1、第3节 速 度 第1章 运动的描述 核心素养明目标 核心素养学习目标 物理观念知道速度、平均速度、瞬时速度的概念，知道它们是矢量，方向怎样确定。科学思维掌握平均速度和瞬时速度的区别与联系，理解比值定义法和极限思维方法。科学探究学会探究常见生活现象中的平均速度和瞬时速度。科学态度与责任掌握比值法与极限法在物理学中的应用，并会渗透到现实生活中去。知识点一 知识点二 自主预习探新知 NO.1知识点一 平均速度 1定义：物体运动的与所用之比，通常用 v表示，即。2物理意义：粗略描述一段时间内物体运动的和。3单位：在国际单位制中是。常用单位还有 km/h，1 m/skm/h。位移时间vst快慢方向m/s
2、3.64方向：平均速度是，既有大小又有方向，其方向与_的方向相同。平均速度一般不是速度的平均值，要依据定义来计算。位移矢量1：思考辨析(正确的画，错误的打)(1)通过的位移越大，则物体的速度越大。()(2)物体运动得越快，则速度越大。()(3)瞬时速度的方向与物体运动的方向一致。()知识点二 瞬时速度 1定义：物体在某时刻或某位置的。瞬时速度的大小叫，简称。2物理意义：准确描述物体在某或某的运动快慢和方向。3方向：瞬时速度是，既有大小又有方向。其方向与物体方向相同。速度瞬时速率速率时刻位置矢量运动4瞬时速度的测量(1)原理：用很短时间内的大小近似作为瞬时速率。(2)方法 光 电 门 法：用 光
3、 电 门 实 验 装 置 可 测 物 体 在 极 短 时 间 内的，认为它就是测得的。速度计法：用速度计可直接读出物体在某一时刻或某一位置的瞬时速度的。平均速度平均速度瞬时速度大小 交警用电子检测设备检测车辆是否超速，电子检测设备测得的速度是平均速度还是瞬时速度？提示：瞬时速度。2：思考辨析(正确的画，错误的打)(1)瞬时速度的方向与位移方向相同。()(2)物体的平均速度可能大于其平均速率。()(3)匀速直线运动的平均速度的大小等于其平均速率。()合作探究提素养 NO.2考点1 考点2 考点3 考点 1 平均速度和瞬时速度 我国的交通事业飞速发展，特别是高铁的广泛开通，使我们出行很便利。怎样比
4、较以上三种交通工具运动得快慢？提示：1可以用通过相同的位移，比较时间的长短，时间短的运动快，也就是平均速度大。2可以用通过相等的时间，比较位移的大小，位移大的运动的快，也就是平均速度大。平均速度与瞬时速度的比较平均速度瞬时速度 对应关系 与一段时间或一段位移对应与某一时刻或某一位置对应区别物理意义粗略描述物体在一段时间内或一段位移内运动的快慢精确描述物体运动的快慢区别矢量性矢量，与位移的方向相同矢量，沿轨迹上某一点的切线方向 联系(1)vst中，当 t0 时，平均速度可看成瞬时速度(2)两者的大小无必然联系，即瞬时速度大，平均速度不一定大【典例 1】(多选)如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运
5、动，AB，ABC，ABCD，ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是 1 s,2 s,2.5s,3 s。下列说法正确的是()A物体在 AB 段的平均速度大小为 1 m/s B物体在 ABC 段的平均速度大小为 52 m/s CAB 段的平均速度比 ABC 段的平均速度更能反映物体处于 A点时的瞬时速度 D物体在 AB 段的平均速度与 ABCDE 段的平均速度相同 ABC 物体在 AB 段的位移大小为 1 m，因此由公式 vst，得v11 m/s，选项 A 正确；物体在 ABC 段位移的大小为 s2 14 m 5 m，所以 v2s2t2 52 m/s，故选项 B 正确；根据公式 vst知，当物
6、体位移无限小，时间无限短时，平均速度可替代瞬时速度，位移越小平均速度越能代表某位置的瞬时速度，故 C 正确；在 ABCDE段的平均速度v3s3t3 33 m/s1 m/s，但是方向与物体在AB段的平均速度方向垂直，故物体在AB段的平均速度与ABCDE段的平均速度不相同，选项D错误。计算平均速度的方法(1)由 vst求出平均速度，平均速度的方向与位移方向相同。(2)若为匀速直线运动，平均速度等于任一时刻的瞬时速度；若t非常小，可近似认为 v等于初始时刻的瞬时速度。跟进训练 1如图所示，小明骑自行车由静止沿直线运动，他在第 1 s 内、第 2 s 内、第 3 s 内、第 4 s 内通过的位移分别为
7、 1 m、2 m、3 m、4 m，则()A他 4 s 末的瞬时速度为 4 m/s B他第 2 s 内的平均速度为 1.5 m/s C他 4 s 内的平均速度为 2.5 m/s D他 1 s 末的速度为 1 m/s C 自行车速度是逐渐增大的，无法确定它的瞬时速度，只能求出平均速度，第 2 s 内平均速度为21 m/s2 m/s；4 s 内平均速度 v12344 m/s2.5 m/s。故 C 正确。考点 2 平均速度、平均速率与速率的比较 小明、小红和小兵由家到学校选择了 3 条不同的路径，所用时间如图所示。三人同时出发。小明、小红和小兵在运动过程中哪个物理量是相同的？谁更“快”到达学校？这个“
8、快”是怎么比较的？可以用哪个物理量来表示？提示：位移相同，小红更“快”，通过相同的位移，小红用时间最少；可以用平均速度表示运动的快慢。1平均速度(1)定义式：平均速度位移时间，即 v st。(2)意义：粗略描述物体位置变化的快慢，与物体运动的路径无关。2平均速率(1)定义式：平均速率路程时间，即vst。(2)意义：粗略地描述物体运动的快慢，与物体运动的路径有关。3速率(1)概念：速率是瞬时速度的大小，是瞬时速率的简称。(2)意义：精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢。说明(1)平均速度是矢量，方向与位移的方向相同。(2)平均速率和速率是标量，无方向。(3)平均速度的大小一般不等于平均速
9、率，只有在单方向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率。【典例 2】在伦敦奥运会上，“世界飞人”博尔特分别以 9 秒63 和 19 秒 32 的成绩夺得男子 100 m 和 200 m 的冠军，继北京奥运会后再次蝉联双冠王，下列说法不正确的是()A博尔特在百米比赛中的平均速度是 10.38 m/s B博尔特在百米比赛中的平均速率是 10.38 m/s C博尔特在 200 米比赛中的平均速度是 10.35 m/s D博尔特在 200 米比赛中的平均速率是 10.35 m/s 审题指导：第一步：抓关键点 关键点获取信息 100 m 比赛跑道是直线，位移大小路程100 m 200 m 比赛跑道一部
10、分为弯道，位移大小L 乙。1应用 s-t 图像能获得的信息(1)任意时间内质点运动的位移。(2)质点发生某段位移所用的时间。(3)判断质点是静止的还是运动的。若图线与 t 轴平行，表示质点静止；若图线是一条倾斜的直线，表示质点在相等时间内的位移相等，质点做匀速直线运动。(4)判断质点运动的快慢。运动的快慢由图线的斜率直观表示，斜率越大，质点运动得越快。(5)判断质点运动过程中离出发点越来越远，还是越来越近。(6)图像不过原点，说明开始计时时质点的位移不为零，或经过一段时间才开始运动。(7)两图线相交，表示两质点在这一时刻位于同一位置(相遇)。2常见的几种 s-t 图像的比较 图像物理意义、都表
11、示物体处于静止状态，但静止的位置不同 表示物体从 s1 处沿正方向做匀速直线运动；表示物体从 s0 处沿正方向做匀速直线运动；表示物体从 s2 处沿负方向做匀速直线运动表示物体做变速直线运动，且运动得越来越慢【典例 3】如图所示是一辆汽车做直线运动的 s-t 图像，关于线段 OA、AB、BC、CD 所表示的运动，下列说法正确的是()AOA 段汽车运动最快 BAB 段汽车静止 CCD 段表示汽车的运动方向与初始的运动方向相同 D04 h 内，汽车的位移大小为 30 km B s-t 图像的斜率表示物体运动的快慢，由题图可知，CD 段图线的斜率的绝对值最大，因此 CD 段汽车运动得最快，A 错误；
12、AB段图线平行于时间轴，表示位移不随时间变化，汽车处于静止状态，B 正确；OA 段表示汽车沿正方向运动，CD 段表示汽车沿负方向运动，所以 CD 段汽车的运动方向与 OA 段汽车的运动方向相反，C 错误；由题图可知 04 h 内，汽车的位移大小为零，D 错误。1位移时间图像不是物体运动轨迹。2位移时间图像无论是直线还是曲线，物体都做直线运动。3判断物体有无往返，要看位移时间图像斜率，斜率有正负，表示有往返运动。跟进训练 3(多选)如图所示为 A、B 两个物体从 O 点开始运动的位移时间图像的一部分。从 A、B 两物体的位移时间图像可知，下列说法中正确的是()AA、B 两物体的运动方向相同 BA
13、 物体 4 s 内发生的位移是 10 m CB 物体发生 10 m 位移的时间是 4 s DA、B 两物体同时开始运动 ACD A、B 两物体的运动图线相对时间轴的倾斜方向相同，即 A、B 两物体的运动方向相同，选项 A 正确；由题图可知，B 物体在 4 s 内的位移是 10 m，A 物体在 4 s 内的位移为 20 m，选项 B错误，C 正确；A、B 两物体都是从 0 时刻开始运动，选项 D 正确。当堂达标夯基础 NO.31 2 3 4 1广深高速总长为 147 km，在某路段上，分别有如图所示的甲、乙两块告示牌，告示牌上各数字的意思是()甲 乙 1 2 3 4 A甲是指位移，乙是平均速度
14、B甲是指路程，乙是平均速度 C甲是指路程，乙是瞬时速度 D甲是指位移，乙是瞬时速度 C 甲指路程，乙指瞬时速度，故选项 C 正确。1 2 3 4 2(多选)对于瞬时速度和平均速度的理解，下列说法正确的是()A运动过程中某一时刻瞬时速度为 0，平均速度一定为 0 B运动过程中某一时刻瞬时速度为 0，平均速度可以不为 0 C瞬时速度不为 0，平均速度一定不为 0 D瞬时速度不为 0，平均速度可以为 0 1 2 3 4 BD 车辆中途刹车停止后，再启动运行的一段时间内平均速度不为 0，但停止时的瞬时速度为 0，A 错误，B 正确；物体沿一圆周运动一圈的过程中，瞬时速度不为 0，但位移为 0，所以平均
15、速度为0，C 错误，D 正确。1 2 3 4 3甲、乙两物体向同一方向运动，已知甲的速度大于乙的速度，t0 时乙在甲的前面一定的距离处，则两物体的 s-t 图像是()A B C D 1 2 3 4 C 甲的速度较大，即其图像倾斜程度较大，选项 A、D 错误；t0 时乙在甲的前面一定的距离处，即乙图像的纵截距不为零，选项 B 错误，C 正确。1 2 3 4 4(新情境题：以汽车出厂前检测为背景，考查平均速度和瞬时速度)汽车在制造完成出厂之前，都要经过严格的技术检测。一辆汽车从原点 O 由静止出发沿 x 轴做直线运动，自动检测系统记录下了该汽车启动、运行及刹车过程的数据。时刻 t/s0 1 2 3
16、 4 5678 坐标 s/m0 1 2 4 8 12 16 20 25 速率 v/ms1 0 1 3 5 6 6510 1 2 3 4(1)能根据图表求出18 s末的瞬时速度吗？(2)求汽车在第2 s末的瞬时速度大小和汽车在第4 s内的平均速度大小。1 2 3 4 解析(1)可以。由图表各时刻，找到对应的瞬时速度即可。(2)由题中条件可知汽车在第 2 s 末的瞬时速度大小是 3 m/s。第 3 s 末的位置坐标为 x14 m，第 4 s 末的位置坐标为 x28 m，所以汽车在第 4 s 内的平均速度为 v x2x1t 841 m/s4 m/s。答案(1)可以(2)3 m/s 4 m/s 回归本
17、节知识，自我完成以下问题：1平均速度和瞬时速度的物理意义有何不同？提示：平均速度粗略描述物体在一段时间或一段位移内运动的快慢，而瞬时速度能精确描述物体某时刻或某位置运动的快慢。2平均速度和平均速率有何不同？提示：平均速度是矢量，大小等于位移与对应时间之比，平均速率是标量，大小等于路程与对应时间之比。3s-t 图像的斜率的物理意义是什么？提示：质点在此时刻的运动速度。课外阅读拓视野 NO.4平均速度公式在“交通测速”中的应用 1固定测速 固定测速是日常驾驶中经常遇到的测速抓拍系统，具体方法是，通过多路采集卡将测速及车牌摄像机的图像信号实时传送到计算机中，由计算机分析得出汽车经过两个精确位置间的位
18、移差 s 和时间差 t，由 vst得出汽车经过该位置的速度，以判断汽车是否超速。2区间测速 区间测速是指在同一路段设计两个监控点，从汽车经过区间测速起点开始计时，到经过区间测速终点计时结束，由此得到汽车经过两个监控点所用的时间 t，两监控点间的路径长度 s 是固定的，故可由 vst得出汽车经过这一路段的平均速率，以判断汽车是否超速。3移动测速 移动测速是执法交警在超速易发路段利用雷达测速方式“蹲点”执法。具体方法是：发射一束激光脉冲信号，测出从发射到折返的时间 t1，则发射点到目标的距离 s112ct1；经过 t 时间再发射一束激光脉冲信号，测出从发射到折返的时间 t2，则发射点到目标的距离 s212ct2，则汽车的速度 vstct1t22t，以判断汽车是否超速。现在高速公路中既有单点测速，也有区间测速，那么单点测速，测的是汽车的瞬时速度还是平均速度？区间测速呢？提示：瞬时速度、平均速度。点击右图进入 课 后 素 养 落 实 谢谢观看 THANK YOU!
