1、第3节运动快慢与方向的描述速度1.知道速度的大小和方向是如何定义的2.能够区分平均速度和瞬时速度3.理解速度时间图像4知道打点计时器的工作原理，会用打点计时器测平均速度 学生用书P8一、运动快慢的描述速度1定义：位移与发生这段位移所用时间的比值2定义式：v，物体沿直线运动，x1、x2分别为物体在t1、t2两时刻的位置坐标，若x2x1，说明物体的速度方向与Ox轴正方向相同，若x2x1，说明物体的速度方向与Ox轴正方向相反3物理意义：描述物体运动的快慢及运动方向4单位：在国际单位制中是米每秒，符号是m/s或(ms1)，常用单位还有km/h、cm/s等5方向：速度是矢量，其方向就是物体运动的方向二、
2、平均速度1公式：2方向：物体在这一过程中发生的位移方向3物理意义：表示做变速直线运动的物体在某一时间内的平均快慢程度，只能粗略地描述物体的运动三、学生实验：用打点计时器测量平均速度1打点计时器：记录做直线运动物体的位置和时间的仪器2电火花打点计时器(1)电火花打点计时器使用交流电源，工作电压是220 V.(2)电火花打点计时器的构造如图所示(3)工作原理：当接通220 V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹当电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点，即打出的纸带上相邻两点间的时间间
3、隔是0.02 s.3实验步骤(1)将木板固定在铁架台上，把打点计时器装在倾斜的木板上，将裁成圆片的墨粉纸套在纸盘轴上，将两条纸带(可用普通有光纸裁成)从弹性片和纸盘之间的限位槽中穿过，并且将墨粉纸盘夹于两纸带之间(2)接通电源，然后将小车由静止释放，纸带上就打出一系列的点(3)关闭电源，取下纸带，标注计数点(一般以0.1 s为时间间隔)，如图所示4分析与处理实验数据(1)由纸带上的点迹判断小车运动的快慢(即速度是如何变化的)(2)用刻度尺测量OA、OB、OC、OD、OE、OF间距离，求出对应的时间，用平均速度的公式得出对应的平均速度四、瞬时速度1定义：运动物体在某一时刻或某一位置的速度2方向：
4、运动物体在某一时刻(或某一位置)的运动方向3物理意义：描述物体在某一时刻(或某一位置)运动的快慢和方向4速率：瞬时速度的大小又叫瞬时速率，简称速率(1)物体的位移为零，则平均速度一定为零()(2)平均速度的大小在数值上等于单位时间内通过的路程()(3)物体的瞬时速度总为零，则平均速度为零()(4)平均速度的大小就是平均速率()提示：(1)(2)(3)(4)五、速度时间图像1速度时间图像：以速度为纵轴，时间为横轴，建立一个平面直角坐标系，在该坐标系中画出物体的速度随时间的变化关系，这种描述速度v与时间t关系的图像叫做速度时间图像(vt图像)，简称速度图像2物理意义：vt图像反映了运动物体的速度随
5、时间变化的规律，利用图像可判定物体的运动性质(是匀速运动还是变速运动)3对图像的认识(1)匀速直线运动的图像是一条平行于时间轴的直线，它与时间轴围成的面积表示物体在这段时间内的位移，如图所示(2)变速直线运动的图像可以是直线，也可以是曲线，如图所示平均速度和瞬时速度学生用书P91平均速度(1)反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段位移或一段时间相对应(2)在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同时间段内或不同位移上的平均速度一般不同，必须指明求出的平均速度是对应哪段时间内或哪段位移的平均速度，不指明对应过程的平均速度是没有意义的(3)平均速度是矢量，其大小可由公式求
6、出，其方向与一段时间t内发生的位移的方向相同，与运动方向不一定相同2瞬时速度(1)瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢及方向，是矢量，一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度(2)瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应，即对应于某一状态(3)瞬时速度的方向就是该状态物体运动的方向(4)求瞬时速度时，常用的方法是极限法由平均速度公式v可知，当x、t都非常小，趋向于极限时，这时的平均速度就可认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度测出物体在微小时间t内发生的微小位移x，然后可由v求出物体在该位置的瞬时速度，这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间t和微小位移x的测量3两者的关系(1)当位移足够小或时间足够短时，可以认
7、为瞬时速度就等于平均速度(2)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等(1)平均速度的大小与瞬时速度的大小没有必然的关系，即瞬时速度大的物体，其平均速度不一定大(2)平均速度与速度的平均值是不同的，速度的平均值并不一定等于平均速度 命题视角1对平均速度和瞬时速度的理解(多选)下面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
8、它某一时刻的瞬时速度思路点拨 要明确平均速度和瞬时速度的概念，平均速度能描述一个过程中的运动，但不能精确地描述物体在某个时刻或位置的运动，瞬时速度能精确描述物体在某个时刻或位置的运动，平均速度与瞬时速度在数量上没有确定的关系解析每个时刻瞬时速度都等于零，平均速度一定等于零但是某段时间内平均速度等于零，任一时刻的瞬时速度不一定等于零，例如质点的往复运动，所以A项对，B项错；匀速直线运动中，由于相等时间内位移相等，而且位移的大小和路程相等，所以C项对；变速运动一段时间内的平均速度有可能等于某时刻瞬时速度，所以D项错答案AC 命题视角2平均速度和瞬时速度的计算小明骑自行车由静止沿直线运动，他在第1
9、s内、第2 s 内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m，则()A他在第4 s末的瞬时速度为1 m/sB他在第2 s内的平均速度为2.5 m/sC他在4 s内的平均速度为2.5 m/sD他在1 s末的瞬时速度为1 m/s解析知道的是每秒时间内的位移的大小，不能确定具体的运动的情况，所以不能确定瞬时速度的大小，所以A、D错误；第2 s内的位移的大小为2 m，时间为1 s，所以第2 s内的平均速度为2 m/s，所以B错误；4 s内的位移的大小为总位移，为10 m，时间为总时间，即4 s，所以在4 s内的平均速度为 m/s2.5 m/s，所以C正确答案C 命题视角3用
10、极限法求瞬时速度有一身高为1.70 m的田径运动员正在进行100 m短跑比赛，在终点处，有一站在跑道终点旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲刺动作，摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少)是16，快门(曝光时间)是 s，得到照片后测得照片中人的高度为1.7102 m，胸前号码布上模糊部分的宽度是2103 m，由以上数据可以知道运动员冲刺时 s内的位移是_；冲刺时的速度大小是_解析此题的题眼是求冲刺时的速度，而这一时间为很短的 s，根据瞬时速度与平均速度的关系，可知，该题只能利用极限的思想求瞬时速度的大小此题运动员实际身高与照片上的身高之比为1001，根据胸前号码布上模糊部分的宽度是2103
11、m可以判断运动员在 s内运动的位移为0.2 m，所以冲刺速度为 m/s12 m/s.答案0.2 m12 m/s1.如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间t.测得遮光条的宽度为x，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度为使更接近瞬时速度，正确的措施是()A换用宽度更窄的遮光条B提高测量遮光条宽度的精确度C使滑块的释放点更靠近光电门D增大气垫导轨与水平面的夹角解析：选A.表示的是t时间内的平均速度，遮光条的宽度x越窄，则遮光时间t越小，越接近滑块通过光电门时的瞬时速度，选项A正确对速率和速度的理解学生用书P101瞬时速率和瞬时速度：瞬时速度的大小称为
12、瞬时速率，一般称为速率它是标量，只有大小，没有方向，它的大小反映了物体运动的快慢瞬时速度则是矢量2平均速率和平均速度(1)定义：运动物体通过的路程与通过这段路程所用时间的比值叫做平均速率，是标量，公式为 ；平均速度 ，是矢量(2)说明：平均速率与平均速度的大小是两个完全不同的概念由于在一般情况下质点的路程要大于位移的大小，所以平均速率一般也要大于平均速度的大小，只有在单向直线运动中，两者的大小才相等(3)举例：如图所示，一质点沿直线AB运动，先以速度v从A运动到B，接着以速度2v沿原路返回到A，则此过程的位移是零，所以平均速度是零，但平均速率不等于零设AB相距s，则其平均速率为v，由此可以看出
13、，平均速率与平均速度的大小不同(1)瞬时速率为瞬时速度大小，但平均速率不是平均速度大小(2)某一运动过程中，瞬时速率可能大于平均速率，也可能小于或等于平均速率(3)物体做速率不变的运动时(匀速率运动)，瞬时速率等于平均速率，如匀速直线运动和匀速圆周运动某质点由A出发做直线运动，前5 s向东行了30 m经过B点，又行了5 s前进了60 m到达C点，在C点停了4 s后又向西行，经历了6 s运动120 m到达A点西侧的D点如图所示，求：(1)全过程的平均速度；(2)全过程的平均速率思路点拨 解答本题时应注意以下三个方面：(1)平均速度与平均速率的区别；(2)全过程的位移与路程的计算；(3)时间的确定
14、解析由题意可知：x130 m，x260 m，x30，x4120 m，对应时间t15 s，t25 s，t34 s，t46 s.(1)平均速度1.5 m/s.“”表示平均速度方向向西(2)全程的平均速率为 m/s10.5 m/s.答案(1)1.5 m/s方向向西(2)10.5 m/s(1)一般的变速直线运动，求平均速度时，要紧扣定义找位移及该位移对应的时间，不要仅凭想当然来编造公式(2)平均速度与时间有关，不同时间内的平均速度不一定相同，所以，对平均速度要明确是哪段时间内的平均速度 2.将一小球竖直向上抛出，经时间t回到抛出点，此过程中上升的最大高度为h.在此过程中，小球运动的路程、位移和平均速度
15、分别为()A路程2h、位移0、平均速度B路程2h、位移0、平均速度0C路程0、位移2h、平均速度0D路程2h、位移h、平均速度解析：选B.路程是指物体运动轨迹的长度；位移是指起点到终点的有向线段；平均速度是位移与时间的比值，此题中位移为零，故选B.对速度时间图像的理解学生用书P111vt图像的意义：vt图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况，但它并不是物体运动的轨迹2匀速直线运动的vt图像：从匀速直线运动的速度图像上可以得知物体速度的大小和方向. 直线在t轴的上方速度为正，即与规定的正方向相同；在t轴下方速度为负，即与规定的正方向相反如图中的、所示3变速直线运动的vt图像(1)图像中的一个点
16、代表物体在某一时刻的速度，图线远离时间轴代表速度增大，图线靠近时间轴代表速度减小如图中的a、b所示(2)在vt图像中，正、负号只表示方向不表示大小不论速度是正还是负，只要速率增大，则表示物体做加速运动如图所示，图中02 s和34 s内物体都做加速运动，23 s和46 s 时间内，物体都做减速运动(3)对于交点的理解两条图线相交，表明在该时刻两物体具有相同的速度，但不表示二者的位移相等图线与t轴相交，表明此时刻物体的速度为零，图线跨过t轴表示运动方向改变图线与v轴相交，表示物体的初速度不论vt图像是直线还是曲线，都表示物体做直线运动，图像不是物体的运动轨迹(多选)如图是甲、乙两物体运动的速度图像
17、，下列说法正确的是()A物体甲处于静止状态B物体乙刚开始时以5 m/s的速度与甲物体同向运动C物体乙在最初3 s内的位移是10 mD物体乙在最初3 s内的路程是10 m解析甲速度图像是平行于t轴的直线，因此甲做匀速直线运动，A错误；乙物体在第1 s内向正方向做速率为5 m/s的匀速直线运动，第2 s内静止，第3 s内沿负方向做速率为5 m/s的匀速直线运动，故B正确；乙在第1 s内的位移为x1v1t15 m，在第2 s内的位移为x20，在第3 s内的位移为x3v3t35 m，所以物体乙在最初 3 s 内的位移为xx1x2x30，故C错误；物体乙在最初3 s内的路程为s|x1|x2|x3|10 m，故D正确答案BD3.某物体沿一直线运动，其vt图像如图所示，则下列说法中正确的是()A第2 s内和第3 s内速度方向相反B第2 s内和第3 s内速度方向相同C第2 s末速度方向发生变化D第5 s内与第1 s内速度方向相同解析：选B.vt图像中在时间轴上面的部分方向为正，在时间轴下面的方向为负，故A、D错，B对；在第2 s末速度最大，方向没变，故C错