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2.3物体运动的速度
第2章 运动与能量
教科版2025-2026学年 物理八年级上册【精做课件】
授课教师:********
班 级:********
时 间:********
2.3 物体运动的速度
学习目标
深入理解速度的物理意义,明确速度是描述物体运动快慢的物理量。
掌握速度的定义、公式和单位,能进行速度单位的换算。
理解匀速直线运动的概念,能根据匀速直线运动的特点解决相关问题。
理解变速直线运动的概念,知道平均速度的含义,能利用平均速度公式解决实际问题。
学会用图像描述物体的运动,能看懂 s-t 图像和 v-t 图像,并从中获取信息。
通过对速度知识的学习,提高运用物理公式解决实际问题的能力,感受物理知识在生活中的应用。
情境导入
展示两组图片:一组是蜗牛缓慢爬行,另一组是猎豹快速奔跑。
提问:大家观察这两组图片,能发现什么不同吗?引导学生说出物体运动有快有慢。
导入:为了准确描述物体运动的快慢,我们引入了 “速度” 这个物理量,本节课我们就来深入学习物体运动的速度。
速度的概念
物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。物体运动得越快,速度越大;运动得越慢,速度越小。
定义:物体在单位时间内通过的路程叫做速度。
公式:\(v=\frac{s}{t}\),其中\(v\)表示速度,\(s\)表示路程,\(t\)表示时间。
单位:
国际单位:米每秒(\(m/s\))。
常用单位:千米每小时(\(km/h\))。
单位换算:\(1m/s = 3.6km/h\),\(1km/h=\frac{1}{3.6}m/s\approx0.28m/s\)。
举例:人步行的速度约为\(1.1m/s\),骑自行车的速度约为\(5m/s\),汽车在高速公路上行驶的速度约为\(100km/h\)。
匀速直线运动
定义:物体沿着直线且速度不变的运动,叫做匀速直线运动。
特点:
运动轨迹是直线。
速度大小不变,方向不变。
在任意相等的时间内通过的路程相等。
实例:在平直轨道上匀速行驶的列车、空中匀速直线飞行的飞机等。
匀速直线运动的速度计算:根据速度公式\(v = \frac{s}{t}\),已知其中两个量,可以求出第三个量。即\(s=vt\),\(t=\frac{s}{v}\)。
示例:一辆汽车在平直的公路上做匀速直线运动,速度为\(72km/h\),求它在\(5h\)内行驶的路程。
解:\(v = 72km/h\),\(t = 5h\),根据\(s=vt\),可得\(s=72km/h\times5h = 360km\)。
答:汽车在\(5h\)内行驶的路程为\(360km\)。
变速直线运动
定义:物体沿着直线但速度变化的运动,叫做变速直线运动。
特点:
运动轨迹是直线。
速度大小不断变化,可能加快、减慢或不断变化。
在相等的时间内通过的路程不相等。
实例:汽车启动时的运动、火车进站时的运动、百米赛跑运动员的运动等。
平均速度:
定义:在变速直线运动中,为了粗略地描述物体运动的快慢,我们通常用平均速度来表示。平均速度等于物体通过的总路程与通过这段总路程所用总时间的比值。
公式:\(v_{ }=\frac{s_{ }}{t_{ }}\)。
注意:平均速度不是速度的平均值,它是表示物体在某一段路程或某一段时间内的平均运动快慢程度。
示例:一名同学骑自行车从家到学校,家到学校的距离是\(3km\),他前\(1km\)用了\(5min\),后\(2km\)用了\(10min\),求他从家到学校的平均速度。
解:\(s_{ }=3km\),\(t_{ }=5min + 10min=15min=0.25h\),根据\(v_{ }=\frac{s_{ }}{t_{ }}\),可得\(v_{ }=\frac{3km}{0.25h}=12km/h\)。
答:他从家到学校的平均速度是\(12km/h\)。
用图像描述物体的运动
s-t 图像(路程 - 时间图像):
图像的横轴表示时间\(t\),纵轴表示路程\(s\)。
匀速直线运动的 s-t 图像是一条过原点的倾斜直线,直线的倾斜程度表示速度的大小,倾斜程度越大,速度越大。
静止状态的 s-t 图像是一条平行于横轴的直线。
举例:如图所示,图像 A 表示物体做匀速直线运动,速度较大;图像 B 表示物体做匀速直线运动,速度较小;图像 C 表示物体处于静止状态。
v-t 图像(速度 - 时间图像):
图像的横轴表示时间\(t\),纵轴表示速度\(v\)。
匀速直线运动的 v-t 图像是一条平行于横轴的直线。
变速直线运动的 v-t 图像是一条曲线或倾斜的直线(匀变速直线运动)。
举例:如图所示,图像 D 表示物体做匀速直线运动;图像 E 表示物体做加速直线运动;图像 F 表示物体做减速直线运动。
速度的测量
实验目的:测量物体运动的速度。
实验原理:\(v=\frac{s}{t}\)。
实验器材:刻度尺、停表、斜面、小车(或小球)等。
实验步骤:
用刻度尺测量小车将要运动的路程\(s\),并记录下来。
让小车从斜面的顶端由静止开始下滑,同时用停表开始计时。
当小车到达斜面底端时,停止计时,记录小车运动的时间\(t\)。
根据公式\(v = \frac{s}{t}\)计算出小车在这段路程中的平均速度。
多次测量,取平均值,以减小误差。
注意事项:
测量路程时,要从起点到终点进行测量,确保测量准确。
计时要与小车运动同步,避免计时过早或过晚。
斜面的坡度不宜过大,以免小车运动过快,计时困难。
课堂练习
关于速度,下列说法正确的是( )
A. 速度是表示物体运动路程多少的物理量
B. 速度是表示物体运动时间长短的物理量
C. 速度是表示物体运动快慢的物理量
D. 速度大的物体,运动的路程一定多
单位换算:\(54km/h=\)\(m/s\);\(10m/s=\)\(km/h\)。
一辆汽车在平直的公路上做匀速直线运动,它在\(2h\)内行驶了\(144km\),则汽车的速度是______\(km/h\),合______\(m/s\)。
一个物体做变速直线运动,前\(2s\)内通过的路程是\(10m\),后\(3s\)内通过的路程是\(20m\),则该物体在这\(5s\)内的平均速度是______\(m/s\)。
如图所示是某物体的 s-t 图像,由图像可知,该物体在 0-2s 内做______运动,速度大小为______\(m/s\);在 2-5s 内处于______状态。
答案
C
15;36
72;20
6
匀速直线;2.5;静止
总结
速度是描述物体运动快慢的物理量,其定义为单位时间内通过的路程,公式为\(v=\frac{s}{t}\),单位有\(m/s\)和\(km/h\),且\(1m/s = 3.6km/h\)。
匀速直线运动是物体沿着直线且速度不变的运动,其 s-t 图像是过原点的倾斜直线,v-t 图像是平行于横轴的直线。
变速直线运动是物体沿着直线但速度变化的运动,可用平均速度粗略描述其运动快慢,平均速度公式为\(v_{ }=\frac{s_{ }}{t_{ }}\)。
可以通过 s-t 图像和 v-t 图像描述物体的运动状态,从中获取物体运动的速度、路程、时间等信息。
掌握速度的测量方法,能利用实验器材测量物体运动的速度,提高实验操作能力。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
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中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
1.匀速直线运动
(1)现象探究:某汽车沿直线行驶过程中相同时间段的
路程
可知该汽车在相同时间内行驶的路程 相同.
(2)定义:在物理学中,一个物体沿着直线运动,在任
意相同时间内,通过的路程始终相等,这样的运动叫作
匀速直线运动.
特别提醒
匀速直线运动的特点
(1)速度不变:做匀速直线运动的物体,速度的大小和方
向都不变.
(2)等时等路程:做匀速直线运动的物体,在相等的时间
内通过的路程相等.
(3)、 成正比:做匀速直线运动的物体通过的路程与
所用的时间成正比.
教材深挖
物体的运动图像
物体的运动图像分为路程—时间 图像和速度—时
间 图像,分析相关问题时,首先要正确识别图像
类型,即“认人先认脸,看图先看轴”.
2.匀速直线运动是最简单的运动
自然界中匀速直线运动的情形比较少.如果物体在运动过
程中速度变化不大,轨迹近似为直线,就可以近似看作
匀速直线运动.例如,站在自动扶梯上的人缓缓上楼,列
车在平直轨道上保持一定速度行驶,都可以看作匀速直
线运动.
典例1 [ 泸州期中 ] 甲、乙两人同时同向从同一起跑
线出发,做匀速直线运动,乙的速度比甲大,如图中能
正确反映两人运动距离与时间 关系的是( )
D
A. B. C. D.
[解析] 图线与横轴平行,随着时间增大,路程不
变,表示甲和乙都处于静止状态; 甲图线的倾斜程
度大于乙图线的倾斜程度,表示甲的速度大于乙的速度.
1.变速直线运动
(1)现象探究:百米赛跑过程中不同时间段的速度
通过计算可知 ,该同学在运动过
程中速度在变化.
(2)定义: 物体沿直线运动时,在相同的时间内通过
的路程不相等,这种运动叫作变速直线运动.
2.平均速度
(1)为了粗略描述(无法知道何时加速、何时减速、何
时中途停止)做变速直线运动的物体通过某段路程(或某
段时间内)的平均快慢程度,我们引入“平均速度”这一概
念.平均速度等于物体运动的路程除以通过这段路程所用
的时间.
(2)平均速度的计算公式是.公式中的“ ”是通过的
路程,“”是通过这段路程所用的时间,“ ”是物体在这段时
间内(或通过这段路程)的平均速度.
辨析比较
平均速度与速度的平均值(没有物理意义)
平均速度 速度的平均值
典例2 [石家庄期中] 王亮驾车从渭南
市到西安市某地开会,导航给出了“熟路”“大路多”“距离
长”三种路线方案.三种方案的数据如表所示.
方案 熟路 大路多 距离长
路程
预估用时
(1)若他选择“熟路”方案,到达目的地所用时间与导航
上的预估用时一致,求汽车的平均速度.
[答案]
[解析] , .
(2)若以 的平均速度按“距离长”方案的路线行
驶,求全程需要多少时间.
[答案]
[解析] 全程用时 .
(3)王亮不小心错过了导航规划的高速出口(“大路多”
方案),只能从下一个出口驶出高速,最后到达开会地
点用时 ,导航显示全程平均车速为 ,求他
比规划路线多走了多少路程.
[答案]
[解析] 实际用时 ,实际路程
,多走的路程
.
实验 原理
实验 器材 刻度尺、秒表、斜面、木块、小车、可移动挡片
( 便于准确测量时间)
进行 实验
进行 实验
进行 实验
实验 结论 小车在斜面上做变速直线运动,在不同的路段,小车
平均速度的大小不同.小车从斜面顶端运动到斜面
底端的过程中速度越来越大
交流 评估 (1)斜面足够长:这样可以让小车在上面滑行足
够远的距离,以便更准确地测量时间.
(2)斜面坡度适宜:①斜面坡度过大,会导致小
车下滑速度过快,难以精确测量时间;②斜面坡度
过小,会导致小车下滑速度变化不明显,各段平
均速度差异较小.
交流 评估
实验拓展
借助传感器和计算机测量平均速度
实验中,在轨道顶端固定一个位移传感器,可实时测量
传感器到小车的距离.若传感器每秒测量25次,计算机将
自动计算出每个 内的平均速度,并标在坐标系上,
用光滑曲线连接,如图所示.从图像可看出小车运动过程
中速度越来越大.
用图像来记录数据,易于直观了解物理过程,找出一个
物理量随另一个物理量变化的规律,是研究物理问题常
用的一种方法.
典例3 某实验小组进行“测量小车运动的平均速度”实验.
(1)该实验的原理是______(字母表达式).
(2)实验中,采用的刻度尺分度值是 ,则图中
的正确读数结果应该是______ ,图中金属片
在实验中的作用是__________________.
30.00
便于准确测量时间
[解析] 由于刻度尺分度值为 ,读数时应估读到分度
值下一位,故的正确读数结果应是 ;以小车撞
击金属片为信号停止计时,比用肉眼判断更便于准确测
量时间.
(3)已知 ,根据实验采集的数据计算,小车通过
段的平均速度为_____ ;小车沿斜面下滑的过程中,
速度__________(选填“越来越大”“越来越小”或“保持不
变”).
0.05
越来越大
[解析] ,且 ,则
,由图可知, ,
,则 段的平均速度
, 段的平均
速度 ,由此
可知 ,即小车沿斜面下滑的过程中速度越来越
大.
(4)实验中,为了便于精确测量和记录小车在斜面上运
动的时间,你的建议是________________.
减小斜面的坡度
知识点1 匀速直线运动
1. [教材素材题]下列物体的运动可近似看成匀速直线运动的
是( B )
A. 飞机着陆后在跑道上滑行
B. 乘自动扶梯上楼
C. 正在进行百米比赛的运动员
D. 机械秒表秒针的运动
B
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2. [2024·枣庄一模]“频闪摄影”是研究物体运动时常用的一
种实验方法。下列选项是明明同学利用频闪照相机拍摄的
四个物体运动时的频闪照片(黑点表示物体的像),其中表
示物体可能做匀速直线运动的照片是( A )
A
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知识点2 匀速直线运动的理解
3. 一物体做匀速直线运动,当它通过45 m的路程时用了30 s
的时间,那么它前15 s内的速度为( B )
A. 0.5 m/s B. 1.5 m/s
C. 2 m/s D. 3 m/s
B
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4. [2024·乐山期末]对于匀速直线运动,下列说法正确的是
( D )
A. 物体运动的速度越大,通过的路程越长
B. 物体运动的速度越大,所用的时间越少
C. 物体运动的速度与路程成正比,与时间成反比
D. 速度的大小不变,与路程和时间无关
【点拨】
做匀速直线运动的物体,在运动的过程中速度是不变
的,路程与时间的变化不能改变速度的大小。速度的大小
与路程和时间无关,路程与时间成正比,D正确。
D
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知识点3 匀速直线运动的图像
5. [2024·青岛期末]下列图像能描述匀速直线运动的是( B )
A. 甲和乙 B. 乙和丙
C. 甲和丁 D. 丙和丁
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图甲中路程随着时间的变化没有发生改变,速度为零,表示物体静止;图乙中的图线表示速度的大小,由于速度随着时间的变化没有发生改变,是匀速直线运动;图丙中的图线的斜率代表速度,斜率没有发生改变且不为零,所以速度没变,是匀速直线运动;图丁中的图线代表速度的大小,因为速度随着时间的变化而增大,不是匀速直线运动。故选B。
【点拨】
【答案】B
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6. [2024·镇江期末]甲、乙两位同学在操场的平直跑道上做匀
速直线运动,他们同时经过MN线,一段时间后他们的位
置如图所示。图中分别作出了两人运动的s-t或v-t的关
系图像,其中正确的是( B )
A B
C D
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由题意知甲、乙两位同学都做匀速直线运动,甲与乙的速度保持不变,在相等时间内,s甲<s乙,由v=可知,甲的速度小于乙的速度。甲的速度小于乙的速度,则相同时间内,甲通过的路程小于乙通过的路程,故A错误,B正确;C中乙的速度小于甲的速度,故C错误;D中甲、乙都做加速运动,故D错误。
【答案】B
【点拨】
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7. [2024·郴州期末改编]两名同学分别自制了一辆简易遥控小
车,在操场的平直跑道上进行遥控小车比赛。甲、乙两车
从t=0 s时由同一起点同方向运动,两者运动的s-t图像如
图所示,下列说法正确的是( D )
A. 在5~10 s内甲车做匀速直线运动
B. 在0~5 s内乙车的速度是2 m/s
C. t=10 s时两车的速度相等
D. t=10 s后乙车超过甲车
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由图像看出甲车在5~10 s内通过的路程为10 m-10 m=0,所以在5~10 s内甲车静止,故A错误;由图像看出乙车在0~10 s内通过的路程为10 m,所以乙车在0~10 s内的速度v乙===1 m/s,乙车的图像是一条斜线,表示乙车做的是匀速直线运动,所以在0~5 s内乙车的速度是1 m/s,故B错误;由图像可知,t=10 s时,甲车静止,乙车做匀速直线运动,则两车的速度不相等,故C错误;甲、乙两车从t=0 s时由同一起点同方向运动,由图像可知,两车在第10 s相遇,t=10 s后,甲车静止,乙车超过甲车,故D正确。
【答案】D
【点拨】
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8. [科学推理]甲、乙、丙三人参加百米赛跑,假定他们都做
匀速直线运动,如果甲到达终点时乙距终点10 m,乙到达
终点时丙距终点10 m。则甲到达终点时丙距终点的距离为
( B )
A. 20 m B. 19 m
C. 18 m D. 21 m
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由题意可知,当甲到终点时,乙距终点10 m,说明在相同时间内,甲通过的路程为100 m,乙通过的路程为90 m;根据v=可知,时间t相等时,速度v与路程s成正比,所以===,故甲的速度是乙的倍。同理可得:=,即v丙=v乙=×v甲=v甲,甲跑完全程用的时间t=,则此时丙通过的路程s丙=v丙t=×v甲×=s=×100 m=81 m,所以丙距终点的距离为100 m-81 m=19 m。
【点拨】
【答案】B
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9. 甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,它们运
动的图像如图所示,由图像可知:运动速度相同的小车
是 和 ;若甲、乙两车以如图所示的速度做匀
速直线运动,则甲、乙两车在相同时间内经过的路程之比
是 。
甲
丙
2∶3
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由第一个图像可知,路程和时间的图像是一条过原点的射线,路程和时间成正比,甲做匀速直线运动,当甲通过的路程为20 m时,运动的时间是5 s,运动的速度v甲===4 m/s;由第二个图像可知,乙、丙的速度不随时间的变化而变化,说明乙、丙做的是匀速直线运动,乙的速度 v乙=6 m/s,丙的速度v丙=4 m/s。所以甲和丙的速度是相等的,s甲∶s乙=v甲t ∶v乙t=v甲∶v乙=4 m/s∶6 m/s=2∶3。
【点拨】
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10. [2024·宿迁期末]一辆汽车在平直的公路上行驶,在这条
公路上任意取如图所示的5段路程,并将汽车通过各段路
程及所对应的运动时间记录下来。
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【解】根据速度公式得出,汽车通过第一段路程的速度v1===20 m/s=72 km/h;汽车通过第二段路程的速度v2===20 m/s=72 km/h;汽车通过第三段路程的速度v3===20 m/s=72 km/h。
(1)汽车通过第一、第二和第三段路程的速度分别是多少米每秒?合多少千米每小时?
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(2)【科学论证】由(1)的计算结果判断汽车可能做什么运动。
【解】由(1)的计算结果判断汽车可能做匀速直线运动。
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11. [分类讨论]甲、乙两车沿同一直线相向而行,其s-t图像
如图所示。当甲经过P点时,乙刚好经过Q点,再过3 s,
甲、乙两车相距4 m,则P、Q两点间的距离( B )
A. 可能为8 m
B. 可能为12 m
C. 一定为16 m
D. 一定为20 m
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【点拨】
由图像可知,3 s时间内,两车行驶的路程分别为s甲=6 m,s乙=10 m;两车相向行驶,两车没有相遇时,则PQ间距离s1=s甲+s乙+4 m=6 m+10 m+4 m=20 m;两车相遇后,又继续行驶,则PQ间距离s2=s甲+s乙-4 m=6 m+10 m-4 m=12 m,故ACD错误,B正确。
【答案】B
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12. [质疑创新]爸爸妈妈假期带小明来到西安旅游,参观完
城墙小明想接着去参观西安钟楼。于是他利用手机导航
查询路线,如表所示为查询结果,假定步行做匀速直线
运动,请你挑选一个方案,通过计算判断导航给出的方
案中的步行时间是否合理。(结果保留2位小数)
方案一 方案二 方案三
32分钟 33分钟 36分钟
1.8公里 1.8公里 2.1公里
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【解】方案一中,路程s=1 800 m,步行时间t=32 min=1 920 s,则步行速度v==≈0.94 m/s,符合实际情况,所以导航给出的步行时间合理。
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谢谢观看!