高中物理必修1第一章运动的描述运动快慢的描述速度

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1、高中物理必修1第一章运动的描述1.3运动快慢的描述——速度通渭县第一中学王呈平邮箱:wachping@126.com荀子曰:“假舆马者,非利足也,而致千里;假舟楫者,非能水也,而绝江河。君子生非异也,善假于物也。”人类发展离不开交通工具,从马车到现在的汽车,飞机,磁悬浮列车…,人类的速度越来越快,多能达到的空间也越来越大。物理学中如何描述运动的快慢呢?——我们引入速度的概念。马拉车战斗机宇宙飞船本节课的主要内容●坐标与坐标的变化量●速率●速度●平均速度和瞬时速度●实例探究一坐标与坐标的变化量在坐标系中,某点的数值为(位置)坐标;某两点的数值差为坐标的变化量,对应时间的

2、差值叫时间的变化量。为准确描述质点越多过程中的位置和位置变化,可以在参考系中建立坐标系。直线运动的质点,可以建立直线坐标系描述。如图,汽车沿平直公路运动,时刻t1处于x1点,坐标x1=10m,时刻t2处于x2点,坐标x2=30m。在该过程中,坐标的变化量Δx=x2-x1=30m-10m=20m时间的变化量Δt=t1-t2坐标变化量Δx也就是物体的位移Δx=x2-x1=[(-20)-30]m=-50m,其大小为50m位移是负值,表示位移的方向沿x轴的负方向。如图,一个物体从甲地运动到乙地,初始位置坐标为x1=30m,末位置坐标为x2=-20m,物体坐标变化量Δx是多少?

3、位移是多少?评析:当规定一个方向为正方向,位移的方向可以用“+”“-”来表示。二速度的概念问题1:龟兔赛跑,请问谁跑的快谁跑的慢?可能有几种情况:1兔子快,2乌龟快,3也可能一样快请大家再看刘翔在雅典奥运会上110m栏比赛的视频:二速度的概念问题2:蜗牛和兔子在10s的时间里哪个跑的远?要比较物体运动的快慢有两种方法:1.位移相同,比较时间的长短;2.时间相同,比较位移的大小。所以要反应物体运动的快慢,必须包含两个要素:时间和位移。物理学中引入速度这个物理量来描述运动的快慢。二速度的概念1.义:物理学中,位移与发生这个位移所用时间的比值叫速度。2.公式:3.单位:国际

4、单位为米每秒,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。4.方向:速度是矢量,方向与物体的运动方向相同。5.物理意义:速度是描述物体运动快慢和方向的物理量。下列关于速度的说法正确的是()速度是矢量,既有大小又有方向。速度是描述运动的快慢,所以只有大小。速度越大,物体位移越大。速度大小在数值上等于单位时间内的位移大小。答案:AD三平均速度和瞬时速度1.平均速度(1)定义:物体在某段时间内的位移跟这段时间的比值,叫做这段位移(或这段时间)内的平均速度,即(2)物理意义:表示物体在一段时间(一段位移)内

5、的平均快慢程度和方向,只能粗略地描述运动的快慢。单位是m/s,平均速度是矢量,方向与位移的方向相同。三平均速度和瞬时速度2.瞬时速度举例:百米赛跑中,运动员冲过终点时的速度该怎么描述?位移(m)最后50m最后40m最后30m最后20m最后10m平均速度(m/s)10.6610.7510.9010.5410.62上述哪个平均速度最接近运动员冲过终点时的速度?平均速度所取的位移或者时间间隔越小,平均速度就越接近这段时间内各时刻的瞬时速度。定义:质点在运动过程中经过某一位置或某一时刻的速度叫瞬时速度。某时刻附近极短时间内(△t→0)的平均速度,等于该时刻的瞬时速度。瞬时速度

6、是矢量,方向在质点经过某一位置的运动方向上。我们把瞬时速度保持不变的运动叫做匀速直线运动四速率定义:瞬时速度的大小通常叫做速率。速率是标量瞬时速率:瞬时速度的大小。平均速率:物体经过的路程与所用时间的比值。汽车速度计汽车速度计显示的值可以读出汽车瞬时速度的大小。例题1.一个做变速运动的质点位移随时间的变化关系是x=6t2,各个物理量的单位都是国际单位制中的单位。求3s时质点的速度大小?解析:显然题目要求计算3s时质点的瞬时速度。先求(3+Δt)s内的平均速度,令Δt→0,则3s时质点的瞬时速度为36m/s.例题2.一架反迫击炮坦克瞄准目标,射击后经t1=0.6s,士兵

7、看见炮弹爆炸,经t2=2.1s才听到炮弹的爆炸声。问坦克距目标的距离多远?炮弹飞行的平均速度事多大?(声音在空气中的速度是340m/s,空气阻力不计)解析:由于光速远远大于声速,所以认为t1=0.6s就是炮弹飞行的时间。而t2=2.1s是炮弹飞行时间和爆炸声传回来的时间之和。声音传播的时间为(t2-t1),设坦克离目标的距离为x,则x=v(t2-t1)=340×(2.1-0.6)m=510m炮弹飞行的平均速度例题3.物体在AB两点之间往返运动(往返路程相同),设物体从A点到B点的平均速度为v1,从B点到A点的平均速度为v2,物体往返一次的平均速度和平

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