(共20张PPT)
描述运动的快慢
——速度
物体的运动有快慢之分,天空中雄鹰翱翔,草原上骏马奔驰,草丛中蜗牛爬行,赛场上运动员奔跑……位置都在变化,但变化的快慢却不相同,应如何描述这种运动快慢的不同呢?
一、坐标与坐标的变化量
坐标:
(1)坐标用来表示位置或时刻。
(2)坐标的变化量用来表示位移或时间。
二、速度
看下表,试说明哪个物体运动较快?
问题:(1)位移越大运动越快?
(2)时间越短运动越快?
由初中所学的知识可知,物体的速度等于路程与时间的比值。我们只有求出速度才可以比较物体的运动快慢。
初始位置(m) 末位置(m) 时间(s)
火车 0 100 3
汽车 10 100 4
运动员 10 400 120
速度:物理学中用位移与发生这个位移所用的时间的比值表示物体运动的快慢,这就是速度。
说明:对于同一运动的物体,在不同的过程中,它的平均速度可能是不同的,因此平均速度必须指明是“哪段时间”或“哪段位移”。
三、平均速度和瞬时速度
1.平均速度:表示物体在时间间隔内的平均快慢程度。
意义:粗略的描述做变速直线运动的物体在一段时间内运动快慢程度。
方向:与这段时间内的位移方向相同。
北京时间3月28日下午5点半,世界游泳锦标赛结束了男子200米蝶泳的决赛争夺,美国选手菲尔普斯以1分52秒09不仅获得他个人本届大赛的第三金,更是打破了世界纪录。这一段文字不可以很准确的描述菲尔普斯在200米蝶泳时运动的快慢程度。如果我们知道每个时刻他的运动速度,用一组数字来描述他的运动是不是更精确些呢?
2.瞬时速度:表示某个时刻的速度。
意义:精确的描述了物体运动的快慢程度。
方向:就是某时刻物体运动的方向。
速率:瞬时速度的大小通常叫做速率。
说明:速率只有大小没有方向。
3.速度与速率的区别:
(1)速度是矢量,速率是标量。
(2)匀速直线运动的速度的大小等于速率。
(3)瞬时速度的大小一定等于该时刻的瞬时速率。
4.平均速度和平均速率的区别:
(1)平均速度是位移和发生这段位移所用的时间,平均速率是路程和通过这段路程所用的时间的比,它们是不同的两个概念。
(2)在谈到平均速度或平均速率时,都必须指明哪段时间。
1.坐标:
1.一门反坦克炮直接瞄准所要射击的一辆坦克。射击后,经过t1=0.6 s,在炮台上看到炮弹爆炸。经过t2=2.1 s,才听到爆炸的声音。问坦克离炮台的距离多远?炮弹飞行的水平速度多大?(声音在空气中的速度是340 m/s。,空气阻力不计)
A.平均速度就是速度的平均值
B.瞬时速率是指瞬时速度的大小
C.火车以速度v 经过某一段路,v 是指瞬时速度
D.子弹以速度v从枪口射,v是平均速度
答案:B
2.下列说法中正确的是( )
3.某同学星期日沿平直的公路从学校所在地骑自行车先后到甲、乙两位同学家去拜访他们,位移时间图象如图1所示。试描述他的运动过程,在图2中画出他的速度时间图象。
解析:(上午)9时,他从学校出发,骑车l h到达甲同学家,速度v1=15km/h;在甲同学家停留1h;11时从甲同学家出发,12时到达乙同学家,速度v2=15 km/h;在乙同学家也停留l h;(下午13 时返回,骑车l h,速度v3=30km/h;14 h 时回到学校。
取出发时运动方向为正方向,则为v1、 v2为正,v3为负;10~11时、12~13时速度为0;据此作v-t图,如图2所示。
我们知道,运动是相对的。当鸟儿与飞机相对而行时,虽然鸟儿的速度不是很大,但是飞机的飞行速度很大,这样对于飞机来说,鸟儿的速度就很大。速度越大,撞击的力量就越大。
比如一只0.45千克的鸟,撞在速度为每小时80千米的飞机上时,就会产生1500牛顿的力,要是撞在速度为每小时960千米的飞机上,那就要产生21.6万牛顿的力。如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时700千米的飞机上,产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大。所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹”。
鸟儿击落飞机
1962年11月,赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平稳地飞行,突然一声巨响,飞机从高空栽了下来。事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只在空中慢慢翱翔的天鹅。
在我国也发生过类似的事情。1991年10月6日,海南海口市乐东机场,海军航空兵的一架“014号 ”飞机刚腾空而起,突然,“砰”的一声巨响,机体猛然一颤,飞行员发现左前三角挡风玻璃完全破碎,令人庆幸的是,飞行员凭着顽强的意志和娴熟的技术终于使飞机降落在跑道上,追究原因还是一只迎面飞来的小鸟。
瞬间的碰撞会产生巨大冲击力的事例,不只发生在鸟与飞机之间,也可以发生在鸡与汽车之间。
如果一只 1.5千克的鸡与速度为每小时54千米的汽车相撞时产生的力有2800多牛顿。一次,一位汽车司机开车行使在乡间公路上,突然,一只母鸡受惊,猛然在车前跳起,结果冲破汽车前窗,一头撞进驾驶室,并使司机受了伤,可以说,汽车司机没被母鸡撞死真算幸运。