2019_2020新教材高中物理1.3.1位置变化快慢的描述__速度课件新人教版必修1 65ppt

课件65张PPT。3.位置变化快慢的描述——速度
第1课时　位置变化快慢的描述
——速度一、速度
【思考】 如何比较下列物体运动的快慢?提示:比较单位时间内运动的位移大小1.物理意义:描述物体运动快慢的物理量。
2.速度大小:________。3.单位:
(1)国际单位制单位:米每秒(m/s)。
(2)常用单位:千米每时(km/h)、厘米每秒(cm/s)。
4.矢量性:
(1)大小:在数值上等于单位时间内物体的位移大小。
(2)方向:与运动方向相同。二、平均速度和瞬时速度
【思考】 生活中提到的速度的含义一样吗?比如:
①歼-20战机以50 m/s的速度飞离航母甲板
②由于堵车,汽车在隧道内的速度仅为1.2 m/s
③子弹以800 m/s的速度撞击到墙上
指出哪些是瞬时速度,哪些是平均速度。提示:①③中的速度是指瞬时速度,②中的速度是指平均速度。1.平均速度:
(1)内涵:物体在时间Δt内运动的平均快慢程度。
(2)物理意义:只能_______描述物体运动的快慢。
2.瞬时速度:
(1)内涵:物体在某一时刻运动的快慢。
(2)物理意义:能够_______描述物体运动的快慢。粗略地精确地3.速率:_________的大小。
4.匀速直线运动:
(1)内涵:_________保持不变的运动。
(2)特点:平均速度和瞬时速度_____。
(3)图像: 瞬时速度瞬时速度相等(4)平均速度、平均速率和瞬时速度的物理意义及研究
对象并不相同。以下关于三者的表述正确的是_____。
①平均速率是平均速度的大小。
②瞬时速率是瞬时速度的大小。
③平均速度是各段运动速度的平均值。②⑤④物体的平均速度为零时,其任一时刻的瞬时速度也一定为零。
⑤做匀速直线运动的物体各个时刻的速度都相同。一　平均速度和瞬时速度的比较【思考·讨论】
如图所示,区间测速对小型车限速为120千米/小时,如果在区间测速范围内超过了120千米/小时,就会被判超速行驶。这里的120千米/小时指的是平均速度还是瞬时速度? (物理观念)提示:区间测速的目的是控制汽车行驶的平均速度。所以120千米/小时指的是平均速度。【典例示范】
　2018年12月8日7:30,“全民健步走 文明伴我行”徒步大会在宿迁市政府广场举行。整个队伍沿直线行进路线为:市政府广场(起点)—古黄河生态公园—黄河南岸(终点)。全程近10 km,用时约3小时。下列说法正确的是 世纪金榜导学号(　　)A.队伍行进的平均速度约为3.3 km/h
B.队伍行进的瞬时速率约为3.3 km/h
C.某队员徒步时,一定不能看成质点
D.研究某队员的运动只能以地面为参考系【解析】选A。由于队伍沿直线行进,故其位移近10 km,
平均速度等于位移与时间的比值即为 ≈3.3 km/h,
故A正确,B错误;如果确定某队员徒步的位置时,由于队
员的形状和大小可以忽略,所以可以看成质点,故C错
误;参考系的选取可以是任意的,故D错误。【母题追问】
1.(多选)【典例示范】中“7:30”“10 km”分别表示
(　　)
A.时刻、位移　　　　 B.时间间隔、位移
C.时刻、路程 D.时间间隔、路程【解析】选A、C。7:30在时间轴上用某一点表示即时刻,由于沿直线行进的距离近10 km指的是运动轨迹的长度即路程,也是位移的大小,故A、C正确。2.【典例示范】中若队伍沿黄河南岸的运动视为匀速直线运动,队伍行进的速度为4 km/h。以下四幅图可以反映此匀速直线运动的是 (　　)【解析】选C。由v -t图像可知A中队伍速度变大,而B中队伍速度变小,故A、B错误; x -t图像为倾斜直线表示匀速直线运动,故C正确;x -t图像为平行时间轴的直线表示物体静止,故D错误。【补偿训练】
　　1.(多选)下列关于速度的说法正确的是 (　　)
A.位移大的物体速度大
B.通过相同的位移,所用时间少的物体速度大
C.在相同的时间内,通过位移大的物体速度大
D.速度是描述物体运动快慢的物理量【解析】选B、C、D。位移大但用时较多,则速度也较小,故A错误;位移相同,用时较少,则物体的速度大,故B正确;相同时间内的位移大,则说明物体的速度大,故C正确;速度是描述物体运动快慢的物理量,故D正确。2.下列说法中正确的是 (　　)
A.瞬时速率是指瞬时速度的大小
B.平均速度为零,则此过程中任何时刻瞬时速度等于零
C.火车在两站间的速度为v,v是指瞬时速度
D.子弹以速度v击中靶心,v是平均速度【解析】选A。瞬时速度的大小称为瞬时速率,故A正确;平均速率是指路程与时间的比值,平均速度是位移与时间的比值,位移和路程不同,故平均速率不同于平均速度,如曲线运动中,转动一圈,平均速度为零,而平均速率不为零,此过程中任何时刻瞬时速度不一定等于零,故B错误;火车在两站间的速度为v,该速度为经过某一段位移的速度,是指平均速度,故C错误;子弹以速度v击中靶心,是瞬时速度,故D错误。二　平均速度和平均速率的比较　【思考·讨论】
　情境:某学校在操场举行运动会。运动员在田径比赛中,
讨论:
(1)运动员在某段时间内一直运动,他们的平均速度可能等于零吗?平均速率呢?请举例说明。 (物理观念)
提示:如运动员绕操场跑一圈的过程,位移等于零则平均速度等于零;但是路程不等于零,则平均速率就不等于零。(2)运动员平均速度的大小等于平均速率吗?(科学思维)
提示:不一定等于。因为位移小于等于路程,所以平均速度小于等于平均速率。只有在单向直线运动中,平均速度的大小才等于平均速率。【典例示范】
　汽车和高铁是现在我们出行的重要交通工具,假设甲、乙两地直线距离是50 km,从甲地到乙地乘汽车需要1 h,乘高铁需要0.5 h,则 世纪金榜导学号(　　)
A.汽车行驶的瞬时速度一定是50 km/hB.汽车行驶的平均速率一定是50 km/h
C.高铁运行的平均速度大小大于100 km/h
D.高铁运行的平均速度大小等于100 km/h【解析】选D。利用平均速度的定义式 知,汽车的
平均速度为: 汽车的平均速度
是50 km/h,考虑到汽车的加速与减速,所以汽车行驶的
瞬时速度不一定是50 km/h,故A错误;若路程s>50 km,
所以汽车行驶的平均速率一定大于50 km/h,故B错误;
利用平均速度的定义式 知高铁的平均速度为:
故C错误,D正确。【母题追问】
1.在【典例示范】中乘汽车从甲地前往乙地,选择不同的路径,其运动轨迹的实际长度不同,请问位移和路程的大小关系? (科学推理)【解析】由题意知位移x=50 km,考虑到公路与铁路都会有一定的弯曲,所以路程s>50 km。
答案:见解析2.请问【典例示范】中从甲地开往乙地的过程中,平均速度的大小与平均速率的关系? (科学探究)【解析】平均速度= ,平均速率= ,已知路程
大于位移,故平均速率大于平均速度的大小。
答案:平均速率大于平均速度的大小。【补偿训练】
　　1.某高中秋季运动会中,乐轩同学创造了100 m和200 m短跑项目的学校纪录,他的成绩分别是12.84 s 和24.80 s。关于该同学的叙述正确的是 (　　)
A.该同学100 m的平均速度约为8.79 m/s
B.该同学在100 m和200 m短跑中,位移分别是100 m和200 mC.该同学200 m短跑的平均速度约为8.06 m/s
D.该同学200 m短跑的平均速率约为8.06 m/s【解析】选D。该同学在100 m和200 m短跑中,100 m是
直线运动,位移是100 m,该同学在100 m短跑中的平均
速度为 ≈7.79 m/s;跑200 m时为曲线运
动,位移不是200 m,200 m是路程,只能求解平均速率,
平均速率约为 ≈8.06 m/s,故D正确。2.一名短跑运动员在50 m竞赛中,测得他2 s末的速度为10.4 m/s,5 s末到达终点的速度是10.2 m/s,则该运动员在50 m竞赛中的平均速度为 (　　)
A.10.4 m/s　　　　 B.10.3 m/s
C.10.2 m/s D.10 m/s【解析】选D。50 m赛跑,5 s末到达终点,这个过程中
位移是50 m,所用时间为5 s,平均速度
故A、B、C错误,D正确。三　速度—时间图像
1.速度—时间(v -t)图像的意义:
(1)v -t图像描述的是物体速度随时间的变化规律。
(2)能够直观地展现速度的大小以及速度变化快慢的规律。2.获得信息:
(1)能够通过v -t图像直接确定速度的大小及方向。
(2)速度—时间图像纵轴的截距表示初速度的大小和方向。【思考·讨论】
　如图所示,当两条速度—时间图像相交时,其交点的含义? (物理观念)提示:在速度—时间图像中,图像的交点表示此时两物体的速度相同。【典例示范】
　(多选)某同学出门乘坐公交车去学校参加期末考试,公交出发加速,飞速地奔驰着,到站减速。如果将公交两站间的行驶进行简化,v -t图像如图所示,则下列说法正确的是 世纪金榜导学号(　　)A.图像OA段表示物体的速度均匀增大
B.图像AB段表示物体静止
C.在0～3 s内与6～9 s内物体的运动方向相同
D.在6～12 s内物体的运动方向发生变化【解析】选C、D。图像OA段表示物体的速度在增大,但是速度增大的快慢程度不同,故A错误; 图像AB段表示物体做匀速直线运动,故B错误;在0～3 s内与6～9 s内速度均为正值,则物体的运动方向相同,故C正确;根据图像可知,6～9 s内物体向正方向运动,9～12 s内物体向反方向运动,故D正确。【素养训练】
1.(多选)A、B两个物体在同一直线上运动,其速度—时间图像如图所示,则 (　　)A.A、B两物体运动方向相反
B.A、B两物体运动方向相同
C.4 s时A、B两物体的速度相同
D.A物体的速度始终小于B物体的速度【解析】选B、C。由图可知两物体均沿正方向运动,故速度方向相同,故A错误,B正确;4 s时两物体的图像相交,说明两物体速度相同,故C正确; 4 s后A物体的速度大于B物体的速度,故D错误。2.(多选)物体在水平面上做直线运动,其速度—时间图像如图所示,则 (　　)A.物体在前2 s内速度均匀增大
B.物体在6～12 s内速度一直在减小
C.物体在前12 s内始终朝同一方向运动
D.物体在前12 s内的路程一直在增加【解析】选A、D。前2 s内物体的速度均匀增大,故A正确;物体在6～10 s内速度逐渐减小,在10～12 s内速度反向增大,故B错误;前10 s内物体一直朝正方向运动,在10 s末物体开始沿反方向运动,故C错误;物体在前
12 s内路程一直在增加,故D正确。3.如图所示为某质点做直线运动的v -t图像,关于这个质点在4 s内的运动情况,下列说法中正确的是 (　　)A.质点始终向同一方向运动
B.质点的初速度大小为20 m/s
C.前4 s内物体的位移一直在增大
D.4 s末的速度与初速度相同【解析】选B。由图像可知物体的初速度沿负方向,大小为20 m/s,并且在2 s末质点的速度方向发生改变,故A、C错误,B正确;4 s末的速度与初速度大小相等,方向相反,故D错误。【拓展例题】考查内容:利用位移—时间图像求速度
【典例】质点做直线运动,其x -t 关系如图所示。质点在0～20 s 内的平均速度大小为____________m/s;质点在__________时的瞬时速度等于它在6～20 s内的平均速度。?【解析】根据图像可知,0～20 s内的位移为16 m,所以
这段时间内的平均速度为 =0.8 m/s,6
～20 s内的平均速度为 瞬时速度等于
图线的斜率,即斜率等于1的时刻应为10 s、14 s。
答案:0.8　10 s、14 s【课堂回眸】