人教版（2019）高中物理必修第一册1.3位置变化快慢的描述—速度ppt.pptx

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1、1.3 位置变化快慢的描述速度金秋时节，学校每年都要举行运动会.在百米赛跑中，如何裁定选手名次?参赛选手“比”得是什么？物体做机械运动，需要知晓其运动的快慢和方向.同一个物体，例如参加1000米比赛的运动员，在不同阶段运动的快慢也不同.问题：初中是怎样描述物体运动的快慢的？它能描述物体运动的方向吗？情景情景 甲、乙和丙三位同学参加学校运动会，下表是他们的参赛项目和比赛成绩.问题 甲和乙，哪位同学运动较快？说明你的依据乙和丙，哪位同学运动较快？你是如何比较的？人员人员参赛项目参赛项目时间时间/s甲100米直道14.5乙100米直道12.4丙200米直道25.8物体位移大，运动不一定快；物体运动时

2、间短，运动也不一定快.物体运动的快慢与位移和时间两个物理量均有关系.思考思考 如何用位移与时间，定义一个新物理量，能比较任意两个物体运动的快慢？(即具有普适性)用位移与时间的比值，即 描述物体运动的快慢，表示单位时间内物体运动的位移.思考与讨论物体运动快慢与位移和时间两个因素有关，某同学经过分析提出以下物理量描述运动的快慢.1.时间与位移的比值：2.、你认为可行吗？说明你的理由.简洁是物理定义式的重要特征.大自然偏爱简洁！简洁是一种美！一、速度o速度(velocity)问题问题1 1 由速度定义，速度的单位是什么？2.表达式1.位移与发生这段位移所用时间的比值3.m/s(读作米每秒)km/h

3、1m/s=3.6km/h4.意义：描述物体运动的快慢物理量的关系式规定它们之间的数值和单位满足的关系物理量的关系式规定它们之间的数值和单位满足的关系.问题问题2 2 定义的速度能描述物体的运动方向吗？例例 1 1 甲乙两人从原点O出发.甲向东走了60m，用时1min；乙向西匀速跑200m，用时40s.求：(1)甲和乙的位移；(2)甲和乙的速度.解解(1)规定向东为正方向，甲的位移为x1=60m-0m=60m；乙的位移为x2=-200m(2)甲所用时间t1=60s，乙所用时间t2=40s.甲的速度v1=x1/t1=(60/60)m/s=1m/s乙的速度v2=x2/t2=(-200/40)m/s=

4、-5m/s问题问题3“v2=-5m/s”的含义是什么？“-”表示什么？x/m-200 0 60乙 甲o速度(velocity)2.表达式1.位移与发生这段位移所用时间的比值3.m/s(读作米每秒)km/h 1m/s=3.6km/h4.意义：描述物体运动的快慢和方向物理量的关系式规定它们之间的数值和单位满足的关系物理量的关系式规定它们之间的数值和单位满足的关系.速度方向和位移方向相同;+表示速度方向和规定方向相同，-表示速度方向与规定方向相反.思考与讨论思考与讨论 某同学围绕800m操场跑一周,回到出发点,用时160s.关于该同学的速度，A同学：v=(800/160)m/s=5m/sB同学：物体

5、回到出发点，位移为0m，故速度为0m/s.你同意哪位同学的观点？你的观点是？说明你的依据.该同学速度为0m/s，表示该同学没有运动，始终静止吗？这个速度的意义是什么？二、平均速度和瞬时速度o平均速度物体在一段时间内的运动快慢通常是变化由 求得的速度，表示的是物体在时间t内运动的平均快慢程度，叫作平均速度平均速度(average velocity).平均速度反映的是某段时间内质点的运动快慢程度，无法描述各个时刻物体的运动快慢.在不同时刻，物体运动的快慢一般不同.物理学中用瞬时速度瞬时速度(instantaneous velocity)描述物体在各时刻的运动快慢.瞬时速度是矢量，瞬时速度是矢量，精

6、确描述物体在各时刻的运动快慢，包括速度大小和运动方向.思考思考 如何计算瞬时速度？电动车运动情景电动车运动情景某人骑电动车沿一条直道匀速行驶，运动10s后，看到前方红灯亮起，立即刹车减速，5s后停下.欲计算车在t=3s时的瞬时速度.三位同学提出两种方案：甲：xAC/(t3-t1)；乙：xAB/(t2-t1)；丙：xBC/(t3-t2)你认为哪种方法求得的结果最准确？说明你的理由.t1=0t2=10st3=15s斑马线A B C匀速减速o瞬时速度 物体在t 时刻的瞬时速度,可用时刻t到t+t一小段时间内的平均速度代替.t越小，平均速度越接近瞬时速度.当t极小时(t0)，平均速度与瞬时速度的差值也

7、趋于0，平均速度等于瞬时速度.即o匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动平均速度等于瞬时速度.o瞬时速度的大小叫做速率速率.(speed)汽车速度计汽车速度计无法显示车辆的运动方向，其示数指的是汽车的速率.(叫做汽车速率计更合适).生活中的用语不准确，与物理学对一些概念的定义不严格相符.例例 2 质点沿直线运动，位置与时间关系为x=12-5t+t2.求质点在t时刻的速度.解解 (t+t)时刻质点坐标为 x=12-5(t+t)+(t+t)2位移位移 x=x-x=-5t+(2t+t)t三、实验：测量平均速度和瞬时速度阅读教材24-25页，思考如下问题：1.如何测量纸带上各计数点的平均速度？2.如何测

8、量各个计数点的瞬时速度？o测量瞬时速度选取小时间间隔，平均速度代替瞬时速度相邻计数点时间T=n0.02s 例如n=3.注意：无法计算第1个计数点和最后一个计数点的速度x0 x1x2x3x4x5T0 1 2 3 4 5位置位置012i-1ii+1x/cmx0 x1x2xi-1xixi+1v/(ms-1)问题：某同学认为选取的时间间隔越小，平均速度越接近瞬时速度.因此计算瞬时速度时，应利用每个计数点前、后两个墨点间的距离除以时间.即vi=xi/(0.04s)你同意该同学的看法吗？说明你的理由.xii不同意.当纸带运动速度较小，相邻点间的距离较小，读数产生的误差较大.对于毫米刻度尺，读数误差取为0.

9、5mm.间距测量值为4mm，相对误差=0.5mm/4mm=12.5%.若间距为1.5cm，相对误差=0.5mm/1.5cm=3.3%.选取计数点时要依据纸带上点迹的稠密程度.点迹稠密，相邻计数点的间隔选取要较大，点迹较稀疏，可选取计数点间隔较小，保证获得足够的计数点，计算得到速度.实验注意事项：l先接通打点计时器电源，再让纸带运动l根据点迹合理选取计数点l读数时视线不能倾斜l毫米刻度尺必须估读到必须估读到0.1mm下表是某同学手拉纸带，计算得到的各个时刻纸带的速度.你能看出纸带的速度随时间如何变化吗？如何处理数据更方便的看出速度的变化趋势？计数点计数点01234567t/s00.10.20.30.40.50.60.7v/(ms-1)计数点计数点7891011121314t/sv/(ms-1)四、速度-时间图像速度-时间图像:时间t为横轴，速度v为纵轴 原点O、横轴和纵轴物理量符号及单位、单位刻度 数据点标记(、等)平滑曲线连接数据点或使数据点均匀分布在曲线两侧 若数据点构成直线，必须用刻度尺绘制直线注：一般用计算机软件(例如Excel或WPS)绘制图像t/sv/(ms-1)O课堂小结o速度1.定义 2.单位 3.意义o瞬时速度o利用打点计时器测量瞬时速度1.平均速度代替瞬时速度2.方法：选计数点、测量位移、计算速度o速度-时间图像能绘制出标准的v-t图像