高一物理运动快慢与方向的描述速度.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高一物理运动快慢与方向的描述速度,学点,1,运动快慢的描述,速度,（,1,）物理意义：反映物体位置变化快慢（即运动的快慢）和方向的物理量,.,（,2,）定义：位移与发生这段位移所用时间的比值定义速度,.,（,3,）公式：,（,4,）矢量：其方向就是物体运动的方向,.,（,5,）单位：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是,m/s.,学点,2,平均速度,（1）定义：做变速运动物体的位移与时间的比值.,（2）公式：,.,（3）物理意义：粗略地描述物体在t时间内运动的快慢.,（4）平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间t内发生的位移的方向相同.,注意：平均速度表示做变速运动的物体在某一段时间内（或某段位移上）的平均快慢程度，使人能粗略地描述物体的运动.,在变速直线运动中，不同时间（或不同位移）内的平均速度一般是不相同的，因此，求出的平均速度必须指明是对哪段时间（或哪段位移）而言的.,【,解析,】,平均速度并非速度之平均，至于公式,也只是在匀,变速直线运动（下章学习）中才适用,.m/s,【,例,1】,某次百米赛跑中，一同学跑过前,m,时速度为,7.8 m/s,，耗时,6.75 s,，,到达终点时速度为,8.8 m/s,，成绩是,13.00 s.,求该同学在后一半赛程中的平,均速度,.,【,答案,】,8.0 m/s,本题最易出现的错误是将平均速度 的结果写成,.,出现这样的错误的主要原因是认为平均速度就是速度的平均值，而忽略了对平均速度的概念的理解,.,因此在解决有关平均速度的计算问题时，一定要用定义式 ,x,/,t,来进行计算,.,1,一个质点用,100 s,的时间沿着一个半径是,100 m,的圆形跑道运动一圈，快慢恒定,.,求当走完,1/4,圆周时，它的平均速度大小和平均速率分别为多少？,5.66 m/s,6.28 m/s,学点,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交流,220V,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,.,（,5,）用打点计时器测量平均速度,实验步骤,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,.,图,1-3-2,2 m/s是平均速度（4）8 m/s是瞬时速度（5）800 m/s是瞬时速度（瞬时速度表示物体在某一时刻（或某一位置）运动的快慢；,（5）子弹以800 m/s的速度撞击在墙上.,学点3 学生实验：用打点计时器测量平均速度,平均速度用某一段时间内物体的位移与所用时间的比值表示，平均速率用某一段时间内物体通过的路程与所用时间的比值表示，只有物体沿单一方向的直线运动时，平均速度大小才等于平均速率，所以、选项错误.,瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度,B质点最初3 s内的路程是10 m,（4）返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中；,当速度为零时，图线在t轴上.,【解析】瞬时速度与某一位置或某一时刻对应，平均速度与某一段时间和某一段时间内通过的位移相对应，所以、正确.,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。,任一时刻速度的大小和方向或物体的某一速度所对应的时刻.,vB=m/s，vC=m/s，vD=m/s.,比较物体速度变化的快慢.,B质点最初3 s内的位移是10 m,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,.,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,分析与处理实验数据,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,.,说明小车的速度是如何变化的,.,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,.,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,2】,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：,v,B,=,m/s,，,v,C,=,m/s,，,v,D,=,m/s.,图,1-3-4,m/s=0.26 m/s,m/s=0.30 m/s,m/s=0.34 m/s.,由速度的定义式,v,=,x,/,t,知，当,t,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,.,2,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,x,1,=1.40 cm,x,2,=1.90 cm,，,x,3,=2.38 cm,x,4,=2.88 cm,x,5,=3.39 cm,x,6,=3.87 cm.,那么在计时器打出点,1,、,2,、,3,、,4,、,5,时，小车的速度分别为：,v,1,=,cm/s,v,2,=,cm/s,v,3,=,cm/s,v,4,=,cm/s,v,5,=,cm/s.,图,1-3-5,学点,4,瞬时速度,（）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；瞬时速度的大小叫做瞬时速率，有时简称速率,.,（）瞬时速度的物理意义：,精确描述物体运动快慢和运动方向的物理量,.,对瞬时速度要明确以下五点：,瞬时速度常称为速度,.,方向性：速度与速率不同，速率只反映质点的运动快慢，而速度却反映质点运动的快慢和方向,.,瞬时性：速度有瞬时性，一般所提到的速度都是指瞬时速度，它反映物体在某时刻（或某位置时）运动的快慢和方向，所谓匀速运动，实际上是各个时刻的速度都相同,.,相对性：变换参考系时，同一物体的速度对不同参考系而言是不同的,.,测量瞬时速度可以用很短时间内的平均速度大小来代替，而且所取时间越短，误差越小，如可用“光电门”实验装置测出小车在极短时间内的平均速度，可以近似认为测得的是瞬时速度,.,【,例,3】,有关瞬时速度、平均速度、平均速率，以下说法正确的是（）,.,瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度,.,平均速度是物体在某一段时间内的位移与所用时间的比值,.,变速运动的物体，平均速率就是平均速度的大小,.,物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值,【,解析,】,瞬时速度与某一位置或某一时刻对应，平均速度与某一段时间和某一段时间内通过的位移相对应，所以、正确,.,平均速度用某一段时间内物体的位移与所用时间的比值表示，平均速率用某一段时间内物体通过的路程与所用时间的比值表示，只有物体沿单一方向的直线运动时，平均速度大小才等于平均速率，所以、选项错误,.,AB,3,下列所说的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬时速度？,（,1,）百米赛跑的运动员以,9.5 m/s,的速度冲过终点线；,（,2,）经过提速后列车在全程的运行速度达到,150 km/h,；,（,3,）由于堵车，在隧道内的车速仅为,1.2 m/s,；,（,4,）返回地面的太空舱以,8 m/s,的速度落入太平洋中；,（,5,）子弹以,800 m/s,的速度撞击在墙上,.,（,1,）,9.5 m/s,是瞬时速度（,2,）,150 km/h,是平均速度（,3,）,1.2 m/s,是平均速度（,4,）,8 m/s,是瞬时速度（,5,）,800 m/s,是瞬时速度（瞬时速度表示物体在某一时刻（或某一位置）运动的快慢；平均速度表示物体在某一段时间内或在某一过程中运动的快慢,.,）,学点,5,速度,时间图像,(1),v,-,t,图像的建立及其意义,以速度为纵轴，时间为横轴，建立一个平面直角坐标系，在该坐标系中画出物体的速度随时间的变化关系，这种描述速度,v,与时间,t,关系的图像叫做,v-t,图像，简称速度图像,.,（,2,）,v-t,图像的特点及其理解,匀速直线运动的,v-t,图像是,与时间轴平行的直线,.,a.,若图像位于,t,轴上方，表示,物体沿正方向运动；,b.,若图像位于,t,轴下方，表示,物体沿负方向运动,.,在图,1-3-6,中，图线,a,表示物,体向正方向做匀速直线运动，图,线,b,表示物体向负方向做匀速直,线运动,.,图,1-3-6,从匀速直线运动的,v-t,图像中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移,.,a.,速度图线与,t,轴所围成的“面积”的值等于物体的位移的大小,.,图,1-3-7,中的阴影部分面积表示物体的,t,1,到,t,2,的时间内发生的位移,.,b.,图线与坐标轴所围成的面积在,t,轴上方，位移为正；在,t,轴下方，位移为负,.,如图,1-3-8,所示，图线,a,和时间轴所围成的“面积”，表示该物体在,t,1,t,2,时间内位移为正；图线,b,和时间轴所围成的“面积”，表示该物体在,t,1,t,2,时间内位移为负,.,图,1-3-8,图,1-3-7,（4）返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中；,（1）百米赛跑的运动员以9.,【例4】如图1-3-9所示，是A、B两质点运动的速度图像，则下列说法,错误的是（）,任一时刻速度的大小和方向或物体的某一速度所对应的时刻.,2 s内，图线在t轴上，速度为零，2 s3 s内，图线在t轴下方，B以5 m/s的速度沿相反方向运动，故最初3 s内，B的位移为零，B的路程为10 m，选项A、B、D正确，C错误.,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.,若图像位于t轴上方，表示,若图线在t轴上方为正方向，在t轴下方为负方向，,（）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；,一个质点用100 s的时间沿着一个半径是100 m的圆形跑道运动一圈，快慢恒定.,图1-3-7中的阴影部分面积表示物体的t1到t2的时间内发生的位移.,（5）子弹以800 m/s的速度撞击在墙上.,下列所说的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬时速度？,【解析】瞬时速度与某一位置或某一时刻对应，平均速度与某一段时间和某一段时间内通过的位移相对应，所以、正确.,任一时刻速度的大小和方向或物体的某一速度所对应的时刻.,方向性：速度与速率不同，速率只反映质点的运动快慢，而速度却反映质点运动的快慢和方向.,（,3,）,v-t,图像的应用,由,v-t,图像可以得出,任一时刻速度的大小和方向或物体的某一速度所对应的时刻,.,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,.,根据速度的正负判断运动的方向，速度为正，表示物体沿正方向运动；速度为负，表示物体沿负方向运动,.,比较物体速度变化的快慢,.,速度,时间图像的倾斜程度反映了速度改变的快慢，倾斜程度越大，表示速度变化越快，反之越慢,.,【,例,4】,如图,1-3-9,所示，是,A,、,B,两质点运动的速度图像，则下列说法,错误的是（）,A.,A,质点是以,10 m/s,的速度做匀速运动,B.,B,质点是以,5 m/s,的速度与,A,同方向运动,1 s,而后停了,1 s,，最后以,5 m/s,的速度与,A,反方向做匀速运动,C.,B,质点最初,3 s,内的位移是,10 m,D.,B,质点最初,3 s,内的路程是,10 m,【,解析,】,匀速直线运动的速度图线平行于时间轴，,若图线在,t,轴上方为正方向，在,t,轴下方为负方向，,当速度为零时，图线在,t,轴上,.,由,v,-,t,图像可知,A,始终以,10 m/s,的速度沿正方向运动,；,B,在,0,1 s,内以,5 m/s,的速度沿正方向运动，,1 s,2 s,内，图线在,t,轴上，速度为零，,2 s,3 s,内，图线在,t,轴下方，,B,以,5 m/s,的速度沿相反方向运动，故最初,3 s,内，,B,的位移为零，,B,的路程为,10 m,，选项,A,、,B,、,D,正确，,C,错误,.,明确,v-t,图像的特点及其应用是处理此类问题的关键,.,图,1-3-9,C,4,如图,1-3-10,所示是一个物体运动的,v-t,图像，从以下三个方面说明它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),运动的方向是否变化,?,(3),速度的大小是否变化,?,怎样变化,?,图,1-3-10,（,1,）具有一定的初速度（,2,）变化（,3,）变化先变大，再不变，再变小，最后反向变大,1.,如何理解,v-t,图像,?,（,1,）以速度,v,为纵轴、时间,t,为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度,v,与时间,t,关系的图像,.,（,2,）,v-t,图像的意义：,v-t,图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹,.,（,3,）图像倾斜程度的理解：与,t,轴平行，则说明物体做匀速运动；在,t,轴上方且向上倾斜，则说明物体做加速运动，反之则为减速运动；在,t,轴下方且向上倾斜，则说明物体沿负方向做减速运动，反之则为沿负方向做加速运动,.,