第三节　运动快慢的描述——速度.ppt

第三节运动快慢的描述第三节运动快慢的描述速度速度课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.理解速度的概念知道它的含义、理解速度的概念知道它的含义、公式、符号和单位，知道它是矢量公式、符号和单位，知道它是矢量2理解平均速度和瞬时速度的概念理解平均速度和瞬时速度的概念3知道速度和速率以及它们的区别知道速度和速率以及它们的区别重点难点：重点难点：1.用微分和极限的思想理解瞬时速度用微分和极限的思想理解瞬时速度的概念的概念2体会平均速度与瞬时速度的关系、区分速度体会平均速度与瞬时速度的关系、区分速度和速率和速率3理解位移时间图象，会用图象分析物体的理解位移时间图象，会用图象分析物体的运动运动返回返回核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练第第三三节节运运动动快快慢慢的的描描述述速速度度返回返回课前自主学案课前自主学案一、坐标与坐标的变化量一、坐标与坐标的变化量1在直线坐标系中，坐标轴上的每一点的在直线坐标系中，坐标轴上的每一点的_表表示该点的坐标，两坐标的示该点的坐标，两坐标的_表示坐标的变化量表示坐标的变化量2汽车沿直线运动时，如图汽车沿直线运动时，如图131所示，以这条所示，以这条直线建立直线建立x坐标系，坐标系，t1时刻汽车所处的坐标为时刻汽车所处的坐标为x1，t2时刻汽车所处的坐标为时刻汽车所处的坐标为x2，则，则x_就是坐标就是坐标的变化量，的变化量，x的大小表示的大小表示_，x的正负的正负表示表示_图图131数值数值差值差值x2x1位移的大小位移的大小位移的方向位移的方向返回返回3在时间轴上，坐标的变化量在时间轴上，坐标的变化量t表示表示_，即，即t_.二、速度二、速度1定义：物体在一段时间内的定义：物体在一段时间内的_与发生这个与发生这个位移所用位移所用_的比值的比值2公式：公式：v_.3物理意义：描述物体的运动物理意义：描述物体的运动_和运动和运动_4方向：物体运动的方向方向：物体运动的方向速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小小时间时间t2t1位移位移时间时间快慢快慢方向方向返回返回三、平均速度和瞬时速度三、平均速度和瞬时速度1平均速度：描述物体在时间间隔平均速度：描述物体在时间间隔t内的平均运动内的平均运动_和方向和方向2瞬时速度：物体在瞬时速度：物体在_或某位置的速度，用或某位置的速度，用来描述物体在某时刻的来描述物体在某时刻的_和方向和方向3速率：速率：_速度的大小速度的大小描述物体的运动快慢，描述物体的运动快慢，只有只有_没有没有_说明：说明：(1)平均速度只能粗略地描述物体的运动快慢平均速度只能粗略地描述物体的运动快慢，瞬时速度能精确地描述物体的运动快慢，瞬时速度能精确地描述物体的运动快慢(2)“速度速度”一词有时指平均速度，有时指瞬时速度，一词有时指平均速度，有时指瞬时速度，要根据上下文判断要根据上下文判断快慢快慢某时刻某时刻运动快慢运动快慢瞬时瞬时大小大小方向方向返回返回思考感悟思考感悟平均速度就是速度的平均值吗？平均速率等于平均平均速度就是速度的平均值吗？平均速率等于平均速度的大小吗？在什么运动中两者大小相等？汽车速度的大小吗？在什么运动中两者大小相等？汽车上的速度计显示的是瞬时速率还是瞬时速度？上的速度计显示的是瞬时速率还是瞬时速度？提示：提示：不是；不一定，只有在单向匀速直线运动中，不是；不一定，只有在单向匀速直线运动中，平均速率才等于平均速度的大小；瞬时速率平均速率才等于平均速度的大小；瞬时速率.返回返回核心要点突破核心要点突破一、平均速度与瞬时速度的区别与联系一、平均速度与瞬时速度的区别与联系返回返回平均速度平均速度瞬时速度瞬时速度联系联系当位移足够小或时间足够短时平均速度当位移足够小或时间足够短时平均速度就等于瞬时速度就等于瞬时速度在匀速直线运动中，瞬时速度和平均速在匀速直线运动中，瞬时速度和平均速度始终相等度始终相等二者都是矢量，既有大小又有方向二者都是矢量，既有大小又有方向二者的求解公式都为二者的求解公式都为v返回返回特别提醒：特别提醒：(1)平均速度的大小与瞬时速度的大小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均值并不一定等于平均速度(3)通常我们说的速度有时指平均速度有时指瞬时通常我们说的速度有时指平均速度有时指瞬时速度，应根据上下文判断速度，应根据上下文判断返回返回返回返回返回返回二、瞬时速率和平均速率二、瞬时速率和平均速率1瞬时速率瞬时速率瞬时速度的大小称为瞬时速率，一般称为速率它瞬时速度的大小称为瞬时速率，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体运动的快慢2平均速率平均速率(1)定义：运动物体通过的路程与通过这段路程所用定义：运动物体通过的路程与通过这段路程所用时间的比值，是标量时间的比值，是标量返回返回(2)说明：平均速率与平均速度的大小是两个完说明：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，只有单向的直线运动中，两者的均速度的大小，只有单向的直线运动中，两者的大小才能相等大小才能相等3二者联系：物体做速率不变的运动时二者联系：物体做速率不变的运动时(匀速率匀速率运动运动)，瞬时速率等于平均速率，如匀速直线运，瞬时速率等于平均速率，如匀速直线运动和匀速圆周运动动和匀速圆周运动返回返回特别提醒：特别提醒：(1)瞬时速率为瞬时速度大小，但平均瞬时速率为瞬时速度大小，但平均速率不是平均速度大小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，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也可能小于或等于平均速率(3)日常生活中说到的速度有时是指速率，如汽车日常生活中说到的速度有时是指速率，如汽车速度计显示的读数速度计显示的读数返回返回即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2有关瞬时速度、平均速度、平均速率，下列说有关瞬时速度、平均速度、平均速率，下列说法中正确的是法中正确的是()A瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度B平均速度等于某段时间内物体运动的位移与所平均速度等于某段时间内物体运动的位移与所用时间的比值用时间的比值C做变速运动的物体，平均速率就是平均速度的做变速运动的物体，平均速率就是平均速度的大小大小D做变速运动的物体，平均速度是物体通过的路做变速运动的物体，平均速度是物体通过的路程与所用时间的比值程与所用时间的比值答案：答案：AB返回返回三、位移三、位移时间关系图象时间关系图象1xt图象的建立图象的建立在平面直角坐标系中，用横轴表示时间在平面直角坐标系中，用横轴表示时间t，用纵轴，用纵轴表示位移表示位移x，根据给出的，根据给出的(或测定的或测定的)数据，作出几数据，作出几个点的坐标，用平滑的曲线或直线将这些点连接个点的坐标，用平滑的曲线或直线将这些点连接起来，就得到了物体运动的位移时间图象，简起来，就得到了物体运动的位移时间图象，简称位移图象如图称位移图象如图132所示为物体自初位置开所示为物体自初位置开始，每秒的位移都是始，每秒的位移都是5 m的的xt图象图象图图132返回返回2利用利用xt图象研究物体的运动图象研究物体的运动(1)由由xt图象可以确定物体各个时刻所对应的位图象可以确定物体各个时刻所对应的位置或物体发生一段位移所需要的时间置或物体发生一段位移所需要的时间(2)若物体做匀速直线运动，则若物体做匀速直线运动，则xt图象是一条倾图象是一条倾斜的直线，直线的斜率表示物体的速度斜率的斜的直线，直线的斜率表示物体的速度斜率的大小表示速度的大小，斜率的正、负表示物体的大小表示速度的大小，斜率的正、负表示物体的运动方向运动方向返回返回(3)若若xt图象为平行于时间轴的直线，表明物体图象为平行于时间轴的直线，表明物体处于静止状态处于静止状态(4)若物体做变速直线运动，若物体做变速直线运动，xt图象为曲线，如图象为曲线，如图图133所示，在时间所示，在时间t1t3内的平均速度等于直内的平均速度等于直线线AC的斜率，的斜率，t2时刻的瞬时速度对应图象上时刻的瞬时速度对应图象上B点的点的切线的斜率切线的斜率(5)纵截距表示物体在纵截距表示物体在t0时的位置时的位置(6)图线的交点表示相遇图线的交点表示相遇特别提醒：特别提醒：xt图象表示的是位移图象表示的是位移x随时间随时间t变化的变化的情况，不是物体运动的轨迹情况，不是物体运动的轨迹图图133返回返回即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3如图如图134所示为甲、乙两物体相对于同一所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的参考系的xt图象，下面说法正确的是图象，下面说法正确的是()A甲、乙两物体的出发点相距甲、乙两物体的出发点相距x0B甲、乙两物体都做匀速直线运动甲、乙两物体都做匀速直线运动C甲物体比乙物体早出发的时间为甲物体比乙物体早出发的时间为t1D甲、乙两物体向同方向运动甲、乙两物体向同方向运动图图134返回返回解析：解析：选选ABC.由图可知，甲从距原点由图可知，甲从距原点x0处出发，处出发，乙由原点出发，故两物体出发点相距乙由原点出发，故两物体出发点相距x0，A对；对；两图线都是倾斜直线，即两物体都做匀速直线运两图线都是倾斜直线，即两物体都做匀速直线运动，动，B对；甲开始计时就出发，乙在计时后对；甲开始计时就出发，乙在计时后t1才出才出发，故甲比乙早出发时间发，故甲比乙早出发时间t1，C对；甲、乙两图线对；甲、乙两图线的斜率分别为负值和正值，表明甲向负方向运动，的斜率分别为负值和正值，表明甲向负方向运动，乙向正方向运动，甲、乙运动方向相反，乙向正方向运动，甲、乙运动方向相反，D错错返回返回课堂互动讲练课堂互动讲练对平均速度和瞬时速度的理解对平均速度和瞬时速度的理解 (2011年山东模拟年山东模拟)下面关于瞬时速度和平均下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是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一定不等于它某一时刻的瞬时速度返回返回【思路点拨思路点拨】注意从平均速度和瞬时速度的定注意从平均速度和瞬时速度的定义出发理解二者的关系义出发理解二者的关系【精讲精析精讲精析】每时刻瞬时速度都等于零，平均每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，例如质零，任一时刻的瞬时速度不一定等于零，例如质点做往复运动，故点做往复运动，故A项对，项对，B项错匀速直线运动项错匀速直线运动中，由于任意相等时间内位移相等，而且位移的中，由于任意相等时间内位移相等，而且位移的大小和路程相等，所以大小和路程相等，所以C项对变速运动一段时间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，所以内的平均速度有可能等于某时刻瞬时速度，所以D项错项错返回返回【答案答案】AC【方法总结方法总结】平均速度能描述一个过程的运动，平均速度能描述一个过程的运动，但不能精确地描述物体在某一时刻或某一位置的但不能精确地描述物体在某一时刻或某一位置的运动；瞬时速度是用来精确描述物体运动的瞬运动；瞬时速度是用来精确描述物体运动的瞬时速度和平均速度在数量上没有确定的关系时速度和平均速度在数量上没有确定的关系返回返回变式训练变式训练1下列说法正确的是下列说法正确的是()A瞬时速度的方向是物体运动的方向，平均速度瞬时速度的方向是物体运动的方向，平均速度的方向不一定是物体运动的方向的方向不一定是物体运动的方向B平均速度小的物体，其瞬时速度一定小平均速度小的物体，其瞬时速度一定小C某段时间内的平均速度为零，说明这段时间内某段时间内的平均速度为零，说明这段时间内，物体一定是静止不动的，物体一定是静止不动的D甲、乙、丙都做直线运动，丙的平均速度最大甲、乙、丙都做直线运动，丙的平均速度最大，则在相同的时间内，丙的位移最大，则在相同的时间内，丙的位移最大返回返回解析：解析：选选AD.物体的运动方向是由物体的瞬时速度物体的运动方向是由物体的瞬时速度方向确定的，只有在物体做单方向的直线运动时，方向确定的，只有在物体做单方向的直线运动时，其瞬时速度方向与平均速度方向相同，所以其瞬时速度方向与平均速度方向相同，所以A正确；正确；平均速度的大小等于某段时间内的位移与该段时间平均速度的大小等于某段时间内的位移与该段时间的比值，平均速度小，并不能说明物体的瞬时速度的比值，平均速度小，并不能说明物体的瞬时速度小，所以小，所以B错；如果物体运动了一段路程又回到了错；如果物体运动了一段路程又回到了原点，则物体的位移为零，其平均速度也为零，但原点，则物体的位移为零，其平均速度也为零，但物体并没有处于静止状态，所以物体并没有处于静止状态，所以C错；不论物体做错；不论物体做怎样的变速运动，平均速度较大的物体在相同的时怎样的变速运动，平均速度较大的物体在相同的时间内的位移一定大，故间内的位移一定大，故D正确正确返回返回平均速度和平均速率的求解平均速度和平均速率的求解 某质点由某质点由A出发做直线运动，前出发做直线运动，前5 s向东行了向东行了30 m经过经过B点，又行了点，又行了5 s前进了前进了60 m到达到达C点，点，在在C点停了点停了4 s后又向西行，经历了后又向西行，经历了6 s运动运动120 m到达到达A点西侧的点西侧的D点，如图点，如图135所示，求：所示，求：(1)全过程的平均速度；全过程的平均速度；(2)全过程的平均速率全过程的平均速率图图135返回返回返回返回【答案答案】(1)1.5 m/s方向向西方向向西(2)10.5 m/s【题后反思题后反思】一般的变速直线运动，求平均一般的变速直线运动，求平均速度或平均速率时，要紧扣定义找位移速度或平均速率时，要紧扣定义找位移(路程路程)及及对应的时间，不要仅凭想当然来编造公式对应的时间，不要仅凭想当然来编造公式返回返回变式训练变式训练2(2011年长沙高一检测年长沙高一检测)在在2009年年9月月21日举行的上海田径黄金大奖赛的日举行的上海田径黄金大奖赛的110 m栏项目上，栏项目上，在缺席在缺席13个月之后，刘翔与特拉梅尔同时以个月之后，刘翔与特拉梅尔同时以13秒秒15并驾齐驱地冲过终点通过测量，测得刘翔并驾齐驱地冲过终点通过测量，测得刘翔5秒秒末的速度是末的速度是8.00 m/s，到达终点的速度是，到达终点的速度是9.80 m/s，则全程的平均速度是则全程的平均速度是()A8.00 m/sB9.80 m/sC8.37 m/s D8.90 m/s返回返回位移位移时间图象分析时间图象分析 质点沿直线运动，其位移时间图象如图质点沿直线运动，其位移时间图象如图136所示，关于质点的运动，下列说法中错误所示，关于质点的运动，下列说法中错误的是的是()A2 s末质点的位移为零，前末质点的位移为零，前2 s内位移为内位移为“”，后后2 s内位移为内位移为“”，所以，所以2 s末质点改变了运动方末质点改变了运动方向向B2 s末质点的位移为零，该时刻质点的速度为末质点的位移为零，该时刻质点的速度为零零图图136返回返回【思路点拨思路点拨】本题考查本题考查xt图象的意义，要注意图象的意义，要注意从图象的斜率、各时刻对应的位置等方面去分从图象的斜率、各时刻对应的位置等方面去分析析【自主解答自主解答】由所给图象可知：质点从距原点由所给图象可知：质点从距原点“负负”方向方向0.2 m处，沿规定的正方向做匀速直线运处，沿规定的正方向做匀速直线运动，经动，经4 s运动到运动到“正正”方向方向0.2 m处，在处，在xt图象中，图象中，“”号表示质点在坐标原点正方向一侧，号表示质点在坐标原点正方向一侧，“”号号表示质点位于原点的另一侧，与质点实际运动方表示质点位于原点的另一侧，与质点实际运动方向无关，位移由向无关，位移由“”变为变为“”并不表示质点运动并不表示质点运动方向改变由图象的斜率可得质点运动速度大小方向改变由图象的斜率可得质点运动速度大小为为0.1 m/s，综上所述，选项，综上所述，选项A、B是错误的是错误的返回返回【答案答案】AB【方法总结方法总结】xt图象的斜率的绝对值表示速图象的斜率的绝对值表示速度大小，而斜率的正、负表示速度方向度大小，而斜率的正、负表示速度方向返回返回变式训练变式训练3 A、B、C三质点同时同地沿一直线运三质点同时同地沿一直线运动，其动，其xt图象如图图象如图137所示，则在所示，则在0t0这段这段时间内，下列说法中正确的是时间内，下列说法中正确的是()A质点质点A的位移最大的位移最大B质点质点A的路程最小的路程最小C三质点的平均速度相等三质点的平均速度相等D三质点平均速率相等三质点平均速率相等图图137返回返回解析：解析：选选C.由图象可知由图象可知B做匀速直线运动，做匀速直线运动，A、C做变速直线运动，但它们的初、末位置相同，所做变速直线运动，但它们的初、末位置相同，所以三质点的位移大小相等，又因为所用时间也相以三质点的位移大小相等，又因为所用时间也相同，所以三质点的平均速度也相等，由于同，所以三质点的平均速度也相等，由于A质点质点的路程最大，平均速率最大故的路程最大，平均速率最大故C正确正确