必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度图片课件ppt
展开比较物体运动的快慢,你还记得初中有哪些方法吗?初中所学的速度与高中所学的速度完全相同吗?
生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向,不同的运动,快慢程度并不相同。
1、比较物体运动快慢的方法
(1)相同时间比较位移
相同时间内,位移越大,物体运动越快
(2)相同位移比较时间
思考讨论:如果时间和位移都不同,怎样比较物体运动快慢呢?用单位时间内的位移来比较物体运动快慢。
相同的位移,所用时间越短的物体运动的越快
(1)定义:物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢,这就是速度。
v表示速度 ; Δx表示物体在Δt 内的位移
(3)单位:米每秒(m/s)、千米每时(km/h)、厘米每秒(cm/s)等。
(4)物理意义:描述物体运动快慢的物理量速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小;速度的方向是物体运动的方向。
(5)速度是矢量,它既有大小,又有方向。 v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定,正号表示与规定的正方向相同,负号表示与规定的正方向相反 。
1、说出下面速度方向并比较大小
解答:v1=5m/s和v2=20km/h 方向与规定正方向相同 v3=-8m/s 方向与规定正方向相反 v1
(3)物理意义粗略地描述了物体运动快慢程度和方向;平均速度大,物体运动快,反之慢。
(4)平均速度是矢量,方向由位移的方向决定,它的大小表示这段时间内运动的快慢。注意:①平均速度必须指明那段时间或哪段位移。②平均速度不考虑运动过程的细节问题,只考虑初末位置及整个过程的运动时间问题。
③平均速率不是平均速度的大小,平均速率等于路程与时间的比值;平均速度大小一般不等于平均速率。
(2019.湖南学业考试)某校教师举行50m往返跑接力比赛,胡老师一次往返用时20s,则他的平均速度是______ m/s平均速率———m/s提示:物体往返一次位移为x=0,所以平均速度为0。物体往返一次路程为100m,平均速率是路程与时间的比值。
思考讨论:平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向。那么,怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢?
2、瞬时速度(1)定义:物体经过某一位置或在某一时刻的运动快慢程度就是瞬时速度。(2)瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢。(3)匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等。(4)速率:瞬时速度的大小通常叫作速率。
汽车速度计不能显示车辆运动的方向,它的示数实际是汽车的速率。
注意:日常生活中说到的“速度”,有时是指速率,要根据上下文判断。
测量纸带的平均速度和瞬时速度
1、测量平均速度(1)实验器材:打点计时器、刻度尺、电源、纸带等。
③取下纸带,从能够看得清的某个点开始,往后数出若干个点,如果共有n个点,那么n个点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间Δt=(n-1) ×0.02 s④用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离Δx .
(2)实验步骤①固定计时器并穿好纸带。②启动电源,拉纸带,纸带上就打出一行小点随后立即关电源
(3)数据处理①在图中选取纸带上一点为起始点 0,后面每 5 个点取一个计数点,分别用数字 1,2,3,… 标出这些计数点;
每隔 0.1 s 的平均速度纸带示意图
②测量各计数点到起始点 0 的距离 x,记录在表 1 中;③计算两相邻计数点间的位移 Δx,同时记录对应的时间 Δt;④ 根据 Δx 和 Δt 计算纸带在相邻计数点间的平均速度 v。
计算每隔 0.06 s 的平均速度纸带示意图
说明:D、F两点间距离过小,测量误差会增大。所以,实际测量中要根据需要及所用仪器的情况,在要测量的点附近选取合适的位移和时间。计算实验中纸带上各计数点的瞬时速度。每隔 0.06 s 计算一次速度。
(2)数据处理①从纸带起始点 0 算起,后面每 3 个点取一个计数点;②测量各计数点到起始点 0 的距离 x,记录在表 2 中;③计算两相邻计数点间的位移 Δx,同时记录对应的时间 Δt;④根据 Δx 和 Δt 算出的速度值就可以代表在 Δx 这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表中。
手拉纸带各计数点的瞬时速度
(1)建立坐标系:以时间 t 为横轴,速度 v 为纵轴(2)描点(3)用平滑的曲线连起来
速度—时间图像或 v-t 图像
质点做直线运动,其s-t关系如图所示,质点在0~20 s内的平均速度大小为_______m/s,质点在___________时的瞬时速度等于它在6~20 s内的平均速度。
由s-t图像可知,在0~20 s内,质点位移的大小为16 m,故平均速度为 v= Δs/ Δt =16/20m/s=0.8 m/s.图像的斜率代表速度,连接6 s、20 s两个时刻对应图像的点,左右平移,与图像相切位置对应的横坐标就是与6~20 s内平均速度相等的时刻,可知10s和14s时的瞬时速度等于它在6~20 s内的平均速度.
拓展学习 借助传感器与计算机测速度
用“位移传感器”把物体运动的位移、时间转换成电信号,经过计算机的处理,可以立刻在屏幕上显示物体运动的速度,自动绘制出物体运动的v-t图像。这样,同学们就可以用更多的时间和精力对物理过程进行分析。
阅读拓展学习了解两种位移传感器测速度的原理
实验室用位移传感器测速度的装置
1. 打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到的一条纸带,用毫米刻度尺测量情况如图所示,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,B点的瞬时速度更接近于_______m/s.
2. 短跑运动员在 100m 竞赛中,测得她在 50m 处的瞬时速度为6.0m/s,16s 末到达终点时的瞬时速度是 7.5m/s,此运动员在这100m 中的平均速度大小为( )6m/s B. 6.25m/s C. 6.75m/s D. 7.5m/s
3. 下列所说的速度中,哪个是平均速度( ) A. 百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线。 B. 返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋。 C. 由于堵车,在隧道内的车速仅为1.2m/s 。 D. 子弹以800m/s的速度撞击在墙上 。
4. 短跑运动员在100 m的比赛中,测得他在5 s末的速度是8.7 m/s,10 s末到达终点时的速度为10.3 m/s,此运动员在这100 m中的平均速度是( )10 m/s B. 9.5 m/s C. 9 m/s D. 10.3 m/s
1、如图所示为某物体的s—t图像,在第1s内物体的速度是————,从第2s至第3s内物体的速度是————,物体返回时的速度是————,4s内通过的路程是————,位移是————,4s内物体的平均速度是——————。
2、如图为一条纸带打上点后的情况,已知A、B、C、D四个点中,A点最先打出,D点最后打出,由图可知,A→B阶段纸带做————运动,B→C阶段很接近————运动,C→D阶段则做————运动,A→B、B→C和C→D三个阶段中的平均速度大小依次为_______m/s、————m/s和————m/s。已知交流电源的频率为50 Hz。
3、一辆汽车在平直公路上做直线运动先以速度v1行驶了三分之一的路程,接着又以v2=20km/h的速度跑完剩下的三分之二路程,如果汽车在全过程的平均速度是v=15km/h,则v1=—————km/h。
1、物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体速度。2、速度是矢量,它既有大小,又有方向。 v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定。3、平均速度:粗略地描述了物体运动快慢程度和方向。4、瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢和方向。5、测量纸带的平均速度和瞬时速度。6、速度—时间图像。
一、速度1、比较物体运动快慢的方法:相同时间比较位移;相同位移比较时间。2、物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体的速度。3、速度是矢量,它既有大小,又有方向。 v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定。
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