鲁科版（2019）高中物理 必修第一册 1.3 速度 课件(共64张PPT)

(共64张PPT)
速度
一、平均速度
1.物理意义：_________描述_______________物体运
动的_________和_________。?
2.文字表述：物体运动的_________与所用_________
之比，通常用
表示。?
　大致　
　一段时间内　
　快慢　
　方向　
　位移　
　时间　
3.标矢性：
（1）大小：
=?　。?
（2）方向：平均速度是_________，其方向与_______
_____相同。?
　矢量　
位移方
向　
4.单位：速度的单位是米/秒，符号为m/s或m·s-1。
5.关于平均速度的说法符合科学实际的是_________。?
①平均速度可以对应一个时间点。
②匀速运动中，不同位移内的平均速度一定相等。
③平均速度可以对应一段位移。
④变速直线运动中，不同位移内的平均速度一般不
相等。
②③④　
二、瞬时速度
1.物理意义：_________描述物体在___________（时刻）
运动的快慢和方向。?
2.文字表述：物体在___________（时刻）的速度。?
3.标矢性：
（1）大小：瞬时速度的大小称为_____________，简称
速率。?
　准确　
　某位置　
　某位置　
　瞬时速率　
（2）方向：瞬时速度是_________，其方向与物体的
_____________相同。?
　矢量　
　运动方向　
4.瞬时速度的测量：
（1）原理：用很短时间内的_____________大小代替。?
（2）方法：
①光电门法。用光电门实验装置可测物体在极短时间
内的_____________，认为它就是测得的___________。?
　平均速度　
　平均速度　
瞬时速度　
②速度计法。用速度计可直接读出物体在某一时刻或
某一位置的瞬时速度的_________。?
　大小　
5.速率与速度的表述，符合科学实际的有_______。?
①瞬时速度的大小叫作瞬时速率，简称速率。
②速度是矢量，速率也是矢量。
③速率只反映物体运动的快慢，而速度却同时反映运
动的快慢和运动的方向。
①③　
一、速度
1.速度的概念：
（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，不关注运动方向，路程即位移大小。
2.速度的定义式：
（1）公式v=
中的Δs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Δs成正比、与时间Δt成反比。
3.速度的标矢性：
（1）速度既有大小，又有方向，是矢量。速度的方向就是物体的运动方向。
（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。
【思考·讨论】
情境：如图所示，自行车、公共汽车、火车都沿平直道路行驶，其相关数据如表。
初始位置/m
经过时间/s
末位置/m
A.自行车沿平直道路行驶
0
20
100
B.公共汽车沿平直道路行驶
0
10
100
C.火车沿平直轨道行驶
500
30
1250
讨论：（1）如何比较A和B的运动快慢？（科学思维）
提示：它们经过的位移相同都是100m，A用的时间长（20s），B用的时间短（10s）。在位移相同的情况下，时间短的运动得快，即公共汽车比自行车快。
（2）如何比较B和C的运动快慢？
（科学思维）
提示：它们的位移不同，所用的时间也不同，要比较它们的运动快慢，需要计算它们平均每秒钟位移的大小。单位时间内位移大的运动得快。可算得公共汽车每秒位移大小为10m，火车每秒位移大小为25m，火车运动得快。
【典例示范】
（多选）（2019·福州高一检测）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（　　）
A.乙质点比甲质点运动得快
B.因为+2>-4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度
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
【解析】选A、C、D。因为速度是矢量，所以其正、负号表示物体的运动方向，C正确；速度是矢量，比较大小时看绝对值，A正确，B错误；甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，10s后的距离等于两者位移之和，计算可得D正确。
【规律方法】速度矢量性的应用
（1）速度是矢量，做直线运动的物体的速度可用正、负号表示其运动的方向，速度的方向与正方向相同时取正值，相反时取负值。
（2）物体做直线运动时，一般规定速度的正方向与位移的正方向相同，即在同一坐标系中同时分析速度和位移的问题。
【素养训练】
1.（2019·厦门高一检测）对速度的定义式v=
，以下叙述不正确的是（　　）
A.物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移s成正比，与运动的时间t成反比
B.速度v的大小与运动的位移s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的物理量
【解析】选A。v=
是计算速度的公式，适用于任何运动，C正确；此式只说明计算速度可用位移s除以时间t来获得，并不是说v与s成正比，与t成反比，A错误、B正确；速度是表示物体运动快慢的物理量，D正确。
2.（多选）为了比较物体运动的快慢，可以采用的方法有（　）
A.在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间越长的运动越快
B.在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间越长的运动越慢
C.在时间相同的情况下，比较所通过的位移大小，位移越大的运动越快
D.在时间相同的情况下，比较所通过的位移大小，位移越大的运动越慢
【解析】选B、C。利用速度可以表示物体运动的快慢，而速度的定义是单位时间内通过的位移，当位移相同时，则可以通过比较时间的长短来判断物体运动的快慢，时间越长的运动越慢，B正确，A错误；当时间相同时，可以比较位移的大小，位移越大的运动越快，C正确，D错误。
二、平均速度与瞬时速度的比较
平均速度与瞬时速度的比较
平均速度
瞬时速度
区
别
对应关系
与一段时间或一段位移对应
与某一时刻或某一位置对应
物理意义
粗略描述物体在一段时间内或一段位移内运动的快慢
精确描述物体运动的快慢
平均速度
瞬时速度
区
别
矢量性
矢量，与位移的方向相同
矢量，沿轨迹上某一点的切线方向
联系
（1）
=
中，当t→0时，平均速度
可看成瞬时速度
（2）两者的大小无必然联系，即瞬时速度大，平均速度不一定大
【思考·讨论】
情境：如图所示，张茜同学百米比赛用时12s，前2s内的位移为12m，第2个2s内位移为14m，第3个2s内位移为16m，第4个2s内位移为19m，第5个2s内位移为20m，第6个2s内位移为19m。
讨论：（1）计算上述6个时间间隔内的平均速度，并说明哪段时间运动得最快？8s末的速度一定等于12s末的速度吗？（物理观念）
提示：第1个2s
=6m/s
第2个2s内
=7m/s
第3个2s内
=8m/s
第4个2s内
=9.5m/s
第5个2s内
=10m/s
第6个2s内
=9.5m/s
第5个2s内运动得最快。8s末的速度不一定等于12s末的速度。
（2）通过以上数据，你能知道这个同学的“起跑速度”“冲刺速度”以及“最大速度”吗？（科学思维）
提示：不能，这些速度都不是某一时刻的速度。
【典例示范】
（多选）气垫导轨上滑块经过光电门时，滑块上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt，用游标卡尺测得遮光条的宽度为Δx，以下说法中正确的有（　　）
A.
是遮光条通过光电门的平均速度大小
B.
就是滑块通过光电门的瞬时速度大小
C.
是否接近滑块通过光电门的瞬时速度大小，与Δt的大小无关
D.
为使更接近滑块的瞬时速度大小，可换用更窄的遮光条
【解析】选A、D。
是遮光条通过光电门的平均速度
大小，可以近似代表滑块通过光电门的瞬时速度大
小，故A正确，B错误；Δt越小，
就越接近滑块经
过光电门的瞬时速度大小，故C错误；滑块的瞬时速度
表示滑块在某一时刻的速度，当Δt→0时，
可看成
滑块的瞬时速度大小，Δx越小，相应Δt也就越小，
故D正确。
【素养训练】
1.下列说法正确的是（　　）
A.平均速度即为速度的平均值
B.瞬时速率是指瞬时速度的大小
C.火车以v经过某一段路，v是指瞬时速度
D.子弹以v从枪口射出，v是平均速度
【解析】选B。平均速度是指物体在一段时间内或者一段位移内平均运动快慢，不是速度的平均值，平均速度对应一段位移或者一段时间，所以A、C错误；瞬时速度是指物体经过某一位置或在某一瞬间时的速度，对应的是一个位置或者某一瞬间，而瞬时速度的大小即瞬时速率，故B正确，D错误。
2.（多选）（2019·莆田高一检测）在某次世锦赛比赛期间，有三位中国华侨A、B、C同时从所住的同一地点M出发，前往赛场N为中国的运动员加油，他们分别选择了三条不同的路径，最后同时到达赛场，如图所示。则下列说法中正确的是（　　）
A.三位华侨从M点到N点的平均速度相同
B.三位华侨到达N点的瞬时速度相同
C.三位华侨从M点到N点的平均速率相同
D.B华侨从M点到N点的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同
【解析】选A、D。三位华侨同时从同一地点出发沿不同路径到达同一地点，位移相同，所用时间相同，故平均速度相同，选项A正确；三位华侨的路程不同，故平均速率不同，选项C错误；无法判断谁到达N点的瞬时速度大，但三位华侨到达N点的瞬时速度方向不同，选项B错误；B华侨沿直线运动，全程中他的速度方向是不变的，选项D正确。
【补偿训练】
1.（多选）下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是（　　）
A.平均速度，
当t足够小时，该式可表示t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运动的快慢
D.只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢
【解析】选A、B、D。由平均速度定义式
可知，当
t足够小，甚至趋近于零时，该式可表示t时刻的瞬时
速度，A正确；匀速直线运动的速度不变，各段时间内
的平均速度均等于瞬时速度，B正确；平均速度只能粗
略反映一段时间内物体运动的快慢程度，而瞬时速度
能精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢
及方向，C错误，D正确。
2.气象台对“玉兔”台风预报是：风暴中心以18km/h左右的速度向西北方向移动，在登陆时，近中心最大风速达到33m/s。报道中的两个速度数值分别是指（　　）
A.平均速度，瞬时速度　　B.瞬时速度，平均速度
C.平均速度，平均速度
D.瞬时速度，瞬时速度
【解析】选A。平均速度对应的是一段时间或一段位移，而瞬时速度对应的是某时刻或某位置，18km/h指的是台风向西北方向移动一段时间或一段位移的平均速度，33m/s指的是台风登陆时刻的瞬时速度，故A正确。
三、平均速度与平均速率的计算
1.计算平均速度的方法：
（1）选取一个运动物体为研究对象。
（2）选取一个运动过程为研究过程，并确定相应的s及t。
（3）由
求出平均速度，平均速度的方向与位移方
向相同。若为匀速直线运动，平均速度等于任一时刻
的瞬时速度；若t非常小，可近似认为
等于t内某时
刻的瞬时速度。
2.几个容易混淆的概念：
（1）平均速度：位移与时间的比值，平均速度=
。
（2）平均速率：路程与时间的比值，平均速率=
。
（3）瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率；平均速度
的大小不是平均速率，只有在单一方向的直线运动中两者才大小相等。
【典例示范】
（2019·三明高一检测）某人沿着平直公路由A出发到达D点，前t1=5s内向东运动了Δs1=30m经过B点，又运动了t2=5s前进了Δs2=60m到达C点，在C点停了t3=4s后又向西行，经历了t4=6s运动Δs4=120m到达A点西侧的D点，其运动过程如图所示，求：
（1）全过程的平均速度。
（2）全过程的平均速率。
【思维建模】
【解析】（1）全程的平均速度大小为
v=
=1.5m/s，平均速度的方向向西。
（2）全程的平均速率为
=10.5m/s
答案：（1）1.5m/s，方向向西　（2）10.5m/s
【误区警示】求平均速度时常见的两种错误
（1）认为平均速度就等于速度的平均值，即
（v1、v2分别是物体的初、末速度）。实际上这个式子对
于极个别的运动适用，但对于一般的直线运动和曲线
运动是不适用的。
（2）认为平均速度大小等于平均速率。在计算平均速度时，用路程与时间的比值去求解。而实际上平均速度必须依据其定义用位移与时间的比值去求解，并且必须强调针对的是哪段位移（或哪段时间）。
【素养训练】
1.物体沿一直线运动，先以5m/s的速度运动一段时间，接着以2m/s的速度运动相等的时间，其整个过程的平均速度为v1；若该物体以5m/s的速度运动一段位移，接着以2m/s的速度运动相等的位移，其平均速度为v2。则v1、v2的大小关系是（　　）
A.v1>v2　　　　　　　　　B.v1C.v1=v2
D.不确定
【解析】选A。（1）物体的总位移为：s=5t+2t=7t，则
全程的平均速度为：v1=
=3.5m/s。
（2）全程的运动时间为：t′=
，则全程的平
均速度为：v2=
m/s，故v1>v2；则A正确，
B、C、D错误。
2.（2019·三明高一检测）从甲地到乙地的高速公路全程是197km，一辆客车8点从甲地开上高速公路，10点到达乙地，途中曾在一高速公路服务区休息10min，这辆客车从甲地到乙地的平均车速是（　　）
A.98.5km/h　　　　　　　　　B.27.4km/h
C.107km/h
D.29.8km/h
【解析】选A。该题求解的是客车的平均速率，由于客车在2小时内的路程是197km，故平均速率：
=
km/h=98.5km/h，则A正确，B、C、D错误。
【补偿训练】
1.某同学用手机计步器记录了自己从家到公园再回到家的锻炼情况，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A.图中的速度5.0km/h为平均速度
B.图中的速度5.0km/h为瞬时速度
C.图中的速度5.0km/h为平均速率
D.图中的速度5.0km/h为平均速度的大小
【解析】选C。此题可采用排除法。该同学从家到公园再回到家的总位移为0。由可知
其平均速度为零，故A、D错误；该同学到家后不再运动，瞬时速度为零，B错误。故选C。
2.一辆汽车从甲地开往乙地的过程中，前一半位移的平均速度是30km/h，后一半位移的平均速度是60km/h。则在全程内这辆汽车的平均速度是（　　）
A.35km/h　　　　　　B.40km/h
C.45km/h
D.50km/h
【解析】选B。总时间一定，设总位移为2x，则前半段位移所用时间t1=
，后半段位移的所用时间为t2=
，由
km/h=40km/h。故本题选B。
四、位移—时间图像的应用
1.位移—时间图像的应用：
位移
大小
初、末位置的纵坐标差的绝对值
方向
初、末位置的纵坐标差的正负值，正值表示位移沿正方向；负值表示位移沿负方向
速度
大小
斜率的绝对值
方向
斜率的正负值，斜率为正值，表示物体向正方向运动；斜率为负值，表示物体向负方向运动
运动开始位置
图线起点纵坐标
运动开始时刻
图线起点横坐标
两图线交
点的含义
表示两物体在同一位置（相遇）
2.说明：
（1）位移—时间图像不是物体的运动轨迹。
（2）位移—时间图像只能描述直线运动，不能描述曲线运动。
【思考·讨论】
情境：利用图像可以比较方便地处理（或观测）实验结果，找出事物的变化规律。如图所示是位移—时间图像。
讨论：（1）s-t图像的斜率表示什么？（物理观念）
提示：s-t图像的斜率表示速度。
（2）图线的交点及与横轴平行的直线表示什么？（科学思维）
提示：交点表示相遇，与时间轴平行表示静止。
【典例示范】
（2019·莆田高一检测）做直线运动的物体的s-t图像如图所示，问：
（1）图中OA、AB、BC、CD各表示物体怎样运动？
（2）物体在哪段时间内运动最快？第3s内的位移为多大？
（3）6s内物体的位移和路程各为多大？
【解析】（1）OA段表示物体在第1s内做匀速直线运动，位移为10m，方向与选取的正方向相同；AB段表示物体在第1s末至第2s末静止在与原点（出发点）相距10m的位置；BC段表示物体在第2s末至第3s末做匀速直线运动，其位移sBC=sC-sB=30m-10m=20m，方向与选取的正方向相同；CD段表示物体在第3s末至第5s末做匀速直线运动，其位移sCD=sD-sC=0m-30m=-30m，方向与选取的正方向相反。
（2）比较各段的斜率，不难看出，物体在BC段运动最快，且第3s内的位移大小为20m。
（3）由图像可知：物体在前6s内的总位移大小为10m。总路程为70m。
答案：见解析
【素养训练】
1.（多选）甲和乙两个物体同时、同地做同向直线运动，它们的位移s随时间t变化的关系图像如图所示，则在0～t1时间内（　　）
A.甲的速度始终比乙的速度大
B.甲的平均速度等于乙的平均速度
C.甲始终在乙的前面，直到t1时刻相遇
D.0～t0时间内，甲在乙的前面，t0～t1时间内，乙在甲的前面
【解析】选B、C。在s-t图像中，斜率代表速度大小，故在0～t0时间内，甲的速度大于乙的速度，在t0～t1时间内，甲的速度小于乙的速度，故A错误；平均速度为位移与时间的比值，在0～t1时间内，甲、乙位移相同，时间相同，故平均速度相同，故B正确；由图像可知，甲的位移始终大于乙的位移，故甲在乙的前面，故C正确，D错误。
2.如图所示，甲、乙两个物体同时、同地出发做直线运动，它们的位移—时间图像如图所示，在20s内甲、乙两个物体通过的路程L甲和L乙的大小关系是怎样的？
【解析】从图线看出，甲先向正方向做减速直线运动，后向负方向做加速直线运动，乙一直向正方向做匀速直线运动，在20s内，甲、乙两个物体通过的位移都是Δs=s2-s1=10m-0=10m，位移相同，所以甲的路程大于乙的路程，即L甲>L乙。
答案：L甲>L乙
【补偿训练】
1.（多选）如图所示为A、B两个物体从O点开始运动的图像，从A、B两物体的位移—时间图像可知，下列说法中正确的是（　　）
A.A、B两物体的运动方向相同
B.A物体4s内发生的位移是10m
C.B物体发生10m位移的时间是4s
D.A、B两物体同时运动
【解析】选A、C、D。A、B两物体的运动图线相对时间轴的倾斜方向相同，因此，两物体运动方向相同，选项A正确；从图像可知，B物体在4s内的位移是10m，A物体在4s内的位移大于10m，选项B错误，选项C正确；A、B两物体都是从0时刻开始运动，选项D正确。
2.某物体运动的s-t图像如图所示，则物体（　　）
A.做下坡运动
B.做速度越来越小的直线运动
C.朝某一方向做直线运动，然后反向做直线运动
D.做匀速直线运动
【解析】选D。s-t图像的斜率表示速度，由图可知图线的斜率不变，速度保持不变，物体做匀速直线运动，速度方向不变，故D项正确，A、B、C错误。
【拓展例题】考查内容：速度、速率、平均速度和平均速率的辨析
【典例】汽车沿直线从甲地开往乙地。
（1）若在前一半路程的平均速度为v1，后一半路程的平均速度为v2，则汽车全程的平均速度为多少？
（2）若汽车在全程所用时间的前一半时间的平均速度为v1，后一半时间的平均速度为v2，则全程的平均速度为多少？
（3）若v1≠v2，两种情况下的平均速度哪个大？
【解析】（1）设甲、乙两地的距离为s，前一半路程所
用时间为t1，后一半路程所用时间为t2，根据平均速度
的定义式：
则有
又：t1=
，t2=
解得：
。
（2）设全程所用时间为t，前一半时间的位移为
s1=v1·
后一半时间的位移为s2=v2·
由平均速度的定义式得：
（3）两平均速度求差有：
≥0，
由于v1≠v2，所以有
即后一种情况的平均速度较大。
答案：（1）　
（2）
（3）后一种情况下的平均速度较大。
【课堂回眸】
谢
谢