1.3 速度 课件 (共42张PPT) 高一物理鲁科版必修第一册

(共42张PPT)
鲁科物理必修一
第3节速度和加速度
1.平均速度
自然界，物体的运动有快有慢。天空，日出日落;草原，骏马奔驰:树从，蜗牛爬行。
仔细观察物体的运动，我们发现，在许多情况下，物体运动的快慢会发生改变。机场，飞机的起降;公路上，汽车的行驶;赛场，运动员的奔跑。
在自然界和人类生活中，各种物体的运动状态是各不相同又不断变化的。在长期对运动的思索、探究过程中，为了比较准确地描述运动，人们逐步建立了平均速度的概念。
运动物体的位移与所用时间的比值，叫这段位移(或这段时间)内的平均速度。
平均速度通常用来表示。
在变速运动中，可以用平均速度来粗略描述运动物体在某段位移或者某段时间内的平均快慢。例如，让小球从斜面的顶端滚下(图2-22)，小球通过OA、OB、OC，哪一段运动得更快
为了比较各段的运动快慢，我们可以计算各段的平均速度，填入表2-3。
表2-3 小球沿斜面滚下的部分数据
OA OB OC
s/m 0.07 0.16 0.27
t/s 0.1 0.2 0.3
平均速度/m·s-1 0.7 0.8 0.9
计算结果表明，物体经过0A、OB、OC段的平均速度是逐渐增大的，物体经过OC段的运动最快。
从以上测量结果还可知，物体在变速直线运动过程中，不同时间内或不同位移内的平均速度一般不相等，因此描述平均速度时，需要指明是哪一段时间或哪一段位移内的平均速度才有意义。
2.瞬时速度
图2-22中，小球经过O、C两个位置时，它在哪个位置运动得更快 如何描述物体在某一位置的运动快慢呢
要精确描述物体经某时刻或某位置的运动快慢，就要知道运动物体某时刻或某位置的速度。运动物体在某时刻或某位置的速度，叫做瞬时速度。
物体在某时刻或某位置的速度的意义是什么呢 我们以小球经过位置O为例进行研究。实验中测量 OA、OB、OC各段的平均速度都不能表示小球经过O点时的运动快慢。
但比较而言，A点离O点更近，OA段的平均速度更能反映物体过O点时的运动快慢。如果从O点起所取的位移更小，比如取OA1、OA2,等(图2-23 )，所得的平均速度就更能比较精确地描述物体经过O点的快慢程度。
当位移足够小(或时间足够短)时小球的速度变化很小，可以认为小球在这段时间内的运动是匀速的,所得的平均速度就可以用来描述小球经过O点时的运动快慢，即可近似看成经过O点的瞬时速度。
瞬时速度是一个矢量，在直线运动中，瞬时速度的方向与物体的运动方向相同,它的大小叫做瞬时速率，有时简称速率。
测量瞬时速度，可以用很短时间内的平均速度大小来代替，而且所取时间越短，误差越小我们可以用光电门这个实验装置来测量瞬时速度，实验装置如图2-24所示，A管发光，B管接收。
一旦光线被遮光板阻挡，阻挡的时间便能被光电计时器测出。
根据已知的遮光板宽度Δs和测得的时间Δt ，可求出极短时间内的平均速度即可认为就是测得的瞬时速度。
信息窗
速度计
从汽车中的速度计(图2-25)能够直接读出汽车在某一时刻或某一位置的瞬时速度。速度计实质上是一个与电流计相连接的发电机。该发电机的旋转快慢与汽车的速度成正比。电流计得到的电流示数被转换成速度的示数
3.加速度
要比较物体运动速度变化的快慢程度，就需要比较在相同时间内，物体速度变化的大小。物体的速度变化跟发生这一变化所用时间的比，叫做物体运动的加速度。
在变速直线运动中,如果v0表示物体运动的初速度， vt表示物体运动的末速度，则在时间/内物体的速度变化为 vt － v0,于是加速度a可用如下的定义式表示。
加速度的单位是由速度的单位和时间单位来确定的。
速度的单位是米/秒(m/s )时间的单位是秒(s)则加速度的单位是米/秒2 (m/s 2)读做“米每二次方秒”。
加速度不但有大小而且有方向，加速度是矢量。
建立了加速度的概念，就可以用加速度来描述物体速度变化的快慢。在百米赛跑起跑和火箭发射时，都希望有较大的加速度。
讨论与交流
(1)以下是某种型号轿车的两个技术参数:
最高车速206 km/h;
0~100km/h加速时间12.1s。
它的最大加速度是多少
最大速度是多少 加速度和速度有什么区别
(2)“上海磁悬浮列车的最高速度可达430 km/h，它的加速度一定很大。”这一说法对吗 为什么
(3)运载火箭在点火后的短时间内,速度的变化很小它的加速度一定很小吗
在直线运动中，加速度有与速度同向或者反向两种情形当加速度与速度同向时，物体运动速度越来越大，做加速运动;当加速度与速度反向时，物体运动速度越来越小，做减速运动。
[例题1]猎豹由静止开始起跑，经2s的时间，速度达到70km/h。猎豹的加速度是多大
解已知猎豹的初速度7=0，末速vt=70km/h=19.4m/s,t=2s。猎豹的加速度
[例题2]列车以30 m/s的速度行驶，司机发现前方路段给出低速行驶的信号，于是采取制动措施，在10s内使列车的速度减小到10/s，试求列车运动的加速度。
解已知列车的初速度v0=30m/s未速度vt=10m/s列车运动的加速度
从以上两个例题可以看，在加速直线运动中，末速度大于初速度，vt－ v0>0速度的变化量是正值，加速度也是正值表示加速度方向与物体运动的方向相同。
在减速直线运动中末速度小于初速度， vt － v0<0,速度的变化量是负值，加速度也是负值，表示加速度方向与物体运动的方向相反。
作业
1.匀速直线运动的速度是平均速度还是瞬时速度
解: 匀速直线运动速度不变，平均速度与瞬时速度相等且不发生改变，所以匀速直线运动，其平均速度和瞬时速度相等。
2.右图是高速摄影机拍摄的子弹射过扑克牌的照片，子弹的平均速度是 900 m/s，请你估算子弹穿过扑克牌的时间。
3.2000年8月18日中央电视台“新闻联播”中报道，我国空军研究人员在飞机零高度、零速度的救生脱险方面的研究取得成功。报道称，由于飞机发生故障大多数是在起飞、降落阶段，而此时的高度几乎为零，在这种情况下，飞行员脱险非常因难。为了脱离危险，必须在0.1s的时间内向上弹离飞机。脱离飞机的速度为20/s，请你判定一下弹离过程中的加速度为多大。
根据加速度的定义式知,飞行员弹离过程中的加速度:
a= = m/s2=200 m/s2
飞行员离开飞机后,可认为是以20 m/s的初速度做竖直上抛运动,因而离开飞机的最大高度是:
h= m=20 m.