第三节运动快慢的描述速度二.知识要点:了解坐标系在研究质点运动中的作用,理解速度的概念,理解平均速度、瞬时速度的概念,知道速度和速率的区别。三.重点难点解析:坐标系与运动即使在参考系中研究物体运动,位置变化的叙述也是繁琐。为了研究方便把坐标系固定在参考系内。速度:物理学中用位移与时间的比值叫做速度,它描述物体运动快慢和方向。数值大小表示快慢程度,速度方向与位移方向相同。只表示快慢不管方向叫速率。平均速度:表示在一段位移上(一段时间内)的速度叫平均速度,它粗略反映快慢程度,不反映某时刻的快慢程度,是平均结果,甚至不能反映运动中某段时间内的运动情况。瞬时速度:当中的时间非常短,以至于不能再分割,就像一个“时刻”似的,这时的平均速度就叫瞬时速度,反映了某时刻快慢程度。它能精确反映物体运动的细节。匀速直线运动中平均速度与瞬时速度相等。【典型例题】[例1]一质点在轴上运动,其位置坐标如下表所示t(s)012345……x(m)206……(1)该质点在0~2s末位移大小是,方向是。(2)该质点在开始运动后s内位移数值最大。(3)该质点在第s内位移数值最大,大小为,方向是。(4)计算5s内、3s内、第5s内、第3s内平均速度。解析:(1)该质点在0~2s末位移大小是6m,方向是与x轴正方向相反。(2)该质点在开始运动后4s内位移数值最大。(3)该质点在第5s内位移数值最大,大小为13m,方向是与x轴正方向相同。(4)计算5s内、3s内、第5s内、第3s内平均速度。5s内的时间是5s、平均速度,方向是与x轴正方向相同。3s内的时间是3s、平均速度,方向与x轴正向相反。第5s内,时间是第4s结束到第5s结束的1s。平均速度。方向是与x轴正方向相同。
第3s内,时间是第2s结束到第3s结束的1s。平均速度。方向是与x轴正方向相同。[例2]为了了解汽车的加速性能,通过快速闪光照像的方法,把汽车启动后不同时刻的位置记录下来,整理数据得下列表。试估算1.0s内的平均速度和1.0s末的瞬时速度。解析:1.0s末的瞬时速度可以取1.0s以后很短的时间内平均速度代替。。
【模拟试题】(答题时间:60分钟)1.要比较物体运动快慢,有两种方法,分别是(1),(2)。2.速度计常用来测量。3.某地正是雷雨天气,某次雷电后,我们看到闪电后2s才听到雷声,则该地距离我们多远?(已知光速c=3.0×l08m/s,声速v=300m/s)4.一辆汽车沿直线从甲地开往乙地过程中,前一半路程内的平均速度是30km/h,后一半路程内的平均速度是60km/h,则全程内的平均速度为多少km/h?5.物体沿直线运动,若以速度v1,走了时间t,又以同向的速度v2走了2t,则它在时间3t内的平均速度v为多少?6.由例题2的表中数据计算0.2s末、1.2s末的瞬时速度大小。7.有一山峡宽1200m,两旁都是竖直的陡壁,有人在山峡内放一枪,头两次回声间隔为5s,人离两旁陡壁的距离各是多少?(已知声音速度v=340m/s)8.一列火车由车站出发做变速直线运动,设t0时刻的坐标x(t)=3t2(m),试求t时刻后的Δt时间内的平均速度及t时刻的瞬时速度。9.一支长150m的队伍匀速前进,通讯员从队尾经75s前进300m赶到队首传达命令,再立即返回,若通讯员速度大小不变,试求通讯员在这一全过程中通过的路程和位移。10.甲、乙两车站相距60km,汽车用40km/h的平均速度通过了全程的,剩余的位移用了2.5h,求:(1)汽车在后位移中的平均速度;(2)汽车在全程中的平均速度。【试题答案】1.(1)一种是在位移相同的情况下,比较所用时间的长短,时间短的,运动得快,(2)另一种是在时间相同的情况下,比较位移大小,位移大的,运动得快。2.瞬时速率3.600m提示:依题意,设该闪电传到此地时间为t,则有3×108t=300(t+2),解得t=2×10—6s,所以s=600m4.40km/h提示:依平均速度定义,设总路程为2s,则有v==40km/h。5.提示:依平均速度定义:,知有:6.2.0m/s;10.0m/s7.175m,1025m8.,vt=6t
解析:依据平均速度定义知x(t)=3t2,x(t+Δt)=3(t+Δt)2,所以,当Δt→0时,vt=6t。9.l人=400m,s人=200m解析:(1)=4m/s,2m/s,到达队首又返回时:(v队+v人)·t=150,所以t=25s,返回过程中:l人’=v人·t=100m.故通讯员共通过路程l人=l人’+300=100+300=400m(2)根据位移概念,s人=300一l人’=200m,方向与队伍运动方向一致。10.,=20km/h解析:(1),所以;(2),所以=20km/h。