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第一章 运动的描述
速度(二)
图中的三条直线分别是甲、乙、丙三物体运动的s－t图像。
(1)试分析甲、乙、丙三物体的运动情况并说明运动的方向；
甲物体在t＝0时刻从s＝5 m处沿正方向做匀速直线运动；
乙物体处于静止状态；
丙物体在t＝0时刻从s＝15 m处沿负方向做匀速直线运动。　　
(3)在t＝5 s时，三图线相交，交点坐标有什么意义？
在t＝5 s时，三图线交于s ＝10 m处，
表示在t＝5 s时，三物体在s＝10 m处相遇。　　
(2)求甲、乙、丙三物体运动的速度；
v乙＝0；
从s-t图像看速度
1.s－t图像为倾斜直线时，表示物体做匀速直线运动，如图中的a、b所示。
直线的斜率k＝表示物体的速度，斜率的绝对值表示速度的大小，斜率的正、负表示物体的运动方向，b图线表示物体向正方向运动，a图线表示物体向负方向运动。
从s-t图像看速度
2.s－t图像为曲线时，表示物体做变速运动。某时刻的瞬时速度等于该时刻图线上对应点的切线的斜率。
3.纵截距表示运动物体的初始位置，如图所示，a所代表的物体初始位置在s1处；b所代表物体的初始位置在坐标原点。
4.交点表示同一时刻位于同一位置，即物体相遇。
1.(多选)(2023·福建福州外国语学校高一期末)如图为某质点的位移s随时间t变化的s－t图像，下列说法正确的是
A.0～2 s内质点位移大小等于20 m，方向沿s轴正方向
B.0～2 s内质点位移大小等于30 m，方向沿s轴正方向
C.在t＝4 s时，质点速度大小为15 m/s，方向沿s轴负方向
D.0～5 s内质点运动的平均速度大小为2 m/s，平均速率为2 m/s
√
√
2.(多选)(2023·河北保定市高一期末)某段时间内甲、乙两物体的位置—时间(s－t)图像如图所示。下列说法正确的是
A.0～2 s内乙物体的平均速度为2 m/s
B.图像交点P代表甲、乙两物体此时速度相同
C.0～2 s内甲、乙两物体的位移相同
D.t＝2 s时，甲、乙两物体在同一位置
√
√
观察与思考
光电门测瞬时速度
如图所示，光电门A端安装发光装置，B端安装接收装置并与光电计时器连接。一旦光线被遮光板C遮挡，遮挡的时间便能被光电计时器测出。由于遮光板宽度较小，遮光的时间极短，根据遮光板宽度d和测得的遮光时间Δt，求出遮光板经过光电门这一极短时间内的平均速度大小，可近
似认为这就是遮光板运动到光电门时的瞬时速率，即v＝ 。
在用光电计时器测瞬时速率时，是遮光板越宽误差越小，还是遮光板越窄误差越小？
遮光板越窄，误差越小。　　
利用光电门测量瞬时速度
如图所示是利用位移传感器测量速度的示意图.这个系统由发射器 A 和接收器B组成，发射器A能够发射红外线和超声波信号，接收器 B可以接收红外线和超声波信号，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，
运动方向
超声波
红外线
连接到计算机
1.借助传感器与计算机测速度
A
A
B
x2
x1
Δx
P
Q
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（即持续时间很短的一束红外线和一束超声波）.B 接收到红外线脉冲开始计时，接收到超声波脉冲停止计时.根据两者的时差和空气中的声速，计算机自动算出A 与B间的距离（红外线的传播时间可以忽略）.经过短暂的时间Δt后，传感器和计算机系统自动进行第二次测量，得到物体的新位置.
运动方向
超声波
红外线
连接到计算机
A
A
B
x2
x1
Δx
P
Q
算出两个位置间的距离，即物体运动的位移Δx,系统按照v＝ 算出速度v，显示在屏幕上.这样测出的速度是发射器A在时间Δt内的平均速度.然而Δt很短，通常设置为0.02 s，所以Δx与Δt之比可以代表此刻发射器A（即运动物体）的瞬时速度.
运动方向
超声波
红外线
连接到计算机
A
A
B
x2
x1
Δx
P
Q
2.利用频闪照相法分析计算物体的速度
频闪照相法是一种利用照相技术，每隔一定时间曝光一次，从而形成间隔时间相同的影像的方法.在频闪照相中会用到频闪灯，它每隔相等时间闪光一次，例如，每隔0.1s闪光一次，即每秒闪光10次.当物体运动时，利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置，通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片.
如图所示是照相机利用每秒闪光10次的频闪灯照明拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球间的时间间隔是0.1s，
这样便记录了小球运动的时间，而小球运动的位移可以用刻度尺量出.再根据v＝ 可计算出小球在某段位移内的平均速度.
3.用如图所示的光电计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速率。已知固定在滑块上的遮光板的宽度d＝4 mm，遮光板经过光电门的遮光时间Δt＝0.04 s。则：
(1)滑块经过光电门位置时的速度大小为________。
0.1 m/s
A.换用宽度更窄的遮光板　　　　B.换用宽度更宽的遮光板
C.提高测量遮光板宽度的精确度　D.使滑块的释放点更靠近光电门
提高测量遮光板宽度的精确度，不能减小Δt，C项错误；
使滑块的释放点更靠近光电门，滑块通过光电门时的速率可能更小，时间更长，D项错误。
√
4.小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬时速率的实验，其装置如图所示。在小车上固定挡光板，使挡光板的前端与车头平齐，将光电门传感器固定在轨道侧面，垫高轨道的一端。小明同学将小车从该端同一位置由静止释放，获得了如下几组实验数据。
实验次数 不同的挡光板 通过光电门的时间/s 速率/(m·s－1)
第一次 Ⅰ 0.230 44 0.347
第二次 Ⅱ 0.174 64 0.344
第三次 Ⅲ 0.116 62 0.343
第四次 Ⅳ 0.058 50 0.342
则以下表述正确的是
①四个挡光板中，挡光板Ⅰ的宽度最小　
②四个挡光板中，挡光板Ⅳ的宽度最小　
③四次实验中，第一次实验测得的速率最接近小车车头到达光电门时的瞬时速率　
④四次实验中，第四次实验测得的速率最接近小车车头到达光电门时的瞬时速率
A.①③　　B.②③　　C.①④　　D.②④
√
速度（二）
用光电门测瞬时速度
从s—t图像看速度
图像的斜率
图像的截距
图像的交点
速度
初始位置
相遇
大小：斜率绝对值
方向：斜率的正负
工作原理（极限思想）

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