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第三节 运动快慢的描述——速度
精确描述物体位置的变化快慢
例: 见板书 分析: 在
过程中:
如果 极小,那么此过程就符合前面所提到 的规律。
精确描述物体位置的变化快慢
即在 极小的情况下,物体的速度来不及变, 即可以视为其在这个过程中做匀直,因此在这 个过程中计算出的平均速度就可以表示在这个 过程中任意时刻的速度,也就是可以表示 、以及它们之间任意时刻的速度。
我们将这样的平均速度称为瞬时速度。
精确描述物体位置的变化快慢
瞬时速度: 运动物体在某一时刻(或某一位置)时的速度。 可以精确的描述物体的运动。 标矢性:瞬时速度是矢量,其方向与物体在这 一瞬间的运动方向相同。
补充概念
平均速率: 1.运动物体的运动路程与所花时间的比值。 2.其可以用于生活中粗略地描述物体的运动快慢。 3.是标量,只有大小没有方向。 速率: 1.物体瞬时速度的大小。 2.是标量,没有方向。体的运动情况
位移-时间图像
位移-时间图像
CD
位移-时间图像
由前面的分析我们可以看出,其实位移-时间 图像就是以相对于同一初始位置的位移和对应 的时间做出的图像,和位置-时间图像是十分 相似的(请同学们自己下去后好好体会)。 位移-时间图像能够描述的信息: 1.描述物体空间位置、运动位移、时刻、时间 之间的对应关系 2.描述物体运动的快慢程度
精确描述物体位置的变化快慢
由前面的分析,我们知道要精确地描述物体的 运动,至少我们要能够知道物体每时每刻的运 动速度。 那么怎样才能求出物体每时每刻的速度呢? 为了解决这个问题,我们得先回忆一下初中所 学的一种特别的运动——匀速直线运动。
精确描述物体位置的变化快慢
匀速直线运动:物体运动速度保持不变的运动。 由其概念结合前面我们所学的平均速度的概念, 我们能够得出什么结论呢? 提示:匀速直线运动的物体在某个过程的平均 速度与其在这个运动过程中的任何一个时刻的 速度有怎样的关系呢? 结论:匀速直线运动中物体的平均速度与其任 意时刻的速度相同。(大小和方向都相同)
粗略描述物体位置的变化快慢
对于刚刚我们解决的问题,仔细分析可以得到: 1.我们计算的速度实际是反映此人应该在这次 运动过程中的位置的平均变化快慢。 2.他在运动的时候还必须有方向性。 3.我们为他想出的解决问题的方案不一定是他 实际的运动情况,也就是我们用这样的方式来 描述此人的运动是不够精确的。
物体位置变化快慢的描述
对于描述物体的位置变化的快慢,我们在物理 学中有两种方法: 1.粗略描述 2.精确描述
粗略描述物体位置的变化快慢
例: 若一个人要从A点沿直线到达B点,已知A、B 两点的距离为10m,要求他在5s内到达,请问 他应该怎么做? 同学们很容易想到,此人应该保持以2m/s的 速度运动,从A向B运动即可。 其实同学们运用的方法就是我们物理学中的平 均速度的计算方法。
有了这个函数表达式,我们就可以在物体 保持运动状态的情况下预测到他在任意时 刻的位置,同时还可以以此得到在任意时 间内的运动位移。
位移-时间图像
位置-时间图像在我们研究直线运动的物体中 是十分方便的,但是当我们用其研究更为复杂 的运动的时候其缺陷也就表现出来了,之后我 们便引入了位移-时间图像。 例:(平抛运动为例)
粗略描述物体位置的变化快慢
平均速度: 描述运动物体的位置的平均变化快慢的物理量。 它只能粗略地描述物体的运动。 表达式: 标矢性:平均速度是矢量,其方向: 1.与物体的运动方向相同 2.与物体的位移方向相同
精确描述物体位置的变化快慢
前面我们知道了利用平均速度可以粗略描述物 体的运动,那么怎样才能精确地描述物体的运 动呢? 如果能知道物体每时每刻的运动情况,那么你 是不是能够精确地描述物体的运动了呢?
精确描述物体位置的变化快慢
接着我们还要感知一个规律: 生活中很多事实情况表明:时间间隔越短,速 度变化就越不明显。 例:汽车启动和刹车,也就是我们生活中所说 的来不及变,其中的本质原因就是物体具有惯 性。
精确描述物体位置的变化快慢
有了前面两条规律: 1.匀速直线运动中物体的平均速度与其运动中 任意时刻的速度相同。 2.在时间间隔极短的情况下物体的速度来不及 变,即认为在这个过程中物体的速度不变。 作为基础我们就可以继续往下研究了:
例题
例题
B
例题
D
例题
AC
例题
AC
例题
C
位置-时间图像
前面我们学习了利用坐标系、质点模型、时间 轴、速度来描述物体的运动,今天我们要介绍 另一种即简洁又直观的方法来描述物体的运动。 ——位置-时间图像。 首先我们前面所建立的运动图所呈现的数据做 一下处理。
位置-时间
由前面的位置-时间图像我们可以得到其函数表 达式:
第一章 运动的描述
第三节 运动快慢的描述——速度
巴东县第三高级中学 作者 谭洋
速度
速度
生活中我们常常用速度一词来描述物体的运动 快慢。而在物理研究中我们常常关注的是物体 的位置变化情况,所以我们在物理学中所提及 的物体的速度指的是物体位置变化的快慢。 由此速度的含义有两个: 1.描述物体运动的快慢 2.描述物体位置变化的快慢