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高中物理必修一 第一章 运动的描述
热力学定律
1.3 运动快慢的描述 - 速度
高中物理必修一 第一章 运动的描述
热力学定律
速度
平均速度和瞬时速度
实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度
速度-时间图像
用光电门测速度
学习任务
问题：
1、在百米赛跑中，运动员甲的成绩是9秒91，乙的成绩是9秒92，两人谁跑得更快？你是怎样判断的？
2、在1 h时间内，动车沿铁路行驶了300 km，小轿车行驶了100 km，动车和小轿车谁行驶得更快？你是怎样判断的？
3、雨燕是长距离飞行最快的鸟类，3 h可以飞行500 km；北京到伦敦的航行距离是8 130 km，乘飞机大概要飞行10 h。飞机和雨燕哪一个飞行得更快？你是怎样判断的？
高中物理必修一 第一章 运动的描述
思考：如何比较物体运动的快慢？
1、定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。
一、速度：
2、定义式：
注意：(1)公式中的Δx是物体运动的位移，不是路程。(2)该公式是速度的定义式，是用物理量之比定义的物理量，所以v的大小与Δx及Δt无关。不能认为v与位移成正比、与时间成反比。
3、物理意义：描述物体运动的快慢。(位置变化快慢)
4、单位：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或m·s－1。常用单位还有千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。
5、矢量性：速度既有大小，又有方向，是矢量。速度v的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。
注意：描述物体的速度时，既要看速度的大小，又要看速度的方向。
一、速度：
1 、(多选)甲、乙两质点在同一直线上做匀速运动，取向右为正方向，甲的速度为2 m/s，乙的速度为－4 m/s，则可知(　　 )
A.乙的速度大于甲的速度
B.因为＋2＞－4，所以甲的速度大于乙的速度
C.这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s后甲、乙相距60 m
ACD
一、速度：
二　平均速度和瞬时速度
思考：2006年瑞士洛桑田径超级大奖赛男子110米栏的比赛中，刘翔以12秒88打破了英国运动员保持13年之久的世界纪录并夺取该项目冠军。
⑴试计算当年刘翔的速度？
⑵刘翔完成110m栏的比赛，始终是这个速度吗？他做的是什么运动？用这个速度描述他每次跨栏的快慢精确吗？
1、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。
二　平均速度和瞬时速度
2、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。
3、方向：与位移的方向相同。
思考：已知甲、乙两地直线距离为20 km。
(1)小明开车从甲地到乙地，用时20分钟，他的平均速度为多大？
(2)途中某时刻小明发现速度计指示为70 km/h，此示数表示什么？
4、瞬时速度：描述物体在某一时刻运动的快慢和方向，可以精确描述物体运动的快慢。
5、速率：瞬时速度的大小。
6、当时间足够短时，可以认为瞬时速度等于平均速度。
二　平均速度和瞬时速度
思考：
（1）有没有平均速度和瞬时速度相同的运动？
（2）汽车的速度计的示数显示的是什么？
为什么？
二　平均速度和瞬时速度
3、回忆上节学习的x-t图像，分析右图两个倾斜程度不同的x-t图像，结合速度定义式判断甲的速度与乙的速度的关系？
4、分析如图所示的做变速直线运动物体的x-t图像，如何表示瞬时速度和平均速度？
二　平均速度和瞬时速度
深化提升：1、平均速度和瞬时速度的理解
平均速度 瞬时速度
区别 反映一段时间内物体运动的平均快慢程度和方向 精确描述物体运动的快慢及方向
对应一段时间(位移)，是过程量 对应某一时刻(位置)，是状态量
方向与位移的方向相同，与运动方向不一定相同 方向就是该时刻物体的运动方向，不一定与位移方向相同
共同点 都是矢量，单位都是m/s 联系 瞬时速度就是平均速度在时间趋于零时的极限值 二　平均速度和瞬时速度
2、对平均速度和平均速率的理解
三、实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度
三、实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度
注意事项：
(1)如果电源频率为50 Hz，在纸带上数出了n个点，那么它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为(n－1)×0.02 s。
(2)先启动电源再拉动纸带，手拉动纸带时速度应快一些，以防止点迹太密集。
(3)计算计数点的瞬时速度时，Δx、Δt应取此计数点前、后两个点之间
的位移和时间，即vn＝ 。
三、实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度
例1、在某次实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C、…七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。(打点计时器所用电源频率为50 Hz)，（1）可求出A点到D点的距离是______ cm。
（2）由实验数据可得A点到D点的平均速度是______ m/s；B点的瞬时速度是______ m/s。(结果均保留两位有效数字)
解析：（1）由毫米刻度尺读数方法可得，A点到D点的距离为4.10 cm。
4.10
0.14
0.13
四、速度-时间图像
1、速度—时间图像的意义：描述物体速度随时间的变化关系。
2、速度—时间图像的获得：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到v－t 图像，如图所示。
四、速度-时间图像
3.v－t 图像的应用
(1)由v－t 图像直接读出任一时刻所对应的速度。
(2)可以从v－t 图像上直接判断速度的方向；图像位于t 轴上方，表示物体向正方向运动；图像位于t 轴下方，表示物体向负方向运动。
(3)如图所示，v－t 图像中两条图线的交点表示两个物体在该时刻具有相同的速度。
注意：v－t 图像只能表示直线运动，速度有正、负两个方向。
四、速度-时间图像
例2、如图所示为一个物体沿某一条直线运动的v－t 图像，从以下几个方面分别说明它的速度是怎样变化的？(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？物体在第2 s末的速度大小为多少？
(2)物体的速度大小变化吗？物体是加速运动还是减速运动？
(3)物体运动的方向是否变化？哪个时刻发生变化？第3 s末和第5 s末的速度是否相同？
（1）物体从静止开始运动；第2 s末的速度大小为10 m/s。（2）变化。0～1 s是加速运动，1～3 s是匀速运动，3～4 s是减速运动，4～5 s是反向加速运动。
（3）变化。0～4 s沿正方向运动，4～5 s沿负方向运动；在第4 s末运动方向发生改变。第3 s末和第5 s末的速度大小相等，但方向相反，故不相同。
五、用光电门测速度
1、工作原理：当滑块通过光电门时，光电计时器记录了遮光条通过光电门的时间，而遮光条的宽度d 已知，且非常小。
由于滑块通过光电门的时间Δt 非常短，在这段时间内滑块的运动可以近似看作匀速直线运动。
所以可认为遮光条
通过光电门时的瞬时速
度等于其通过光电门的
平均速度大小，
即v＝
1、工作原理：当滑块通过光电门时，光电计时器记录了遮光条通过光电门的时间，而遮光条的宽度d 已知，且非常小。
由于滑块通过光电门的时间Δt 非常短，在这段时间内滑块的运动可以近似看作匀速直线运动。
所以可认为遮光条
通过光电门时的瞬时速
度等于其通过光电门的
平均速度大小，
即v＝
例3、用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.04 s。(1)滑块经过光电门位置时的速度大小为_________。
(2)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.换用宽度更宽的遮光条
C.提高测量遮光条宽度的精确度
D.使滑块的释放点更靠近光电门
五、用光电门测速度
0.1 m/s
A
课堂练习
1.(多选)下列四个图像中表示物体做加速运动的是
√
√
√
2、如图所示的A、B、C三条纸
带，是某同学练习使用打点计
时器时得到的纸带(纸带的左端
连接小车)，电源频率为50 Hz。
(1)从点迹的分布情况可以断定：纸带______是匀速通过打点计时器的，纸带______是越来越快的，纸带______是开始越来越快，后来又越来越慢的。(均填“A”“B”或“C”)
A
B
C
(2)图中纸带C是舍去前面比较密的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1,2,3,4,5，那么相邻两个计数点之间的时间间隔为______ s。各计数点之间的距离如图所示，则小车通过“1”计数点的速度大小v1＝_______ m/s，通过“3”计数点的速度大小v3＝_______ m/s。
0.18
0.1
0.135
课堂练习

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