(共24张PPT)
第二章 机械运动
第4节 平均速度
知道匀速直线运动和平均速度。
知道什么是瞬时速度。
知道平均速度和瞬时速度的区别。
学习目标
在2004年雅典奥运会上,我国选手刘翔在男子110 m栏项目中以12.91s的成绩夺冠。某位同学利用速度公式计算得到比赛中刘翔的速度约为8.52 m/s。你是否同意他的观点 刘翔在整个比赛过程中的速度是一成不变的吗
新知导入
如果物体沿直线运动,并且速度保持不变,那么这种运动称为匀速直线运动。
匀速直线运动的定义:
匀速直线运动是最简单的机械运动,是研究其它复杂运动的基础。那么匀速直线运动有什么特点呢?
新知学习
知识点一:匀速直线运动
计算出下面这辆小车在这4段10s时间内的速度,想一想它的运动有什么特点呢?
15m/s
15m/s
15m/s
15m/s
① 速度的大小和方向不变;
③ 速度大小与路程和时间无关。
② 在任意相等的时间内通过的路程相等;
匀速直线运动的特点:
s/m
t/s
1
2
3
4
5
6
5
10
15
20
25
0
匀速直线运动的s-t图像
v/m·s-1
t/s
1
2
3
4
5
6
5
10
15
20
25
0
匀速直线运动的v-t图像
路程与时间成正比
我们可以通过画出路程随时间变化的关系图像(s-t图像)和速度随时间变化的关系图像(v-t图像)来反映物体的运动情况。
交流讨论
一物体运动的速度为4m/s,在下图中作出它的s-t图像,比较两条图线,会发现它们有怎样的关系 你能通过图线直观地判断出哪个物体运动的速度较大吗 将你的想法与同学交流。
s/m
t/s
1
2
3
4
5
6
5
10
15
20
25
0
匀速直线运动的s-t图像
v=5m/s
v=4m/s
蓝色图线比红色图线更平缓,所以蓝色图线表示的速度更小。
理想的匀速直线运动在实际中并不常见,但如果物体在运动过程中速度变化不大,并且通过的路径近似是直线,在这种情况下,我们可以把物体的运动近似看作匀速直线运动。这也是物理学中简化问题的一种理想化的处理方法。
乘坐自动扶梯
汽车在平直公路上平稳行驶
这些物体的运动,都可以看作是直线运动,但它们的速度是变化的。那么如何描述它们运动的快慢呢?
游泳池中的运动员
100m跑道上的运动员
正在降落的飞机
可以用平均速度来描述这些物体运动的快慢。
1.概念:
2.物理意义:
3.计算公式:
某段路程的平均速度等于这段路程与通过这段路程所用时间的比。
表示物体在某一段时间内(或某一段路程内)运动的快慢程度。
表示平均速度,s表示路程,t表示时间。
新知学习
知识点二:平均速度
利用平均速度进行简单计算
例题
:2023年5月,大连湾海底隧道正式通车。它是我国北方地区首条大型跨海沉管隧道,对于解决城市交通不畅、拓展城市发展空间、推动大连湾两岸一体化发展具有重要意义。大连湾海底隧道全长5.1km,其中海底沉管隧道段长3km,设计速度为60km/h。
某汽车从人民东路开始,经过3min行驶2.1km后,进入海底沉管隧道段,再经过4min驶出海底沉管隧道。求汽车在海底沉管隧道段和全程的平均速度各是多少。
解: 由题意可知,汽车在海底沉管隧道段的路程 s1=3km,
行驶时间 t1=4min;汽车全程的路程 s2=2.1km+3km=5.1km,
行驶时间 t2=3min+4min=7min,则由平均速度公式 可得:
汽车在海底沉管隧道段的平均速度为
汽车全程的平均速度为
答:汽车在海底沉管隧道段的平均速度为45km/h,汽车全程的平均速度为44km/h。
交流讨论
下表是刘翔在雅典奥运会男子110m栏决赛夺冠过程中,跨栏以及冲过终点的时刻表。根据表中提供的信息,你认为刘翔在各阶段的平均速度相同吗 他冲过终点时的速度是8.52m/s吗
时间t/s 0 2.1 3.3 4.3 5.2 6.2 7.3 8.3 9.3 10.3 11.3 12.91
栏数 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 终点
距离s/m 0 13.72 22.86 32.00 41.14 50.28 59.42 68.56 77.70 86.84 95.98 110.00
交流讨论
解:由平均速度公式 可得:
刘翔在0-1栏的平均速度为
刘翔在1-2栏的平均速度为
∴ 刘翔在各阶段的平均速度不相同。
则他全程的平均速度是8.52m/s,但是他的速度一直在变化,
所以冲过终点时的速度不是8.52m/s。
他全程的平均速度为
想一想
刘翔全程的平均速度等于前后半程平均速度的平均值吗?
V
=
V1+V2
2
平均速度不是速度的平均值。
科学窗
瞬时速度
1.概念:
2.物理意义:
运动物体在某一时刻的速度。
反映物体在运动过程中的某一时刻或者经过某一位置时运动的快慢。
做匀速直线运动的物体,在运动过程中速度保持不变,所以它任意时刻的瞬时速度都相等,且等于平均速度。
在交通管理中,警察需要测定汽车是否超速行驶。如图所示,雷达测速仪测出的车速是汽车行驶全程的平均速度吗?
不是,雷达测速仪测出的是汽车在极短时间内运动的速度,即瞬时速度。
科学窗
瞬时速度
汽车速度计上显示的速度:
瞬时速度
汽车速度计
科学窗
瞬时速度
平均速度与瞬时速度的区别与联系
平均速度 瞬时速度
区别 平均速度与某一段时间或某一段路程相对应,反映的是物体的整体运动情况。 瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应,如汽车速度计显示的速度,子弹或炮弹冲出枪口或炮口时的速度。
联系 瞬时速度可以看成是物体在一段极短时间内或路程内的平均速度。 视频:列车的运行速度
拓展阅读
平均
速度
平均
速度
概念:运动物体所通过的路程与通过该路程所用时间的比值
物理意义:平均速度反映物体在某一段路程内(或某一段时间内)运动的快慢程度
公式:
瞬时
速度
概念:运动物体在某一瞬间的速度
物理意义:瞬时速度反映物体在运动过程中的
某一时刻或经过某一位置时的运动快慢
匀速直
线运动
概念:沿直线运动,并且速度保持不变
课堂总结
1. 下列物体的运动可近似看成匀速直线运动的是( )
A.正在进站的火车
B.离开脚后在草地上滚动的足球
C.站在商场自动扶梯上顾客的运动
D.绕地球匀速转动的“北斗”卫星
C
课堂练习
2.中考期间,育才中学的学生乘坐某种新型安全校车到9km外的考点参加考试,校车行驶了15min后安全到达考点。求:校车在送考过程中的平均速度。
解:15min=15×60s=900s
即校车在送考过程中的平均速度为10m/s
= = =10m/s
3.根据图像可知,运动速度比较大的是物体 ;
甲、乙两物体通过相同的路程,所用时间的比值t甲:t乙= 。
3:8
甲