教科版高中物理必修1《运动快慢与方向的描述--速度》参考课件2（64张PPT）

(共64张PPT)
第一章
第3
节
理解
教材新知
把握
热点考向
知识点一
知识点二
考向一
考向二
考向三
应用
创新演练
随堂基础巩固
课时跟踪训练
知识点三
知识点四
1. 速度是用来描述物体运动的快慢和运
动方向的物理量，是矢量。
2．瞬时速度是物体经过某位置(或某时
刻)的速度，能准确描述物体运动的
快慢。
4．速度—时间图像描述物体的速度
随时间变化的规律，其图像与t轴
所围面积表示物体在这段时间内
的位移大小。
速度　平均速度
[自学教材]
时间
运动方向
位移
比值
快慢
[重点诠释]
1．平均速度的矢量性
平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与物体位移的方向相同。
2．平均速度的对应性
做变速运动的物体，不同时间内(或不同位移内)的平均速度一般是不同的，因此，求平均速度时应指明是对哪段时间(或哪段位移)而言。
3．平均速度和平均速率的比较
平均速度 平均速率
定义 位移与时间的比值 路程与时间的比值
意义 粗略描述运动的快慢和方向 仅表示运动快慢
性质 矢量 标量
关系 平均速度大小一般小于平均速率，仅单向直线运动时，两者大小才相等
1．关于速度，以下说法中正确的是 (　　)
A．速度大小不变的直线运动是匀速直线运动
B．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成
正比，与运动时间Δt成反比
C．公式v＝ 适应于任何运动形式
D．速度是表示物体运动快慢和方向的物理量
解析：匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动，A中只注重了大小而忽略了方向，故A错误。匀速直线运动的速度与Δx、Δt均无关，故B错误。速度的定义式对任何运动都是成立的，是描述物体位置变动快慢和方向的，故C、D正确。
答案：CD
实验：用打点计时器测量平均速度
[自学教材]
1．电火花打点计时器
(1)构造：如图1－3－1所示
图1－3－1　电火花打点计时器
(2)工作原理：
电火花打点计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器。给电火花打点计时器接频率50 Hz电压220 V的交流电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流，经接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期0.02 s。
2．用电火花打点计时器测量平均速度
(1)实验目的：
①练习使用电火花打点计时器。
②利用打上点的纸带研究物体的运动情况。
(2)实验步骤：
①如图1－3－2所示，将木板固定在铁架台上，把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上，把小车与纸带装好，接好电源。
图1－3－2
②接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放，纸带上就会打出一系列点迹。
③关闭电源，取下纸带，以0.1 s为周期标注计数点，如图1－3－3所示。
图1－3－3
(3)分析与处理实验数据：
①观察纸带上的点迹，说明如何通过点迹判断小车运动的快慢。
②说明小车的速度是如何变化的。
③测定小车在计数点O—A、O—B、O—C、O—D、O—E、O—F区间的平均速度。
④通过数据分析，你能推断出哪一区间的平均速度能比较准确地反映小车经过D点时运动的快慢？
[重点诠释]
实验中的注意事项
(1)实验前要先检查打点计时器的稳定性。
(2)接通电源，待打点稳定后再释放纸带。
(3)选择纸带时应选点迹清晰的，并适当舍弃密集部分，适当选取计数点。
(4)测量各段位移时不要分段测量，要尽可能地一次测量完毕，即一次性测量出各计数点到计数起点之间的距离。
(5)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，为了便于处理，一般在纸带上每隔4个点(或者说每5个点)取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s。
2．在使用打点计时器时，下列说法正确的是 (　　)
A．应先接通电源，再使纸带运动
B．应先使纸带运动，再接通电源
C．在使纸带运动的同时接通电源
D．先使纸带运动或先接通电源都可以
解析：先接通电源再使纸带运动，目的是使打点稳定并使纸带上打出的点更多，纸带利用率更高，故A对。
答案：A
瞬 时 速 度
[自学教材]
1．定义
物体在某一时刻或某一 的速度。
2．方向
物体在某一时刻或某一位置的 方向。
3．速率
瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率。
位置
运动
1．对瞬时速度的理解
(1)瞬时速度的意义：精确的描述物体运动快慢和运动方向。
(2)瞬时速度的矢量性：瞬时速度是矢量，既有大小又有方向，方向就是物体在某一时刻(或某一位置)的运动方向，即物体在运动轨迹上过该点时的切线方向。
[重点诠释]
2．瞬时速度与平均速度的区别与联系
平均速度 瞬时速度
区别 大小 大小与物体不同的运动阶段有关 大小与物体所处的位置或时刻有关
方向 是矢量，方向与位移方向相同 是矢量，方向与物体在某一时刻或某一位置运动的方向一致
描述程度 只能粗略描述物体运动快慢 能够精确描述物体的运动方向和快慢的物理量
平均速度 瞬时速度
区别 对应量 与某一过程中的位移、时间对应 与某一瞬间的位置、时刻对应
联系 二者都是描述物体运动方向和快慢的物理量。平均速度与瞬时速度大小、方向一般不同，当质点做匀速直线运动时，两者大小、方向相同
3．下列语句的描述中，有关速度的含义是指平均速度
的是 (　　)
A．子弹射出枪口的速度是800 m/s，以790 m/s的速
度击中目标
B．小球在光滑路面上滑行，第3 s末的速度是6 m/s
C．汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/h
D．百米赛跑中，某运动员在50 m处的速度为10 m/s
解析：子弹射出枪口的速度，是指子弹经过枪口这个位置时的速度，是瞬时速度，击中目标的速度也是和某一位置相对应，是瞬时速度；小球第3 s末的速度是指第3 s末这个时刻的速度，是瞬时速度；运动员在50 m处的速度和某个位置相对应，所以是瞬时速度；汽车从甲站行驶到乙站的速度，指从甲站到乙站这个过程中的速度，属于平均速度。
答案：C
速度—时间图像
[自学教材]
1．定义
描述速度v与 关系的图像，简称速度图像。
2．v－t图像的作法
以横轴表示时间，纵轴表示速度，根据实际数据取单位长度，选定标度，描出数据点，用平滑曲线连接各点得到v－t图像。
时间t
[重点诠释]
(1)v－t图像能够直观地描述做直线运动的物体，速度随时间变化的规律。
(2)v－t图像只能用来描述直线运动，而不能描述曲线运动，故v－t图像发生弯曲，并不表示物体的运动轨迹为曲线。
(3)几种直线运动的v－t图像的特点：
①匀速直线运动的v－t图像。
a．从匀速直线运动的速度图像上可以
得知物体速度的大小和方向。直线在t轴的
上方速度为正，即与规定的正方向相同；在t轴下方速度为负，即与规定的正方向相反，如图1－3－4中的图线a、b所示。
图1－3－4
b．从匀速直线运动的速度图像上可以
求出运动物体的位移。由位移公式x＝vt，在
速度图像上位移的大小就对应着边长分别为
v0和t0的一块矩形面积。如图1－3－5所示，
阴影部分的面积表示做匀速直线运动的物体在t0时间内的位移大小，即图线与时间轴围成的面积表示物体在这段时间内的位移。
图1－3－5
②变速直线运动的v－t图像。
变速直线运动的瞬时速度随时间而改变，所以其v－t图像不是平行于t轴的直线，如图1－3－6所示。
图1－3－6
4．如图1－3－7所示图像中，能表示质点做匀速直线运动的是 (　　)
图1－3－7
解析：由图可以看出A项中v随t而增大，B项中v随t减小后又反向增大，均做变速运动，C项的图像表示物体静止不动，D项中图像表示物体的速度不随时间变化。
答案：D
对平均速度与瞬时速度的理解
[例1]　下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的是 (　　)
A．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零
B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零
C．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度
D．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度
[审题指导]　解答本题时应注意以下两点：
(1)平均速度只能表示物体在某一过程或某一时间内的平均快慢情况。
(2)瞬时速度表示物体在某一位置或某一时刻的速度，能准确描述物体运动的快慢。
[解析]　由于各时刻的瞬时速度都等于零，即物体静止，因此平均速度也一定等于零，故A正确；物体从某点沿一曲线运动又回到原出发点，则平均速度为零，但各个时刻的瞬时速度不为零，故B错误；匀速直线运动中速度不变，平均速度与瞬时速度相等，故C正确；由于运动情况不确定，一段时间的平均速度可能等于某时刻的瞬时速度，故D错误。
[答案]　AC
[借题发挥]
(1)在匀速直线运动中，速度不变，平均速度与瞬时速度相等。
(2)在变速直线运动中，瞬时速度是变化的；平均速度与所对应的时间段有关，也是变化的，某时刻的瞬时速度与某段时间内的平均速度大小没有必然联系，可能相等，也可能不相等。
(3)各个时刻的瞬时速度为零，说明物体一定静止。而某段时间内的平均速度为零，则只能说明该时间内位移为零，物体可能静止，也可能运动。
1. 打点计时器所用电源的频率为50 Hz，
某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图1－3－8所示，纸带上A、C两点对应的时间间隔为________s，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，在A、D间的平均速度为________m/s。二者之间B点的瞬时速度更接近于________m/s。
图1－3－8
答案：0.04　0.35　0.425　0.35
平均速度与平均速率的比较
图1－3－9
[思路点拨]　解答本题应明确以下几个概念的区别：
(1)位移与路程的区别。
(2)平均速度与平均速率的区别。
[答案]　(1)位移大小为28.3 cm，方向由A点指向B点；路程为94.2 cm。　(2)14.2 cm/s　47.1 cm/s　(3)曲线运动中的平均速率大于平均速度的大小。
[借题发挥]
平均速率是做变速运动的物体运动的总路程与对应时间的比值，而平均速度是物体的位移与时间的比值，因位移一般不等于路程，故平均速率一般不等于平均速度的大小。
2. 三个质点A、B、C，运动轨迹如图1－3－10
所示。三个质点同时从N点出发，同时到达
M点，且均无往返运动，则下列说法正确的
是 (　　)
A．三个质点从N点到M点的平均速度相同
B．三个质点任意时刻的速度方向都相同
C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
D．三个质点从N点到M点的平均速率相同
图1－3－10
解析：由图可知A、B、C三个质点从N点到M点的路径不同，所以三质点的路程不同，但它们的位移相同，都是由N指向M的有向线段，又由于从N到M三个质点所用时间相同，所以它们的平均速度相同，而平均速率不同，A正确，D错误；三质点运动过程中，B做单向直线运动，而质点A和C沿曲线运动，方向随时都在改变，所以B、C项错误。
答案：A
对v－t图像的进一步理解
[例3]某物体的运动规律如图1－3－11
所示，下列说法中正确的是 (　　)
A. 物体在第1 s末运动方向发生变化
B．第2 s内、第3 s内的速度方向是相同的
C．物体在第2 s内返回出发点，向反方向运动
D．在这7 s内物体做往复运动
图1－3－11
[思路点拨]　物体的速度方向与正方向同向时速度为正值，物体的速度方向与正方向反向时速度为负值。
[解析]　物体在第1 s末运动方向没有发生变化，A错；第2 s内、第3 s内的速度方向是相反的，B错；物体在第2 s内位移变大，向正方向运动，C错；整个过程中物体做的是往复运动，D正确。
[答案]　D
[借题发挥]
(1)由v－t图像可以确定物体在各时刻的速度的大小和方向。
(2)由v－t图像可以确定物体在各段时间内速度大小的变化趋势，即是加速运动还是减速运动。
(3)图像与t轴交点对应的时刻为速度方向变化的时刻。
(4)图像与t轴所围“面积”对应这段时间内物体的位移。
3. 甲、乙两个物体在同一条直线上运动，
它们的速度—时间图像分别如图1－3－12
中a、b所示，则以下说法正确的是(　　)
A．甲物体做匀速直线运动
B．乙物体做匀速直线运动
C．t2时刻甲、乙两物体速度相等
D．t2时刻甲、乙两物体的位移相等
图1－3－12
解析：由匀速直线运动的v－t图像特点可知A对、B错，由图像可看出，在t2时刻两物体的速度均为v2，xa>xb，所以C对、D错。
答案：AC
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