高中物理人教版 (2019)必修 第一册第一章 运动的描述3 位置变化快慢的描述——速度背景图课件ppt

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怎样比较不同交通工具运动的快慢？
以下有四个物体，请比较它们运动的快慢程度:
不同时间，不同位移，怎么比较？
1．定义：________与发生这段位移所用________的比值．3．单位：在国际单位制中，其单位是米每秒，符号是m/s或m·s－1，常用的还有千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等．换算关系：1 m/s＝________ km/h.4．矢量性：速度既有大小又有方向，是________.速度的大小在数值上等于单位时间内物体_______的大小，速度的方向与____________________的方向相同．
时间Δt内的位移Δx
速度的物理意义： 速度是用来描述物体运动快慢和方向的物理量，速度越大，表示物体运动得越快，其位置的变化也越快。
有大小：单位时间内物体位移的大小
有方向：速度的方向跟物体的运动(或者位移)方向相同
速度的运算遵循平行四边形定则！
1．(多选)关于速度的定义式v＝Δx/Δt，下列叙述正确的是(　　) A．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移x成正比，与运动时间t成反比 B．速度v的大小与运动的位移x和时间t都无关 C．速度不变的运动是匀速直线运动 D．v1＝4 m/s、v2＝－5 m/s，因为4>－5，所以v1>v2
[答案] BC[解析] v＝是速度的定义式，只说明速度可用位移x除以时间t来计算，并不是说v与x成正比，与t成反比，A错误，B正确；匀速直线运动是速度不变的运动，C正确；速度是矢量，正、负号表示方向，绝对值表示大小，D错误．
2．(多选)下列关于速度的说法正确的是(　　) A．物体运动的位移越大，其速度一定越大 B．物体运动的时间越短，其速度一定越大 C．速度是表示物体运动快慢的物理量 D．做匀速直线运动的物体，其位移跟时间的比值是一个恒量
[答案] CD[解析] 速度是表示物体运动快慢的物理量，速度大小不仅与位移有关，还与时间有关，选项A、B错误，C、D正确．
在自然界和人类生活中，物体的运动状态各不相同且不断变化。 例如，运动员起跑，飞机起飞等等。在长期对运动的思索、探究过程中为了比较准确地描述运动，人们逐渐建立了平均速度和瞬时速度的概念，并用平均速度和瞬时速度来描述物体运动的快慢。
二、平均速度与瞬时速度
1．平均速度：描述物体在某段位移(或某段时间)内运动的平均________程度．只能粗略地描述运动的快慢．平均速度的方向与物体________的方向一致．2．瞬时速度：运动物体在____________(或经某一位置)的速度．3．匀速直线运动：瞬时速度____________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________叫作速率，瞬时速度是矢量，而速率是________.
1.定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。2.定义式：3.方向：与位移方向相同，是矢量。4.物理意义：粗略地描述物体在时间间隔△t内的平均快慢程度。
3．小李乘坐高铁，当他所在的车厢刚要进隧道时，看到车厢内显示屏上的示数为216 km/h，他立即观察手表，经过20 s车厢匀速驶出了隧道，则该隧道的长度约为(　　) A．600 m　　　　　B．1 200 m C．2 160 m D．4 320 m
4．如图所示，某质点沿边长AB＝3 m、BC＝4 m的矩形从A点沿逆时针方向匀速率运动，在5 s内运动了矩形周长的一半到达C点．求： (1)质点的位移和路程； (2)平均速度和平均速率．
答案　(1)5 m，方向由A指向C　7 m　(2)1 m/s，方向由A指向C　1.4 m/s[思路点拨]　①求质点的位移和平均速度时必须指明其方向．②求同一过程的平均速度和平均速率时对应时间相同，但前者对应质点的位移，后者对应质点的路程．
1.由于做变速直线运动的物体在不同时间（不同位移）内的平均速度一般是不同的，因此 我们必须指明物体是在哪段时间（或哪段位移）的平均速度。通常所说的某物体的运动速度是多大，一般是指平均速度。
2. 一般的变速直线运动，求平均速度时，要紧扣定义式找位移及与该位移对应的时间，不要凭空想当然来编造公式！平均速度不一定等于速度的平均值！
（二）瞬时速度速度计    汽车中常见的速度计能直接读出车辆在某一时刻或某一位置时的瞬时速度。 根据图中指针指示的读数可读出瞬时速度大小，图中下部的数字显示的是本次行车的路程，上部数字显示的是该车行车总的里程数。　　　　　　　　　　
当△t 非常非常小时所得速度就成为：瞬时速度
瞬时速度： 运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度。
1.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。2.物理意义：精确地描述物体运动的快慢。3.方向：这一时刻物体的运动方向。 即运动轨迹上该点的切线方向。4. 只有在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度。5. 瞬时速度的大小叫做瞬时速率，有时简称速率（汽车表盘的读数实际是汽车的速率）。
瞬时速度是矢量： 既有大小，又有方向。 物理意义： 瞬时速度总是与某一时刻（或某一位置）相对应，它精确地反映了某时刻（或某位置）物体运动的方向和快慢程度。
某一段时间内的平均速度
在匀速直线运动中：瞬时速度保持不变 的运动
（3）速度与速率的区别 速度是运动物体的位移△x与发生这个位移所用时间△t 的比值。 速率是运动物体经过的路程△s 与通过这一路程所用时间△t 的比值。
（4）平均速度和瞬时速度的比较
1. 对速度定义式v＝Δx/Δt的理解 (1)公式中的Δx是物体运动的位移，不是路程．(2)v＝Δx/Δt是速度的定义式，不是决定式．v大小与Δx及Δt关．不 能认为v与位移成正比、与运动时间成反比．
2．速度的矢量性 (1)速度既有大小，又有方向，是矢量．速度的方向就是物体对应时刻的运动方向． (2)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．
5．甲、乙两地相距60 km，一辆汽车以40 km/h的平均速度通过了全程的1/3，剩余的2/3路程用了2.5 h．求： (1)此汽车在后2/3路程的平均速度大小； (2)汽车在全过程中的平均速度大小．
解析　(1)汽车在前、后两段的位移大小分别是 x1＝60×1/3 km＝20 km，x2＝60×2/3 km＝40 km，汽车在后路程的平均速度大小为 v2＝Δx/Δt＝x2/t2＝40/2.5 km/h＝16 km/h.(2)汽车在全过程中的平均速度大小为v＝Δx/Δt＝x/(t1+t2)＝60/(2.5+20/40) km/h＝20 km/h.答案　(1)16 km/h　(2)20 km/h
(1)对比位移－时间图像，速度－时间图像表示什么？(2)v－t图像描述的是直线运动还是曲线运动？(3)如图乙所示，用折线把这些点连起来得到的v－t图像更与实际情况相符吗？
提示(1)表示物体的速度随时间的变化情况．(2)直线运动．(3)通常速度不会发生突变，用一条平滑的曲线描出这些点更接近实际情况．
v－t图像的应用如图所示为物体1、2、3、4、5在同一直线上运动的v－t图线．(1)由图像能看出物体在每一时刻对应的瞬时速度．瞬时速度为正，说明物体沿选定的正方向运动，如图中的1、4、5图线；瞬时速度为负，说明物体沿与选定的正方向相反的方向运动，如图中的2、3图线．
(2)根据图线形状判断物体的运动性质：若图线平行于t轴，则表示物体做匀速直线运动，如图中所示的1、2图线；若图线不与t轴平行，则表示物体做变速运动，如图中的3、4、5图线，且倾斜程度越大，表示速度变化越快．(3)截距：v－t图像的纵轴截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻．(4)图线交点：两条图线相交，交点表示两物体此时的瞬时速度相同．
6．如图甲所示是小女孩某次蹦床跳起后的情形，图乙是她的v－t图像，已知t1－0＝t2－t1，分析下列问题： (1)她跳起时的速度有多大？ (2)你能从图像乙中知道在哪段时间内是上升的，哪段时间内是下降的吗？ (3)从图像乙中你能否看出，作图时选的是上升过程还是下降过程的速度方向为正方向？
答案　(1)纵轴的截距即为起跳时的速度，即其大小为v0.(2)0～t1时间内，做匀减速直线运动，是上升过程；t1～t2时间内，速度反向且逐渐增大，是下降过程．(3)开始为上升过程，速度越来越小，到最高点时速度为0，所以图中是以上升过程的速度方向为正方向．
7．(多选)如图所示，为一物体做直线运动的速度—时间图像，在整个运动过程中，下列说法正确的是(　　) A．BC段和CD段的运动方向相反 B．CD段和DE段的运动方向相反 C．物体在D点速度为零，此后运动方向改变 D．AB段物体静止
[答案] BC[解析] 由图可知，物体在0～20 s内的速度均为正值，运动方向不变，物体在D点速度为零，此后运动方向改变，A错误，B、C正确；AB段物体的速度为v＝5 m/s，D错误．
8．(多选)甲、乙两车停在同一水平道路上，一前一后相距s＝4 m，乙车在前，甲车在后，某时刻两车同时开始运动，两车运动的x－t图像如图所示，则下列表述正确的是(　　) A．乙车做曲线运动，甲车做直线运动 B．甲车先做匀速运动，后静止 C．乙车速度不断增大 D．两车有两次相遇
[答案] BCD[解析] 乙车的x－t图像是曲线，但这不是乙车的运动轨迹，乙车做直线运动，A错误；由题图可知，两车的运动方向与规定的正方向相反，甲车在前6 s内做匀速运动，之后静止，B正确；由于乙车x－t图像的斜率逐渐增大，即速度逐渐增大，C正确；在x－t图像中图线的交点表示两车相遇，则甲、乙两车相遇两次，D正确．
速度 1.定义 2.单位 3.意义平均速度、瞬时速度平均速度大小、平均速率、速率速度-时间图像 能绘制出标准的v-t图像，读取图像信息
1．下列说法正确的是(　　) A．平均速度只能粗略地表示物体在一段时间内的运动快慢；瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度，表示物体的瞬时运动快慢 B．平均速度、瞬时速度、速率都可以用来描述物体运动的快慢，它们都是矢量 C．一物体从斜面底端滑上长为s的斜面，经时间t后又滑至斜面底端，其平均速度为2s/t D．某同学在校运动会男子100 m比赛中的成绩为12 s，可算出他冲线时的瞬时速度约为8.33 m/s 2．一辆小汽车启动阶段，在5 s内速度从10 m/s增加到20 m/s，通过的位移是70 m，小汽车在5 s内的平均速度是(　　)A．13 m/s B．14 m/sC．16 m/s D．17 m/s
3．(多选)下列关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是(　　)A．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零C．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度D．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度 4．如图甲、乙所示为两个质点运动的速度—时间图像，回答下面的问题：（1）甲质点做 运动，乙质点做 运动。(均选填“加速”“减速”或“静止”)（2）甲质点的初速度为 m/s，乙质点的初速度为 m/s。（3）甲、乙两质点运动的方向 (选填“相同”或“不相同”)。