2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册1.3位置变化快慢的描述—速度 知识点归纳+课堂检测(Word版含答案)

1 运动的描述
1.3 位置变化快慢的描述——速度
一 运动的描述
1、 对s-t图像的理解
(1) s-t 图像描述直线运动的规律;
(2)纵坐标表示位移(s/m) ，横坐标表示时间(t/s) ;
(3)图像能直接读出的信息:初始位置、运动物体在某-一时刻对应的位移大小、最大位移对应的时刻，物体回到出发点对应的时刻。
(4)通过计算能得出的物理量:物体的运动速度(直线的斜率)、某段时间内物体的位移变化量，发生某段位移所需要的时间等。
2、对v-t图像的理解
(1) v-t 图像描述直线运动的规律;
(2)纵坐标表示位移(v/m/s) ，横坐标表示时间(t/s) ;
(3)图像能直接读出的信息:初始速度、运动物体在某-一时刻对应的速度大小、速度最大对应的时刻、物体运动方向对应的时刻。
(4)通过计算能得出的物理量:物体的加速度( 直线的斜率)、某段时间内物体的速度变化量，某段时间内发生的位移(图像与t轴围成的面积)
二 速度
(1)初中的时候我们学习过比较物体快慢的方法，即相同的路程比较运动的时间或者是相同的时间比较运动的路程。
(2)速度:
位移和发生这段位移所用的时间的比值叫做速度:
注意:这里面不能说速度v与位移x成正比，也不可以说速度v和时间t成反比。
(3)比值定义法:物理学里利用已知物理量的比值关系，定义新物
理量的方法。同学们不难发现，速度的定义就是利用这种方法。
(4)速度是一个矢量，既有大小又有方向。大小可以用上述公式进行计算，方向与位移的方向相同。
(5)速度变化:
速度的变化包含三个方面:可以仅仅是方向变了，也可以仅仅是大小变了，也可以是方向大小均发生了变化。
(6)单位:国际单位制中我们把速度的单位写成m/s.
常用单位还有km/h等等。
常见单位换算: 1m/s=3.6km/h.
三 平均速度和瞬时速度
1变速直线运动
匀速直线运动的含义一质点在任意相等时间内发生的位移都相等的直线运动，叫做匀速直线运动。与之相对的，变速直线运动的定义一相等时间内位移不都相同的直线运动，叫做变速直线运动。
2、平均速度
1.平均速度定，义:变速直线运动的位移与所需时间的比值，叫做变速直线运动的平均速度。平均速度是矢量。
定义式:v=x/T
方向:对应某段时间内的位移的方向。
单位: m/s、km/h.
2.在变速直线运动中，“平均速度”是对应于“某一段时间”(“某-段位移”)的速度，就是说平均速度所粗略地描述的是“这一-段时间”(“这一段位移”)内的运动快慢，跟别的的时间段(位移段)无关。
由于不同时间段，这个比值通常不同，所以讲“平均速度”时，必须指明是求哪一段时间(或哪一段位移)内的平均速度。
3.平均速度只是“粗略的描述”描述这一段时间内质点运动的大概快慢,而无法反映这段时间内的各个时刻瞬时速度的大小、瞬时速度的变化情况等
4.“平均速度”体现了等效替代的思想方法:
变速直线运动的平均速度,就是用- -个等效的匀速直线运动的速度( v ),来粗略地描述质点在某段时间(某段位移)内物体运动的快慢。
三、瞬时速度(极限思想)
1.定义:质点在某一时刻(或经某- -位置时)的速度，叫做瞬时速度。
2.方向:
①直线运动:与物体经过该位置时的运动方向相同。
②曲线运动:经过该位置时轨迹上该点的切线方向。
平均速度是指某一段时间△t (某一段位移△x)内的平均速度，它只能粗略地、笼统地描述质点在这段时间(这段位移)内运动的快慢程度。
当逐渐缩短所取的时间△t (或位移△x),虽然所求得的仍然是平均速度，不过它的数值正在逐渐接近时间△t中点时刻(或位移△x中的某一位置)的瞬时速度值，但这个变化过程仍属于量变过程。
只有当△t-→>0 (对应的△x-→0) 时，量变引起了质变:时间(位移)被“时刻(位置)”替代了，△x与△t的比值表示的不再是“平均速度”，而是该时刻(该位置)的“瞬时速度”了，因此说，“ 瞬时速度就是平均速度的极限”。
瞬时速度描述的是“这一- -时刻”(“这一-位置")的运动快慢。在变速运动中，不同时刻(位置)的瞬时速度通常是不同的。因此，瞬时速度可以用来精细地描述变速运动。
四 速度和速率的区别
1平均速率
定义:路程与时间的比值，称之为平均速率。
2，由于路程是标量，所以平均速率也是标量。
3、平均速率与平均速度的联系与区别
1.平均速度=位移/时间，为矢量;平均速率=路程/时间，为标量。
可见，一般运动中，平均速率和平均速度大小是不相同的，只有物体做单方向直线运动时，平均速度才跟平均速率大小相同，所以:平均速率>平均速度大小。
2.物体运动一段时间，平均速度可能为零(回到了原点，位移为零)，但平均速率不可能为零。
4、瞬时速度与瞬时速率的联系与区别
瞬时速度:为时间(或位移)趋近于零时的平均速度。
瞬时速率:为时间(或路程)趋近于零时的平均速率。
当时间趋近于零时，位移大小与路程相同，瞬时速度大小就是瞬时速率。
瞬时速率简称速率。
“打点计时器使用步骤与纸带处理”讲解
五 打点计时器使用步骤与纸带处理
打点计时器使用步骤
1.把打点计时器固定在桌边上。
2.将纸带穿过一侧限位孔，从另一侧限位孔穿出用电磁打点计时器时，纸带压在复写纸下方。用电火花打点计时器时，把墨粉纸盘夹在两纸带之间。
3.启动电源，待打点计时器稳定，拉动纸带，打出一-系列的点。
4.纸带打完后立即切断电源，这样做可以避免因线圈发热而导致损坏。
注意事项:
1.电磁式打点计时器使用的电源必须是低压交流电源，且电压是4~6V。电火花打点计时器是使用220V交流电源。
2.打点前，应使物体放在靠近打点计时器的位置。
3.使用电火花打点计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间;使用电磁式打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。
4.复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整- - 下复写纸的位置。若打点不够清晰，考虑更换复写纸。
5.使用打点计时器，应先接通电源，待打点计时器稳定打点后再放开纸带。
6.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如电磁式打点计时器打出的是小横线，应调整振针与复写纸片的距离，使之大一点。
打点计时器常见故障以及可能原因:
二、打点计时器实验中纸带的处理
1.纸带的选取:一般实验应选取点迹清晰、无漏点的纸带中有足够多点的一-段作为实验纸带。
2.根据纸带上点的密集程度选取计数点。打点计时器每打n个点取-一个计数点，则相邻计数点间的时间间隔为n个打点的时间间隔，即T=0.02n(s)。--般取n=5， 此时T=0.1s。
3.测量计数点间距离。为了测量、计算的方便和减小偶然误差的考虑，测量距离时不要分段测量，尽可能--次测量完毕，即测量计数起点到其它各计数点的距离。如图所示，则由图可得:
4.判定物体运动的性质:
(1)若Sp、S、Sm、Spy、Sy、Sy基本相等，则可判定物体在实验误差范围内做匀速直线运动。
(2)若S，、S、Sm、S1y、Sp、Sv逐渐增大，则物体做加速运动，反之则是做减速运动。
(3)测定第n点的瞬时速度。物体做匀变速直线运动时，在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。即测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内的距离，由平均速度公式就可求得，如上图中第4点的瞬时速度为:
课堂检测
1 关于速度的说法，下列各项正确的是（　　）
A速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动快
B速度描述物体的位置变化的快慢，速度大表示物体位置变化大
C速度越大，位置变化越快，位移也就越大
D一段时间内物体的位置不变化，则这段时间内物体速度为零
2关于运动物体的速度大小，下列正确的选项是（　　）
A光在真空中传播的速度约为3.0×1010m/s
B声音在空气中传播的速度约为3.4×103m/s
C人造地球卫星（近地圆轨道）速度约为7.9×103m/s
D CRH3动车组速度约为1.0×103m/s
3下面几个速度中，表示平均速度的是___1___，表示瞬时速度的是___2___．(按字母顺序直接填写字母，例如：ABC)
A、子弹出枪口的速度是800m/s
B、汽车从甲站行驶到乙站的速度是20m/s
C、火车通过广告牌的速度是72km/h
D、人散步的速度约为1m/s
E、足球被踢出时的速度是20m/s
F、炮弹通过炮筒的速度是600m/s．
4下列说法中正确的是（　　）
A凡轻小的物体皆可看作质点，而体积较大的物体不能看作质点
B作息时间表上的数字表示时间间隔
C物体做单向直线运动时，其位移就是路程
D跳水运动员起跳后，到达最高点的速度为瞬时速度
5 以下说法中正确的是（　　）
A做匀变速直线运动的物体，ts内通过的路程与位移的大小一定相等
B2008年奥运会上牙买加飞人博尔特以9秒69的成绩夺得百米短跑冠军，这里的“9秒69”表示时刻
C瞬时速度的大小通常称为速率
D速度不变的运动就是匀速直线运动
6 a、b、c 三个质点都在x轴上做直线运动，它们的位移﹣时间图象如图所示．下列说法错误的是（　　）
A在0﹣t3时间内，三个质点位移相同
B在0﹣t3时间内，质点c的路程比质点b的路程大
C质点a在时刻t2改变运动方向，质点c在时刻t1改变运动方向
D在t2﹣t3这段时间内，三个质点运动方向相同
7 如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的点间还有四个点，已知打点计时器接交流50Hz的电源，则ab段的平均速度为___1___m/s，ae段的平均速度为___2___m/s．（精确到0.01）
8 一辆汽车从甲地开往乙地的过程中，前一半位移内的平均速度是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（　　）
A35 km/h
B40 km/h
C45 km/h
D50 km/h
参考答案
1解： A、速度的物理意义是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动快，故A正确，B错误； C、速度越大，位置变化越快，但位移表示位置变化的大小，速度大，位移不一定大，故C错误． D、位置不变，位移为零，故速度为零，故D正确． 故选：AD．
2解： A、光在真空中传播的速度约为3.0×108m/s，故A错误； B、声音在空气中传播的速度约为3.4×102m/s，故B错误； C、人造地球卫星（近地圆轨道）速度约为7.9×103m/s，故C正确； D、CRH3动车组速度约为360km/h，约为1.0×102m/s，故D错误． 故选：C．
3解： A、子弹出枪口的速度是在某一位置的速度，是瞬时速度； B、汽车从甲站行驶到乙站的速度是某一过程的速度，是平均速度； C、火车通过广告牌的速度对应火车长度与通过时间的比值，故为平均速度； D、人散步的速度约为1m/s，该速度是指散步过程中的平均速度； E、足球被踢出时的速度是指足球在人踢出时刻的速度，是瞬时速度； F、炮弹通过炮筒的速度指炮弹在炮筒中的平均速度； 所以表示平均速度的是BCDF，表示瞬时速度的是AE． 故答案为：BCDF；AE．
4 解： A、体积很小的物体也不一定就能够看成质点，比如原子的体积很小，但是在研究原子的运动时原子是不能看成质点的，地球的体积很大，在研究地球绕太阳转动的过程中地球的大小和形状是可以忽略的，能看成质点，物体可以看成质点的条件是看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，故A错误； B、作息时间表的数字表示时刻．故B错误； C、只有在单向直线运动中，路程等于位移的大小，路程是标量，位移是矢量，不能说成位移就是路程，故C错误； D、瞬时速度是指物体通过某一时刻或者某一位置的速度大小，到达最高点的速度为瞬时速度，故D正确； 故选：D
5解： A、如果物体做的是一个变向减速直线运动，此时位移大小不等于路程，故A错误； B、“9秒69”表示时间轴上的一段，故指时间间隔，故B错误； C、瞬时速度的大小通常称为速率，故C正确； D、匀速直线运动为速度不变的运动，故D正确； 故选：CD
6 解： A、在0﹣t3时间内，a、b、c三个质点的初末位置相同，则位移相同，故A正确； B、路程是标量，大小等于物体运动轨迹的长度，由图可知，c先沿负方向运动，再沿正方向运动，b一直沿正方向运动，所以c得运动轨迹比b长，所以c的路程大，故B正确； C、图象的斜率表示速度，质点a在时刻t2斜率由正变为负，则速度方向改变，质点c在时刻t1斜率由负变为正，则运动方向发生改变，故C正确； D、在t2﹣t3这段时间内，a沿负方向运动，bc沿正方向运动，方向不同，故D错误． 本题选错误的；故选：D
7 解：因为每相邻两计数点间还有4个打点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s 记数点ab对应的时间间隔内小车的平均速度大小为vab =xab/tab=0.84m/s 记数点ae对应的时间间隔内小车的平均速度大小为vae =xae/tae=2.19m/s 故答案为：0.84；2.19.
8