人教版高一物理必修1第1章第三节 运动快慢的描述 —速度(共18张PPT)

(共18张PPT)
第三节
运动快慢的描述
—速度
第一章
运动的描述
一、坐标与坐标的变化量
1.研究直线运动时，坐标轴上的点x表示物体的位置，两点间的线段△x表示位置的变化。
2.物体的位移可以用坐标的变化量来表示：
⑴△x的大小表示位移的大小
⑵△x的正负表示位移的方向
绿妹在遥控一玩具小汽车,她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动,开始时在某一标记点东2m处,第1s末到达该标记点西3m处,第2s末又处在该标记点西1m处,分别求出第1s内和第2s内小车位移的大小和方向.
课堂训练：
以下有四个物体,请同学们来比较一下它们运动的快慢程度.
?
初始位置(m)
经过时间(s)
末了位置(m)
A.自行车沿平直道路行驶
0
20
100
B.公共汽车沿平直道路行驶
0
10
100
C.火车沿平直轨道行驶
500
30
1250
D.飞机在天空直线飞行
500
10
2500
物理学中为反映物体运动的快慢而引入速度这一概念．
一.速度
如果两物体的运动的时间、所发生的位移都不一样，又如何比较其快慢呢？
用单位时间内的位移来比较运动的快慢!
1.比较物体运动的快慢，可用两种方法：
⑴相同位移时比较所用时间长短；
⑵相同时间内比较发生的位移的大小．
⑶单位：
在国际单位制中是：米／秒，读作“米每秒”，符号是m／s（或m·s－1）．
常用单位还有千米／小时（km／h）、厘米／秒（cm／s）等．
2.速度
⑴定义：速度
v
等于位移
△x
跟发生这段位移所用时间
△t
的比值。　
⑵公式：
⑸速度是矢量。
大小等于单位时间内位移的大小；
方向是物体运动的方向）。
(4)物理意义:表示物体运动快慢的物理量
(6)匀速直线运动中,相等时间内位移相等,即运动的快慢程度相同,速度的大小方向都不变.
三、平均速度和瞬时速度
⑷平均速度是矢量。方向与这段时间内发生的位移△x方向相同．
⑵公式:
⑶物理意义:表示物体运动的平均快慢程度
对于变速直线运动，不同时间内（或不同位移上）的平均速度的值可能不一样．
平均速度概念与速度的平均值概念是不完全相同的．
1．平均速度：
⑴定义:运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值.
A
B
C
D
E
2．瞬时速度：
⑴定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度叫做瞬时速度．
⑵公式:
（△t
0）
⑶物理意义:描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢。它能对变速运动做精确描述。
⑷矢量性:与物体此时刻的运动方向相同
技术上通常用速度计来测瞬时速率．
思考：甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗？怎样比较他们运动的快慢？
四.速度和速率
⑴速率:瞬时速度的大小叫做速率。
⑵日常生活和物理学中说到“速度”，有时是指速率。
例1.一个做直线运动的物体，某时刻速度是10m/s，那么这个物体
(?????
)
A.在这一时刻之前0.1s内位移一定是1m
B.在这一时刻之后1s内位移一定是10m
C.在这一时刻起10s内位移可能是50m
D.如果从这一时刻起开始匀速运动，那么它继续通过1000m路程所需时间一定是100s
分析:某时刻速度是10m/s指的是该时刻的瞬时速度，不能说物体从此时起以后运动的快慢情况，以后做直线运动或匀变速直线运动，或非匀变速直线运动均可能。所以选项A、B均错。如果从某时刻（速度为10m/s）起质点做非匀变速直线运动，从这一时刻起以后的10s内位移可能为50m，所以选项C正确，如果从这一时刻起物体做匀速直线运动，那么经过1000m路程所需时间t=100s。正确选项是C、D。
例2
一物体沿直线运动，先以3m/s的速度运动60m，又以2m/s速度继续向前运动60m，物体在整个运动过程中平均速度是多少？
分析:根据平均速度的定义公式
，x为总位移，t为总时间，等于前一段位移与后一段位移所用时间之和。
全过程的位移x=120m
物体在前一段位移用的时间为t1=20s
后段位移用的时间为t2=30s
整个过程的用的总时间为t=t1+t2=50s
整个过程的平均速度
2.4m/s
注意：全过程的平均速度只能由全过程的总位移与通过全路程所用的总时间的比值得出。如果用求速度的平均值去做
,这样得出的结果是错误的。可见，平均速度概念与速度的平均值概念是不完全相同的。
例3
对于作匀速直线运动的物体，则
[
]
　　A.任意2s内的位移一定等于1s内位移的2倍
　　B.任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程
　　C.若两物体的速度相同，则它们的速率必然相同，在相同时间内通过的路程相等
　　D.若两物体的速率相同，则它们的速度必然相同，在相同时间内的位移相等
分析:物体作匀速直线运动时，速度v的大小、方向恒定不变，由公式x=vt知，其位移与时间成正比.又由于速度v方向不变，其轨迹是一条单向的直线，任意时间内的位移大小与路程相等.当v1=v2时，表示两者的大小、方向都相同，相同时间内的路程必相等.但当速率|v1|=|v2|时，两物体的运动方向可能不同，相同时间内的位移可以不等.
　　答
A、B、C.
例4
一列火车沿平直轨道运行，先以10m/s的速度匀速行驶15min，随即改以15m/s的速度匀速行驶10min，最后在5min内又前进1000m而停止.则该火车在前25min及整个30min内的平均速度各为多大？它通过最后2000m的平均速度是多大？
分析:根据匀速直线运动的规律，算出所求时间内的位移或通过所求位移需要的时间，即可由平均速度公式算出平均速度.
解答:火车在开始的15min和接着的10min内的位移分别为：
　　S1=v1t1=10×15×60m=9×103m
　　S2=v2t2=15×10×60m=9×103m
　　所以火车在前25min和整个30min内的平均速度分别为：
　　
　　因火车通过最后2000m的前一半位移以v2=15m/s匀速运动，经历时间为：
　　所以最后2000m内的平均速度为：
说明:由计算可知，变速运动的物体在不同时间内（或不同位移上）的平均速度一般都不相等.
小结：
运动的快慢用速度来描述.
速度有平均速度和瞬时速度之分.
瞬时速度的大小叫速率．