 靠近 B 点的地方取得数据，例如，取靠近 B 点的左右两个点，左边一个点在刻度尺上的示 数是 1.73 cm，右边一个点在刻度尺上的示数是 2.61 cm，那么x=(2.61-1.73) cm=0.88 cm， 两点间相隔的时间为t=0.022 s=0.04 s，所以 v=m/s=0.22 m/s。 四、四、用图象表示速度用图象表示速度 【解析】1 点是 0、2 间的中间时刻，求出 0、2 间的平均速度即可认为是 1 点的瞬时速度， 同理 2、3、4、5 点的瞬时速度也可求出。0 和 6 两个点的瞬时速度不便求出，然

17、后根据求 出的数据画出速度时间图线。注意相邻计数点的时间间隔t=0.1 s。 v1=m/s0.20 m/s，v2=m/s=0.40 m/s v3=m/s=0.61 m/s，v4=m/s=0.69 m/s v5=m/s=0.70 m/s 以 O 点为坐标原点建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度。根据计算出的结果在 直角坐标系中描点，然后连线得到图象如图所示。 先学后练：先学后练： 1【答案】D 【解析】速度是描述物体运动快慢的物理量，速度为矢量，既有大小又有方向，A 错误；速 度等于物体的位移与发生这段位移所用时间的比值，物体的位置变化得越快，速度越大，B、 C 错误，D 正确。 2【答案

18、】BCD 【解析】 速度是表示物体运动快慢及方向的物理量， vx t是速度的定义式， 适用于任何运动， 此式只说明计算速度可用位移 x 除以时间 t 来获得，并不是说 v 与 x 成正比，与 t 成反比。 A 错误，B、C、D 正确。 3【答案】C 【解析】苏炳添在某次百米赛跑中以 10 m/s 的速度冲过终点线，对应一个点，为瞬时速度， A 错误；返回地面的太空舱以 8 m/s 的速度落入太平洋中，对应一个位置，表示瞬时速度， B 错误；由于堵车，汽车从甲地到乙地的车速仅为 10 km/h，对应一段位移，表示平均速度， C 正确；C919 以 260 km/h 的速度从跑道上起飞，对应一个点

19、，表示瞬时速度，D 错误。 4【答案】B 【解析】电动自行车限速 20 km/h，是指电动自行车的最高时速，为瞬时速度，A 错误，B 正确；交通事故发生时，相互碰撞的速度指的是碰撞瞬间的速度，为瞬时速度，C 错误；在 某一路段行驶的速度，指的是平均速度，D 错误。 5【答案】D 【解析】由题意可知，菲尔普斯的位移为零，故他在全程的平均速度为零，D 正确。 6【答案】D 【解析】往返的平均速度 v x 位移 t 0 t 0，平均速率 v s 路程 t 2s s v1 s v2 2v1v2 v1v2，D 正确。 7【答案】D 【解析】由所给图像可知：t0 时刻质点从“负”方向上距原点 0.2 m

20、处沿规定的正方向做匀 速直线运动，经 4 s 运动到“正”方向上距原点 0.2 m 处，在位移时间图像中，位移为正表 示质点的位移沿规定的正方向， 位移为负表示质点的位移沿规定的负方向， 与质点实际运动 方向无关，位移由负变为正并不表示质点运动方向改变，A 错误。由图像的斜率可得质点运 动速度大小为 0.1 m/s， 方向与规定的正方向相同， 质点在 02 s 的位移大小为 0.2 m， 在 0 4 s 的位移大小为 0.4 m，方向均与规定的正方向相同，B、C 错误，D 正确。 8【答案】D 【解析】由图像可知，速度急剧减小的时间是 9：06，即紧急刹车发生在 9：06，A 正确； 在 9：

21、029：06 时间段内汽车的速度是 60 km/h，即汽车在这段时间做匀速运动，B 正确； 由图像可知，在 9：009：11 时间段内他驾车的最大速度为 60 km/h，最小速度为 0，平均 速度一定小于 60 km/h，C 正确，D 错误。 9【答案】12.51414 【解析】由题意可知，两路灯灯杆 A、B 相距 40 m，汽车用 3.2 s 时间通过这两根路灯灯杆， 则汽车通过这段位移的平均速度为： v x t 40 3.2 m/s12.5 m/s。汽车驶过路牌和灯杆的这 一小段距离为 0.42 m，只用了 0.03 s，故在这段位移中的平均速度为： v x t 0.42 0.03 m/s

22、 14 m/s。极短时间内的平均速度可认为是瞬时速度，故可以认为汽车驶过灯杆 A 时的瞬时速 度为 14 m/s。 10【答案】10.0012.6022.6029.900.625 【解析】0、1、3、4 点的读数分别是 10.00 cm、12.60 cm、22.60 cm、29.90 cm。 打第 2 个计数点时纸带的速度 v2x3x1 2T 22.6012.60 240.02 cm/s62.5 cm/s0.625 m/s。 11【答案】D 【解析】位移是从初位置到末位置的有向线段，他们的起点和终点都相同，则位移相同。他 们的位移相同，所用时间也相同，则他们的平均速度 v x t相同，A、B

23、错误；两人经过轨 迹的长度均为半圆的弧长，则他们的路程相同，C 错误；两人在 C 点相遇时，速度方向相 反，则瞬时速度不同，D 正确。 12【答案】A 【解析】平均速率等于路程除以时间，从 N 到 M，质点 A、B、C 的运动时间相同，A 的路 程最大，故 A 的平均速率最大，A 正确，B 错误；平均速度等于位移除以时间，三质点在 相同时间内的位移相同，故它们的平均速度相同，C 错误；根据该题所给条件，不能比较在 M 点时三个质点的瞬时速率大小关系，D 错误。 13【答案】B 【解析】由图像可知，它们的运动速率都是 1 m/s，起始位置分别是 x13 m，x23 m，x3 3 m，都做匀速直线运动，3 s 内经过的路程都是 3 m，B 正确。 14【答案】B 【解析】速度的正负表示速度的方向，由图像知在前 2 s 内物体沿负方向运动，后 2 s 内物 体沿正方向运动，A、C、D 错误，B 正确。 15【答案】(1) L t (2)会 【解析】(1)微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度，所以汽车 速度的表达式为 v L t。 (2)根据 v L t得：v 7 0.3 m/s84 km/h80 km/h，超速，故照相机会工作。