《20132014学年高中物理人教版必修一配套课件 第1章 3 运动快慢的描述速度( 2013高考)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《20132014学年高中物理人教版必修一配套课件 第1章 3 运动快慢的描述速度( 2013高考)(59页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、3 运动快慢的描述速度,一、坐标与坐标的变化量 1.直线坐标轴上每一点的数值表示该点的_,两个坐标的 差值表示坐标的_。,坐标,变化量,2.位移 如果物体沿直线运动,以这条直线为x坐标轴,则位移用 _表示,即x=_,x的大小表示位移的 _,x的正负表示位移的_,如图。,坐标的变化量,大小,方向,x2x1,3.时间 在时间轴上坐标的变化量表示_,即t=_。,时间,t2t1,二、速度 1.物理意义 是表示物体_的物理量。 2.定义 位移x跟发生这段位移所用时间t的_,用v表示。 3.定义式 v=_,运动快慢,比值,4.单位 国际单位制中是_,常用单位还有km/h、cm/s等。1 m/s _km/h
2、。 5.矢标性 速度是矢量,其方向就是物体的_。 6.速度的大小在数值上等于物体在_内发生的位移。,m/s,3.6,运动方向,单位时间,三、平均速度和瞬时速度 1.平均速度 (1)物理意义:平均速度反映物体在某段时间内运动的_快 慢,能_地描述物体运动的快慢。 (2)概念:运动物体在_内的位移与发生这段位移所用 时间的比值。 (3)公式:v= 。 (4)矢标性:是矢量,方向与t时间内发生的_的方向 相同。,平均,粗略,某段时间,位移x,2.瞬时速度 (1)物理意义:瞬时速度反映的是物体在某一时刻(或经过某一 位置)时运动的快慢,能_地描述物体运动的快慢。 (2)概念:运动物体在_或经过_的速度
3、。 (3)匀速直线运动:_保持不变的运动,在匀速直线运 动中,平均速度与瞬时速度_。 (4)速率:瞬时速度的_。,精确,某一时刻,某一位置,瞬时速度,相等,大小,一、判一判 1.发生位移越大的物体,速度一定越大。( ) 2.平均速度即速度的平均值。( ) 3.平均速度可以与瞬时速度相等。( ) 4.瞬时速率就是瞬时速度。( ),提示:1.。由公式v= 可知,速度大小与位移及时间两个 因素有关,位移大,速度不一定大。 2. 。平均速度是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,不是速度的平均值。 3.。当物体做匀速直线运动时,平均速度与瞬时速度相等。 4.。瞬时速率是瞬时速度的大
4、小。,二、选一选 下列选项中所说的速度指平均速度的是( )A.2012年伦敦奥运会百米冠军博尔特以10.5 m/s的速度冲刺 B.高速列车时速最高可达300 km/h,从北京到上海最短时间只 需4小时48分 C.客车以70 km/h的速度从青岛开往济南 D.子弹射出枪膛的瞬间速度可达800 m/s,提示:选C。A、D选项中是某一位置的速度,是瞬时速度,B项 中300 km/h不是从北京到上海全程的平均速度,C选项中是某 一段位移内的速度,是平均速度,所以C正确。,三、想一想 瞬时速率是瞬时速度的大小,平均速率也一定是平均速度的大 小吗? 提示:不一定。平均速度是运动物体在某段时间内的位移与发
5、生这段位移所用时间的比值,平均速率是运动路程与所用时间 的比值,当物体运动的初末位置相同时,位移为零,由于路程 不小于位移,所以平均速率也不小于平均速度的大小,只有当 物体做单向直线运动时,平均速率才等于平均速度的大小。,主题一 坐标与坐标的变化量【情境探究】京沪高铁济南到天津段可以看作是直线,如表为 从上海虹桥始发的G126列车15:06从济南西到天津南的运行时 刻表。,试结合上述材料讨论:,(1)假如我们以铁路为x轴,济南西为原点,济南到天津方向为 正方向,试在坐标轴上标出t1=15:32、t216:16列车的位 置坐标,并求出列车坐标的变化量x。 提示:因为是以济南西为坐标原点, 所以列
6、车在德州东的坐标x1=1 004 km -912 km=92 km,在天津南的坐标x2= 1 196 km-912 km=284 km,列车的位置坐标如图坐标的变化量 x=x2-x1=284 km-92 km=192 km。,(2)如果列车从天津南开往济南西,那么它从天津南到德州东 的坐标变化量是多少?我们是不是可以用坐标的变化量表示位 移? 提示:如果从天津南开往济南西,则列车从天津南到德州东的 坐标变化量x=-x=-192 km;所以位移可以用坐标变化量 来表示,坐标变化量的大小表示位移的大小,正、负表示位移 的方向。,(3)试总结物体的运动方向和位移方向有什么关系? 分析:当物体做单向的
7、直线运动时,物体的运动方向与位移方 向_。,相同,【知识点睛】坐标与坐标变化量的四点说明 (1)直线坐标系上的点表示坐标,坐标的变化量为末位置的坐 标减去初位置的坐标。 (2)直线坐标系坐标的变化量x0,表示质点沿x轴正方向运 动;x0,表示质点沿x轴负方向运动。,(3)当物体做单向的直线运动时,坐标的变化量即位移,其大 小表示位移的大小,正、负表示位移的方向,物体运动的方向 与位移的方向相同。 (4)当直线坐标轴为时间轴时,坐标表示时刻,坐标的变化量 即为时间,t=t2-t1。,【误区警示】物体的位移方向、运动方向及坐标轴方向的关系 (1)物体的运动方向与物体的位移方向可能相同,也可能相 反
8、,还有可能成一定夹角。 (2)物体在坐标轴上运动时可以有两个方向,既可能与坐标轴 正方向相同,也可能与坐标轴正方向相反,所以物体的运动方 向与坐标轴正方向不一定相同。,【典例1】一个质点在x轴上运动,其位置坐标如表。(1)该质点在2 s内的位移是多少?质点运动方向如何? (2)该点在第5 s内的位移是多少?质点运动方向如何?,【解题指南】解答本题要把握以下两点: (1)直线运动中,位移即坐标变化量,用末位置坐标减去初位 置坐标。 (2)根据位置坐标的变化确定质点的运动方向。,【解析】(1)由表可知: t=0时刻质点的位置坐标为x0=2 m, t=2 s时刻质点的位置坐标为x2=-4 m, 所以
9、2 s内质点的位移 x=x2-x0=-4 m-2 m=-6 m。 即2 s内的位移大小为6 m,方向沿x轴负方向,运动方向沿x轴 负方向。,(2) 第5 s内的位移就是从第4 s末到5 s末的位移, 第4 s末的位置坐标x4=-7 m, 第5 s末的位置坐标x5=6 m, 所以x=x5-x4=6 m-(-7 m)=13 m, 即第5 s内的位移为13 m, 方向沿x轴正方向,运动方向沿x轴 正方向。 答案:(1)6 m 沿x轴负方向 (2)13 m 沿x轴正方向,【变式训练】一个人从A点出发沿直线到达C点后再返回到B点 静止,如图,已知AC80 m,BC=30 m,则他走完全程所通过 的路程为
10、_,他的位移为_,位移的方向为_。,【解析】根据题意建立直线坐标系,以A点为坐标原点,沿AC方向为x轴正方向,如图所示:xA=0,xB=50 m,xC=80 m。则他走完全程位移为x=xB-xA=50 m,位移的方向沿x轴的正方向,即由A指向B,路程为AC+BC=80 m+30 m=110 m。 答案:110 m 50 m 由A指向B,主题二 速度【情境探究】以下是自行车、公共汽车和飞机做直线运动的初、末位置坐标及所用时间。,试根据表中数据讨论: (1)如何比较自行车和公共汽车运动的快慢? 提示:自行车与公共汽车通过的位移相同,所用时间短的运动 得快,所以公共汽车比自行车运动得快。 (2)如何
11、比较公共汽车与飞机运动的快慢? 提示:公共汽车与飞机经过的时间相同,通过位移大的运动得 快,所以飞机比公共汽车运动得快。,【知识点睛】 1.关于速度的两点说明 (1)速度是矢量,既有大小又有方向,速度的大小在数值上等 于单位时间内物体位移的大小,方向即物体的运动方向。 (2)速度是描述物体运动快慢的物理量,其 也叫物体位 置的变化率,速度越大,表示物体运动得越快,其位置变化得 也就越快。,2.比值定义法 所谓比值定义法,就是用两个物理量的“比”来定义一个新的 物理量的方法。一般地,被定义的物理量往往是反映物质最本 质的属性,不随定义所用的物理量的改变而改变。,【典例2】(2013沈阳高一检测)
12、关于物体运动快慢的比较, 以下判断正确的是( ) A.物体在运动中所用的时间越少,速度就越大 B.通过的位移越长,则速度就越大 C.通过相同的位移所用的时间越多,速度就越小 D.速度越大的物体,运动得越快,【解题指南】解答本题要把握以下两点: (1)速度是位移与发生这段位移所用时间的比值,与位移和时 间两个因素有关。 (2)速度的物理意义是描述物体运动的快慢。,【解析】选C、D。由速度公式 可知,物体速度的大小 由位移和时间共同决定,所以A、B错误,C正确;速度是描述 物体运动快慢的物理量,D正确。,【变式训练】(2013南宁高一检测)甲、乙两质点在同一直线 上匀速运动,取向右为正方向,甲质点
13、的速度为2 m/s,乙质 点的速度为4 m/s,则可知( ) A.乙质点的速度大于甲质点的速度 B.因为24,所以甲质点的速度大于乙质点的速度 C.这里正、负号的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时,甲、乙两质 点相距60 m,【解析】选A、C、D。速度是矢量,其正、负号表示的是方 向,不表示大小,所以A、C正确,B错误;两质点向相反的方 向运动,10 s时甲的位移为20 m,乙的位移为40 m,所以两 质点相距60 m,D正确。,主题三 平均速度和瞬时速度【情境探究】9月8日凌晨,2012年国际田 联钻石联赛最终战比利时布鲁塞尔站 比赛中,伦敦奥运会冠军、美
14、国选手阿里 斯梅里特以12秒80获得男子110米栏冠 军,并打破世界纪录。 试根据上述情境讨论:,(1)梅里特110 m内的速度是多少?意义是什么? 提示:由速度公式 可以求得,梅里特在110 m内的速度 为8.59 m/s,这个速度反映了梅里特在110 m内的平均快慢程 度,称为平均速度。,(2)他在实际奔跑中速度是否恒为 能否用这个速度精确描述梅里特在110 m内的运动情况? 提示:梅里特在起跑、跨栏、冲刺等各个位置的速度显然是不 同的,梅里特做的是变速运动,所以8.59 m/s只能粗略地描述 梅里特在110 m内运动的平均快慢情况,不能精确地描述梅里 特的实际运动。,(3)要测量梅里特在
15、跨第6个栏时的速度,我们可以采用什么方 法,如何测量? 提示:用公式 计算出的是平均速度,但当时间取得很小 很小时,就可以认为 是物体在某一位置或某一时刻的瞬时 速度,这种方法称为极限法,所以要测量梅里特在跨第6个栏 时的速度,可以在第6个栏旁放置一光电门,用以测量梅里特 通过光电门的时间t,再测出梅里特的身厚x,用 即可 作为梅里特通过第6个栏时的速度。,【知识点睛】 1.两种速度与两种速率的比较,2.平均速度与瞬时速度的联系 (1)当位移足够小或时间足够短时,可以认为瞬时速度就等于 平均速度。 (2)在匀速直线运动中,瞬时速度保持不变,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。
16、,【误区警示】理解平均速度的四个误区 误区1:平均速度即物体速度的平均。平均速度是运动物体的 总位移与总时间的比值,不是速度的平均值。 误区2:平均速度的方向与物体运动方向相同。平均速度的方 向与位移方向相同,与运动方向不一定相同,但瞬时速度的方 向一定与运动方向相同。,误区3:平均速度的大小由瞬时速度大小决定。平均速度与瞬 时速度的大小没有必然联系,瞬时速度大的物体,平均速度不 一定大。 误区4:平均速度的大小即平均速率。平均速率是运动物体的 路程与所用时间的比值,与平均速度大小是两个完全不同的概 念,由于一般情况下物体运动的路程不小于位移大小,所以平 均速率一般也不小于平均速度的大小,只有当物体做单向直线 运动时,二者大小才相等。,