资源简介

(共32张PPT)
1.3 位置变化的快慢与方向—速度
观察与比较
问1：在百米赛跑中，如何比较运动员跑得平均快慢？
2、相同的时间，比较通过的位移大小，位移大的跑得快。
1、相同的位移，比较所用时间的长短，时间短的跑得快。
一、平均速度
问2：如果两物体运动的时间和位移都不一样，如何比较两物体平均运动快慢？
用单位时间内通过的位移大小，来比较两物体运动快慢。
1.定义：把物体的位移 与发生这段位移所用时间△t的比值叫做这段时间内的平均速度。
高中第一个使用比值法定义的物理量
平均速度
2.公式：
3.单位:米每秒(ｍ/s);千米每小时(km/h) 　
4.单位换算：1m/s＝3.6km/h
1km/h = m/s
5.方向:物体位移的方向
6.矢量性：平均速度既有大小,又有方向
7.物理意义：粗略地描述物体在一段时间内运动的快慢和方向.
（1）平均速度的大小与位移成正比对吗？请举例说明.
（2）平均速度的大小与时间成反比对吗？请举例说明.
——比值法定义
-2　-1　0 1 2 3 4
x/ｍ
时刻t1=0 汽车坐标x1=
时刻t2=2s 汽车坐标x2=
坐标的变化量——位移△x=
时间的变化量——△t=
-2m
3m
5m
2s
求小车的平均速度？
8.平均速度的正负符号的物理意义是什么？
正号表示平均速度的方向与规定的正方向相同，
负号表示平均速度的方向与规定的正方向相反。
x/km
0
10
20
30
40
-30
-20
-10
Δx1
A
B
C
Δx2
⑵苏炳添完成100m的比赛,他做的是什么运动 用这个速度描述他跑步的快慢精确吗
2021年8月1日，苏炳添在东京奥运会男子100米半决赛中以9.83秒刷新亚洲纪录。
⑴试计算其平均速度
≈ 10.17 m/s
例1.一辆自行车在第一个5s内的位移为10m,第二个5s内的位移为15m,第三个5s内的位移为12m,请分别求出它在每个5s内的平均速度以及这15s内的平均速度
注意：
必须指明是物体在哪段时间内或哪段位移上的平均速度!
　0 　 2 　 4　 　 6　　
x/m
3s 2s 1s
当 t非常非常小( t→0)时,所得速度就成为x=0点处的瞬时速度。
△t
由公式 求出的平均速度能反映物体详细的运动快慢情况吗 我们又该如何精确描述物体的运动情况呢
二、瞬时速度
1.定义:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,叫做瞬时速度.
4.物理意义:精确地描述物体运动的快慢.
6.在匀速直线运动中,平均速度等于瞬时速度.
2.在公式 中，当 时，在 时间内的平均速度即为某时刻(或某位置)的瞬时速度.(极限思想).
5.方向:某一时刻(或某一位置)物体实际的运动方向.
3.瞬时速度的“瞬时”二字,我们常常将它忽略,简称为速度.
例2.子弹离开枪口时的 速度是900m/s；汽车启动后第5s内 速度是15m/s；小球在第4s内的 速度是5m/s；一人在百米赛跑冲过终点时的 速度是10m/s。
瞬时
平均
平均
瞬时
1.定义：瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率
汽车的速度计显示的是速率
2.生活中常说的“速度”,可能指:“平均速度”、“平均速率”“瞬时速度”或“速率”。
三、速率
举例：百米运动员通过距出发点60m处时的速度怎么确定
方法1:可测他通过此位置前1s
到后1s这2s内的平均速度。
方法2:可测他通过此位置前0.1s到后0.1s这0.2s内的
平均速度。
例3.一个物体沿着一个圆周运动,圆的半径为5m,物体从A点出发经过5s第一次到达B点,那么在这段时间内物体的平均速度和平均速率分别为多少？
A
B
四、平均速度和平均速率
1.平均速度：总位移与总时间的比值 矢量
2.平均速率：总路程与总时间的比值 标量
平均速度 瞬时速度 平均速率 瞬时速率
定义
方向
意义
对应
联系 (1)当位移足够小或时间足够短时，可以认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． 有方向，
矢量
位移△x与发生这段位移所用时间△t的比值
运动质点在某一时刻或某一位置的速度
瞬时速度的大小
运动质点的路程与时间的比值
有方向，
矢量
无方向，
标量
无方向，
标量
精确描述物体运动的快慢
某段时间（或位移）
精确描述物体运动的快慢
粗略描述物体运动的快慢
粗略描述体运动的快慢
某一时刻（或位置）
某段时间（或路程）
某一时刻（或位置）
五、使用打点计时器测速度
电磁打点计时器
电火花打点计时器
（1）电磁打点计时器
使用交流电源（学生电源）
工作电压：4V–6V
电源的频率 50Hz
每隔 0.02s 打一个点（周期）
——计时仪器
1、电磁打点计时器
交流电通过线圈时，类似于电磁铁，产生磁性，由于是交流电，所以磁极交替变化，将振片磁化，与永久磁铁相互吸引排斥，振针周期性地打在复写纸上，复写纸压在纸带上，在穿过限位孔的纸带上留下痕迹。
（2）电磁打点计时器工作原理
（1）电火花计时器
①基本结构：
2、电火花计时器
——计时仪器
构造:电源插头、脉冲输出开关、正负脉冲输出、放电针、墨粉纸盘、纸盘轴
原理:脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，蒸发墨粉落在纸带上，频率50Hz、周期0.02s
用途:计时
注意事项:交流、电压220V,先通电等待1～2s后拖动纸带或释放物体、先切断脉冲输出开关后拾取纸带
电源插头
正负脉冲输出
脉冲输出开关
放电针
墨粉纸盘
纸盘轴
电火花打点计时器使用220 V交流电源．
当电源频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一次点.
工作原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的线带上就打出一行点迹.
两种计时器的比较
电磁打点计时器
电火花打点计时器
类型
类型
比较
所用
电源
打点
方式
时间
间隔
实验
误差
50Hz 每隔0.02s打一次点
4V-6V交流电
220V交流电
振针打点 复写纸
电火花打点 墨粉纸盘
振针与纸带接触影响纸带运动，误差较大
火花放电不会影响纸带运动，误差较小
在公式 中，当 时，在 时间内的平均速度即为某时刻(或某位置)的瞬时速度.(极限思想)
在打点计时器打出的纸带上，测出某两点迹间的距离Δx，除以相应的时间间隔Δt即得到这段时间内的平均速度，如果这段时间很短，所得结果也可认为是瞬时速度。
光电门如图所示，A为发光管，B为接收管，被测物体与遮光板相连，一旦光线被遮光板挡住，遮挡的时间间隔能被光电门测出来。根据遮光板的宽度d和测得的遮光时间Δt，就可以求出极短时间内的平均速度，这个平均速度可以认为就是所测得物体运动到光电门位置的瞬时速度。
六、用光电门测速度
工作原理
在光电门1位置处的瞬时速度：
在光电门2位置处的瞬时速度：
在直角坐标系中，用纵轴表示速度v，用横轴表示时间t，把测量所得的各数据（速度v及相应的时间t的数值）标注在坐标系中，再把各数据点连接成为一条平滑的曲线，即是速度-时间图像，简称v-t图像。
v-t图像：
1 反映物体的速度随时间的变化关系
2 图线与纵轴的交点表示初速度
3 图线的斜率（倾斜程度）表示加速度
4 图线与坐标轴所围成的“面积”表示物体的位移
七、速度-时间图像（v-t图像）
t/s
v/(m/s)
1 2 3 4 5 6 7
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
v-t图像
八、用位移传感器测速度
位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。
数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。这种传感器发展迅速，应用广泛。
例4．在杭宁高速公路上，分别有如图所示的甲、乙两块告示牌，告示牌上面的数字的意思是(　　 )
A．甲是指位移，乙是指平均速度
B．甲是指路程，乙是指平均速度
C．甲是指位移，乙是指瞬时速度
D．甲是指路程，乙是指瞬时速度
D
例5.某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率分别是多少？
解：平均速度是位移与时间的比值，由于此人爬山往返一次，位移为零，平均速度等于0；
而平均速率是路程与时间的比值，由于此人往返一次，路程为山脚到山顶距离的2倍，
根据平均速率

展开更多......

收起↑