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第一章 描述运动的基本概念
第3节 位置变化快慢与方向——速度
怎样比较自行车、公交车、飞机的运动快慢？
2.在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间短的物体运动快，时间长的物体运动慢.
1.在时间相同的情况下，比较位移的大小，位移大的物体运动得快，位移小的物体运动得慢.
01 平均速度
情境：某同学围绕800m操场跑一周,回到出发点,用时160s.关于该同学的速度，
A同学：v=(800/160)m/s=5m/s
B同学：物体回到出发点，位移为0m，故速度为0m/s.
你同意哪位同学的观点？说明你的依据.
该同学速度为0m/s，表示该同学没有运动，始终静止吗？
这个速度的意义是什么？
同意B同学的观点，因为速度是位移与时间的比值
不是
表示平均速度
如图所示，物体沿直线坐标系Ox做直线运动。在t1时刻，物体的坐标为x1；在t2时刻，物体的坐标为x2。则这段时间的平均速度为
1．平均速度：
⑴ 定义:
⑵ 公式：
⑶ 物理意义：
⑷ 平均速度是矢量，方向与这段时间内发生的位移方向相同．
物体运动物体的位移与所用时间的比值，是对物体运动快慢的粗略描述。
表示物体运动的平均快慢程度
(5)在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同时间段内或不同位移上的平均速度一般不同。
因此，必须指明求出的平均速度是对应哪段时间内或哪段位移内的平均速度，不指明对应的过程的平均速度是没有意义的。
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
平均速度与平均速率有什么区别和联系呢？
只有在单向直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率.
其他情况下平均速度要小于平均速率.
运动物体一段时间内的平均速度可以为零，但平均速率不为零
区别
联系
平均速度 = 即，是矢量
平均速率 = 即，是标量
情境：一辆汽车沿直线行驶,从出发地到目的地用时2.0 h,行程120 km,所以它的速度为60 km/h。某时刻,它的速度计显示为35 km/h。上面提到的两个速度为什么会不同 有什么区别
60 km/h反映了汽车在全程的运动快慢,
35 km/h反映了汽车在某一瞬间的运动快慢。
“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。
02 瞬时速度
思考与讨论：一个做直线运动的物体，在某时刻的瞬时速度为10 m/s，能否求出该物体在接下来2 s内的位移？为什么？
不能.10 m/s只是该时刻的瞬时速度，接下来的2 s内的速度未知，无法求解.
当物体做匀速直线运动时，瞬时速度保持不变，任意一段时间内的平均速度和任意时刻的瞬时速度都相等.
4.平均速度与瞬时速度的比较
平均速度 瞬时速度
区别
共同点 联系 反映一段时间内(或一段位移内)物体运动的平均快慢及方向
精确描述物体运动的快慢及方向
对应一段时间(或位移)
对应某一时刻或某一位置
方向与位移的方向相同,与运动方向不一定相同
方向就是物体的运动方向,不一定与位移方向相同
描述物体运动的快慢和方向,都是矢量,单位都是m/s
(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)匀速直线运动中平均速度等于瞬时速度
汽车速度表
限速标志牌
高铁
下面速度计中显示的速度值指的是什么？你能从中看出物体是向哪个方向运动的吗？
5.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。
测量原理：据=知，只要测出位移和对应的时间，就可以得到一段时间内的平均速度。如果测量过程足够短，则可以认为是测量时刻的瞬时速度。
03 速度的测量
(1)构造：
（2）工作电压：
4 V~6 V的交流电源
1.电磁打点计时器
(3)工作原理
当给电磁打点计时器通电后，线圈产生磁场，放在线圈中的振片被磁化，由于线圈通的是交变电流，电流方向不断变化，振片就会因反复地受到向上、向下的吸引而不停地振动起来．当交变电流的频率是50 Hz时，电磁打点计时器的振针每0.02 s打下一个点.
2.电火花打点计时器
(1)构造
（2）工作电压：
220V的交流电源
(3)工作原理
利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器。给电火花打点计时器接220V电源，计时器发出的脉冲电流，接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期0.02s。
4.用光电门测速度
被测速物体上固定宽度一定的遮光板，到达光电门时，光电门上的发光管A发出的光被挡住，接收管B接收不到光线，计时器开始计时。遮光板离开光电门时接收管B重新接收A发出的光线，计时停止，得到遮光板通过光电门的挡光时间，这样就可以根据遮光条宽度与挡光时间，利用速度公式计算物体运动的平均速度。若遮光条宽度较小，所求速度可认为的物体经过光电门时的瞬时速度。
1.v-t图像的建立：以时间t为横轴，以速度 v为纵轴，标明坐标轴的单位，坐标系中图像上的每一个点（v，t）可表示t在不同时刻的速度v。
知识点四：速度—时间图像
2.图像的描绘：实际物体的运动速度在极短时间内变化不会大（速度不突变），则v-t图像所描点之间的变化是平滑的，故在描点之后，需用平滑曲线将所描的点按照时间顺序连接起来，从而得到物体运动的v-t图像。
如果描绘的各点的走向趋于直线，则平滑曲线转变为直线，此时，要用直线来拟合，如图所示。
注意：①考虑到偶然误差偏大和偏小的机会大致相等，拟合时要让各点分布在拟合线的两侧，这相当于取平均来减小偶然误差。
②个别偏离直线（或曲线）较远的点为错误点，要舍弃。
③速度—时间图线不是质点运动的轨迹，因为质点一直沿直线运动。
3.v－t图像的应用
(1)由图像能看出物体在每一时刻对应的瞬时速度.瞬时速度为正，说明物体沿选定的正方向运动，如图中的1、4、5图线；瞬时速度为负，说明物体沿与选定的正方向相反的方向运动，如图中的2、3图线.
(2)根据图线形状判断物体的运动性质：若图线平行于t轴，则表示物体做匀速直线运动，如图中所示的1、2图线；若图线不平行于t轴，则表示物体做变速运动，图线5对应的物体做减速运动，图线3、4对应的物体做加速运动.
(3)截距：v－t图像的纵轴截距表示初始时刻物体的
瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻.
(4)图线交点：两条图线相交，交点表示两物体在
该点对应时刻的瞬时速度相同，都等于该点对应的瞬时速度.
1.(多选)关于瞬时速度和平均速度，下列说法正确的是（ ）
A.一般讲平均速度时，必须讲清是哪段时间(或哪段位移)内的平均速度
B.对于匀速直线运动，其平均速度跟哪段时间(或哪段位移)无关
C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述物体运动的快慢
D.瞬时速度是某一时刻(或某一位置)的速度，所以只有瞬时速度才可以
精确描述变速运动
ABD
2.为提高运动员百米赛跑的成绩，教练员分析了运动员跑百米全程的录像，测得运动员在前7 s内跑了49 m，第7 s末到第7.1 s末跑了0.92 m，全程共用10 s.下列说法中正确的是 （ ）
A.运动员在百米赛跑全过程的平均速度是7 m/s
B.运动员在前7 s内的平均速度是10 m/s
C.运动员在第7 s末的瞬时速度约为9.2 m/s
D.根据本题已知条件，无法估算运动员在第7 s末的瞬时速度
C
3.（多选）一质点沿一边长为2 m的正方形轨道运动，每秒钟匀速移动1 m，初始位置在bc边的中点A，由A向c运动，如图所示， 分别是 边的中点，下列说法正确的是( )
A.第2 s末的瞬时速度大小为1 m/s
B.前2 s内的平均速度大小为
C.前4 s内的平均速度大小为0.5 m/s
D.前2 s内的平均速度大小为2 m/s
ABC
4.如图为一物体做直线运动的速度—时间图像，在整个运动过程中，下列说法正确的是 （　　）
A. BC段和CD段的运动方向相反
B. CD段和DE段的运动方向相反
C.物体在D点速度为0，此后运动方向改变
D. AB段物体静止
BC
平均速度
瞬时速度
速度的测量
速度—时间图像
平均速度的定义式：
平均速度与平均速率的区别和联系
瞬时速度的定义、方向、物理意义
瞬时速率
使用打点计时器测速度
用光电门测速度
速度—时间图像（v-t图像）
v-t图像的应用

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