高中物理必修一 第一章 运动的描述 3 位置变化快慢的描述——速度 学案 3（有解析 ）
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| 名称 | 高中物理必修一 第一章 运动的描述 3 位置变化快慢的描述——速度 学案 3（有解析 ） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-12-15 10:47:33 | ||
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文档简介
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1.3 怎样描述运动的学案快慢(续)
学 习 目 标 知 识 脉 络
1.瞬时速度的概念及物理意义.(重点)2.s t图像和v t图像所描述的内容.(重点)3.用瞬时速度分析、比较判断物体的运动情况.(难点)4.利用s t图像和v t图像，分析、判断物体的运动规律或求解相关问题.(难点)
知识点一：什么叫瞬时速度
1.瞬时速度
(1)定义：运动物体在 (或 ()的速度.
(2)物理意义：精确描述物体在某 或 (的运动快慢).
(3)方向：与物体此时刻的 (方向相同.
2.瞬时速率：瞬时速度的 (叫瞬时速率，简称速率，它只有大小，没有方向.
(1)平均速度、瞬时速度、瞬时速率都有方向.( )
(2)汽车速度计上显示的是瞬时速率.( )
(3)瞬时速度的大小叫速率，平均速度的大小叫平均速率.( )
瞬时速率是瞬时速度的大小，平均速率是平均速度的大小，这句话对吗？
【提示】 不对.瞬时速率简称速率，是瞬时速度的大小，但平均速率是物体运动的路程与所用时间的比值，不是平均速度的大小.
2015年第24号热带风暴“巨爵”于10月17日05时位于菲律宾马尼拉东偏北大约435公里的西北太平洋洋面上，据报道“巨爵”以每小时15公里左右的速度向北偏西方向移动，近中心最大风速将达52 m/s……
探讨1：报道中的两个速度值分别指的是平均速度还是瞬时速度？
【提示】 每小时15公里指的是平均速度，52 m/s指的是瞬时速度.
探讨2：怎样区分平均速度与瞬时速度？
【提示】 平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，与一段时间(或一段位移)相对应；瞬时速度精确反映物体在某个时刻的运动快慢，与某时刻(或某位置)相对应.
1.平均速度与瞬时速度
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
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)v＝中，当Δt→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
2.瞬时速度与瞬时速率
(1)瞬时速度是运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，通常称为速度.它有如下特点：
①方向性：速度是矢量，它反映物体运动的快慢和方向.
②瞬时性：它是指物体在某一时刻(或某一位置)运动的快慢和方向，所谓匀速运动，就是各个时刻的速度均相同.
③相对性：同一物体的速度对不同的参考系而言，其大小和方向可能不同.
(2)瞬时速率是瞬时速度的大小，通常称为速率，是标量.它只反映物体运动的快慢，不反映物体运动的方向.
1.气象台对某次台风预报是：风暴中心以18 km/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33 m/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】 由题意知：18 km/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，而33 m/s指的是台风登陆时刻的瞬时速度，故A项正确，其他几项错误.
【答案】 A
2.(多选)下列关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是( )
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
【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；物体从某点运动经一段时间又回到原出发点，则平均速度为零，但各个时刻瞬时速度不为零，故B错误；匀速直线运动中速度不变(包括大小、方向)，平均速度与瞬时速度相等，故C正确；在变速直线运动中某一时刻的瞬时速度可能等于某一段时间内的平均速度，故D错误.
【答案】 AC
3.(多选)2015年8月23日，苏炳添在北京田径世锦赛男子100米半决赛上再次跑出9秒99的成绩，成为首位杀入世锦赛百米决赛的亚洲运动员.29日，苏炳添和莫有雪、谢震业、张培萌代表中国队在男子4×100米预赛以37秒92的成绩打破亚洲纪录，决赛又以38秒01夺得亚军，创造了亚洲田径的历史.下列说法正确的是 ( )
【导学号：43212015】
图1 3 1
A.苏炳添在冲刺100米比赛终点时的瞬时速度为10.01 m/s
B.苏炳添在100米比赛中的平均速度为10.01 m/s
C.四名队员在4×100米预赛中的平均速度为10.55 m/s
D.四名队员在4×100米决赛中的平均速率为10.52 m/s
【解析】 在已知时间和位移的情况下只能求得平均速度，而无法确定运动过程中某时刻的瞬时速度，由v1＝＝ m/s＝10.01 m/s知，A错误，B正确；由于4×100 m是曲线，路程为400 m，而位移小于400 m，故只能求得平均速率，而无法求平均速度，由v2＝＝ m/s＝10.52 m/s知，C错误，D正确.
【答案】 BD
方法小结
平均速度与瞬时速度
(1)平均速度的计算方法：
①平均速度是过程量，平均速度与一段时间(或一段位移)相对应，计算平均速度时，首先必须明确求解哪一段时间内(或哪一段位移内)的平均速度.
②通过分析已知条件，确定对应研究过程的初、末位置，求出对应的位移.
③利用平均速度的定义求出平均速度的大小，最后根据位移的方向确定平均速度的方向.
(2)平均速度与瞬时速度的大小关系：平均速度的大小与瞬时速度的大小没有必然联系，分别描述了运动物体的不同方面，不是同一个概念.平均速度为零，这段时间内的瞬时速度不一定始终为零.
知识点二用图像描述位移和速度
1.位移图像
(1)以纵轴表示位移，以横轴表示 (而作出的反映物体各个时刻的 (在坐标系中的各个点所组成的图像.
(2)匀速直线运动的位移图像是一条_ 。.
图线的斜率反映运动物体 (的大小，斜率越大， 越大.
2.速度图像
(1)以纵轴表示 (，以横轴表示时间，根据物体的速度和对应的时刻所作出的图像.
(2)匀速直线运动的速度图像是一条平行于 的直线.
(1)位移—时间图像描述的是物体运动的轨迹.(×)
(2)在同一个位移—时间图像中，图像的斜率越大，物体的速度越大.(√)
匀速直线运动在s t与v t图中有何不同.
【提示】 匀速直线运动在s t图像中是一条倾斜直线，在v t图像中是一条平行于时间轴的直线.
探讨1：在s t图像中，纵坐标一定表示物体位移的大小吗？
【提示】 不一定.在s t图像中纵坐标表示物体相对于参考系的位移，不一定是相对于自己出发点的位移.
探讨2：物体运动的快慢和方向怎样用s t图像来表示？
【提示】 s t图线的斜率大小表示物体运动速度的大小，斜率的正、负可以表示物体运动速度的方向，斜率为正值，表明物体沿正方向运动；斜率为负值，表明物体沿负方向运动.
1.s t图像
要点 意义
纵坐标 坐标值 运动物体离开坐标原点O的位移
坐标符号 “＋”表示物体在正半轴上，“－”表示物体在负半轴上
截距 纵坐标 运动物体的起始位置
横坐标 物体起始运动的时刻
斜率 表示物体速度的大小，斜率越大，运动越快；斜率的正负表示物体速度的运动方向，斜率为“＋”表示物体向正方向运动
图线交点 运动物体相遇的时刻、位置
2.v t图像
要点 意义
纵坐标 坐标值 物体运动速度的大小
坐标符号 “＋”表示物体向正方向运动，“－”表示物体向负方向运动.纵坐标的正(负)号不变，速度方向就不变
截距 纵坐标 运动物体的初始速度
横坐标 表示物体速度为零的时刻
4.(多选)物体甲的位移与时间图像和物体乙的速度与时间图像分别如图1 3 2所示，则这两个物体的运动情况是( )
图1 3 2
A.甲在整个t＝6 s时间内有来回运动，它通过的总位移为零
B.甲在整个t＝6 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t＝6 s时间内静止不动，它通过的总位移为零
D.乙在整个t＝6 s时间做匀速直线运动，它通过的总位移大小为12 m
【解析】 从图甲的s t图可看出：在t＝0时，甲的位置在坐标轴上s＝－2 m处；t＝3 s时，甲的位置在坐标轴上s＝0 m处；t＝6 s时，甲的位置在坐标轴上s＝＋2 m处；因此甲在整个6 s内总位移大小为4 m、方向沿正方向，A错误，B正确.
从图乙的v t图可看出：物体乙以恒定的速度v＝2 m/s运动6 s，它通过的位移s＝2 m/s×6 s＝12 m，由此可知C错误，D正确.
【答案】 BD
5.说出图1 3 3甲、乙中各质点的运动情况，求出它们在5 s内的总位移.
图1 3 3
【解析】 甲先向正方向以5 m/s的速度匀速运动3 s，走过15 m，然后向负方向以3 m/s的速度匀速运动2 s，走过6 m，所以5 s内的总位移为9 m，方向为正方向；
乙先向正方向匀速运动1 s，走了2 m，然后静止在离原点2 m处2 s，第4 s初又向负方向匀速运动2 s，到第5 s末返回原点，5 s内总位移为零.
【答案】 甲5 s内总位移为9 m，方向为正方向；乙总位移为零
6.如图1 3 4所示为一物体沿直线运动的s t图像，根据图像，求：
(1)第2 s内的位移；
(2)第3 s内的位移；
(3)前5 s内的总路程和总位移.
【解析】 (1)第2 s内的位移是s2－s1＝(30－20)m＝10 m，方向沿正方向.
(2)第3 s内的位移是s3－s2＝0.
(3)前5 s内的总路程l5＝(10＋10＋0＋30)m＝50 m，总位移s总＝s5－s0＝(0－10)m＝－10 m，方向与正方向相反.
【答案】 (1)10 m，方向沿正方向
(2)0
(3)50 m －10 m，方向与正方向相反
方法小结
1.由s t图像各时刻纵坐标的坐标值可知各个时刻物体的位置.
2.由s t图像可知物体在某段时间内发生的位移或物体发生某段位移所用的时间.
3.由s t图像与s轴的交点的纵坐标值可知物体运动的初位置.
4.由s t图像与t轴的交点的横坐标值可知物体运动的初时刻或到达原点的时刻.
5.由s t图像可知物体的运动性质：s t图像若是一条倾斜的直线表示物体做匀速直线运动；s t图像若是一条平行于时间轴的直线表示物体静止；s t图像若是一条曲线，表示物体做变速直线运动.
6.两条s t图像相交，表示在同一直线上运动的两个物体相遇.
图1 3 4
图1 3 4
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1.3 怎样描述运动的学案快慢(续)
学 习 目 标 知 识 脉 络
1.瞬时速度的概念及物理意义.(重点)2.s t图像和v t图像所描述的内容.(重点)3.用瞬时速度分析、比较判断物体的运动情况.(难点)4.利用s t图像和v t图像，分析、判断物体的运动规律或求解相关问题.(难点)
知识点一：什么叫瞬时速度
1.瞬时速度
(1)定义：运动物体在 (或 ()的速度.
(2)物理意义：精确描述物体在某 或 (的运动快慢).
(3)方向：与物体此时刻的 (方向相同.
2.瞬时速率：瞬时速度的 (叫瞬时速率，简称速率，它只有大小，没有方向.
(1)平均速度、瞬时速度、瞬时速率都有方向.( )
(2)汽车速度计上显示的是瞬时速率.( )
(3)瞬时速度的大小叫速率，平均速度的大小叫平均速率.( )
瞬时速率是瞬时速度的大小，平均速率是平均速度的大小，这句话对吗？
【提示】 不对.瞬时速率简称速率，是瞬时速度的大小，但平均速率是物体运动的路程与所用时间的比值，不是平均速度的大小.
2015年第24号热带风暴“巨爵”于10月17日05时位于菲律宾马尼拉东偏北大约435公里的西北太平洋洋面上，据报道“巨爵”以每小时15公里左右的速度向北偏西方向移动，近中心最大风速将达52 m/s……
探讨1：报道中的两个速度值分别指的是平均速度还是瞬时速度？
【提示】 每小时15公里指的是平均速度，52 m/s指的是瞬时速度.
探讨2：怎样区分平均速度与瞬时速度？
【提示】 平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，与一段时间(或一段位移)相对应；瞬时速度精确反映物体在某个时刻的运动快慢，与某时刻(或某位置)相对应.
1.平均速度与瞬时速度
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
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)v＝中，当Δt→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
2.瞬时速度与瞬时速率
(1)瞬时速度是运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，通常称为速度.它有如下特点：
①方向性：速度是矢量，它反映物体运动的快慢和方向.
②瞬时性：它是指物体在某一时刻(或某一位置)运动的快慢和方向，所谓匀速运动，就是各个时刻的速度均相同.
③相对性：同一物体的速度对不同的参考系而言，其大小和方向可能不同.
(2)瞬时速率是瞬时速度的大小，通常称为速率，是标量.它只反映物体运动的快慢，不反映物体运动的方向.
1.气象台对某次台风预报是：风暴中心以18 km/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33 m/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】 由题意知：18 km/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，而33 m/s指的是台风登陆时刻的瞬时速度，故A项正确，其他几项错误.
【答案】 A
2.(多选)下列关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是( )
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
【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；物体从某点运动经一段时间又回到原出发点，则平均速度为零，但各个时刻瞬时速度不为零，故B错误；匀速直线运动中速度不变(包括大小、方向)，平均速度与瞬时速度相等，故C正确；在变速直线运动中某一时刻的瞬时速度可能等于某一段时间内的平均速度，故D错误.
【答案】 AC
3.(多选)2015年8月23日，苏炳添在北京田径世锦赛男子100米半决赛上再次跑出9秒99的成绩，成为首位杀入世锦赛百米决赛的亚洲运动员.29日，苏炳添和莫有雪、谢震业、张培萌代表中国队在男子4×100米预赛以37秒92的成绩打破亚洲纪录，决赛又以38秒01夺得亚军，创造了亚洲田径的历史.下列说法正确的是 ( )
【导学号：43212015】
图1 3 1
A.苏炳添在冲刺100米比赛终点时的瞬时速度为10.01 m/s
B.苏炳添在100米比赛中的平均速度为10.01 m/s
C.四名队员在4×100米预赛中的平均速度为10.55 m/s
D.四名队员在4×100米决赛中的平均速率为10.52 m/s
【解析】 在已知时间和位移的情况下只能求得平均速度，而无法确定运动过程中某时刻的瞬时速度，由v1＝＝ m/s＝10.01 m/s知，A错误，B正确；由于4×100 m是曲线，路程为400 m，而位移小于400 m，故只能求得平均速率，而无法求平均速度，由v2＝＝ m/s＝10.52 m/s知，C错误，D正确.
【答案】 BD
方法小结
平均速度与瞬时速度
(1)平均速度的计算方法：
①平均速度是过程量，平均速度与一段时间(或一段位移)相对应，计算平均速度时，首先必须明确求解哪一段时间内(或哪一段位移内)的平均速度.
②通过分析已知条件，确定对应研究过程的初、末位置，求出对应的位移.
③利用平均速度的定义求出平均速度的大小，最后根据位移的方向确定平均速度的方向.
(2)平均速度与瞬时速度的大小关系：平均速度的大小与瞬时速度的大小没有必然联系，分别描述了运动物体的不同方面，不是同一个概念.平均速度为零，这段时间内的瞬时速度不一定始终为零.
知识点二用图像描述位移和速度
1.位移图像
(1)以纵轴表示位移，以横轴表示 (而作出的反映物体各个时刻的 (在坐标系中的各个点所组成的图像.
(2)匀速直线运动的位移图像是一条_ 。.
图线的斜率反映运动物体 (的大小，斜率越大， 越大.
2.速度图像
(1)以纵轴表示 (，以横轴表示时间，根据物体的速度和对应的时刻所作出的图像.
(2)匀速直线运动的速度图像是一条平行于 的直线.
(1)位移—时间图像描述的是物体运动的轨迹.(×)
(2)在同一个位移—时间图像中，图像的斜率越大，物体的速度越大.(√)
匀速直线运动在s t与v t图中有何不同.
【提示】 匀速直线运动在s t图像中是一条倾斜直线，在v t图像中是一条平行于时间轴的直线.
探讨1：在s t图像中，纵坐标一定表示物体位移的大小吗？
【提示】 不一定.在s t图像中纵坐标表示物体相对于参考系的位移，不一定是相对于自己出发点的位移.
探讨2：物体运动的快慢和方向怎样用s t图像来表示？
【提示】 s t图线的斜率大小表示物体运动速度的大小，斜率的正、负可以表示物体运动速度的方向，斜率为正值，表明物体沿正方向运动；斜率为负值，表明物体沿负方向运动.
1.s t图像
要点 意义
纵坐标 坐标值 运动物体离开坐标原点O的位移
坐标符号 “＋”表示物体在正半轴上，“－”表示物体在负半轴上
截距 纵坐标 运动物体的起始位置
横坐标 物体起始运动的时刻
斜率 表示物体速度的大小，斜率越大，运动越快；斜率的正负表示物体速度的运动方向，斜率为“＋”表示物体向正方向运动
图线交点 运动物体相遇的时刻、位置
2.v t图像
要点 意义
纵坐标 坐标值 物体运动速度的大小
坐标符号 “＋”表示物体向正方向运动，“－”表示物体向负方向运动.纵坐标的正(负)号不变，速度方向就不变
截距 纵坐标 运动物体的初始速度
横坐标 表示物体速度为零的时刻
4.(多选)物体甲的位移与时间图像和物体乙的速度与时间图像分别如图1 3 2所示，则这两个物体的运动情况是( )
图1 3 2
A.甲在整个t＝6 s时间内有来回运动，它通过的总位移为零
B.甲在整个t＝6 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t＝6 s时间内静止不动，它通过的总位移为零
D.乙在整个t＝6 s时间做匀速直线运动，它通过的总位移大小为12 m
【解析】 从图甲的s t图可看出：在t＝0时，甲的位置在坐标轴上s＝－2 m处；t＝3 s时，甲的位置在坐标轴上s＝0 m处；t＝6 s时，甲的位置在坐标轴上s＝＋2 m处；因此甲在整个6 s内总位移大小为4 m、方向沿正方向，A错误，B正确.
从图乙的v t图可看出：物体乙以恒定的速度v＝2 m/s运动6 s，它通过的位移s＝2 m/s×6 s＝12 m，由此可知C错误，D正确.
【答案】 BD
5.说出图1 3 3甲、乙中各质点的运动情况，求出它们在5 s内的总位移.
图1 3 3
【解析】 甲先向正方向以5 m/s的速度匀速运动3 s，走过15 m，然后向负方向以3 m/s的速度匀速运动2 s，走过6 m，所以5 s内的总位移为9 m，方向为正方向；
乙先向正方向匀速运动1 s，走了2 m，然后静止在离原点2 m处2 s，第4 s初又向负方向匀速运动2 s，到第5 s末返回原点，5 s内总位移为零.
【答案】 甲5 s内总位移为9 m，方向为正方向；乙总位移为零
6.如图1 3 4所示为一物体沿直线运动的s t图像，根据图像，求：
(1)第2 s内的位移；
(2)第3 s内的位移；
(3)前5 s内的总路程和总位移.
【解析】 (1)第2 s内的位移是s2－s1＝(30－20)m＝10 m，方向沿正方向.
(2)第3 s内的位移是s3－s2＝0.
(3)前5 s内的总路程l5＝(10＋10＋0＋30)m＝50 m，总位移s总＝s5－s0＝(0－10)m＝－10 m，方向与正方向相反.
【答案】 (1)10 m，方向沿正方向
(2)0
(3)50 m －10 m，方向与正方向相反
方法小结
1.由s t图像各时刻纵坐标的坐标值可知各个时刻物体的位置.
2.由s t图像可知物体在某段时间内发生的位移或物体发生某段位移所用的时间.
3.由s t图像与s轴的交点的纵坐标值可知物体运动的初位置.
4.由s t图像与t轴的交点的横坐标值可知物体运动的初时刻或到达原点的时刻.
5.由s t图像可知物体的运动性质：s t图像若是一条倾斜的直线表示物体做匀速直线运动；s t图像若是一条平行于时间轴的直线表示物体静止；s t图像若是一条曲线，表示物体做变速直线运动.
6.两条s t图像相交，表示在同一直线上运动的两个物体相遇.
图1 3 4
图1 3 4
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