鲁科版高中物理必修第一册第1章运动的描述1.3速度教学课件（共16张PPT）

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1.3速度
第二章 运动的描述
同学们猜想下是汽车快还是飞机快？
结合上节课的内容及现实生活中的经验我们都知道是飞机的运动比较快，但是通过上一段视频发现，
在起跑的过程中，汽车会比飞机先运动。
那我们应当如何比较物体运动的快慢？
初中我们学过比较物体运动的快慢，可以比较相同时间内谁运动的距离远
图中A、B两车的时间相同，但是距离不同
这里A、B两车由于运动位置发生变化即位移，所以比较物体运动的快慢可以用相同时间内位移之比。
在初中我们还可以用相同的距离比较用时的长短，同样的这时候物体由于运动位置发现变化即位移相等，这里A、B的位移相同但是用时不同，B车用时短，所以B车比较快，同理比较物体运动的快慢我们也可以用相同位移比时间。
那么如果位移和时间都不相同，
我们如何比较物体运动的快慢？
试一试
假设上图A、B两车的位移分别为 ,且位移相等，两车的时间分别为 且 ，计算一下A，B两车位移与时间之比谁大谁小？
经过计算我们得到 ，依然是B车的比值较大，再把这个方法用在第一种方法试试。
此时经过计算我们得出物体运动快的，其位移
与时间的比值也就越大，所以即使位移或时间不同，
我们也可以通过比较位移与时间的比值来比较物体运动的快慢。
通常，物体运动的快慢不断变化，为了大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向，人们建立了平均速度的概念。物体运动的 与所用时间之比，称为这段 （这段时间）内的平均速度（average velocity）。平均速度通常用 来表示，即
我们发现这里的平均速度用的是位移，初中用的是路程，由于位移是矢量具备了方向性，这里速度的方向也正是物体运动的方向，平均速度也是矢量，其方向与位移方向相同。若位移的单位是米，时间的单位是秒，则平均速度的单位是米/秒，符号为m/s或m· 。在高中阶段我们规定用路程与时间的比值的物理量为速率。
我的速度方向向右，所以我向右运动
位移
位移
动动手
分别计算一下图中小球的OA、OB、OC段的平均速度，并完成书中的表格，比较一下有什么不同。
OA OB OC
s/m 0.07 0.16 0.27
t/s 0.1 0.2 0.3
/（ ） 0.70 0.80 0.90
计算结果表明，小球在OC段运动得最快。
由以上结果可知，物体在变速直线运动过程中，不同位移（不同时间）内的平均速度一般不相等。因此，描述平均速度时，需要指明是哪一段位移（哪一段时间）内的平均速度。
练一练
某质点由A出发做直线运动，前5s向东行驶了30m经过B点，又行驶了5s前进了60m到达C点，在C点停了4s后又向西行驶，经历了6s运动了120m到达A点的西侧的D点，如图所示，求
（1）每段时间内的平均速度大小和方向？
（2）全过程的平均速度．
（3）全过程的平均速率
解析：（1）前5s内的平均速度为6m/s，方向向东；
（2）全程的平均速度是1.5 m/s，方向向西
（3）全程的平均速率是10.5m/s．
想一想
在图1-20中，小球从O点到C点经过了若干位置，那么小球在哪个位置运动得最快呢？
可以用OA、OB、OC段小球的平均速度来表示O点的速度吗？
这时候我们就会发现平均速度只能粗略的描述一段时间或一段位移内的运动快慢，无法求出任意一个位置或某一时刻的运动快慢，我们就把这种物体在某位置（时刻）的速度，称为瞬时速度（instantaneous velocity）符号为v。同学们思考下能否求出0点时刻位置的瞬时速度？
想要得到我的800km/h的瞬时速度，你需要极限
如何理解瞬时速度呢？我们继续以图1-20为例，讨论小球经过O点时运动的快慢。OA、OB、OC各段的平均速度都不能用来准确描述小球经过O点时运动的快慢，但相对而言，A点离O点更近，OA段的平均速度更接近小球经过O点时的瞬时速度。如果从O点起所取的位移更小，比如取OA1、OA2、OA3等（如图），相对而言，OA3段的平均速度会更加接近小球经过O点时刻的瞬时速度了。当位移足够小（时间足够短时），小球的速度变化很小，可近似认为小球在这段位移（时间）内的运动是匀速的，此时对应的平均速度就可以看作是小球经过O点的瞬时速度。
看一看
A点：在我这一点求出来的速度就是瞬时速度，可以利用极限的思想，在公式 中时间t非常短，趋近于0，这时就是瞬时速度，所利用的就是将平均速度中将时间t转化为时刻的极限思想，这里要注意瞬时速度跟平均速度一样也是矢量。
科学视角
我们实验室的器材光电门就是利用了极限的思想：其中，光电门中安装交光装置及接收装置并与光电计时器连接。一旦光线被遮光板遮挡，遮挡的时间便能被光电计时器测出。由于遮光板宽度较小，遮光的时间极短，根据遮光板宽度和测得的遮光时间，求出遮光板经过光电门这一极短时间内的平均速度大小，可近似认为这就是遮光板图1运动到光电门时的瞬时速率。
练一练
1.下列说法中正确的是 （ ）
A.平均速率是平均速度的大小
B.瞬时速率是瞬时速度的大小
C.瞬时速度是指较短时间内的平均速度
D.对于匀速直线运动，平均速度与瞬时速度相等
2.下列所说的速度，指瞬时速度的是（ ）
A.百米赛跑运动员以9.5m/s的速度冲过终点线
B.上海磁悬浮列车行驶过程中的速度为400km/h
C.乒乓球运动员王励勤扣出的乒乓球速度达23m/s
D.子弹以800m／s的速度撞击墙壁
BD
ACD
3.如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间，测得遮光条的宽度为 ，用 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度，为使 更接近瞬时速度，正确的措施是（ ）
A．换用宽度更窄的遮光条
B．提高测量遮光条宽度的精确度
C．使滑块的释放点更靠近光电门
D．增大气垫导轨与水平面的夹角
解析:瞬时速度表示运动物体在某一时刻（或经过某一位置）的速度，当△t→0时， 可看成物体的瞬时速度， 越小， 也就越小
平均速度 瞬时速度
区
别 物理意义 平均速度是物体在一段时间内发生的位移与所用时间的比值，在变速运动中，它只能粗略地描述物体在一段时间或位移内运动的快慢和方向。 瞬时速度是指物体在某时刻或经过某位置时的速度，它能精确地描述物体在某时刻或某位置运动的快慢及方向
方向 物体的位移方向 物体此时的运动方向，即物体在运动轨迹上过该点的切线方向
大小
联
系 （1）瞬时速度是极短时间内的平均速度；
（2）都描述物体运动的快慢和方向，都是矢量，国际单位制单位都是m/s；
（3）在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度，在变速直线运动中，某段时间内的平均速度和这段时间内某一时刻的瞬时速度没有直接的关系