1.3 位置变化快慢的描述——速度（共37张PPT）物理人教版（2019）必修第一册第一章 运动的描述
文档属性
| 名称 | 1.3 位置变化快慢的描述——速度（共37张PPT）物理人教版（2019）必修第一册第一章 运动的描述 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-07-25 09:37:31 | ||
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文档简介
(共37张PPT)
第一章 运动的描述
1.3 位置变化快慢的描述-—速度
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？
不一样的，比赛时一般都会经历，起跑、加速、匀速、冲刺、最后减速停下来。
速度
不同的运动，位置变化的快慢往往不同，也就是说，运动的快慢不同。我们已经用位移来表示位置的变化，那么，怎样比较物体运动的快慢呢？物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度。
速度通常用字母v表示，如果在时间Δt 内物体的位移是Δx ，它的速度就可以表示为
在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或m·s-1。常用的单位还有千米每时（km/h或km·h-1）、厘米每秒（cm/s 或cm·s-1）等。
速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度的方向（物体运动的方向）和位移的方向相同。
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。
x/km
0
10
20
30
40
-30
-20
-10
Δx1
A
B
C
Δx2
速度方向的理解
平均速度和瞬时速度
平均速度
由 求得的速度v，表示的只是物体在时间Δt内运动的平均快慢程度。
物理意义
定义式
粗略地描述了物体运动快慢程度平均速度大，物体运动快，反之慢。
v =
——
Δ t
Δ x
_
单位
m/s
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/s
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．
关于平均速度的几点理解
1.平均速度表示了物体(质点)位置改变的大致状况
2.平均速度是矢量，即既有大小又有方向其方向与位移方向相同
3.平均速度是从整体上来研究物体的运动情况的，平均速度不考虑运动过程的细节问题，只考虑初末位置及整个过程的运动时间问题。
可以设想，用由时刻t到t＋Δt 一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度，如果Δt 取得小一些，物体在Δt这样一个较小的时间内，运动快慢的差异就不会太大。Δt 越小，运动快慢的差异就越小。当Δt非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，此时，我们就把叫作物体在时刻t的瞬时速度。
瞬时速度的定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，
叫做瞬时速度。
物理意义：精确地描述物体运动的快慢。
方向：这一时刻物体运动（位移）的方向。
公式：
瞬时速度是矢量
大小：叫速率
汽车的速度计显示的是速率。
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，平均速度与瞬时速度相等。
关于瞬时速度的几点理解
1. 瞬时速度是精确地描述物体运动快慢的物理量
2. 瞬时速度是矢量，其方向即为物体运动方向
3. 可以用一个较短时间内的平均速度来替代瞬时速度
4. 瞬时速度的大小称之为速率
1.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 _____
2.常说的“速度”，可能指:
“平均速度”、“瞬时速度”或“速率”
速率
标
汽车速度计
小结
平均速度
平均速率一般不等于平均速度的大小
1. 意义：粗略地描述物体运动的快慢。
2. 定义：物体运动的位移与时间的比值。
3. 定义式：
4. 单位：米每秒（m/s）
5. 方向：与位移的方向相同。
6. 平均速率：路程与时间的比值。
瞬时速度（v）
瞬时速率等于瞬时速度的大小
1. 意义：精确地描述物体运动的快慢。
2. 定义：极短时间内的位移与时间的比值。
3. 定义式： （Δt很小）
4. 单位：米每秒（m/s）
5. 方向：与物体运动的方向相同。
6. 瞬时速率：极短时间内路程与时间的比值。
测量纸带的平均速度和瞬时速度
测量平均速度 我们知道，用手拉通过打点计时器的纸带时，纸带运动确定时间内的位移就被记录下来，据此可以计算纸带运动的速度。
如图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纸带在D、G两点的平均速度v，只需测出D、G间的位移△x和所用时间△t，就可以算出平均速度：
计算每隔0.1s的平均速度纸带示意图
请根据上述方法，计算上节实验中运动的纸带某些点间的平均速度。
用直尺量
打点计时器每0.02s打一个点，DG间有5个间隔。
每隔0.1s(或更短)计算一次平均速度。
1.在上图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△x，同时记录对应的时间△t；
4.根据△x和△t计算纸带在相邻计数点间的平均速度v。
表1 手拉纸带的位移和平均速度
位置 0 1 2 3 4 ...
x/m
/m
/s
/(m/s)
测量瞬时速度 如何测量运动物体在某一时刻或某一位置（例如图上中E点）的瞬时速度。的瞬时速度？
我们可以这样考虑： E点在D、G两点之间，D、G两点间的平均速度也可以求出。如果不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表E点的瞬时速度，也未尝不可，如果把包含E点在内的间隔取得小一些，例如取下图中的DF线段，那么经过D、F两点所用的时间就会变短，用两点间位移△x和时间△t算出的平均速度代表纸带在E点瞬时速度，就会精确一些。D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度。
原理：用无限逼近的办法，很短的位移可以看成匀速直线运动，
则有平均速度等于瞬时速度。
计算每隔0.06s的平均速度纸带示意图
D、F 两点间的距离过小，测量误差会增大。所以实际测量过程中要根据需要及所用仪器的情况，在要测量的点附近选取合适的位移和时间。请考虑此实验中产生误差的原因。
请根据上述测量瞬时速度的方法，计算上节实验中纸带上各级计数点的瞬时速度。每隔0.06s计算一次速度。
1. 从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点；
2. 测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表2中；
3. 计算两相邻计数点间的位移△x，同时记录对应的时间△t；
4. 根据△x和△t算出的速度值就可以代表在△x这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表2中。
位置 0 1 2 3 4 ...
x/m
/m
/s
/(m/s)
表2 手拉纸带各计数点的瞬时速度
速度——时间图像
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横轴，速度v为纵轴，坐标中的图像为速度—时间图像或v-t图像。
最后用平滑的曲线连接。
从这些点大致可以看出纸带运动速度的变化规律。
由速度时间——图像可以看出速度的变化规律。
v－t图象是反映物体速度随时间变化的规律，横轴表示时间，纵轴表示速度。
① 匀速直线运动的速度图象是一条平行于时间轴的直线
②变速直线运动的速度图象随时间而变化
Ｏ
Ｖ
ｔ
①
②
v
400
300
200
100
0
5
10
15
20
t/s
②
③
④
①
⑤
①直线表示物体静止。
③平行于t轴的直线表示物体做匀速直线运动。
②直线表示物体做匀加速直线运动。
两图象的交点代表两物体速度相同。
④直线表示物体做匀减速直线运动。
⑤直线表示物体做匀减速直线运动，且在t=5s时，图线越过
时间轴，运动方向发生改变。
由速度时间——图像可以看出速度的变化规律。
如图甲是根据某同学的实测数据所描的点，从这些点的走向能够大致看出纸带运动速度的变化规律。为了更清晰些，可以用折线把这些点连起来。然而我们知道，通常速度不会发生突变，所以，如果用一条平滑的曲线来描出这些点，曲线所反映的情况就会与实际更加接近。
某同学手拉纸带运动的v-t 图像
当堂练习
1、下列关于速度的说法不正确的是（ ）
A、速度描述物体运动的快慢，只有大小。
B、物体运动时间越短，速度越大。
C、物体运动位移越大，速度越大。
D、物体位置变化越快，速度越大。
ABC
2.一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
B
解题心得：平均速度不等于速度的平均
3.下面描述的几个速度中，属于平均速度的是( )
A、子弹以790 m/s的速度击中目标
B、信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/s
C、汽车上速度计的示数为80 km/h
D、足球以20 m/s的速度飞入球门
B
解析：790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度；信号沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度；汽车速度计上显示的是瞬时速度；足球飞入球门的速度是瞬时速度。
4.汽车从制动到停止共用了5s。这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m。
（1）求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些，还是略小些
（2）汽车运动的最后2s的平均速度是多少？
解析：（1）根据平均速度的定义式求出汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。前1s内的平均速度最接近关闭油门时的瞬时速度。
（2）根据平均速度的定义式求出最后1s内的平均速度。汽车最终停止，末速度为零。
（1）汽车在前1s内的平均速度
解：每秒前进的距离记为：x1=9m，x2=7m，x3=5m，x4=3m，x5=1m。
汽车在前2s内的平均速度
汽车在前3s内的平均速度
汽车在前4s内的平均速度
汽车在全程的平均速度
这个五个平均速度中，前1s内的平均速度最接近关闭油门时的瞬时速度。它比这个瞬时速度略小。
（2）汽车在最后1s内的平均速度
汽车末速度为零。
5.在图所示的四个图象中，表示匀速直线运动的是( )
s
o
t
A
v
t
o
B
s
t
o
C
v
o
t
D
BC
完成课后相关练习
第一章 运动的描述
1.3 位置变化快慢的描述-—速度
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？
不一样的，比赛时一般都会经历，起跑、加速、匀速、冲刺、最后减速停下来。
速度
不同的运动，位置变化的快慢往往不同，也就是说，运动的快慢不同。我们已经用位移来表示位置的变化，那么，怎样比较物体运动的快慢呢？物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度。
速度通常用字母v表示，如果在时间Δt 内物体的位移是Δx ，它的速度就可以表示为
在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或m·s-1。常用的单位还有千米每时（km/h或km·h-1）、厘米每秒（cm/s 或cm·s-1）等。
速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度的方向（物体运动的方向）和位移的方向相同。
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。
x/km
0
10
20
30
40
-30
-20
-10
Δx1
A
B
C
Δx2
速度方向的理解
平均速度和瞬时速度
平均速度
由 求得的速度v，表示的只是物体在时间Δt内运动的平均快慢程度。
物理意义
定义式
粗略地描述了物体运动快慢程度平均速度大，物体运动快，反之慢。
v =
——
Δ t
Δ x
_
单位
m/s
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/s
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．
关于平均速度的几点理解
1.平均速度表示了物体(质点)位置改变的大致状况
2.平均速度是矢量，即既有大小又有方向其方向与位移方向相同
3.平均速度是从整体上来研究物体的运动情况的，平均速度不考虑运动过程的细节问题，只考虑初末位置及整个过程的运动时间问题。
可以设想，用由时刻t到t＋Δt 一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度，如果Δt 取得小一些，物体在Δt这样一个较小的时间内，运动快慢的差异就不会太大。Δt 越小，运动快慢的差异就越小。当Δt非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，此时，我们就把叫作物体在时刻t的瞬时速度。
瞬时速度的定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，
叫做瞬时速度。
物理意义：精确地描述物体运动的快慢。
方向：这一时刻物体运动（位移）的方向。
公式：
瞬时速度是矢量
大小：叫速率
汽车的速度计显示的是速率。
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，平均速度与瞬时速度相等。
关于瞬时速度的几点理解
1. 瞬时速度是精确地描述物体运动快慢的物理量
2. 瞬时速度是矢量，其方向即为物体运动方向
3. 可以用一个较短时间内的平均速度来替代瞬时速度
4. 瞬时速度的大小称之为速率
1.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 _____
2.常说的“速度”，可能指:
“平均速度”、“瞬时速度”或“速率”
速率
标
汽车速度计
小结
平均速度
平均速率一般不等于平均速度的大小
1. 意义：粗略地描述物体运动的快慢。
2. 定义：物体运动的位移与时间的比值。
3. 定义式：
4. 单位：米每秒（m/s）
5. 方向：与位移的方向相同。
6. 平均速率：路程与时间的比值。
瞬时速度（v）
瞬时速率等于瞬时速度的大小
1. 意义：精确地描述物体运动的快慢。
2. 定义：极短时间内的位移与时间的比值。
3. 定义式： （Δt很小）
4. 单位：米每秒（m/s）
5. 方向：与物体运动的方向相同。
6. 瞬时速率：极短时间内路程与时间的比值。
测量纸带的平均速度和瞬时速度
测量平均速度 我们知道，用手拉通过打点计时器的纸带时，纸带运动确定时间内的位移就被记录下来，据此可以计算纸带运动的速度。
如图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纸带在D、G两点的平均速度v，只需测出D、G间的位移△x和所用时间△t，就可以算出平均速度：
计算每隔0.1s的平均速度纸带示意图
请根据上述方法，计算上节实验中运动的纸带某些点间的平均速度。
用直尺量
打点计时器每0.02s打一个点，DG间有5个间隔。
每隔0.1s(或更短)计算一次平均速度。
1.在上图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△x，同时记录对应的时间△t；
4.根据△x和△t计算纸带在相邻计数点间的平均速度v。
表1 手拉纸带的位移和平均速度
位置 0 1 2 3 4 ...
x/m
/m
/s
/(m/s)
测量瞬时速度 如何测量运动物体在某一时刻或某一位置（例如图上中E点）的瞬时速度。的瞬时速度？
我们可以这样考虑： E点在D、G两点之间，D、G两点间的平均速度也可以求出。如果不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表E点的瞬时速度，也未尝不可，如果把包含E点在内的间隔取得小一些，例如取下图中的DF线段，那么经过D、F两点所用的时间就会变短，用两点间位移△x和时间△t算出的平均速度代表纸带在E点瞬时速度，就会精确一些。D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度。
原理：用无限逼近的办法，很短的位移可以看成匀速直线运动，
则有平均速度等于瞬时速度。
计算每隔0.06s的平均速度纸带示意图
D、F 两点间的距离过小，测量误差会增大。所以实际测量过程中要根据需要及所用仪器的情况，在要测量的点附近选取合适的位移和时间。请考虑此实验中产生误差的原因。
请根据上述测量瞬时速度的方法，计算上节实验中纸带上各级计数点的瞬时速度。每隔0.06s计算一次速度。
1. 从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点；
2. 测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表2中；
3. 计算两相邻计数点间的位移△x，同时记录对应的时间△t；
4. 根据△x和△t算出的速度值就可以代表在△x这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表2中。
位置 0 1 2 3 4 ...
x/m
/m
/s
/(m/s)
表2 手拉纸带各计数点的瞬时速度
速度——时间图像
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横轴，速度v为纵轴，坐标中的图像为速度—时间图像或v-t图像。
最后用平滑的曲线连接。
从这些点大致可以看出纸带运动速度的变化规律。
由速度时间——图像可以看出速度的变化规律。
v－t图象是反映物体速度随时间变化的规律，横轴表示时间，纵轴表示速度。
① 匀速直线运动的速度图象是一条平行于时间轴的直线
②变速直线运动的速度图象随时间而变化
Ｏ
Ｖ
ｔ
①
②
v
400
300
200
100
0
5
10
15
20
t/s
②
③
④
①
⑤
①直线表示物体静止。
③平行于t轴的直线表示物体做匀速直线运动。
②直线表示物体做匀加速直线运动。
两图象的交点代表两物体速度相同。
④直线表示物体做匀减速直线运动。
⑤直线表示物体做匀减速直线运动，且在t=5s时，图线越过
时间轴，运动方向发生改变。
由速度时间——图像可以看出速度的变化规律。
如图甲是根据某同学的实测数据所描的点，从这些点的走向能够大致看出纸带运动速度的变化规律。为了更清晰些，可以用折线把这些点连起来。然而我们知道，通常速度不会发生突变，所以，如果用一条平滑的曲线来描出这些点，曲线所反映的情况就会与实际更加接近。
某同学手拉纸带运动的v-t 图像
当堂练习
1、下列关于速度的说法不正确的是（ ）
A、速度描述物体运动的快慢，只有大小。
B、物体运动时间越短，速度越大。
C、物体运动位移越大，速度越大。
D、物体位置变化越快，速度越大。
ABC
2.一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
B
解题心得：平均速度不等于速度的平均
3.下面描述的几个速度中，属于平均速度的是( )
A、子弹以790 m/s的速度击中目标
B、信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/s
C、汽车上速度计的示数为80 km/h
D、足球以20 m/s的速度飞入球门
B
解析：790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度；信号沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度；汽车速度计上显示的是瞬时速度；足球飞入球门的速度是瞬时速度。
4.汽车从制动到停止共用了5s。这段时间内，汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m。
（1）求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些，还是略小些
（2）汽车运动的最后2s的平均速度是多少？
解析：（1）根据平均速度的定义式求出汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。前1s内的平均速度最接近关闭油门时的瞬时速度。
（2）根据平均速度的定义式求出最后1s内的平均速度。汽车最终停止，末速度为零。
（1）汽车在前1s内的平均速度
解：每秒前进的距离记为：x1=9m，x2=7m，x3=5m，x4=3m，x5=1m。
汽车在前2s内的平均速度
汽车在前3s内的平均速度
汽车在前4s内的平均速度
汽车在全程的平均速度
这个五个平均速度中，前1s内的平均速度最接近关闭油门时的瞬时速度。它比这个瞬时速度略小。
（2）汽车在最后1s内的平均速度
汽车末速度为零。
5.在图所示的四个图象中，表示匀速直线运动的是( )
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A
v
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B
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C
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完成课后相关练习