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§1.3 位置变化快慢的描述——速度
《运动的描述》
【新课导入】
生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向,你还记得初中是怎样描述物体运动快慢的吗?运动员在比赛中的不同时段,运动的快慢一样吗?
如何比较物体运动的快慢呢?
方法二
方法一
x/m
x/m
位移相同
时间短、运动快
x/m
x/m
时间相同
位移长、运动快
t1
t2
x1
x2
实例分析
初始位置 (m) 末了位置(m) 经过时间(s)
A.自行车沿平直道路行驶 0 200 40
B.公共汽车沿平直道路行驶 0 200 20
C.火车沿平直轨道行驶 50 550 20
(1)比较A和B,可以得到怎样的结论 快
(2)比较B和C,可以得到怎样的结论 快
(3)比较A和C,你有何感想 快
B
C
C
比较物体运动的快慢
位移不同,时间也不同,比较位移与时间的比值,比值越大,运动得越快。
物理学中为反映物体运动的快慢而引入速度这一概念.
一.速度
1、速度(velocity):位移与发生这段位移所用时间的比值。
(1)意义:速度是表示物体的运动快慢的物理量。
(2)定义:位移与发生这个位移所用时间的比值.
(3)定义式:
(4)单位及其换算:m/s km/h
1m/s =3.6km/h
(5)速度是___量,方向是_________的方向
△x 越大,v越大吗?
比值定义法
两辆汽车从某地出发,速度都是20m/s,他们的运动情况完全相同吗?
——可能是背道而驰 !!
体会:速度仅指出大小是不够的,还必须具有______
方向
注意:所有矢量在指出大小的同时,都要弄清方向!
速度的方向是由什么决定?
物理意义:速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小;速度的方向是物体运动的方向。
v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定,正号表示与规定的正方向相同,负号表示与规定的正方向相反,反映物体运动的方向。
x/km
0
10
20
30
40
-30
-20
-10
Δx1
A
B
C
Δx2
速度方向的理解
想一想:
2006年瑞士洛桑田径超级大奖赛男子110米栏的比赛中,刘翔以12秒88打破了英国运动员保持13年之久的世界纪录并夺取该项目冠军。
试计算其速度?
8.54 m/s
问题:这个速度是刘翔跑动过程中每个瞬间的速度么?(或经过每个栏杆时的速度么?)这个速度表示的是什么含义?
矢量
平均速度:物体在时间间隔Δt内的平均快慢程度
如要研究每次跨栏的快慢, 8.54 m/s 这个速度精确吗?
0 10 20 30
x/m
1.88s 1.08s 0.92s
当 t非常小时,所得速度近似认为是 x=10点处瞬时速度
瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。
(△t很小很小,接近于0)
△t
极限思想
(△t很小很小,接近于0)的速度。可看作某时刻(某位置)的瞬时速度(不要求计算)
1.平均速度:描述某段时间运动的快慢。
(1)意义:粗略地描述运动的快慢。
(2)对应的是一段位移或一段时间。
(3)定义:
2.瞬时速度:
(1)意义:物体在某一时刻(位置)时的速度。
(2)对应的是某时刻或某位置;
联系
二.平均速度与瞬时速度
例1:试判断下面的几个速度中哪个是平均速度 哪个是瞬时速度
A.子弹出枪口的速度是800 m/s,以790 m/s的速度击中目标
B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/h
C.汽车通过站牌时的速度是72 km/h
D.小球第3s末的速度是6 m/s
平均速度:
瞬时速度 :
B
ACD
课堂练习
例2:关于瞬时速度,下列正确的是( )
A.瞬时速度是物体在某一段时间内或在某一段位移内的速度的平均值
B.瞬时速度可以看成是时间趋于无穷小时的平均速度
C.瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度
D.物体做匀速直线运动时,瞬时速度等于平均速度
课堂练习
BCD
巩固练习
答案:B
例3:一个运动员在百米赛跑中,50 m处的速度是6 m/s,16 s末到达终点时的速度为7.5 m/s,则整个赛跑过程中他的平均速度的大小是( )
A.6 m/s B.6.25 m/s
C.6.75 m/s D.7.5 m/s
列举生活中含“速度”的句子,“速度”指什么呢?
注意:生活中讲的速度“,可能指的是” “平均速度”、“瞬时速度”或“速率”!
速率:瞬时速度的大小,是标量。
问:平均速度的大小是否也叫平均速率吗?
在单向直线运动中大小相等
汽车的速度计显示的是 _ _
不是
速率
平均速度=
平均速率=
三 .速度和速率
例4:如图所示,一物体做速率相同的圆周运动,圆的半径是R=1m。A、B、C、D是圆的四个等分点,物体从A点出发,用时4秒回到A点,问:(1)求各秒内的平均速度 (2)前2s内的平均速度是 前3s内的平均速度是 (3)全程的平均速度是 全程的平均速度等于各秒平均速度的平均值吗?(4)全程的平均速率是 全程的平均速度与全程的平均速率一样吗 平均速度 瞬时速度 平均速率 瞬时速率
定义
方向
意义
对应
有方向,矢量
运动质点的位移与时间的比值
运动质点在某一时刻(或位置)的速度
瞬时速度的大小
运动质点的路程与时间的比值
有方向,矢量
无方向,标量
无方向,标量
精确描述物体运动的快慢
某段时间(或位移)
精确描述物体运动的快慢
粗略描述物体运动的快慢
粗略描述物体运动的快慢
某一时刻(或位置)
某段时间(或路程)
某一时刻(或位置)
巩固练习
例5:一物体做同向直线运动,前一半时间以速度v1匀速运动,后一半时间以速度v2匀速运动,则该物体的平均速度为 ;另一物体也做同向直线运动,前一半路程以速度v1匀速运动,后一半路程以速度v2匀速运动,则该物体的平均速度为 .
答案: