教科版（2019）高中物理 必修第一册 专题拓展课一 基本物理量的比较与运动图像课件

专题拓展课一　基本物理量的比较与运动图像
学习目标要求
1.知道速度与速率的区别、平均速度与平均速率的区别。
2.知道速度、加速度与速度变化量的区别与联系。
3.理解x－t图像和v－t图像，并应用x－t图像和v－t图像解决实际问题。
1.速度
拓展点
速度与速率
2.速率
温馨提示　求平均速度时关注物体的位移，不管经历怎样的路径，物体相同时间内通过的位移相等，平均速度就相等，求平均速率时关注物体的路径，即先求物体通过的路程。
[例1] 如图所示，小球从高出地面h＝15 m的位置，在t＝0时刻竖直向上抛出，经1 s小球上升到距抛出点H＝5 m的最高处，之后就开始竖直回落，又经0.5 s刚好经过距最高点h′＝1.25 m处，再经过1.5 s到达地面，求：
(1)前1.5 s内平均速度的大小；
(2)全过程的平均速率。(结果保留2位有效数字)
解析　(1)以竖直向上为正方向，由题图可知：前1.5 s内小球的位移为
x＝H－h′＝5 m－1.25 m＝3.75 m
(2)由题图可知全过程小球的路程为
s＝5 m＋5 m＋15 m＝25 m
总时间t′＝1 s＋0.5 s＋1.5 s＝3 s
答案　(1)2.5 m/s　(2)8.3 m/s
[变式训练1] 某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶，再从坡顶到坡底往返一次，已知上坡时的平均速度大小为4 m/s，下坡时的平均速度大小为6 m/s，则此人往返一次的平均速度大小与平均速率分别是(　　)
A.0，10 m/s B.5 m/s，4.8 m/s
C.10 m/s，5 m/s D.0，4.8 m/s
答案　D
1.比较
拓展点
速度、加速度与速度变化量的区别与联系
大小
①位移与时间的比值
②位移对时间的变化率
③x－t坐标系中曲线上该点的切线斜率大小
①速度对时间的变化率
②速度改变量与所用时间的比值
③v－t坐标系中曲线上该点切线的斜率大小
Δv＝vt－v0
2.运动情况的判断
[例2] (多选)下列说法中正确的是(　　)
A.a越大，单位时间内质点速度的变化量越大
B.某一时刻的速度为零，加速度有可能不为零
C.速度变化越来越快，加速度有可能越来越小
D.速度的变化量相同，加速度越大，则所用的时间越短
答案　ABD
[变式训练2] (多选)下列所说的运动情况能够出现的是(　　)
A.加速度越来越大，速度却越来越小
B.速度增加得越来越快，加速度保持不变
C.速度变化越来越慢，加速度越来越小
D.速度和加速度都保持不变，且不为零
答案　AC
1.图像表示的信息比较
拓展点
x－t和v－t图像的理解及应用
图像内容
位移—时间图像
速度—时间图像
坐标轴
横轴表示时间
纵轴表示位移
横轴表示时间
纵轴表示速度
点
表示某时刻质点所处的位置
表示某时刻质点的速度
图线的斜率
表示质点运动的速度
表示质点运动的加速度
图线的
纵轴截距
表示质点的初始位置
表示质点的初速度
两图线的交点
表示两质点相遇的时刻和位置
表示两质点在此时刻速度相同
2.由速度—时间图像可得到的信息
(1)可直接读出运动物体的初速度。
(2)可直接读出运动物体在各个时刻的瞬时速度。
(3)可求出运动物体的加速度。
(4)可以判定物体的运动性质。
3.两种图像的物理意义及应用
[例3] 有一物体做直线运动，其v－t图像如图所示，从图看出，物体加速度和速度方向相同的时间间隔是(　　)
A.只有0C.0解析　物体做直线运动，当速度增加时，则加速度与速度方向相同，故从图中可知0～2 s和5 s～6 s速度增加，所以正确答案为D。
答案　D
[变式训练3] 如图所示为一质点运动的v－t图像，下列说法正确的是(　　)
解析　v－t图像只能描述直线运动，选项A错误；前20 s，质点一直向正方向运动，因此20 s末质点离出发点最远，选项B错误；前10 s，质点做加速运动，因此质点的加速度方向与速度方向一定相同，选项C错误；图线切线的斜率的绝对值表示加速度的大小，因此质点运动的加速度先减小后增大，选项D正确。
答案　D
A.该图像表示质点做曲线运动
B.10 s末质点离出发点最远
C.前10 s，质点的加速度方向与速度方向可能相反
D.0～20 s质点的加速度先减小后增大