第02讲 速度-【暑假自学课】2022年新高一物理暑假精品课（人教版）

第02讲 运动的描述（二）

       【学习目标】

1.理解速度的概念，领会其矢量性，知道速度的方向．

2．知道平均速度和瞬时速度的区别与联系，并能进行相应的计算．

        【基础知识】

一  速度

1．意义：描述物体运动        和运动           的物理量．

2．定义：位移与发生这个位移所用时间的      ．

3．公式：v＝.

4．单位：在国际单位制中是         ，符号________；常用的单位还有千米每时，符号km/h；1 m/s＝       km/h.

5．方向：速度是矢量．速度的方向就是            的方向．

二  平均速度和瞬时速度

1．平均速度：公式v＝，表示的只是物体在时间间隔Δt内运动的       快慢程度，称为平均速度．平均速度只能          地描述运动的快慢．

2．瞬时速度：运动物体在             或           的速度．它可以       地描述物体运动的快慢．

3．速率：             的大小．

三  测量纸带的平均速度和瞬时速度

1．测量平均速度：如图甲所示是打点计时器打出的一条纸带示意图，测出D、G间的位移和所用时间，利用v＝计算平均速度．

甲          乙

2．测量瞬时速度：纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示，即根据v＝           ，当Δt或Δx较小时，用这个________________代表纸带经过该位置的瞬时速度．

如图乙所示，E点的瞬时速度可用DF段的平均速度代表，即vE＝.

四  速度－时间图象

1．物理意义：直观表示物体运动的      随       变化的情况．它不是物体运动的轨迹．

2．v－t图象的画法：用横轴表示       ，纵轴表示        ，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v－t图象．

答案：

一  1.快慢  方向  2.比值   4.米每秒  m/s或m·s－1   3.6   5.物体运动

二  1.平均  粗略   2.某时刻  某一位置  精确  3.瞬时速度

三  2.    平均速度

四  1.速度  时间  2.时间t  速度v 

   【考点剖析】

考点一：速度的理解

例1．关于速度的定义式v＝，以下叙述正确的是(　　)

A．位移大的物体速度一定大

B．速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关

C．速度大小不变的运动是匀速直线运动

D．v1＝2 m/s、v2＝－3 m/s，因为2>－3，所以v1>v2

【答案】B

【解析】　v＝是计算速度的定义式，只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来获得，并不是位移大的物体速度一定大，A错，B对；匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动，C错误；速度是矢量，正、负号表示方向，绝对值表示大小，D错误。

考点二：平均速度和瞬时速度的理解

例2． 2020年7月25日消息，晋、陕联手打造新高铁，太绥高铁时速350公里，沿线3市8县区，下列事例中有关速度的说法正确的是（　　）

A．汽车速度计上显示，指的是平均速度

B．某高速公路上限速为，指的是瞬时速度

C．子弹以的速度从枪口射出，指的是平均速度

D．京沪高铁从北京到上海的速度约为指的是瞬时速度

【答案】B

【解析】汽车速度计上显示的速度是指汽车在某一时刻或者某一位置的速度大小，即为瞬时速度的大小，不是显示的平均速度，故A错误；某高速公路上的限速指的是限制的瞬时速度，故B正确；子弹穿过枪口的速度，与枪口这一位置相对应，因此是瞬时速度，故C错误；京沪高铁从北京到上海的速度与这一过程相对应，因此是平均速度，故D错误。

考点三： 测量纸带的平均速度和瞬时速度

例3．一打点计时器所用电源频率是50 Hz，如图所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时________s，位移为________m，这段时间内纸带运动的平均速度是________m/s，AD段内的平均速度为________m/s.

答案：0.04　0.028　0.70　0.76

【解析】由电源的频率是50 Hz，知打点计时器打点的时间间隔是0.02 s，则A、B间用时tAB＝2T＝0.04 s，位移xAB＝(1.20＋1.60)×10－2m＝0.028 m．AB段内的平均速度vAB＝＝ m/s＝0.70 m/s，AD段内的平均速度vAD＝＝ m/s＝0.76 m/s.

考点四：v－t图象

例4．列车匀速前进，司机突然发现前方有一头牛在横穿铁轨，司机立即使列车制动，做减速运动，车未停下时牛已离开轨道，司机又使列车做加速运动，直到恢复原速，继续做匀速直线运动，列车运动的v－t图象应是(　　)

【答案】B

【解析】司机又使列车匀速后先减运动，再做加速运动，最后匀速，所以应是选项C正确。

        【真题演练】

1．关于速度的说法，下列各项中正确的是(　　)

A．速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快

B．速度描述了物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化快

C．速度越大，位置变化越快，位移也就越大

D．以上说法都不正确

【答案】AB 

【解析】引入速度概念就是为了描述物体的运动快慢，速度大表示物体运动得快，而运动快慢实质就是物体的位置变化快慢，速度大也可以理解为物体的位置变化快，所以A、B正确，D错误；根据v＝，得到Δx＝vΔt，可见速度越大，物体位置的变化也就越快；如果时间很短，位移有可能较小，即位移由速度和时间共同决定，故C错误．

2.杂技运动在训练时的照片如图所示，有一小球自由落下，落到水平桌面后反弹，如此数次落下和反弹。若规定竖直向下为正方向，碰撞时间不计，空气阻力不计，则下列v-t图像中正确的是（    ）

【答案】B

【解析】小球向下运动后，弹起来，所以速度先正值，后变为负值，且弹性球在弹起来时速度大小变化很小，仅改变方向，根据以上线索可以排除ACD，正确答案为B。

3.一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点，如图所示.已知该游客从M点漂流到N点的路程为，用时，M、N间的直线距离为，则从M点漂流到N点的过程中(   )

A.该游客的位移大小为

B.该游客的平均速率为

C.该游客的平均速度大小为

D.若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为0

【答案】C  

【解析】根据位移的定义，从M点漂流到N点的过程中,该游客的位移大小为x=1.8km，根据平均速度的定义，平均速度大小v=x/t=ms=0.5m/s，选项A错误C正确。平均速率v=s/t=5.4km/h，选项B错误；若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为0.5m/s，选项D错误。

4．(2019·浙江省普通高中学业水平考试，T5★★）.如图所示,某汽车内的仪表显示了汽车行驶的相关数据,则此时汽车的              (     )

A.速率约50 m/s

B.瞬时速度约50 m/s

C.速率约50 km/h

D.平均速度约50 km/h

【答案】 C

【解析】汽车仪表显示了汽车瞬时行驶的快慢,但不能表示行驶的方向,所以只能用速率表示,由汽车仪表盘上可知,其单位是km/h,选项C正确

5..如图所示，两位同学从滑道最高端的同一位置先后滑下，到达低端的同一位置，对于整个下滑过程，两同学的（    ）

A、位移一定相同             B、时间一定相同

C、末速度一定相同           D、平均速度一定相同

【答案】A

【解析】根据题述，两位同学从滑道最高端的同一位置先后滑下，到达低端的同一位置，对于整个下滑过程，两同学的位移一定相同，时间一定不相同，末速度一定不相同，平均速度一定不相同，选项A正确BCD错误。

6．2021·湖北十堰一中期中,T7）如图所示，一人骑自行车晨练，由静止开始沿直线运动，她在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m，则（　　）

A．她在4 s末的瞬时速度为4 m/s B．她在第2 s内的平均速度为2 m/s

C．她在4 s内的平均速度为2 m/s D．她在1 s末的速度为1 m/s

【答案】B

【解析】因该人的运动不一定是匀变速直线运动，故无法确定其瞬时速度大小，AD错误；B．她在第2 s内的平均速度为，故B正确；C．前4 s内的平均速度为，故C错误。故选B。

7．在实验中，某同学得到一条打点清晰的纸带如图1所示，要求测出D点的瞬时速度．本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度，下列几种方法中最准确的是(　　)

A.＝vD，Δt1＝0.14 s   B.＝vD，Δt2＝0.06 s

C.＝vD，Δt3＝0.1 s  D.＝vD，Δt4＝0.04 s

【答案】D

【解析】求D点的瞬时速度，最准确的应是用包含该点且与该点相邻的两点之间的平均速度来表示．又CE间的时间间隔应为0.04 s，D正确。

8.如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δx，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度．为使更接近瞬时速度，正确的措施是(　　)

A．换用宽度更窄的遮光条

B．提高测量遮光条宽度的精确度

C．使滑块的释放点更靠近光电门

D．增大气垫导轨与水平面的夹角

【答案】  A

【解析】  表示的是Δt时间内的平均速度，遮光条的宽度Δx越窄，则记录遮光时间Δt越小，越接近滑块通过光电门时的瞬时速度，选项A正确

       【过关检测】

1．关于平均速度和瞬时速度，下列说法正确的是

A．平均速度就是物体在一段时间内初速度和末速度的平均值

B．平均速度是标量，瞬时速度是矢量

C．瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度

D．瞬时速度和平均速度都可以精确描述物体运动快慢

【答案】C

【解析】当物体做匀变速直线运动时，平均速度等于速度的平均值，而一般的运动物体的平均速度不一定等于速度的平均值，故A错误；平均速度和瞬时速度都是矢量，都有大小和方向，故B错误．瞬时速度是与某一时刻或者某一位置相对应的速度，故C正确．瞬时速度是某时刻的速度，所以只有瞬时速度才可以精确描述变速运动中运动的快慢情况，故D错误．

2．用同一张底片对着小球运动的路径每隔拍一次照，得到的照片如图所示．则小球运动过程的平均速度是(　　)    

A．0.25 m/s

B．0.2 m/s

C．0.17 m/s

D．无法确定

【答案】C

【解析】平均速度定义可得：，故C正确．

3．某物体运动的v-t图像如图所示,则该物体 (　  　)

A.做往复运动

B.做匀速直线运动

C.朝某一方向做直线运动

D.以上说法均不正确

【答案】C

【解析】由于v的大小随时间先增大后减小,再增大再减小,所以该运动不是匀速直线运动,选项B错误;由于v的方向始终不变,所以物体朝某一个方向做直线运动,选项A、D错误,选项C正确.

4．关于银的性质描述中，属于化学性质的是（　　）

A．银是银白色的   B．银不易与氧气反应   C．银具有优良的导电性 D．银具有良好的延展性

【答案】B

【解析】A、银是银白色的，不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质；

B、银不易与氧气反应，即银的化学性质不活泼，属于物质的化学性质；

C、银具有优良的导电性，不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质；

D、银具有良好的延展性，不需要通过化学变化表现出来，属于物质的物理性质。

故选：B。

5．列说法正确的是（　　）

A. 甲图是高速上的指示牌，上面的“77km”、 “100km”等指的是位移

B. 乙图是高速上的指示牌，上面的“120”、 “100”等指的是平均速度

C. 丙图是汽车上时速表，上面的“72”指的是瞬时速度的大小

D. 丁图是导航中的信息，上面的“26分钟”、 “27分钟”指的是时刻

【答案】C

【解析】告示牌甲是里程牌，表示路程。上面的“77km”、“100km”等指的是路程，故A错误；

限速是指瞬时速度不能超过多大，乙图是高速上的指示牌，上面的“120”、“100”等指的是瞬时速度，故B错误；丙图是汽车上的时速表，表示某一瞬时的速度，是瞬时速度，上面的“72”指的是瞬时速度的大小，故C准确； 丁图是导航中的信息，上面的“26分钟”、“27分钟”指的是时间间隔，故D错误。

6.每年春天，我校都举行远足活动。如图所示，是我校高一年级进行的一次远足，某同学先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9km，实际从A运动到C用时55 min，在C处休息了20 min，从C运动到B用时45min ，路标指示A到 B的实际里程数是12km，当他经过某路标C时，速度为4km/h，那么可以确定的是

A. 整个过程中该同学的平均速度约为1.67m/s

B. 整个过程中该同学的平均速度为1.25m/s

C. 该同学经过路标C时的瞬时速度大小为2m/s

D. 该同学经过路标C时瞬时速度方向为由A指向B

【答案】B

【解析】平均速度等于位移与时间的比值即，所以选项A错误、B正确；赛车经过路标C时的瞬时速度大小，所 以选项C错误；该同学经过路标赛C时瞬时速度方向为运动方向，并不是由A指向B，所以选项D错误。

7．小雨同学从5楼楼梯口下到其正下方1楼楼梯口用了1min，已知每层楼的高度为3m，则下列说法正确的是（　　）

A．小雨下楼过程中的路程为15m

B．小雨的平均速度大小为

C．小雨的平均速度大小为

D．由于不知道楼道的总长度,无法求出小雨的平均速度

【答案】B

【解析】由于不知道楼道的总长度，无法求出路程，故A错误；每层楼的高度为3m，则5楼到1楼下降的高度为3×4=12m，所以平均速度：m/s=0.2m/s，故B正确，CD错误．

8．一个做直线运动的物体，在t=6s内速度大小从V0=10m/s，增加到V=18m/s，通过的位移大小是x=90m,则这个物体6s内的平均速度大小是（   ）

A．15m/s

B．16m/s

C．14m/s

D．无法确定

【答案】A

【解析】在内，物体通过的位移为，则物体在这内的平均速度为：

，故选项A正确，选项BCD错误．

9．(多选)“枫叶落秋风，片片枫叶转．”离地10 m的枫树树梢上一片枫叶在萧瑟的秋风中颤抖着飘落到地面，完成了它最后叶落归根的使命．若枫叶下落时间为5 s，则下列说法中正确的是(　　)

A．枫叶下落过程中的平均速度一定是2 m/s

B．枫叶下落过程中的平均速度可能大于2 m/s

C．枫叶刚着地时的瞬时速度一定等于2 m/s

D．枫叶刚着地时的瞬时速度可能等于1 m/s

【答案】BD

【解析】枫叶在秋风的吹动下通常不会沿直线下落到地面，也就是说枫叶的位移大小可能大于10 m，由于枫叶的下落时间为5 s，由平均速度的定义式v＝可知，A项错误，B项正确；而枫叶的“飘落”是难以确定的变速运动，它运动的速度可能会时大时小，变幻莫测，故C项错误，D项正确．

10．2019年7月21日晚，在钻石联赛伦敦站男子200米比赛中（400米的标准跑道），谢震业以19秒88的惊人成绩获得男子200米冠军，并且打破亚洲纪录！成为首个男子200米破20秒大关的黄种人选手，据悉谢震业的起跑反应时间是0.168s，到达终点的速度约为10m/s．下列说法正确的是

A．19秒88指的是时刻

B．谢震业的位移大小为 200m

C．谢震业这次比赛的平均速度约为5m/s

D．谢震业的起跑反应时间 0.168s，指的是时间间隔

【答案】D

【解析】19秒88是谢震业完成200米比赛所用的时间，所以是时间间隔，故A错误．400米标准跑道上的200米比赛，是指轨迹的长度，所以是指路程，不是位移，故B错误．平均速度是位移与时间的比值，200米比赛的位移并不是200米，所以平均速度也不是5m/s，故C错误．反应时间是指听到起跑信号到开始起跑的时间间隔内，故0.168s是指时间间隔，故D正确．