第一章 运动的描述
3 运动快慢的描述——速度
学习目标
1.理解速度的概念,知道速度的定义.
2.知道速度是矢量,知道速度的单位及符号.
3.理解平均速度和瞬时速度的概念及意义.
4.知道速率的概念,知道平均速度与平均速率的区别和联系.
自主探究
1.坐标与坐标的变化量
(1)在研究直线运动时,用坐标轴上的点x表示物体的 ,用坐标的变化Δx表示物体的 .?
(2)Δx的大小表示 ,Δx的正负表示 .?
2.速度
(1)速度是物体发生的 与 的比值.?
(2)速度的表达式: .?
(3)速度是描述 的物理量.其国际单位是 ,符号是 .?
(4)速度是矢量,它的方向就是 .?
3.平均速度、瞬时速度和速率
(1)平均速度是与某一段时间或某一段位移对应的速度,只能 地描述物体运动的快慢程度,平均速度的方向与 的方向相同.?
(2)瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置时的速度,它能 地描述物体运动的快慢程度,瞬时速度的方向是 方向.?
(3)速率是指 ,是 .?
合作探究
一、坐标与坐标的变化量
1.物体t1时刻处于A(x1)位置,在t2时刻运动到B(x2)位置,物体的运动位移Δx= ,运动时间Δt= .?
2.当起始位置x1=0,起始时刻t1=0时,Δx= ,时间Δt= .?
3.在上述物理量中, 属于过程量, 属于状态量.?
二、速度
1.百米赛跑时,运动员甲10s跑完全程,运动员乙11 s跑完全程;汽车A在2h内的位移是108km,汽车B在2h内的位移是170km.
总结:比较物体运动快慢常用的两种方法:(1) ,(2) .?
2.对于时间不同,位移也不同的情况呢,我们如何比较物体运动的快慢?例如:运动员甲与汽车A谁运动得快?
说明:运动员甲1s内的位移为 m;汽车A 1s内的位移为 m.像这样,我们可以用 比较物体的运动快慢,这就是 .?
三、平均速度和瞬时速度
1.初中学习过匀速直线运动,知道这种情况物体的快慢是不变的,也就是速度是不变的.但是现实生活中大多数物体的运动快慢都是在不断变化的.比如:百米赛跑的运动员在比赛过程中的快慢是在变化的.通过v=得出的速度只能 描述物体整个过程的平均快慢程度,用v=得出的速度叫做 .?
2.通过高速摄影设备和精确的计时工具,记录下了博尔特在百米赛跑中几个主要阶段的相关数据:
比赛阶段
反应阶段
起跑阶段
加快奔跑阶段
最快奔跑阶段
冲刺阶段
位移(m)
0~0m
0~30 m
30~50 m
50~80 m
80~100 m
所用时间(s)
0.165
3.78
1.72
2.315
1.60
平均速度(m/s)
0
7.94
11.63
12.96
12.50
说明:通过对博尔特的这5个阶段的平均速度的研究,会发现这样分段描述比用整个过程的平均速度来描述要更加准确一点.
总结:如果设备精确度足够高,那么把整个100m的位移分成足够多的阶段,分的段越多,每一段的位移就越短,对应的时间也越短,得到的结果就越准确.当分的每一段的位移趋近于一点(位置)时,即每一段对应的时间也就趋近于一瞬间(时刻),那么这样得出来的速度就能够 描述运动员在每一个时刻(位置)的快慢了,这样的速度叫做 . ?
四、速率和平均速率
1.汽车速度计表示的就是汽车各时刻的瞬时速率,它随汽车的运动快慢而改变(见课本P16页图1.3-2).
总结:瞬时速度的大小叫做速率,速率是 .?
2.甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈,都回到了出发点,他们的平均速度相同吗?怎样比较他们运动的快慢?
说明:平均速度等于位移跟发生这段位移所用时间的比值,所以他们的平均速度都是 .在这里平均速度 显示他们运动的快慢.?
3.平均速率等于物体通过的 跟所用时间的比值,在 运动中平均速率等于平均速度的大小.?
课堂检测
1.下面的几个速度中表示瞬时速度的是( )
A.子弹射出枪口的速度是800m/s,以790m/s的速度击中目标
B.汽车从甲站行驶到乙站过程中的速度是40km/h
C.汽车通过站牌时的速度是72km/h
D.小球第3s末的速度是6m/s
2.一运动员在100m比赛和200m比赛中的成绩分别是9.69s和19.30s.关于他在这两次比赛中的运动情况,下列说法正确的是( )
A.200m比赛的位移是100m比赛位移的两倍
B.200m比赛的平均速度约为10.36m/s
C.100m比赛的平均速度约为10.32m/s
D.100m比赛的最大速度约为20.64m/s
3.如图是一辆汽车做直线运动的位移—时间(xt)图象,对线段OA、AB、BC、CD表示的运动,下列说法正确的是( )
A.OA、BC段运动最快
B.AB段做匀速直线运动
C.CD段表示的运动方向与初始运动方向相反
D.4h内,汽车的位移大小为60km
4.一个做直线运动的物体,在t=5s内速度由v0=12m/s增加到v1=18m/s,通过的位移是x=70m,这个物体5s内的平均速度是( )
A.14m/s B.15m/s C.16m/s D.无法确定
5.某人在医院做了一次心电图,结果如图所示.如果心电图仪卷动纸带的速度为1.5m/min,图中方格纸每小格长1mm,则此人的心率为( )
A.80次/min B.70次/min
C.60次/min D.50次/min
6.A、B、C三质点同时同地沿一直线运动,其位移图象如图所示,则在0~t0这段时间内( )
A.质点A的位移最大 B.三质点的位移大小相等
C.C的平均速度最小 D.三质点平均速度一定不相等
7.如图是在同一条直线上运动的A、B两质点的位移图象,由图可知( )
A.t=0时,A在B前面
B.B在t2末追上A并在此后跑在A的前面
C.在0~t1时间内B的运动速度比A大
D.B开始运动时速度比A小,t2后才大于A的速度
8.甲、乙两列火车相距1000m,分别以12m/s和8m/s的速度在两条平行铁轨上相向行驶.在两火车间有一只信鸽以15m/s的速率飞翔其间,这只信鸽遇到火车甲开始,立即掉头飞向火车乙,遇到火车乙时又立即掉头飞向火车甲,如此往返飞行,当火车间距减小为零时,求:
(1)这只信鸽飞行的路程;
(2)这只信鸽飞行的平均速度.
9.一辆客车在某高速公路上行驶,在经过某直线路段时,司机驾车做匀速直线运动.司机发现其正要通过正前方山崖下的隧道,遂鸣笛,5s后听到回声;听到回声后又行驶10s司机第二次鸣笛,3s后听到回声.请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度,看客车是否超速行驶,以便提醒司机安全行驶.(已知高速公路的最高限速为120km/h,声音在空气中的传播速度为340m/s)
参考答案
自主探究
1.(1)位置 位移 (2)位移的大小 位移的方向
2.(1)位移 发生这段位移的时间 (2)v= (3)物体运动快慢 米每秒 m/s (4)物体运动的方向
3.(1)粗略 位移 (2)准确 物体的运动 (3)瞬时速度的大小 标量
合作探究
一、坐标与坐标的变化量
1.x2-x1 t2-t1
2.x2 t2
3.Δx x2、x1
二、速度
1.(1)相同位移比时间 (2)相同时间比位移
2.10m 15 m 物体单位时间通过的位移 速度
三、平均速度和瞬时速度
1.粗略地 平均速度
2.准确地 瞬时速度
四、速率和平均速率
1.标量
2.零 不能
3.路程 单向直线
课堂检测
1.ACD
2.C 解析:200m比赛的跑道不一定是直线,因此200m比赛的位移不是100m比赛位移的两倍,选项A错误;100m比赛的平均速度v1=m/s≈10.32m/s,选项C正确;200m比赛的位移要小于200m,故平均速度v23.C 解析:由图象知,汽车在OA段做匀速直线运动,速度v1=15km/h,在AB段静止,v2=0,在BC段做匀速直线运动,速度v3=15km/h,在CD段做反方向的匀速运动,速度v4=-30km/h,所以选项A、B错误,选项C正确;第4h末,汽车回到出发点,故4h内,汽车的位移为零,选项D错误.
4.A 解析:物体5s内的总位移为70m,由平均速度=知平均速度与初末速度无关,故平均速度大小为==m/s=14m/s,选项A对.
5.C 解析:由心电图可知两次心跳时间内纸带运动了25格,即x=25×10-3m.由此可求心跳间隔时间Δt=,所以心率N====60(次/min).
6.B 解析:由图象可知三质点在0~t0时间内的位移相等,由=可知,三质点的平均速度也相等.
7.AB 解析:由图象知,t=0时,A在B前面x1处,选项A正确;在t2末两者相遇,之后B在A的前面,选项B正确;在0~t1时间内,A的速度大于B的速度,选项C错误;t1末,A静止,之后B的速度大于A的速度,选项D错误.
8.解析:(1)设甲、乙两车相遇时所用的时间为t,则1000=v1t+v2t①
信鸽飞行的路程:L=v3t②
由①②代入数据,得L=750m.
(2)信鸽飞行位移等于甲车前进位移,知
x=v1t③
信鸽飞行的平均速度:v=④
由①③④得v=12m/s,方向与甲车前进方向相同.
答案:(1)750m (2)12m/s,方向与甲车前进方向相同
9.解析:设客车行驶速度为v1,声速为v2,客车第一次鸣笛时离山崖的距离为x.
由题意:在第一次鸣笛到听到回声的过程中,应有
2x-v1×5s=v2×5s①
当客车第二次鸣笛时,客车距离山崖的距离为
x'=x-v1×15s②
同理2x'-v1×3s=v2×3s,即
2(x-v1×15s)-v1×3s=v2×3s③
由①③两式可得v1==24.3m/s④
v1=24.3m/s=87.48km/h,小于120km/h,故客车未超速.
答案:没有超速
课件29张PPT。3 运动快慢的描述通过相同位移,用时短,运动得快。如何比较运动员快慢?有几种方法呢?试举例说明。任务驱动：如何比较A、B、C和D运动快慢?提出问题怎样描述汽车向前行驶的运动过程？坐标表示位置：A点x1 B点x2坐标变化量表示位移:Δx=x2-x1Δx=x2-x1=30m-10m=20m上述汽车在向哪个方向运动？如何表示？思考与讨论一、坐标和坐标的变化观察与比较相同时间内,位移大,运动得快。13s ， 110m 21s ， 200m时间不同
位移不同如何比较快慢？归纳总结：如何判断谁运动的快?方法二：时间 t 相同，比较位移 x 的大小。方法一：位移 x相同，比较时间 t 的大小。办法：以单位时间作为标准，比较在单位时间内的位移。结论：可以用单位时间内的位移来
描述物体运动的快慢。
二.速度2.符号：v
3.定义式：
4.单位及其换算：
m/s km/h
1m/s=3.6km/h
△x 越大，v越大吗？1.定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。 国际单位制为m/s(或m?s-1 )定义理解（1）速度的大小与位移成正比,对吗？请举例说明。（2）速度的大小与时间成反比,对吗？请举例说明。——比值法定义 两辆汽车从某地出发，速度大小都是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 5.速度是___量
矢方向：与物体的运动方向相同。 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。速度方向的理解 三、平均速度⒊ 物理意义：粗略地描述物体在时间间隔△t内的平均快慢程度。⒈ 定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。⒉ 定义式： =△x/△t一辆自行车在第一个5s内的位移为10m，第二个5s内的位移为15m，第三个5s内的位移为12m，请分别求出它在每个5s内的平均速度以及这15s内的平均速度?v1=2m/s；v2=3m/s；v3=2.4m/s；v=2.47m/s⒋ 计算物体的平均速度时要注意哪些问题? 说明：平均速度只是对运动物体在某一段时间内
（或某一段位移内）而言的，对同一运动物体，在不同的过程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的．⒌ 平均速度的方向如何？AB 一个物体沿着一个圆周运动，圆的半径为5m，物体从A点出发经过5s第一次到达B点，那么在这段时间内物体的平均速度多大？方向如何？平均速度的方向：物体的位移方向。1.4m/s 在公式 中，如果时间非常小， 接近于零， 表示的是某一瞬间，这时的速度称为极限思想探究瞬时速度 当?ｔ非常非常小时所得平均速度就可认为质点在A处的瞬时速度。瞬时速度：
运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度。 瞬时速度的深刻理解—— （1）运动物体在某一时刻或某一位置的速度，叫做瞬时速度．瞬时速度能精确地描述变速运动．变速运动的物体在各段时间内的平均速度只能粗略地描述各段时间内的运动情况，如果各时间段取值越小，各段时间内的平均速度对物体运动情况的描述就越细致，当把时间段取极小值时，这极小段时间内的平均速度就能精确描述出运动物体各个时刻的速度，这就是瞬时速度． （2）若物体在某一时刻的瞬时速度是v（m／s），则就意味着该物体假如从这一时刻开始做匀速运动，每1s内的位移就是v（m）． 速度显示器显示的是：平均速度速 率瞬时速度常见物体的运动速度：了解平均速度=位移/时间平均速率=路程/时间问：平均速度的大小是否
也叫平均速率呢？在单向直线运动中
大小相等不是某个位置 可以准确 匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动，在匀速直线运动中平均速度和瞬时速度相等2.速率：
（1）定义：瞬时速度的大小
（2）是___量
（3）汽车的速度计显示的是 _____
3.常说的“速度”，可能指:
“平均速度”、“瞬时速度”或“速率”速率标平均速度=位移/时间平均速率=路程/时间在单向直线运动中
大小相等4、平均速度与平均速率小结 1.速度的概念及其物理意义，平均速度和瞬时速度的概念及物理意义。
2.知道了平均速度只能粗略描述质点运动的快慢。
3.速度是矢量，方向就是物体运动方向。平均速度中，速度方向也与位移方向相同。瞬时速度的方向就是质点在那一时刻的运动方向。
4.速率是标量，是指瞬时速度的大小。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）
