三、运动快慢的描述——速度
[要点导学]
1.速度的物理意义是“描述物体运动快慢和方向的物理量”,定义是“位移与发生这个位移所用的时间之比”,即。
速度是矢量。
2.上面式子所给出的其实是“平均速度”。
对于运动快慢一直在变化的“非匀速运动”(又叫变速运动),如果要精确描述物体每时每刻运动的快慢程度,就必须引入“瞬时速度”这个概念。
当Δt非常小(用数学术语来说,Δt→0)时的就可以认为是瞬时速度。
也就是说,要真正理解瞬时速度概念,需要数学里“极限”的知识,希望同学们结合数学相关内容进行学习。
3.速度是矢量,与“速度”对应的还有一个“速率”的概念。
按书上的说法,速率(瞬时速率)就是速度(瞬时速度)的大小。
它是一个标量,没有方向。
不过,日常生活中人们说的速度其实往往就是速率(日常语言词汇中几乎没有速率这个词)。
*其实速率的原始定义是“运动的路程与所用时间之比”,而不是“位移与所用时间之比”,在物体作曲线运动时,“平均速率”与“平均速度的大小”通常并不相等(因为在作曲线运动时,路程是曲线轨迹的长度,比位移直线长,“平均速率”总是比“平均速度的大小”要大些)。
但是,在发生一段极小的位移时,位移的大小和路程相等,所以瞬时速度的大小就等于瞬时速率。
因此书上的说法只能理解成“瞬时速率就是瞬时速度的大小”。
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[范例精析]
例1.一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地,又以30m/s的速度从乙地运动到丙地。
已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等,求汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度。
解析:根据平均速度的定义,汽车从甲地到丙地的平均速度,等于甲、丙两地间的总位移与总时间的比值,即,设甲、乙两地间的距离和乙、丙两地间的距离为L,则
拓展:有的同学可能会认为平均速度=(v1+ v2)/ 2=25m/s,但其实这是不对的。
计算平均速度还是要根据其定义。
如果问题改成“物体在前半段时间和后半段时间内的速度分别为20m/s和
30m/s ,求它在整个时间内的平均速度?”则=(v1+ v2)/ 2=25m/s。
[能力训练]
1.下列速度值指的是平均速度的大小还是瞬时速度的大小?
A.某同学百米赛跑的速度约为9m/s,答:;
B.运动员百米赛跑的冲线速度为12m/s,答:;
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C.汽车速度计指示着的速度为60km/h,答:;
D.子弹离开枪口时的速度为600m/s,答:。
平均速度瞬间速度瞬间速度瞬间速度
2.速度有许多单位,在国际单位制里速度的单位是m/s,但汽车速度常用km/h作单位,1m/s= km/h,1km/h= m/s。
高速公路上某类汽车的限速为120km/h= m/s。
3.6 1/3.6 33.3
3.质点沿x轴正方向运动,在t=2时刻它的位置坐标为x1=-4m,t=6s时刻它的位置坐标为x2=6m,则在这段时间内质点的位置变化Δx= m,平均速度v=
m/s。
10 2.5
4.对于做变速直线运动的物体,有如下几句话
A.物体在第2 s内的速度是4 m/s B.物体在第3 s末的速度是4 m/s C.物体在通过某一点的速度是8 m/s D.物体在通过某一段位移时的速度是8 m/s
在以上叙述中,表示平均速度的是,表示瞬时速度.
AD BC
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实用文档 5.一个运动员在百米赛跑中,测得在50m 处的瞬时速度为6m/s ,16s 末到达终点时的瞬时速度为7.5m/s ,则全程内的平均速度的大小为( B )
A .6m/s
B .6.25m/s
C .6.75m/s
D .7.5m/s
6.某人骑自行车,开始用100s 的时间行驶了400m ,接着又用100s 的时间行驶了600m ,关于他骑自行车的平均速度的说法中正确的是 ( BD )
A .他的平均速度是4 m/s
B .他的平均速度是5 m/s
C .他的平均速度是6 m/s
D .他在后600m 的路程中的平
均速度是6 m/s
7.一质点在x 轴上并只朝着x 轴的正方向运动,各个时刻的位置坐标如下表,则此质点开始运动后:
(1)质点在前10 s 内的位移、路程各为多大?
(
2)质点在8s 末的瞬时速度为多大?
(3)质点在0到18s 这段时间内的平均速度多大?
(1)6m ,6m ; (2 )0 ; (3) 22/18m/s
8.一起重机在竖直向上吊运重物时的速度变化如下表所示:
(1)在图1-3-2中作出重物的速度-时间图线.
(2)在表格中所列时间内,哪段时间内重物在做加速运动?哪段时间内重物做匀速运动?哪段时间内重物在做减速运动?
(1)略。
(2)0-5s内作加速运动,5-8s内作匀速运动,8-10s内作减速运动实用文档。