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高中物理2019人教版必修一 第一章 运动的描述
3、位置变化快慢的描述—速度
1、理解速度的定义和物理意义，知道它的公式、单位和矢量性
2、理解平均速度，知道瞬时速度的概念
3、知道速度与速率的区别及联系
4、比值定义法是物理学中经常采用的方法，学生在学习过程中掌握用数学工具描述物理量之间关系的方法
5、培养学生的迁移类推能力，教学过程中渗透极限思想
6、了解从平均速度求瞬时速度的思想方法，体会数学与物理间的关系
学习目标
A点位置坐标为 x1 B点位置坐标为 x2
位移:Δx = x2 - x1 = 40m - 10m = 30m
0
10
20
30
40
-10
Δx
A
B
x1
x2
知识回顾：位置和位置的变化量
如果汽车从B运动到A，位移:Δx = 10m - 40m = -30m
表示位移的大小为 30m，方向为 x 轴的负方向。
负号不表示大小，只表示方向。
-30m>10m
位移：表示物体的位置变化。用一条带箭头的线段表示，箭头表示位移的方向，即初位置指向末位置，长度表示位移的大小，位移与路径无关，只与初末位置有关。
路程：物体运动轨迹的长度。
物体做单向直线运动时，路程才等于位移的大小。
知识回顾：位移和路程
观察与比较
运动快慢的比较
以下有三个物体沿平直道路行驶的运动情况：
初位置(m) 经过时间(s) 末位置(m)
A.自行车 0 20 100
B.公共汽车 0 10 100
C.火车 100 10 400
如何比较A和B的运动快慢？
如何比较B和C的运动快慢？
如何比较A和C的运动快慢？
位移相同，比较时间
时间相同，比较位移
时间、位移均不同，比较比值
归纳总结：如何判断谁运动的快
方法二：时间 t 相同，比较位移 x 的大小。
方法一：位移 x 相同，比较时间 t 的大小。
方法三：时间 t 和位移 x 的大小不同。
可以用单位时间内的位移（速度）
来描述物体运动的快慢。
（1）意义：速度是表示物体的运动快慢的物理量。
（2）定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。
（3）定义式：
（4）单位及其换算：m/s km/h 1m/s =3.6km/h
（5）比值法定义的物理量，大小与其他量无关。
一、速度
△x 越大，v 越大吗？
哪个单位大呢？
两辆汽车从某地出发，速度大小都是20m/s，他们的运动情况完全相同吗？
—— 可能是背道而驰 ！！
速度仅指出大小是不够的，还必须具有方向。速度是矢量。
二、平均速度
⒈ 定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。
⒉ 定义式：
⒊ 物理意义：粗略地描述物体在时间间隔△t 内的平均快慢程度。
4.方向：与位移方向一致。
一辆自行车在平直公路上行驶，第一个5s内的位移为10m，第二个5s内的位移为15m，请分别求出它在每个5s内的平均速度以及这10s内的平均速度
说明：平均速度只是对运动物体在某一段时间内（或某一段位移内）而言的，在不同的过程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的．
平均速度的方向如何？
一个物体沿着一个圆周顺时针运动，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多大？方向如何？如果再次回到A点，则平均速度为多大？
平均速度的方向：物体的位移方向。
A
B
5m
5m
在公式中，如果时间非常小，接近于零，表示的是某一瞬间，这时的速度称为瞬时速度。
三、瞬时速度
时间间隔为0.1s（中间有4个点未画出），求A点的速度？极限思想
AE段速度为0.3m/s，AD段为0.28m/s，AC段为0.26m/s，AB段为0.24m/s。离A点越近，位移和时间越小，得到的速度越接近A点的速度。
瞬时速度指某一时刻或某一位置的速度，方向为运动方向，瞬时速度的大小叫做瞬时速率，简称速率。速率是标量，只有大小没有方向。
四、速率
汽车上的速度计显示的是哪个物理量？
1、“速度方向就是位移的方向”这种说法对吗？
2、高中速度的定义与初中速度的定义有什么区别？
（1）速度是矢量
（2）初中定义 (路程与时间的比值），叫平均速率。
3、平均速度就是速度的平均值吗？
瞬时速度大小叫瞬时速率，平均速度的大小就是平均速率吗？
平均速度的方向与位移方向相同；瞬时速度方向为运动的方向。
x
C
D
vC
vD
A
B
课堂练习
4、下列事例中有关速度的说法，正确的是（ ）
A．汽车速度计上显示80 km/h，指的是平均速度
B．某高速公路上的限速为110 km/h, 指的是平均速度
C．火车从济南到北京的速度约为220 km/h, 指的是瞬时速度
D．子弹以900 km/h的速度从枪口射出，指的是瞬时速度
D
课堂练习
t/s
o
2
3
1
x/m
2
甲
4
4
6
8
5
A
乙
丙
③丙从0运动到6，位移为6m，方向为正方向，路程为6m。
5、求甲、乙、丙三者的平均速度和平均速率。
①甲从0运动到8又返回6，位移为6m，方向为正方向，路程为10m。
②乙从0运动到6，位移为6m，方向为正方向，路程为6m。
平均速度1.5m/s，平均速率2.5m/s
平均速度1.5m/s，平均速率1.5m/s
平均速度1.5m/s，平均速率1.5m/s
三个物体都从o点出发，运动相同时间，路程一样，得出的平均速率一样，不能反映位置的变化的快慢和方向。
平均速度 瞬时速度 平均速率 瞬时速率
定义
方向
意义
对应
矢量
运动质点的位移与时间的比值
运动质点在某一时刻（或位置）的速度
瞬时速度的大小
运动质点的路程与时间的比值
矢量
标量
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
粗略描述物体运动的快慢
某一时刻（或位置）
某段时间（或路程）
某一时刻（或位置）
课堂小结
五、测量纸带的平均速度和瞬时速度
1. 选取纸带，每5 个点取一个计数点，标出这些计数点；
2. 测量各计数点到起始点 0 的距离 x，记录在表中；
3. 计算两相邻计数点间的位移 Δx，同时记录对应的时间Δt；
4. 根据Δx 和Δt 计算纸带在相邻计数点间的平均速度 v。
五、测量纸带的平均速度和瞬时速度
1.从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点；
2.测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表中；
3.计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt；
4.根据Δx和Δt算出的速度值可以代表Δx这一区间内任意一点的瞬时速度。
六、速度—时间图像
以时间 t 为横轴，速度 v为纵轴，图像即为速度-时间图像或 v-t 图像。按实测数据描点，用平滑的曲线连接，有些点难以落在曲线上，应该使它们大致均匀地分布在曲线的两侧。
速度—时间图像的理解
通过每段的初、末速度大小比较看出。
OA段加速，AB段匀速，BC段加速，CD段减速，DE段反向加速。
12
5
-12
5
14
18
22
t/s
v/(m·s-1）
A
B
C
D
E
七、借助传感器与计算机测速度
发射器 A固定在被测的运动物体上，接收器 B 固定在桌面上或滑轨上。测量时 A 向 B 同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲。B 接收到红外线脉冲开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时。根据两者的时差和空气中的声速，计算机自动算出 A 与 B 的距离。经过短暂的时间Δt后，得到物体的新位置。算出两个位置差，即物体运动的位移Δx ，系统算出速度 v。Δt很短，通常设置为 0.02 s，可得此刻发射器 A
（即运动物体）的瞬时速度。
七、借助传感器与计算机测速度
另一种位移传感器，这个系统只有一个不动的小盒 C，工作时小盒 C向被测物体 D 发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动物体反射后又被小盒 C 接收。根据发射与接收超声波脉冲的时间差和空气中的声速，可以得到小盒 C 与运动物体 D 的距离 x1、x2 以及 Δx和 Δt，从而系统也能算出运动物体 D 的速度 v。
1、 （一定用该段的总位移除以总时间）方向与位移方向一致，但瞬时速度方向为运动方向。平均速度不是速度的平均值。1m/s=3.6km/h
2、平均速度对应一段时间或一段位移。瞬时速度对应一个时刻或一个位置，方向为运动方向。
3、速度是矢量，速率是标量。速度的大小是速率，平均速度的大小不是平均速率。
课堂小结

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