1.3位置变化快慢的描述——速度 课件-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册36张PPT
文档属性
| 名称 | 1.3位置变化快慢的描述——速度 课件-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册36张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-08 10:09:24 | ||
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文档简介
第3节位置变化快慢的描述——速度
第一章运动的描述
物体的运动有快慢之分，“神州七号”飞船冲破大气层飞入茫茫宇宙，“和谐号”动车组在铁轨上奔驰，鱼儿在水中游动……，它们的位置都发生了变化．但是，单靠人类通过肉眼来判断物体运动的快慢，往往是不科学的也是不准确的．那么，我们如何准确地描述物体的运动呢？
新知探究
知识点
速度
以下有四个物体的运动，请比较它们运动的快慢。
问题：如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢？
1
新知探究
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
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
1
250
D．飞机在天空沿直线飞行
500
10
2
500
知识点
速度
答案
比较A和B：它们经过的位移相同都是100
m，A用的时间长（20
s），B用的时间短（10
s）。在位移相同的情况下，时间短的物体运动得快，即汽车比自行车快。
比较B和D：它们所用的时间相同都是10
s，B行驶了100
m，D飞行了2
000
m，B行驶的位移比D短，在时间相等的情况下，位移大的物体运动得快，即飞机比汽车快。
1
新知探究
知识点
速度
答案
比较B和C：它们的位移不同，所用的时间也不同，要比较它们的运动快慢，需要计算它们平均每秒钟位移的大小。单位时间内位移大的物体运动得快。
由上列表可算出以上四个物体每秒钟位移大小分别为5
m、10
m、25
m、200
m，这说明飞机运动得最快。
1
新知探究
知识点
速度
定义
用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢．
公式
v＝?x?t
?
1
新知探究
知识点
速度
单位
国际单位制：m/s，其他还有km/h，cm/s.
物理意义
表示物体运动快慢的物理量．
1
新知探究
知识点
速度
矢量性
速度是矢量，速度的方向就是物体运动的方向，比较两个速度是否相同，必须考虑其大小和方向是否都相同。
1
新知探究
知识点
速度
例：甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为2
m/s，乙质点的速度为－4
m/s，则可知( )
A．乙质点的速率大于甲质点的速率
B．因为＋2>－4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C．这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向
D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10
s后甲、乙两质点相距60
m
1
新知探究
知识点
速度
解析 因为速度是矢量，其正负号表示物体的运动方向，速率是标量，在匀速直线运动中，速度的大小等于速率，故A、C正确，B错；甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，故D正确．
答案 ACD
1
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度
定义：在变速直线运动中，位移Δx跟发生这段位移所用时间Δt的比值叫做变速直线运动的平均速度．
公式：v＝?x?t.
?
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度
物理意义：粗略地描述物体运动的快慢．
矢量性：平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间Δt内发生的位移的方向相同．
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
瞬时速度
定义：物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度叫做瞬时速度．
物理意义：精确地描述物体运动的快慢．
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度与瞬时速度的比较
2
新知探究
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
平均速度
瞬时速度
区别
对应关系
与某一过程中的一段位移、一段时间对应
与运动过程中的某一时刻、某一位置对应
物理意义
粗略描述质点在一段位移或时间上的运动快慢和方向
精确描述质点在某一位置或某一时刻运动的快慢和方向
矢量性
与对应时间内物体的位移方向相同
与质点所在位置的运动方向相同
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度与瞬时速度的比较
2
新知探究
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}联系
(1)在公式v＝?x?t中，Δt→0，平均速度即为瞬时速度(2)在匀速直线运动中，各点的瞬时速度都相等，所以任意一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}联系
知识点
平均速度和瞬时速度
匀速直线运动
①匀速直线运动是瞬时速度保持不变（大小
和方向都不变）的运动。
②在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
速率
(1)速率：瞬时速度的大小叫做速率．
(2)速度与速率的区别：速度是矢量，速率是标量；速率只反映物体运动的快慢，而速度却同时反映运动的快慢和运动的方向．
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度与平均速率的比较
2
新知探究
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
平均速度
平均速率
定义
平均速度＝位移时间
平均速率＝路程时间
标矢性
矢量，有方向
标量，无方向
联系
都粗略地描述物体运动的快慢
单位相同，在国际单位制中，单位是米每秒，符号是m/s
平均速度的大小一般小于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率．但此时也不能说平均速度就是平均速率
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
平均速度
平均速率
定义
标矢性
矢量，有方向
标量，无方向
联系
都粗略地描述物体运动的快慢
单位相同，在国际单位制中，单位是米每秒，符号是m/s
平均速度的大小一般小于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率．但此时也不能说平均速度就是平均速率
知识点
平均速度和瞬时速度
例：对做变速直线运动的物体，有如下几种叙述：
A．物体在第1
s内的速度是3
m/s
B．物体在第1
s末的速度是3
m/s
C．物体在通过其路径上某一点时的速度是3
m/s
D．物体在通过一段位移x时的速度为3
m/s
以上叙述中的速度表示平均速度的是__________，表示瞬时速度的是__________．
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
解析 瞬时速度是指物体在某一时刻(或某一位置)的速度，它与时刻(或位置)对应；平均速度是针对一段时间(或一段位移)而言的，它与时间(或位移)对应．由此分析，表示平均速度的是选项A、D，表示瞬时速度的是选项B、C.区分瞬时速度和平均速度的关键是抓住针对某一段时间间隔还是针对某一时刻或某一位置．
答案 AD BC
2
新知探究
知识点
测量纸带的平均速度和瞬时速度
跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移Δx，打两个点的时间可用
Δt＝(n－1)×0.02
s求得，则平均速度v＝?v?t，当Δt很短时，可以认为为t时刻的瞬时速度．
?
3
新知探究
知识点
测量纸带的平均速度和瞬时速度
【点睛】用打点计时器测量瞬时速度
(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带．
(2)从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔T＝5×0.02
s＝0.1
s．在纸带上用O、A、B、C、D、…标出这些“计数点”，如图所示．
3
新知探究
知识点
测量纸带的平均速度和瞬时速度
【点睛】用打点计时器测量瞬时速度
依次测出OA、AB、BC、CD、…之间的距离x1、????2、????3、????4、….
(3)A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为：
v????＝x1+x22????、????????＝????2+????32????、????????＝????3+????42????、????????＝????4+????52????、….
?
3
新知探究
知识点
测量纸带的平均速度和瞬时速度
【点睛】用打点计时器测量瞬时速度
（4）注意区分计时点和计数点
①计时点：计时器实际打的点，若电源频率为50Hz，两计时点间的时间间隔为0.02s
②计数点：人为选定的计时点，若电源频率为50Hz，两计数点间的时间间隔为0.02ns（每n个计时点取一个计数点时）
3
新知探究
知识点
速度——时间图像
1.定义：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v?t图象.
4
新知探究
知识点
速度——时间图像
2.对v-t图像的理解
①可以从图像上获知任一时刻物体的瞬时速度。
②可以从图像上直观地看出速度随时间地变化情况
③斜率：若图线平行于t轴，则表示物体做匀速直线运动；若图线不平行于t轴，则表示物体做变速直线运动，且斜率越大，表示速度变化越快。
4
新知探究
知识点
速度——时间图像
④根据v-t图像可求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间。
⑤面积：无论v-t图像的形状如何，物体在某段时间内的位移可以用图线与t轴所围的面积来表示。若所围面积在t轴上方，对应的位移为正；若所围面积在t轴下方，对应的位移为负。
4
新知探究
1.下列关于速度的说法中，正确的是( )
A．速度是描述物体位置变化的物理量
B．速度是描述物体位置变化大小的物理量
C．速度是描述物体位置变化快慢的物理量
D．速度是描述物体运动路程和时间关系的物理量
课堂训练
C
2.对于各种速度或速率，下列说法中正确的是( )
A．速率是速度的大小
B．平均速率是平均速度的大小
C．速度是矢量，平均速度是标量
D．平均速度的方向就是物体运动的方向
课堂训练
答案 A
解析 由速率的定义，速度的大小为速率，故A正确；平均速率是路程与时间的比值，平均速度是位移与时间的比值，位移与路程的大小不一定相等，故B错；速度与平均速度都是矢量，故C错；平均速度的方向是位移的方向，位移的方向与物体运动的方向不一定相同，故D错．
课堂训练
3.
关于瞬时速度和平均速度的理解，下列说法中正确的是( )
A．瞬时速度一直为零，平均速度一定为零
B．瞬时速度一直为零，平均速度可以不为零
C．瞬时速度一直不为零，平均速度一定不为零
D．瞬时速度一直不为零，平均速度可以为零
课堂训练
AD
4.
质点沿直线运动，位移－时间图象如图所示，关于质点的运动下列说法中错误的是( )
A．2
s末质点的位移为零，前2
s内位移为“－”，后2
s内位移为“＋”，所以2
s末质点改变了运动方向
B．2
s末质点的位移为零，该时刻质点的速度为零
C．质点做匀速直线运动，速度大小为0.1
m/s，方向与规定的正方向相同
D．质点在4
s时间内的位移大小为0.4
m，位移的方向与规定的正方向相同
课堂训练
答案 AB
解析 由所给图象可知：质点从距原点“负”方向0.2
m处，沿规定的正方向做匀速直线运动，经4
s运动到“正”方向0.2
m处，在x－t图象中，“＋”号表示质点在坐标原点正方向一侧，“－”号表示质点位于原点的另一侧，与质点实际运动方向无关，位移由“－”变为“＋”并不表示质点运动方向改变，由图线的斜率可得质点运动速度大小为0.1
m/s，综上所述，选项A、B是错误的．
课堂训练
5.
下列说法中，正确的是( )
A．物体沿半径为R的圆周运动一周，平均速度为零
B．物体沿半径为R的圆周运动一周，平均速率为零
C．物体某时刻速度为v，则该物体下一时刻的速度也为v
D．物体某时刻速度为v，则该物体下一时刻的速度不一定为v
课堂训练
答案 AD
解析 物体沿半径为R的圆周运动一周，物体位移为零，路程大小等于圆周周长，根据定义，平均速度为零，平均速率不为零；物体不一定做匀速直线运动，所以某时刻的速度为v，不代表下一时刻的速度也为v.
课堂训练
谢谢
第一章运动的描述
物体的运动有快慢之分，“神州七号”飞船冲破大气层飞入茫茫宇宙，“和谐号”动车组在铁轨上奔驰，鱼儿在水中游动……，它们的位置都发生了变化．但是，单靠人类通过肉眼来判断物体运动的快慢，往往是不科学的也是不准确的．那么，我们如何准确地描述物体的运动呢？
新知探究
知识点
速度
以下有四个物体的运动，请比较它们运动的快慢。
问题：如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢？
1
新知探究
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
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
1
250
D．飞机在天空沿直线飞行
500
10
2
500
知识点
速度
答案
比较A和B：它们经过的位移相同都是100
m，A用的时间长（20
s），B用的时间短（10
s）。在位移相同的情况下，时间短的物体运动得快，即汽车比自行车快。
比较B和D：它们所用的时间相同都是10
s，B行驶了100
m，D飞行了2
000
m，B行驶的位移比D短，在时间相等的情况下，位移大的物体运动得快，即飞机比汽车快。
1
新知探究
知识点
速度
答案
比较B和C：它们的位移不同，所用的时间也不同，要比较它们的运动快慢，需要计算它们平均每秒钟位移的大小。单位时间内位移大的物体运动得快。
由上列表可算出以上四个物体每秒钟位移大小分别为5
m、10
m、25
m、200
m，这说明飞机运动得最快。
1
新知探究
知识点
速度
定义
用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢．
公式
v＝?x?t
?
1
新知探究
知识点
速度
单位
国际单位制：m/s，其他还有km/h，cm/s.
物理意义
表示物体运动快慢的物理量．
1
新知探究
知识点
速度
矢量性
速度是矢量，速度的方向就是物体运动的方向，比较两个速度是否相同，必须考虑其大小和方向是否都相同。
1
新知探究
知识点
速度
例：甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为2
m/s，乙质点的速度为－4
m/s，则可知( )
A．乙质点的速率大于甲质点的速率
B．因为＋2>－4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C．这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向
D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10
s后甲、乙两质点相距60
m
1
新知探究
知识点
速度
解析 因为速度是矢量，其正负号表示物体的运动方向，速率是标量，在匀速直线运动中，速度的大小等于速率，故A、C正确，B错；甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，故D正确．
答案 ACD
1
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度
定义：在变速直线运动中，位移Δx跟发生这段位移所用时间Δt的比值叫做变速直线运动的平均速度．
公式：v＝?x?t.
?
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度
物理意义：粗略地描述物体运动的快慢．
矢量性：平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间Δt内发生的位移的方向相同．
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
瞬时速度
定义：物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度叫做瞬时速度．
物理意义：精确地描述物体运动的快慢．
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度与瞬时速度的比较
2
新知探究
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
平均速度
瞬时速度
区别
对应关系
与某一过程中的一段位移、一段时间对应
与运动过程中的某一时刻、某一位置对应
物理意义
粗略描述质点在一段位移或时间上的运动快慢和方向
精确描述质点在某一位置或某一时刻运动的快慢和方向
矢量性
与对应时间内物体的位移方向相同
与质点所在位置的运动方向相同
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度与瞬时速度的比较
2
新知探究
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}联系
(1)在公式v＝?x?t中，Δt→0，平均速度即为瞬时速度(2)在匀速直线运动中，各点的瞬时速度都相等，所以任意一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}联系
知识点
平均速度和瞬时速度
匀速直线运动
①匀速直线运动是瞬时速度保持不变（大小
和方向都不变）的运动。
②在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
速率
(1)速率：瞬时速度的大小叫做速率．
(2)速度与速率的区别：速度是矢量，速率是标量；速率只反映物体运动的快慢，而速度却同时反映运动的快慢和运动的方向．
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
平均速度与平均速率的比较
2
新知探究
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
平均速度
平均速率
定义
平均速度＝位移时间
平均速率＝路程时间
标矢性
矢量，有方向
标量，无方向
联系
都粗略地描述物体运动的快慢
单位相同，在国际单位制中，单位是米每秒，符号是m/s
平均速度的大小一般小于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率．但此时也不能说平均速度就是平均速率
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
平均速度
平均速率
定义
标矢性
矢量，有方向
标量，无方向
联系
都粗略地描述物体运动的快慢
单位相同，在国际单位制中，单位是米每秒，符号是m/s
平均速度的大小一般小于平均速率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率．但此时也不能说平均速度就是平均速率
知识点
平均速度和瞬时速度
例：对做变速直线运动的物体，有如下几种叙述：
A．物体在第1
s内的速度是3
m/s
B．物体在第1
s末的速度是3
m/s
C．物体在通过其路径上某一点时的速度是3
m/s
D．物体在通过一段位移x时的速度为3
m/s
以上叙述中的速度表示平均速度的是__________，表示瞬时速度的是__________．
2
新知探究
知识点
平均速度和瞬时速度
解析 瞬时速度是指物体在某一时刻(或某一位置)的速度，它与时刻(或位置)对应；平均速度是针对一段时间(或一段位移)而言的，它与时间(或位移)对应．由此分析，表示平均速度的是选项A、D，表示瞬时速度的是选项B、C.区分瞬时速度和平均速度的关键是抓住针对某一段时间间隔还是针对某一时刻或某一位置．
答案 AD BC
2
新知探究
知识点
测量纸带的平均速度和瞬时速度
跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移Δx，打两个点的时间可用
Δt＝(n－1)×0.02
s求得，则平均速度v＝?v?t，当Δt很短时，可以认为为t时刻的瞬时速度．
?
3
新知探究
知识点
测量纸带的平均速度和瞬时速度
【点睛】用打点计时器测量瞬时速度
(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带．
(2)从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔T＝5×0.02
s＝0.1
s．在纸带上用O、A、B、C、D、…标出这些“计数点”，如图所示．
3
新知探究
知识点
测量纸带的平均速度和瞬时速度
【点睛】用打点计时器测量瞬时速度
依次测出OA、AB、BC、CD、…之间的距离x1、????2、????3、????4、….
(3)A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为：
v????＝x1+x22????、????????＝????2+????32????、????????＝????3+????42????、????????＝????4+????52????、….
?
3
新知探究
知识点
测量纸带的平均速度和瞬时速度
【点睛】用打点计时器测量瞬时速度
（4）注意区分计时点和计数点
①计时点：计时器实际打的点，若电源频率为50Hz，两计时点间的时间间隔为0.02s
②计数点：人为选定的计时点，若电源频率为50Hz，两计数点间的时间间隔为0.02ns（每n个计时点取一个计数点时）
3
新知探究
知识点
速度——时间图像
1.定义：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v?t图象.
4
新知探究
知识点
速度——时间图像
2.对v-t图像的理解
①可以从图像上获知任一时刻物体的瞬时速度。
②可以从图像上直观地看出速度随时间地变化情况
③斜率：若图线平行于t轴，则表示物体做匀速直线运动；若图线不平行于t轴，则表示物体做变速直线运动，且斜率越大，表示速度变化越快。
4
新知探究
知识点
速度——时间图像
④根据v-t图像可求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间。
⑤面积：无论v-t图像的形状如何，物体在某段时间内的位移可以用图线与t轴所围的面积来表示。若所围面积在t轴上方，对应的位移为正；若所围面积在t轴下方，对应的位移为负。
4
新知探究
1.下列关于速度的说法中，正确的是( )
A．速度是描述物体位置变化的物理量
B．速度是描述物体位置变化大小的物理量
C．速度是描述物体位置变化快慢的物理量
D．速度是描述物体运动路程和时间关系的物理量
课堂训练
C
2.对于各种速度或速率，下列说法中正确的是( )
A．速率是速度的大小
B．平均速率是平均速度的大小
C．速度是矢量，平均速度是标量
D．平均速度的方向就是物体运动的方向
课堂训练
答案 A
解析 由速率的定义，速度的大小为速率，故A正确；平均速率是路程与时间的比值，平均速度是位移与时间的比值，位移与路程的大小不一定相等，故B错；速度与平均速度都是矢量，故C错；平均速度的方向是位移的方向，位移的方向与物体运动的方向不一定相同，故D错．
课堂训练
3.
关于瞬时速度和平均速度的理解，下列说法中正确的是( )
A．瞬时速度一直为零，平均速度一定为零
B．瞬时速度一直为零，平均速度可以不为零
C．瞬时速度一直不为零，平均速度一定不为零
D．瞬时速度一直不为零，平均速度可以为零
课堂训练
AD
4.
质点沿直线运动，位移－时间图象如图所示，关于质点的运动下列说法中错误的是( )
A．2
s末质点的位移为零，前2
s内位移为“－”，后2
s内位移为“＋”，所以2
s末质点改变了运动方向
B．2
s末质点的位移为零，该时刻质点的速度为零
C．质点做匀速直线运动，速度大小为0.1
m/s，方向与规定的正方向相同
D．质点在4
s时间内的位移大小为0.4
m，位移的方向与规定的正方向相同
课堂训练
答案 AB
解析 由所给图象可知：质点从距原点“负”方向0.2
m处，沿规定的正方向做匀速直线运动，经4
s运动到“正”方向0.2
m处，在x－t图象中，“＋”号表示质点在坐标原点正方向一侧，“－”号表示质点位于原点的另一侧，与质点实际运动方向无关，位移由“－”变为“＋”并不表示质点运动方向改变，由图线的斜率可得质点运动速度大小为0.1
m/s，综上所述，选项A、B是错误的．
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5.
下列说法中，正确的是( )
A．物体沿半径为R的圆周运动一周，平均速度为零
B．物体沿半径为R的圆周运动一周，平均速率为零
C．物体某时刻速度为v，则该物体下一时刻的速度也为v
D．物体某时刻速度为v，则该物体下一时刻的速度不一定为v
课堂训练
答案 AD
解析 物体沿半径为R的圆周运动一周，物体位移为零，路程大小等于圆周周长，根据定义，平均速度为零，平均速率不为零；物体不一定做匀速直线运动，所以某时刻的速度为v，不代表下一时刻的速度也为v.
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谢谢