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第一章 运动的描述
第3节 位置变化快慢的描述——速度 第1课时
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？
1.理解物体运动的速度。知道速度的意义、符号、单位、矢量性。
2.理解平均速度和瞬时速度的意义，会用公式计算物体运动的平均速度。
3.能理解平均速度﹑瞬时速度和平均速率的区别与联系。
知识点一：速度
1.比较物体运动快慢的方法
（1）相同时间比较位移
相同时间内，位移越大，物体运动越快
（2）相同位移比较时间
3min
3min30s
思考讨论：如果时间和位移都不同，怎样比较物体运动快慢呢？
用单位时间内的位移来比较物体运动快慢。
相同的位移，所用时间越短的物体运动的越快
2.速度
（1）定义：物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度。
（2）定义式：
v表示速度；Δx表示物体在Δt内的位移
（3）单位：米每秒(m/s)、千米每时(km/h)、厘米每秒(cm/s)等。
（4）物理意义：描述物体运动快慢的物理量
速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小；速度的方向是物体运动的方向。
（5）速度是矢量，它既有大小，又有方向。
v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定，正号表示与规定的正方向相同，负号表示与规定的正方向相反 。
思考与讨论：某同学根据v＝得出“v与位移成正比、与时间成反比”的结论，正确吗？为什么？
不正确.v＝是速度的定义式，是用比值法定义的物理量，其大小与Δx及Δt无关.比如匀速直线运动中v不变.
若物体速度变化，如何描述整体快慢？
1.平均速度
（1）定义：物体运动的位移与发生这个位移所用的时间的比值，叫做平均速度。
（2）定义式:
（3）物理意义：粗略地描述了物体运动快慢程度和方向；平均速度大，物体运动快，反之慢。
知识点二：平均速度和瞬时速度
（4）平均速度是矢量，方向由位移的方向决定，它的大小表示这段时间内运动的快慢。
注意：
①平均速度必须指明那段时间或哪段位移。
②平均速度不考虑运动过程的细节问题,只考虑初末位置及整个过程的运动时间问题。
一个运动员在标准运动场(周长为400米)完成400米项目，比赛用时1分10秒，这个过程中平均速度为多少？如何表示运动员在这个过程中运动的快慢呢？
平均速率——路程与所用时间的比值
2.平均速率
观察与思考1：假如你是交警，判断一下这辆车是否一定没有违章呢？
不一定，虽然这辆车在2小时开了平均速度为，但在经过测速点时的车速可能超过了，也属于违章。
观察与思考2：某一时刻物体的位移和时间间隔都是0，那应该如何计算该时刻的速度呢？
越小，经过A点的瞬时速度与时间内平均速度的差异就越小
3.瞬时速度
“极限思想”
（1）定义：在表达式中，当非常非常小时，运动快慢的差异可以忽略不计，此时，我们就把叫作物体在时刻的瞬时速度。
（2）方向：物体在该时刻的运动方向。
（3）物理意义：是精确地描述物体运动快慢和方向的物理量。
4.速率：即瞬时速度的大小，是标量，没有方向。
一般的速度计显示的是速率。
汽车
电动车
1.平均速度对应着某一段位移或某一段时间，而瞬时速度对应某一位置或某一时刻.
2.当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速度就是瞬时速度.
3.瞬时速度总为零时，平均速度一定为零；平均速度为零时，瞬时速度不一定为零.
4.在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等.
归纳总结
概念 公式 方向性 物理意义
平均速度 矢量 粗略描述整体运动快慢和方向
平均速率 标量 粗略描述整体运动快慢
瞬时速度 （Δt→0） 矢量 精确描述某时刻运动状态
速率 瞬时速度的大小 标量 描述瞬时快慢
一、速度
1.定义：
2.公式：
3.单位：
4.物理意义
二、平均速度与瞬时速度
物体运动的位移与发生这段位移所用时间之比。
v=
m/s、km/h、cm/s
1.平均速度
3.瞬时速度
2.平均速率
4.瞬时速率
第一章 运动的描述
第3节 位置变化快慢的描述——速度 第2课时
1.学会用打点计时器测量物体的速度。
2.能利用v-t图象分析实验数据，描述物体的运动。
中国作为世界四大文明古国之一，发明计时器的历史很悠久。从古至今你知道哪些计时器？
曰咎
摆钟
秒表
手表
原子钟
如何测量速度呢？
1.实验目的：练习使用打点计时器及学会用打点计时器测量平均速度、瞬时速度的研究方法，描绘速度—时间图象 。
2.实验器材：电磁打点计时器(或电火花计时器)、8 V交变电源(电火花计时器使用220 V交变电源)、复写纸(或墨粉纸盘)、导线若干、刻度尺、纸带、坐标纸。
知识点一：测量纸带的平均速度和瞬时速度
3.实验步骤
①把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并且压在纸带上面。
②把电磁打点计时器的两个接线柱接到8V的低压交流电源上。
③使用打点计时器获得3～5条纸带.
④选择一条点迹清晰便于分析的纸带，测出纸带从打第1个点到打第n个点的运动时间Δt.
⑤用刻度尺测量第1个点到第n个点间的位移Δx.
4.数据处理
(1)测量平均速度
若电源频率为50 Hz，每隔0.1 s(或更短)计算一次平均速度.
①在图中选取纸带上一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用数字1,2,3，…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1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.
位置 0 1 2 3 4 …
x/m
Δx/m
Δt/s
v/(m·s－1)
表1 手拉纸带的位移和平均速度
(2)测量瞬时速度
每隔0.06 s计算一次速度
①选取一条点迹清晰便于分析的纸带；
②从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点；
③测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表2中；
④计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt；
⑤根据Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx这一区间内任意一点的瞬时速度.将算出的各计数点的速度值记录在表2中.
位置 0 1 2 3 4 5 6 …
x/m
Δx/m
Δt/s
v/(m·s－1)
5.注意事项
①实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。
②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再拉动纸带。
③手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。
④使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。
⑤使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。
⑥打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。
⑦对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。
⑧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.
1.如图所示的是某同学利用电火花计时器探究变速直线运动时获得的一条纸带,A、B、C、D是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz。
(1)电火花计时器所有电源电压为 V,纸带上打相邻两计数点的时间间隔为 。
(2)C点的瞬时速度大小为 m/s。(计算结果保留三位有效数字)
【答案】(1)220 0.1 s (2)0.100(0.090~0.110均正确)
练一练
2.某同学在用打点计时器测速度的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。相邻计数点间的距离如图所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s。(本题计算结果均保留3位有效数字)
(1)在实验中,使用打点计时器时应先　　　 再　　　　 (填“释放纸带”或“接通电源”)。
(2)每两个计数点间还有　　　　个点没有标出。
(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.1 s测1次速度,计算出打下B、C、D 3个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表。
计数点 B C D E F
速度/(m·s-1) 0.640 0.721
接通电源
释放纸带
4
0.400
0.479
0.560
知识点二：速度—时间图像
（1）建立坐标系：以时间 t 为横轴，速度 v 为纵轴
（2）描点
（3）用平滑的曲线连起来
v/（m·s-1）
t/s
o
1.图像特点：
2.作图步骤：
速度-时间图像或 v-t 图像
直观
3.认识图象
① 匀速直线运动的速度图象是一条平行于时间轴的直线．
②变速直线运动的速度图象随时间而变化
Ｏ
v
ｔ
①
②
4.理解图象
若图象位于时间轴的上方,表示物体运动方向与正方向相同；
位于时间轴下方,表示物体运动方向与正方向相反。
Ｏ
v/m﹒s-1
ｔ/s
①
②
Ｏ
v
ｔ
vo
8
-8
5.应用图线
(1)确定某时刻的速度
(2)判断运动性质(静止、匀速、变速)
(3)判断运动的方向(正方向、负方向)
Ｏ
v
ｔ
t1
v1
1.实验：测量物体的平均速度和瞬时速度
2.速度—时间图像
(1)绘制v-t图像
(2)认识图象
(3)理解图象
(4)应用图线

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