(共16张PPT)
第三节 运动快慢的描述 ——速度
问题 ?
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?
一、坐标和坐标的变化量
1、坐标用来表示位置或时刻
2、坐标的变化量用来表示位移或时间间隔
变化=末—初 正负表示方向
位置的变化量: Δx=x2-x1 Δx的大小表示位移大小
Δx的正负表示位移方向
时刻的变化量: Δt=t2-t1
下面我们来看这样的几个例子:
A、B两辆汽车同样用了10min的时间,分别向前运动了10km、5km谁快?
A车快!
百米赛跑中,甲运动员用10秒跑完全程,乙运动员用15秒跑完。谁快?
甲跑得快!
在生活中我们要比较物体的运动快慢可以有两种方法:
1、相同时间内,比较物体运动的位移大小。
2、相同位移时,比较物体运动所用时间多少。
若是所用时间和位移都不相同呢?如A车和甲运动员我们又用什么方法来比较他们运动快慢呢?
二、速度:
1.定义:它等于位移和发生这段位移所用时间的比值。
用公式表示为:
2.进一步认识速度:
④是采用比值法定义的物理量。
①物理意义:描述运动的快慢。
②国际单位制:米/秒,符号m/s(或m s-1 )
其它常用单位:km/h(或km h-1 ),cm/s(或cm s-1 )
1 m/s= 3.6 km/h
③速度是一个矢量
大小:由公式计算。
方向:与物体的运动方向相同。
三、平均速度的定义
位移与产生这段位移的时间的比值。
※ 方向:与物体位移的方向相同
物理意义:粗略表示物体在某段时间(位移)的运动快慢。
注意:
(1)必须指明是“哪段时间”或“哪段位移”
(2)平均速度不是速度的平均值,求解时必须根据定义
1.一物体以速度υ=2m/s作匀速运动,则:
(1)前2s内的 =? (2)第2s末的υ即=?
2.一物体从静止开始作变速直线运动,已知:经前4s时间发生12m的位移时速度达到8m/s,紧接着作3s的匀速运动,以后又以10m/s的平均速度通过20m的位移。问:
1)在前4s内的 =?
2)第6s末的即时υ=?
3)前7s内的 =?
4)全程的 =?
例:
2m/s
2m/s
3m/s
8m/s
36/7m/s
56/9m/s
四、瞬时速度
(1)定义:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的 速度。
注意:
①矢量,其方向为运动方向;
②物义:描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢
当△t非常非常小, △x/ △t 可看作某时刻(某位置)的瞬时速度
五、速率
1、速率:
(1)定义:瞬时速度的大小
(2)是标量
(3)汽车的速度计显示的是速率
平均速度=位移/时间(矢量)
平均速率=路程/时间(标量)
在单向直线运动中平均速度的大小等于平均速率
六、平均速度与平均速率
七、实验:
测量纸带的平均速度和瞬时速度:
图 1.3-2 是打点计时器打出的一条纸带示意图。若想计算实验时运动的纸带在 D、G 两点间的平均速度 v,只需测出 D、G 间的位移Δx 和所用的时间Δt,就可以算出平均速度
1、在图 1.3-2 中选取纸带上一点为起始点 0,后面每 5 个点取一个计数点,分别用数字 1,2,3,… 标出这些计数点;
2. 测量各计数点到起始点 0 的距离 x,记录在表 1 中;
3. 计算两相邻计数点间的位移 Δx,同时记录对应的时间 Δt;
4. 根据 Δx 和 Δt 计算纸带在相邻计数点间的平均速度 v。
纸带的位移和平均速度
位置 0 1 2 3 4 …
x /m
Δx /m
Δt /s
v /(m·s-1)
八、速度—时间图像
1、定义:物体运动的速度随时间变化的情况可以用图像来直观表示。以时间 t 为横轴,速度 v 为纵轴,坐标中的图像即为速度—时间图像或 v-t 图像。
2、作图:在方格纸上建立直角坐标系,根据自己算出的手拉纸带的 v、t 数据,在坐标系中描点,练习画 v-t 图像。
题组一 对速度的认识
1.(多选)下列关于速度的说法中,正确的是 ( AD )
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
题组二 平均速度、瞬时速度、速率
2、关于速度与速率,下列说法错误的是 ( A )
A.瞬时速度的大小叫作速率,平均速度的大小叫作平均速率
B.速度是表示物体运动快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量
C.运动物体在某一时刻或某一位置的速度,叫作瞬时速度,它是矢量
D.汽车上的速度计是用来测量汽车的速率的仪器
题组三 实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度
3.(多选)使用打点计时器时应注意 ( CD )
A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面
B.使用打点计时器时应先拉动纸带,再接通电源
C.使用打点计时器时,拉动纸带的方向应与限位孔平行
D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源
题组四 根据图像分析物体的速度
4.(多选)质点沿直线运动,其位置-时间图像如图所示,关于质点的运动,下列说法中错误的是 ( AB )
A.2 s末质点改变了运动方向
B.2 s末质点的位置坐标为0,该时刻质点的速度为0
C.质点做匀速直线运动,速度大小为0.1 m/s,方向与规定的正方向相同
D.质点在4 s内的位移大小为0.4 m,位移的方向与规定的正方向相同