第二讲 速度、平均速度的测量与计算
A.学前导读
龟兔赛跑中最终乌龟获胜了,这是为什么?
测量平均速度时如果测量的时间偏短会出现什么结果?
真的可以回到过去吗?
B.知识新知
实验一:运动的快慢
两个同学如果要比一比谁跑步跑得快,该如何比较呢?
方法一:相同时间比较路程
方法二:相同路程比较时间
实验结论(知识点1):时间相同的条件下,路程大的跑得快;路程相同的情况下,时间短的跑得快。
知识点2:速度
若两个同学一个跑一百米,一个跑八百米,除了跑步的路程不同以外,两个人所用的时间也不同,我们该如何比较两个人谁更快呢?
(知识点2):运动的物体单位时间内通过的路程表示速度,速度是表示物体运动快慢的物理量。
速度公式: 其中v表示速度,s表示路程,t表示时间
单位:路程s的国际单位是米(m),时间的国际单位是秒(s),所以速度的国际单位是米每秒(m/s)。但是我们生活中还有一些常见的速度单位,例如千米每小时(km/h),这两个单位之间是如何换算的呢?
知识点3:匀速直线运动
(知识点3):物体沿直线做速度大小不变的运动称为匀速直线运动。匀速直线运动所对应的图像:
知识点4:平均速度
物体运动的快慢如果发生改变,我们该如何研究物体的速度呢?
这个时候我们使用这个公式来研究平均速度,与原公式的区别就是s表示总路程,t表示总时间,平均速度只是变速运动的物体运动快慢的粗略表示。
知识点5:平均速度的测量
实验器材:秒表、带刻度的木板(或轨道小车)、小车、弹簧片、木块、刻度尺
实验操作步骤及要求:
1、检查器材,并将器材按装置图放置,把木板和木块组装成斜面(倾角控制在20度以内),小车放于斜面顶端A点,弹簧片固定在斜面下端C点,测出AC段的距离s1记录于表格中;让小车从斜面顶端自由滑下的同时开始计时;小车到达斜面底端停止计时,读出时间为t1 ,同样记录于表格中,利用公式v1=s1/t1计算出v1记于表格。
2、将金属片放于B处固定,重复步骤上述过程,进行第二次测量,同时将AB之间的s2、t2和计算出的v2记于表格。
3、利用s1-s2=s3,t1-t2=t3,算出BC之间的s3、t3,再用v3=s3/t3算出v3记于表格。
4、比较v1、v2、v3的大小从而得出实验结论。
5、收拾整理器材。
C.典型例题
知识点:运动的快慢
【例1】1、三个人步行的速度:甲为1.8km/h,乙为63m/min,丙为1m/s,比较他们的速度,则( )
A.V乙>V丙>V甲 B. V甲>V乙>V丙> C. V丙>V乙>V甲 D. V甲>V丙>V乙
知识点:速度
【例2】火车的速度比汽车的速度大,表示( )
A.火车通过的路程较多 B、火车比汽车所用的时间少
C.火车比汽车运动得慢 D、在相同的时间内,火车比汽车通过的路程多
知识点:匀速直线运动
【例3】为了探究小球自由下落时的运动,某物理实验小组的同学用照相机每隔相等的时间自动拍照一次,拍下小球下落时的运动状态,如图所示。
(1)可以看出小球在做 直线运动(选填“匀速”或“变速”),其理由是 。
(2)如图中四个速度随时间的关系图象,能反映出该小球下落运动的是 。(选填图中的选项字母)
知识点:平均速度
【例4】一个运动物体,在第一次10秒内走4米,在第二次5秒内走2米,在第三次15秒内走6米,则可以肯定此物体一定是作了( )
A、匀速直线运动
B、变速直线运动
C、既有匀速直线运动,又有变速直线运动
D、条件不足无法确定
【例5】钢球沿20m长的斜面滚下后,又在水平地面上滚动25m距离才停止.钢球在斜面和地面上滚动时间分别是5s和10s,则钢球在斜面上的平均速度是_______m/s,在水平地面上的平均速度是_______m/s,在整个路程上的平均速度是_______m/s.
知识点:平均速度的测量
【例6】如图为一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片,若频闪照相机每隔0 2s闪拍一次,分析照片可知:小球从A点到F点做的是 运动(填“匀速直线”或“变速直线”)。小球从D点到F点的平均速度是 m/s。
D.夯实基础
1.比较物体运动的快慢方法有两种:
第一种是
第二种是
2.在物理学中,我们采用的是 的方法来比较物体运动的快慢的。
3.在物理学中,速度用字母 表示,路程用字母 表示,时间用字母 表示,所以三者的关系式用字母表示为: ,
公式变形:S= ,t=
4.速度的物理意义是
5.速度的单位有 和 两个,二者的换算方式是
物体运动,按运动路线的曲直可分为 运动和 运动。在直线运动中,按速度是否变化,又分为 运动和 运动。
6.(1)实验器材:斜面、小车、金属片、
(2)实验原理:
(3)实验过程:a.使斜面保持很小的坡度;b.把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的 ,测量小车要通过的 ;c.测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的 ;d.根据公式: 算出平均速度。e.将金属片移至斜面的 ,再次测量小车到金属片的距离,小车从斜面的顶端滑下,撞到金属片的时间。然后算出小车通过上半段路程时的平均速度。
E.进阶拓展
1、 下列所给4种物体,其中正常运行速度最接近60km/h的是( )
A.自行车 B.汽车 C.飞机 D.人造地球卫星
2、小华从家中到学校通常要步行10min,小华的家到学校的路程最接近于( )
A.5m B.50m C.500m D.5000m
3、右下图是汽车上的速度表,一辆小汽车以此速度从玉屏驶向贵阳,若玉屏至贵阳约为3.2×105m,则( )
A.该汽车的行驶速度是80m/s
B.该汽车的行驶速度是80m/h
C.该汽车的行驶速度是80km/s
D.该汽车只要4小时就可到达贵阳
4、一个运动物体,在第一次10秒内走4米,在第二次5秒内走2米,在第三次15秒内走6米,则可以肯定此物体一定是作了( )
A、匀速直线运动
B、变速直线运动
C、既有匀速直线运动,又有变速直线运动
D、条件不足无法确定
5、地球绕太阳公转的速度为30km/s,当我们站在地面上不动时,在1min内,我们已随地球绕太阳经过了 ( )
A、30km B、1800m C、1800km D、108800km
6、百米赛跑运动员跑完全程所用的时间是12.5s,在此过程中,他所做的是 运动,他的速度是 米/秒,这个速度是指它的 。
7、某物体在前6s通过的路程是9m,在接下去的10s通过的路程是17m,则物体在前6s内的平均速度是 ,在后10s内的平均速度是 ,全程的平均速度是 。
8、一辆汽车在一条直线上行驶,第1 s内通过8 m,第2 s内通过20 m,第3 s内通过30 m,第4 s内通过10 m,则此汽车最初2 s内的平均速度是______ m/s,中间2 s内的平均速度是______ m/s,全部时间内的平均速度是______ m/s.
9、一物体做单向运动,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,则物体的平均速度为______ m/s,另一物体也做匀速直线运动,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,则物体在全程的平均速度为______ m/s.
F.习题训练
1、一物体做匀速直线运动,由公式v=s/t可知( )
A.v与s成正比 B .v与t成反比
C.s与t成正比 D .以上说法都不对
2、一辆长30 m的大型平板车,在匀速通过70 m长的大桥时,所用时间是10 s,它以同样的速度通过另一座桥,用了20 s的时间,那么这座桥的长度是( )
A.140 m B.170 m
C.200 m D.230 m
3、某同学在体育中考中,跑完50m用了8 s的时间,她的运动速度为( )
A.6.25m/s B.6.25 km/h
C.400m/s D.0.16m/s
4、晓燕在学校春季运动会百米赛跑中以16s的成绩获得冠军。测得她在50m处的速度是 6m/s,到终点时的速度为7.5m/s,则全程内的平均速度是( )
A.6m/s B.6.25m/s C.6.75m/s D.7.5m/s
5、甲、乙两物体,运动的路程之比是2:3,所用的时间之比是3:2,则它们的速度之比是( )
A、1:1 B、9:4 C、2:3 D、4:9
6、人在打喷嚏时注意力不能集中,汽车司机在行车时打喷嚏容易发生交通事故,设某司机打一个喷嚏的时间为1.5s,车的行车速度为72km/h,若在行车时突然打喷嚏在此时间内汽车行驶的路程为__________m。
7、一物体做直线运动,第2秒内的距离是4m,第3秒内的距离是6m,第4s内的距离是8m,这物体是______运动.
8、小明乘电梯上升的过程中,若以地面为参照物,小明是 的(选填“运动”或“静止”);若电梯在10s 内从一层直达八层,且每层楼高为3m,则电梯从一层直达八层的平均速度为 m/s。
9、平直公路上甲、乙、丙三人骑自行车同时向一个方向行驶,甲感觉顺风,乙感觉逆风,丙感觉无风,由此可以判定三人中骑车速度最快的是 ;当他们停止蹬自行车后,自行车仍然能继续前进,这是由于 。
10、场地自行车赛的赛道是圆形的,该圆形赛道的半径为R,甲、乙两运动员沿赛道骑自行车的速度为V1和V2,且V1>V2,两同学在同一起点开始沿相同方向骑自行车,则两人第一次相遇的时间是___________(用题中字母表示结果)。
11、爆破需要引火线,某引火线燃烧的速度为0.8厘米/秒,若人在点燃引火线后立即以5米/秒的速度迅速跑到600米以外的安全区,问选用的引火线至少应多长?
G.设计实验
人的反应速度的测量
实验工具:刻度尺一把
实验过程:
1. 同学2人一组 ;
2. 一同学手握直尺刻度最大的一端,受测者拇指和食指对准尺子刻度为0的一端,但不要接触尺子 ;
3. 测试者一旦松开手,被受测者尽快用拇指和食指夹住尺子,记下夹住尺子的刻度,刻度越小说明反应速度越快;
4. 小组2人轮流测试;
5.重复测试以避免偶然因素的干扰。
H.拓展阅读
地球上速度最快的动物——雨燕
尖尾雨燕平时飞行的速度为170千米/小时,最快时可达352.5千米/小时,堪称飞得最快的鸟。尖尾雨燕有一对剪刀尾。这可以为它避开空气所带来的阻力,它的头圆圆的,活像一个乒乓球。身子长长的,在空中飞行时,像一支箭一样快。它的速度可达180km/小时。
雨燕为小型攀禽,最大的特点是4个脚趾全部都朝前。雨燕的种类繁多,中国共有7种。每年3月,它们都会从非洲或东南亚跋涉而来。
尖尾雨燕以食鱼为生,但它“为人挑食”,绝不吃浅海鱼!据人们统计,一年至少有100~500只尖尾雨燕为此死去!尖尾雨燕喜欢在北半球生活,在美国,经常可以发现它那轻巧、美丽的身影。 1999年10月,尖尾雨燕被世界野生动物保护组织列为:世界四级保护动物。
I.知识拾遗
同学们,你能回答学前导读中的三个问题了吗?
本课中的疑问