
一、平均速度1.定義:物體運動的 與所用 之比。?2.大小: = 。?3.方向:與 的方向相同。?4.單位:國際單位制單位為米每秒,符號為m/s。其他單位有km/h、cm/s等。5.物理意義:大致描述一段時間內物體 和方向的物理量。?
二、瞬時速度1.定義:物體在某 (時刻)的速度。?2.大小:又叫瞬時速率;當t非常小時, 就可以看作某位置(或某時刻)的 。?3.方向:與物體的 方向相同,是矢量。?4.單位:m/s5.物理意義:精確描述物體運動快慢和方向的物理量。
6.瞬時速率的測量(1)原理:很短時間內的平均速度大小近似等于瞬時速率。(2)方法1:光電門測速。如圖甲所示,當滑塊通過光電門時,測得滑塊上遮光板的遮光時間t,結合遮光板的寬度d,可得滑塊通過光電門時的速率為v= 。?
方法2:激光測速儀。如圖乙所示,測速儀在設定的極短時間Δt內分別發(fā)射兩束激光,對汽車進行兩次距離測量(s1、s2),結合測速儀離地面的高度l,可得汽車的瞬時速率v= 。?
三、勻速運動瞬時速度始終保持不變的運動。四、平均速度的大小與平均速率1.平均速度的大小:物體平均速度的大小,不能叫平均速率。2.平均速率:物體運動的 與所經歷的時間之比。由于路程不小于位移的大小,所以平均速率不小于平均速度的大小,平均速率不是平均速度的大小。?
1.正誤辨析(1)平均速度在數(shù)值上等于單位時間內通過的路程。 ( )(2)兩物體的速度分別是v1=3 m/s,v2=-5 m/s,則它們的大小關系為v1>v2。 ( )(3)可以用t時刻到t+Δt一小段時間內的平均速度來代替時刻t物體的速度。 ( )(4)勻速直線運動的平均速度等于瞬時速度。 ( )
答案與解析: (1)× 平均速度在數(shù)值上等于單位時間內的位移大小。(2)× 速度是矢量,兩速度比較大小時要比較其絕對值。(3)√(4)√ 勻速直線運動的速度不變,各段時間內的平均速度均等于瞬時速度。
2.從分別與時間和時刻對應的角度分析,請把相關的物理量連線。時間 位置 平均速度時刻 位移 瞬時速度
平均速度與瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系情境探究 情境一輛汽車沿直線行駛,從出發(fā)地到目的地用時2.0 h,行程
它的速度計顯示為35 km/h。探究情景中的兩個速度為什么會不同?有什么區(qū)別?
要點提示:60 km/h是行駛全程的平均速度,35 km/h是相應時刻的瞬時速度,前者反映了汽車在全程的運動快慢,后者反映了汽車在某一瞬間的運動快慢。
知識點撥1.平均速度與瞬時速度的比較
畫龍點睛 平均速度與一段時間或一段位移相對應,而瞬時速度與一個時刻或一個位置相對應。
2.平均速度與平均速率的比較
畫龍點睛 位移與路程一般不相等,故平均速度大小與平均速率大小一般不相等。
實例引導例1小蒙騎自行車由靜止沿直線運動,他在第1 s內、第2 s內、第3 s內、第4 s內通過的位移分別為1 m、2 m、3 m、4 m,則( )A.他4 s末的瞬時速度為4 m/sB.他第2 s內的平均速度為1.5 m/sC.他4 s內的平均速度為2.5 m/sD.他1 s末的瞬時速度為1 m/s
規(guī)律方法 關于平均速度與瞬時速度應注意的問題(1)我們平時所說的速度有時指平均速度,有時指瞬時速度,應根據(jù)前后文判斷。(2)平均速度的大小和瞬時速度的大小無必然關系。平均速度大的物體,其某時刻的瞬時速度不一定大,選定的時刻不同,瞬時速度一般不同;某時刻瞬時速度大的物體,其一段時間內的平均速度不一定大,選定的時間不同,計算的平均速度一般不同。(3)在勻速直線運動中,物體的平均速度等于瞬時速度,而在變速直線運動中,不同時間(或不同位移)內的平均速度一般不相同,因此,求出的平均速度必須指明是哪段時間(或哪段位移)內的平均速度。
例2某質點由A出發(fā)做直線運動,前5 s向東運動了30 m經過B點,又運動了5 s前進了60 m到達C點,在C點停了4 s后又向西運動,經歷了6 s運動120 m到達A點西側的D點,如圖所示,求:(1)全過程的平均速度。(2)全過程的平均速率。
答案:(1)1.5 m/s 方向向西 (2)10.5 m/s
歸納總結 求平均速度的方法
變式訓練一物體沿正東方向以4 m/s的速度勻速運動4 s,又以3 m/s 的速度向北勻速運動4 s,求這8 s內物體的平均速度和平均速
解析:如圖所示,物體先向東由A運動到B,通過的位移s1=4×4 m=16 m,接著又向北運動s2=3×4 m=12 m,到達C點,則8 s內通過
答案:平均速度大小2.5 m/s,方向為東偏北37° 平均速率為3.5 m/s
從s-t圖像看速度情境探究下圖中的兩條直線A、B分別是兩個物體A和B運動的s-t圖像。
(1)試分析物體A和B的運動方向。(2)判斷物體A和B是否做勻速直線運動。(3)E、F兩點的坐標分別是(t1,s1)、(t2,s2),求t1~t2內A的平均速度。(4)比較物體A和B的速度大小。
要點提示:(1)每一時刻的位移(坐標)都大于0,表示物體沿正方向運動。(2)經相等時間,A和B分別增加相同位移,A和B均做勻速直線運動。
(4)圖線的傾斜程度越大,速度越大,vA>vB。
知識點撥1.s-t圖像的意義s-t圖像描述的是物體的位移隨時間的變化規(guī)律。2.s-t圖像的理解(1)圖線上的點:表示某一時刻物體相對于原點的位移。(2)圖像的斜率:表示物體的速度,斜率的大小表示速率,正負表示方向。(3)圖像描述物體的位移隨時間變化的情況,不是運動軌跡。(4)圖像只能描述靜止或直線運動,不能描述曲線運動。
實例引導例3(多選)甲、乙兩物體的s-t圖像如圖所示,下列判斷正確的是( )A.甲、乙兩物體從同一位置開始運動B.在0~t1時間內甲、乙兩物體從不同位置,同時相向運動C.在0~t1時間內甲的速率小于乙的速率D.甲、乙兩物體在t1時刻相遇,相遇后都靜止
答案:BCD解析:t=0時,甲、乙的位置坐標不等,即從不同位置出發(fā),選項A錯誤;0~t1時間內,甲的圖線為負斜率的直線,表示甲的正方向的位移隨時間在減小,即甲沿負方向做勻速直線運動;乙的圖線為正斜率的直線,表示乙的正方向的位移隨時間在增大,即乙沿正方向做勻速直線運動,選項B正確;圖線的傾斜程度越大表示相同時間內位移變化越大,即速率越大,由題圖可知,乙的速率大于甲的速率,選項C正確;甲、乙圖像在t1時刻相交,即在該時刻,物體的位置相同;平行直線表示靜止,故選項D正確。
1.關于速度,下列說法正確的是( )A.速度是表示物體運動快慢的物理量,既有大小,又有方向,是矢量B.平均速度就是速度的平均值,它只有大小,沒有方向,是標量C.運動物體在某一時刻或某一位置的速度,叫作瞬時速度,它是標量D.汽車上的速度計是用來測量汽車平均速度大小的儀器
答案:A解析:速度和平均速度都是矢量,A正確,B錯誤。瞬時速度是某時刻或某一位置時的速度,是矢量,選項C錯誤。速度計是顯示瞬時速度大小的儀器,選項D錯誤。
2.下圖是三個質點A、B、C的運動軌跡,三個質點同時從N點出發(fā),同時到達M點。下列說法正確的是( )A.三個質點從N到M的平均速度相同B.三個質點到達M點的瞬時速度相同C.三個質點從N到M的平均速率相同D.B質點從N到M的平均速度方向與任意時刻的瞬時速度方向相同
答案:A解析:平均速度等于位移與時間的比值,由于位移與時間都相同,故平均速度相同,故A正確;平均速率等于路程與時間的比值,由于時間相等,路程不等,故平均速率不相等,故C錯誤;三個質點到達M點的瞬時速度方向不同,所以瞬時速度肯定不同,B錯誤;B質點不一定做單向直線運動,所以B質點從N到M的平均速度方向與任意時刻的瞬時速度方向不一定相同,D錯誤。
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