1.3 运动快慢与方向的描述 速度—教科版高中物理必修一课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
1.3
运动快慢与方向的描述
速度
第一章
运动的描述
一、速度（velocity）：
位移与发生这段位移所用时间的比值
符号：v
单位：米每秒(m/s)、千米每时(km/h)、厘米每秒(cm/s)等
速度是矢量，既有大小又有方向
v＝
物理意义：描述物体位置变化快慢（运动快慢）及方向的物理量
定义理解
1、速度的大小与位移成正比对吗？
2、速度的大小与时间成反比对吗？
——比值定义法
3、速度的方向是由什么决定？它的正负符号的物理意义是什么？
速度的方向是物体运动的方向。
正号表示与规定正方向相同，
负号表示与规定正方向相反。
x/km
0
10
20
30
40
-30
-20
-10
Δx1
A
B
C
Δx2
巩固练习
1、下列关于速度的说法不正确的是（
）
A、速度描述物体运动的快慢，只有大小。
B、物体运动时间越短，速度越大。
C、物体运动位移越大，速度越大。
D、物体位置变化越快，速度越大。
ABC
二、平均速度（average
velocity)
提出问题：2009年8月17日凌晨3点45分，柏林田径世锦赛牙买加飞人博尔特以9秒58获得百米冠军，并大幅度改写了9秒69的世界纪录！那么他的百米跑速度是多少呢？
平均速度：
在变速运动中，物体的位移与发生这段位移所用时间的比值。
10.44m/s
引出概念：
二、平均速度
1、物理意义：粗略反映物体运动
快慢及方向
的物理量
2、单位：m/s、km/h、cm/s
3、矢量性：方向与这段时间内发生的位移方向相同
注意：平均速率（初中所学的速度）：是物体运动的路程与所用时间的比值
总结：平均速度和平均速率的比较
项目
平均速度
平均速率
定义
意义
性质
关系
位移与时间的比值
路程与时间的比值
粗略描述运动的快慢和方向
仅表示运动快慢（没有方向）
矢量
标量
平均速度大小一般小于平均速率，仅在做单向直线运动时，两者大小才相等
例1：有一辆汽车沿笔直公路行驶，第1
s内通过5
m的距离，第2
s内和第3
s内通过20
m的距离，第4
s内通过15
m的距离，第5
s内反向通过10
m的距离，求这5
s内的平均速度和平均速率及后2
s内的平均速度和平均速率。
归纳总结注意事项：
（1）平均速度只能粗略表示其快慢程度
（2）平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”
（3）平均速度的方向与这段时间内发生的位移方向相同，而平均速率没有方向。
例2.一个运动员在百米赛跑中，50
m处的速度是6
m/s，16
s末到达终点时的速度为7.5
m/s，则整个赛跑过程中他的平均速度的大小是(
)
A.6
m/s
B.6.25
m/s
C.6.75
m/s
D.7.5
m/s
B
解题心得：平均速度
不等于速度的平均
例3、在平静的水面上，停放着一条5m的小船。一个人在2s时间内从船尾走到船头，船向后移动了1m,以河岸为参考系，则在这2s内（以人的运动方向为正）（
）
A、船的平均速度为0.5m/s
B、人的平均速度为2m/s
C、人的平均速度为2.5m/s
D、船的平均速度为3m/s
B
解题心得：公式中各物
理量的参考系要统一
1、两种打点计时器
电火花打点计时器
电磁打点计时器
三、用打点计时器测量平均速度
电磁打点计时器
电火花打点计时器
原理
电磁作用下
振针振动打点
脉冲电流经放电
针、墨粉放电打点
电源
4~6V交流电源
220V交流电源
打点周期
0.02s
0.02s
优
缺
点
振针和纸带间的摩擦
以及限位孔和纸带间
的摩擦，系统误差较大
阻力极小,
系
统误差较小
三、用打点计时器测量平均速度
2、打点计时器的应用
（1）测时间
(电源频率50Hz，每隔___秒打一个点)
（2）测位移
（3）算速度
（4）算加速度
三、用打点计时器测量平均速度
3、学生实验：用打点计时器测量平均速度
（1）打点计时器是记录做直线运动物体的位置和时间的仪器.
（2）电火花打点计时器是使用220V交流电压的一种打点计时器.
（3）电火花打点计时器的构造如图1-3-1所示.
图1-3-1
（4）电火花打点计时器的计时原理
电火花计时装置中有一将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置。当计时接通220
V交流电源时，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的纸盘轴产生火花放电，利用火花放电在纸带上打出点迹.当电源的频率为50
Hz时，它每隔0.02
s打一个点.通过对纸带上点迹的分析，可以测知物体运动的位移和时间，进而推算出描述物体运动的其他物理量.
②接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放，纸带上就会打出一系列点迹.
③关闭电源，取下纸带，以0.1
s为周期标注计数点，如图1-3-3所示.
图1-3-3
图1-3-2
（5）用打点计时器测量平均速度
实验步骤
①如图1-3-2所示，将木板固定在铁架台上，把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上，把小车与纸带装好，接好电源.
分析与处理实验数据
①观察纸带上的点迹，说明如何通过点迹判断小车运动的快慢.
②说明小车的速度是如何变化的.
③测定小车在计数点O—A、O—B、O—C、O—D、O—E、O—F区间的平均速度.
④通过数据分析，你能推断出哪一区间的平均速度能比较准确地反映小车经过D点时运动的快慢？
【解析】根据某段时间内的平均
速度可以“粗略”代表某点的瞬时
速度的思想，计算打点计时器打
下B、C、D各点时的瞬时速度.
【例】如图1-3-4所示是拖动纸带时打点计时器打出的一条纸带，A、
B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时
间间隔为0.1
s，试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度：
vB=
m/s，vC=
m/s，vD=
m/s.
图1-3-4
m/s=0.26
m/s
由速度的定义式v=Δx/Δt知，当Δt很小时，v可表示某点的瞬时速度，打点计时器在纸带上打出的相邻两点间的时间间隔为0.02
s，时间比较短，因此可用纸带上与待测点相邻的两点间的平均速度来表示待测点的瞬时速度.
0.26
0.30
0.34
1
在“用打点计时器测量平均速度”的实验中，如图1-3-5所示，给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点.测得x1=1.40
cm,
x2=1.90
cm，x3=2.38
cm,x4=2.88
cm,
x5=3.39
cm,
x6=3.87
cm.那么在计时器打出点1、2、4时，小车的速度分别为：v1=
cm/s,
v2=
cm/s,,v4=
cm/s,
16.50
21.40
31.35
图1-3-5
6、瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率。
四、瞬时速度
1、物理意义：精确地反映物体运动的快慢及方向
2、定义：物体通过某一位置或某一时刻的速度（状态量）
3、公式：
4、单位：m/s、km/h、cm/s
5、方向：瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向（即轨迹的切线方向）
五、速度——时间图像
平行于时间轴
位移
1、坐标与坐标的变化量
2、速度的定义及理解
3、平均速度
4、平均速率
5、用打点计时器测量平均速度
6、瞬时速度
7、速率
8、速度——时间图像
小结：
练习与作业
1、某物体沿一条直线运动，
（1)若前半时间内的平均速度为v1,后一半时间内的平均速度为v2,求全程的平均速度的大小；
（2）若前半位移的平均速度为v1，后半位移的平均速度为v2，全程的平均速度的大小又是多少？
解：1）设物体全过程运动的位移为△t，运动时间为△t，则：
物体全过程运动的平均速度
设前半段时间内的位移为
后半段时间内的位移为
由题意得：
△x=
△x1
+△x2
联立以上方程可解得：
①
③
④
②
2）设物体全过程运动的位移为△x，运动时间为△t，则：
物体全过程运动的平均速度
设前半段位移内的时间为
后半段位移内的时间为
由题意得：
△t=
△t1
+△t2
联立以上方程可解得：
①
③
④
②
一质点从O点出发沿X轴方向做直线运动,它的
位移大小与时间的函数关系为X=t2(m),求:
(1)t1=1s到t2=1.1s这段时间内的平均速度；
(2)t1=1s到t2=1.01s这段时间内的平均速度；
(3)t1=1s到t2=1.001s这段时间内的平均速度；
(4)t1=1s到t2=1.0001s这段时间内的平均速度；
课外探究
你从上述解中发现了什么规律?根据你发现的
规律可以得到什么结论?