第一章 1.4运动快慢与方向的描述 27张PPT

第一章 运动的描述
1.4 运动快慢与方向的描述
高中物理·必修一·教科版
目标定位
运动快慢与方向的描述——速度
理解速度的概念，领会其矢量性.
能区分平均速度和瞬时速度，会用平均速度公式进行相关的计算.
掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.
1
2
3
目标定位
预习导学
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对点练习
会用图象表示速度随时间变化的规律．
3
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1.位移 比值
3.m/s m·s-1 千米每小时 km/h km·h-1
一、速度
4. 矢量 运动的方向
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想一想：运动的物体位移越大，速度越大吗？
答案：速度等于物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值，由于不知道时间长短，所以无法确定物体运动的快慢．
运动快慢与方向的描述——速度
二、平均速度
1.(1)都相等 (2)不相等 2. (1)时间 (3)粗略 (4)位移
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三、学生实验：用打点计时器测量平均速度
1.(1)位置 时间 (2)220 交流
(3)6V 交流 振片 振针 (4)0.02s
2. (n－1)
四、瞬时速度
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运动快慢与方向的描述——速度
1.(1)某一时刻 某一位置 精确 瞬时速率 速率
五、速度—时间(v—t)图象
1.速度 时间 速度图象 2. 与横轴平行 矩形
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一、对速度的准确认识
1 ．对概念的理解
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(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，是物体的位移
与所用时间的比值；而不再是初中所学的路程与
时间的比值．
(2)速度越大,表示物体运动得越快,其位置变化也越快
2．对表达式的理解：
3．矢量性：速度有大小、方向．比较两个速度是否
相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其
方向是否相同．
(1)公式 中,Δx是物体运动的位移，不是指路程．
(2)公式 是速度的定义式，用比值定义法定义的，
不能认为v与位移成正比、与时间成反比．
运动快慢与方向的描述——速度
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例1 下列关于速度的说法正确的是(　　)
A．速度是描述物体位置变化的物理量
B．速度大小不变的运动是匀速直线运动
C．因为2＞－3，所以2 m/s＞－3 m/s
D．速度的方向与物体运动的方向一致
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描述运动快慢，既有大小，也有方向，是矢量.
位移
方向不变也叫变速
正负号代表方向，比较速度大小只看绝对值
D
运动快慢与方向的描述——速度
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二、平均速度和瞬时速度的区别和联系
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1．平均速度
(1)物理意义：反映一段时间内物体运动的平均快
慢程度，与 一段位移或一段时间间隔相对应．
(3)方向：与该段过程的位移方向相同，与运动
方向不一定相同．
(2)大小：由公式 计算得出；计算时一定要
指明是哪一段时间或哪一段位移内的平均速度．
运动快慢与方向的描述——速度
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二、平均速度和瞬时速度的区别和联系
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2．瞬时速度
(1)物理意义：精确描述物体运动的快慢和方向，与某
一时刻、某一位置相对应．
(3)方向：该时刻物体运动的方向．
(2)大小：当Δt非常非常小时， 为瞬时速度．汽
车速度计显示的速度是瞬时速度．
运动快慢与方向的描述——速度
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二、平均速度和瞬时速度的区别和联系
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3．平均速度与瞬时速度的联系
(1)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等．
(2)当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速
度就等于瞬时速度．
(3)瞬时速度总为零时，平均速度一定为零；平均速
度为零时，瞬时速度不一定为零．
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例2 　下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是(　　)
A．平均速度 ，当Δt充分小时，该式可表示t时刻的瞬时速度
B．匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述运动的快慢
D．只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢
位移足够小或时间足够短时两者相等
速度不变
粗略描述物体的运动
ABD
运动快慢与方向的描述——速度
借题发挥 ：(1)平均速度与瞬时速度的大小无必然关系，平均速度大的物体，其瞬时速度不一定大；平均速度为零的物体，其瞬时速度也可能很大．
(2)在匀速直线运动中，物体的平均速度等于瞬时速度，而在其他运动中，物体的平均速度一般不等于其瞬时速度．
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针对训练　2013年9月底“玉兔”来袭，气象台对“玉兔”台风预报是：风暴中心以18 km/h左右的速度向西北方向移动，在登陆时，近中心最大风速达到33 m/s.报道中的两个速度数值分别是指(　　)
A．平均速度，瞬时速度 B．瞬时速度，平均速度
C．平均速度，平均速度 D．瞬时速度，瞬时速度
指的是台风移动一段时间或一段位移 ，粗略描述运动快慢.
指的是某一时刻，精确描述运动快慢.
A
运动快慢与方向的描述——速度
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三、平均速度、平均速率和速率的比较
1．平均速度：在某段时间内的位移与发生这段位
移所用时间的比值；
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3．速率：瞬时速度的大小．
4．区别与联系：(1)因为位移不大于路程，所以平均速
度小于等于平均速率，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．
(2)瞬时速度的大小叫做瞬时速率，但是平均速度的大小不是平均速率．
其表达式为：平均速度＝ .(注意平均速度的大小就叫平均速度的大小，没有其他名称．
2．平均速率：路程与时间的比值，即平均速率＝
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例3 一辆汽车从甲地沿平直的公路以v1＝36km/h的速度经过2h到达乙地，休息了4h后，又沿原路返回，以v2＝54 km/h的速度运动了3 h越过甲地到达丙地．求全程的平均速度和平均速率．
甲地
v1＝36 km/h，2h
乙地
解析
v2＝54 km/h，3h
丙地
全程的位移
总时间:t＝2h＋4h＋3h＝9h
方向：甲→丙
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甲地
v1＝36 km/h，2h
乙地
解析
v2＝54 km/h，3h
丙地
全程的路程
总时间：t＝2h＋4h＋3h＝9h
例3 一辆汽车从甲地沿平直的公路以v1＝36km/h的速度经过2h到达乙地，休息了4h后，又沿原路返回，以v2＝54 km/h的速度运动了3 h越过甲地到达丙地．求全程的平均速度和平均速率．
运动快慢与方向的描述——速度
四、实验原理、实验操作及纸带的应用
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运动快慢与方向的描述——速度
例4 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白处．
A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上．
B．把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过_____(填“插孔”或“限位孔”)，并压在______(填“白纸”或“复写纸”)下面.
C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx
交流
限位孔
复写纸
四、实验原理、实验操作及纸带的应用
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运动快慢与方向的描述——速度
例4 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白处．
D．切断电源，取下纸带，如果共有6清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________.
E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点．
F．利用公式v＝△x/△t计算纸带运动的平均速度．
实验步骤的合理顺序是________．
(6－1)个时间间隔
Δt＝0.02×(6－1)s＝0.1s
0.1 s
先固定
再接电路
然后接通电源，放开纸带
关闭电源取下纸带
测量长度
代入公式，计算速度
BAEDCF
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例5 　某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s.(本题计算结果均保留3位有效数字)
(1) 在实验中，使用打点计时器操作步骤应先_______再______(选填“释放纸带”或“接通电源”)．
(2) 每两个计数点间还有__个点没有标出．
为了充分利用纸带，接通电源，放开纸带
接通电源
释放纸带
4
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(3) 试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.10 s测一次速度，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表．
vB
vC
vD
vE
vF
数值(m/s)
0.640
0.721
0.400
0.479
0.599
例5 　某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s.(本题计算结果均保留3位有效数字)
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运动快慢与方向的描述——速度
(4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．
将各时刻的瞬时速度描在坐标纸上
用平滑直线连接
例5 　某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s.(本题计算结果均保留3位有效数字)
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运动快慢与方向的描述——速度
例6 如图所示是某质点做直线运动的v－t图象，试回答：
(1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动？
(2)质点在5 s末的速度多大？
速度随时间增大
速度不变
速度随时间减小
解析　(1)
AB段表示质点做加速运动
BC段表示质点做匀速运动
CD段表示质点做减速运动
(2) v5＝15m/s
五、图象法表示物体的速度
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速度
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1．下列关于速度的说法正确是(　　)
A．速度是描述物体位置变化快慢的物理量
B．速度是标量
C．公式v＝ 适合于任何形式的运动
D．物体做匀速直线运动时，速度与运动的位移成正比，与运动的时间成反比
运动快慢
是矢量，既有大小，也有方向
定义式，适合任何运动
速度不变，与t、x无关
AC
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2．直线运动中，下列关于瞬时速度、平均速度、瞬时速率的说法中正确的是(　　)
A．瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置时的速度
B．平均速度是物体在某一段时间内速度的平均值
C．运动方向不变时，瞬时速率就是平均速度的大小
D．平均速度是指物体通过的路程与对应时间的比值
瞬时速度、平均速度和瞬时速率的比较
表示一瞬间，某一位置运动的快慢
位移与时间的比值
运动的快慢和方向都不变
平均速率
A
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3.2013年10月11日，在天津举行的第六届东亚运动会女子4×200米自由泳接力比赛中，中国队以8分06秒06的成绩夺得冠军，中国队之所以能够取得这个项目的冠军，取决于她们在800米中(　　)
A．平均速率大
B．平均速度大
C．冲刺时的瞬时速度大
D．某一时刻的瞬时速度大
瞬时速度、平均速度、瞬时速率的比较
总路程一定
时间最短
路程与时间的比值大
A
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4．汽车以36 km/h的速度从甲地匀速行驶了30 km到达乙地，如果汽车从乙地返回仍做匀速直线运动以72 km/h的速度行驶了20 km到达丙地，那么汽车全程的平均速度和平均速率分别为多少？
甲地
v＝36 km/h
乙地
30km
解析
20 km
丙地
全程的位移：
x＝x1－x2＝30km－20km＝10km
全程的总时间：
平均速度大小 ：
甲地→丙地
运动快慢与方向的描述——速度
瞬时速度、平均速度、瞬时速率的比较
对点练习
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对点练习
甲地
v＝36 km/h
乙地
30 km
解析
20 km
丙地
全程的路程：
x′ ＝x1＋x2＝30 km＋20 km＝50 km
全程的总时间：
平均速率为 ：
运动快慢与方向的描述——速度
4．汽车以36 km/h的速度从甲地匀速行驶了30 km到达乙地，如果汽车从乙地返回仍做匀速直线运动以72 km/h的速度行驶了20 km到达丙地，那么汽车全程的平均速度和平均速率分别为多少？
瞬时速度、平均速度、瞬时速率的比较
对点练习
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运动快慢与方向的描述——速度
5．打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带上A、C两点对应的时间为________s，纸带在A、C间的平均速度为________m/s.在A、D间的平均速度为________m/s.二者之间B点的瞬时速度更接近于________m/s.
tAC＝0.02×2s＝0.04 s
xAC＝14.0mm＝0.0140m.
xAD＝25.5mm＝0.0255m.
时间越短，位移越小，越接近某点的瞬时速度
0.35
0.04
0.35
0.43
对点练习
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6．如图是甲、乙两个物体运动的v－t图象．至少从以下三个方面分别说明它们的速度是怎样变化的．
(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？
(2)速度的大小是否变化？是加速还是减速？
(3)运动的方向是否变化？
速度不变
0时刻速度为0
速度随时间增加
速度随时间减小，但是方向一直为正
甲有一定初速度，乙初速度为零