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1.2 怎样描述运动的快慢(一)
【学习目标】
理解速度和平均速度;认识匀速直线运动。
【名师点拨】
1.知识概要
(1)时间与时刻
时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志,时间则是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度。在时间轴上,时刻对应于一个点,时间是两个时刻之间的间隔,对应于一段线段。应该注意到生活中所谓“时间”的双重含义。
(2)匀速运动与变速运动
物体在一条直线上运动,如果在任意相等的时间内位移相等,这种运动叫匀速直线运动;如果在相等的时间内位移不相等,就叫变速直线运动。匀速直线运动是一种理想化的运动模型,变速直线运动则是一种很常见的实际运动形式。
(3)平均速度与平均速率
平均速度是位移与时间的比值,是矢量,方向与位移方向相同;平均速率是路程与时间的比值,是标量。
2.探究方略
(1)速度概念的建立
对物理现象进行定量的研究,要以物理量的定义为基础,伽利略正是通过速度这一概念才揭示出运动的一些规律。我们在本章就主要学习描述运动的基本概念。
(2)用DIS研究匀速直线运动
参考课本第30页的“课题研究”,通过DIS实验系统研究匀速直线运动,直观地体会匀速直线运动的特点。
3.我的思考
(1)100 m赛跑的运动员,前4 s位移为30 m,后8 s位移为70 m,该运动员在100 m位移内做何种运动?
(2)无论物体运动速度多大,某时刻只能处于某一个位置,而移动一段位移一定需要一段时间。所以在叙述物体的运动情况时,一定要搞清时刻与时间、位置与位移的关系。如“汽车在10 s末的路程为20 m”这一说法准确吗?
【典例精析】
典例1.同学甲用时10分钟绕400米的跑道运动三周,同学乙用时8分钟绕400米的跑道运动两周,他们运动过程中的平均速度相同吗?平均速率相同吗?
[精析]根据两个物理量的定义可以求得甲乙的平均速度都为零。甲的平均速率为2 m/s,乙的平均速率为1.67 m/s。可见平均速度描述的是物体位置变化的平均快慢,而平均速率描述的是物体运动过程中路程增加的快慢。
典例2.汽车以36 km/h的速度从甲地匀速直线运动到乙地用了2 h,如果汽车从乙地返回甲地仍做匀速直线运动用了2.5 h,那么汽车返回时的速度为
A. –8 m/s B. 8 m/s C. -28.8 m/s D.28.8 km/h
[精析]速度和位移一样是矢量,同一直线上的速度用正负表示方向。速度的正方向可以根据具体情况规定,有时也隐含在题目中。例如该题中从甲到乙的速度为36 km/h,意味着从甲到乙方向为正,所以返回速度为负值。本题选A。
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