高中物理人教版 (2019)必修 第一册第一章 运动的描述3 位置变化快慢的描述——速度第1课时复习练习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第一章 运动的描述3 位置变化快慢的描述——速度第1课时复习练习题，共9页。试卷主要包含了理解速度，定义式，单位，矢量性等内容，欢迎下载使用。


新课程标准
1．理解速度．
2．理解速度—时间图像，并能通过v­t图像描述物体的运动．
核心素养目标
必备知识·自主学习——突出基础性 素养夯基
一、速度
1．物理意义：表示物体运动的________．
2．定义：________与发生这段位移所用________之比．
3．定义式：v＝________．
4．单位：国际单位制单位是米每秒，符号是________或________．常用单位：千米每时(________或________)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等 .1 m/s＝________ km/h.
5．矢量性：速度既有大小又有方向，是________(选填“标量”或“矢量”)，其方向和时间Δt内的位移Δx的方向相同．
二、平均速度和瞬时速度
1．平均速度
(1)描述物体在时间Δt内运动的________及方向．
(2)v＝________．
2．瞬时速度
(1)描述物体________运动的快慢及方向．
(2)当Δt________时，ΔxΔt叫作物体在时刻t的瞬时速度．
3．速率：________的大小．汽车速度计的示数是汽车的速率．
4．匀速直线运动：瞬时速度________的运动，在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度________．
【情境思考】
出现上述问题的主要原因是什么？
答：

三、速度—时间图像
1．速度—时间图像的意义：直观表示物体运动的速度随________变化的规律．
2．速度—时间图像的获得：用________表示时间t，__________表示速度v，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用____________的曲线把这些点连接起来，即得到v­t图像，如图所示．
【思考辨析】 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．
(1)由公式v＝ΔxΔt知，运动物体的位移Δx越大，速度越大．( )
(2)子弹以速度600 m/s从枪口射出，600 m/s指瞬时速度．( )
(3)两物体的速度分别是v1＝2 m/s、v2＝－3 m/s，则它们的大小关系为v1>v2.( )
(4)物体的瞬时速度总为零，则平均速度一定为零．( )
(5)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态．( )
(6)时间越短，平均速度越接近某点的瞬时速度．( )
关键能力·合作探究——突出综合性 素养形成
探究点一 速度的理解
归纳总结
1.速度的理解
2.比值定义法的理解
(1)比值定义法：用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法．如速度、压强、密度等．
(2)比值定义法的特点：比值定义法定义的物理量往往不随定义所用的物理量的大小、有无而改变．
典例示范
例1 (多选)对速度的定义式v＝ΔxΔt，以下叙述正确的是( )
A．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比
B．速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C．此速度定义式适用于任何运动
D．速度是表示物体运动快慢及方向的物理量
针对训练1 [2022·江苏徐州高一检测](多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，取向右为正方向，甲质点的速度为2 m/s，乙质点的速度为－4 m/s，则可知( )
A．乙质点的速度大于甲质点的速度
B．因为(＋2)>(－4)，所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C．这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s末甲、乙两质点相距60 m
探究点二 平均速度和瞬时速度
导学探究
如图所示，在寓言“龟兔赛跑”中，乌龟先到达终点．你认为乌龟和兔子谁跑得更快？请作出解释．若兔子跑过某位置时的瞬时速度为6 m/s，能否说兔子每1 s都跑了6 m，或者说每跑6 m都用了1 s的时间？其含义是什么？
答：


归纳总结
1.平均速度和瞬时速度的比较
2.平均速度与平均速率的区别
平均速率是路程与时间的比值，不是平均速度的大小，只有在单向直线运动中平均速率才等于平均速度的大小．瞬时速率就是瞬时速度的大小．
典例示范
例 2 [平均速度和瞬时速度的理解](多选)关于平均速度和瞬时速度，下列说法正确的是( )
A．平均速度v＝ΔxΔt，当Δt非常小时，该式可表示某时刻的瞬时速度
B．匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C．瞬时速度和平均速度都是描述运动快慢的物理量
D．只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢
例3 [平均速度的计算]第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日在北京开幕，其中滑雪是冬奥会中的一个比赛大项．如图所示，某滑雪运动员以某一初速度做匀减速直线运动冲上斜面，到达斜面顶端时的速度为零．已知运动员在前四分之三位移中的平均速度大小为v，则滑雪者整个过程的平均速度为( )
A．v2 B．2v2
C．v3 D．2v3
平均速度和瞬时速度的计算方法
(1)平均速度的求法：
①确定物体运动的过程；
②确定该运动过程对应的位移和时间；
③根据平均速度的定义，求平均速度的大小；
④根据位移来确定平均速度的方向．
(2)瞬时速度的求法：用一段很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
针对训练2
如图所示，物体沿曲线ABCDE以箭头指示方向运动，在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s．已知方格的边长为1 m．下列说法正确的是( )
A．物体沿曲线A→E的平均速率为1 m/s
B．物体在ABC段的平均速度大小为52 m/s
C．物体在CD段的平均速度与DE段的平均速度相同
D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度
针对训练3 如图所示，一质点沿半径r＝20 cm的圆周自A点出发沿逆时针方向匀速率运动，在2 s内运动34圆周到达B点，π取3.14.求：
(1)质点的位移和路程；
(2)质点平均速度的大小和平均速率．
探究点三 速度—时间图像
导学探究
如图甲、乙所示为两个质点运动的速度－时间图像，回答下面的问题：
(1)甲、乙两图中两质点分别做什么运动？
(2)甲、乙两图中两质点的初始时刻的速度分别为多大？
(3)甲、乙两图中两质点运动的方向是否相同？
答：








归纳总结
1.v­t图像的物理意义
反映做直线运动的物体的速度随时间变化的规律，但它不是物体运动的轨迹．
2．v­t图像的应用
(1)由图像能看出每一时刻对应的瞬时速度．
(2)由图像能看出速度方向(如右图)，速度为正，如图线1、3、5
表示物体的速度方向与规定的正方向相同；速度为负，如图线2、4表示物体的速度方向与规定的正方向相反．
(3)可判断物体的运动性质
①图线平行于t轴表示做匀速运动，图线1、2分别表示向正、负方向做匀速运动；
②图线3表示向正方向做加速运动，图线4表示向负方向做加速运动；图线5表示沿正方向做减速运动．
典例示范
例4 某矿井中的升降机由井底上升到井口过程中的v­t图像如图所示，根据图像，下列判断正确的是( )
A．2 s末升降机的速度达到最大
B．2～4 s升降机静止
C．1～2 s升降机的速度变化比4～5 s的速度变化大
D．1～2 s升降机的速度变化比4～5 s的速度变化快
针对训练4 (多选)如图所示是A、B两个物体的v­t图像，则下列说法正确的是( )
A．A、B两物体的运动方向一定相反
B．前4 s内，A的速度一直小于B的速度
C．t＝4 s时，A、B两物体的速度相同
D．t＝4 s时，A、B两物体的速度大小相等、方向相反
第一章 运动的描述
3．位置变化快慢的描述——速度
第1课时 速度
必备知识·自主学习
一、
1．快慢
2．位移 时间
3. ∆x∆t
4．m/s m·s－1 km/h km·h－1 3.6
5．矢量
二、
1．(1)平均快慢程度 (2) ∆x∆t
2．(1)某一时刻 (2)非常非常小
3．瞬时速度
4．保持不变 相等
情境思考：提示：混淆了瞬时速度和平均速度的概念．
三、
1．时间
2．横轴 纵轴 平滑
思考辨析
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)√
关键能力·合作探究
探究点一
【例1】 【解析】 速度是表示物体运动快慢及方向的物理量，v＝∆x∆t是计算速度的公式，适用于任何运动，此式只能说明速度可由位移Δx与时间Δt的比值来计算，并不是说v与Δx成正比，与Δt成反比，故A错误，B、C、D正确．
【答案】 BCD
针对训练1 解析：A、C对，B错：速度是矢量，其正负表示质点的运动方向，速度大小的比较应比较其绝对值的大小．D对：10 s内甲运动了20 m，乙运动了40 m，因为甲、乙同时由同一点向相反方向运动，故10 s末甲、乙相距60 m.
答案：ACD
探究点二
提示：乌龟跑得快， 乌龟、兔子前进位移相同，乌龟用时少，由v＝xt可判定乌龟速度大．瞬时速度表示物体在某一时刻或某一位置的速度，与一段时间内的平均速度是两个不同的概念；瞬时速度为6 m/s，既不能说每1 s跑6 m，也不能说跑6 m用时1 s．
【例2】 【解析】 由v＝∆x∆t可知，当Δt非常小时，该式可表示某时刻的瞬时速度；平均速度能够准确反映一段时间内物体运动的快慢程度，但不能准确描述某一时刻或某一位置运动的快慢，瞬时速度能够精确描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢，但不能描述一段时间内物体运动的快慢．
【答案】 ABC
【例3】 【解析】 将运动员的匀减速运动逆向看作是反向的初速度为零且加速度大小不变的匀加速运动，根据初速度为零的匀加速直线运动的比例关系可知运动员在前四分之三位移和最后四分之一位移所经历的时间相等，均设为t，则由题意可知：v＝34st＝3s4t，滑雪者整个过程的平均速度为：v′＝s2t＝23v，故选项D正确．
【答案】 D
针对训练2 解析：物体从A到E的路程大于4 m，所用时间为4 s，则物体沿曲线A→E的平均速率大于1 m/s，故A错误；物体在ABC段的位移为xABC＝12+22 m＝5m，运动的时间为2 s，则物体在ABC段的平均速度大小为v2＝xABCt2＝52m/s，故B正确；物体在CD段和DE段的位移都为2 m，运动时间都为1 s，则物体在CD段与DE段的平均速度大小相等，但方向不同，故C错误；物体在B点的速度与在AC段的平均速度方向不同，二者不相等，故D错误．
答案：B
针对训练3 解析：(1)质点的位移是由A点指向B点的有向线段，则位移大小为线段AB的长度，由题图中几何关系可知位移
Δx＝r2+r2＝2r≈28.3 cm
质点位移的方向由A点指向B点
质点的路程为轨迹的长度，则
l＝34×2πr＝34×2π×20 cm＝94.2 cm.
(2)根据平均速度的定义得
v＝∆x∆t＝28.3cm2s＝0.141 5 m/s
根据平均速率的定义得
v′＝l∆t＝94.2cm2s＝0.471 m/s.
答案：(1)28.3 cm，方向由A点指向B点 94.2 cm
(2)0.141 5 m/s 0.471 m/s
探究点三
提示：(1)甲图中速度越来越大，乙图中速度越来越小，两质点分别做加速运动和减速运动．
(2)根据初始时刻的纵坐标可知它们的初始时刻的速度大小分别为1 m/s、3 m/s.
(3)它们的速度都为正值，说明它们的运动方向都与规定的正方向相同．
【例4】 【解析】 由v­t图像可知，2 s末升降机的速度达到最大，A项正确；2～4 s升降机做匀速运动，B项错误；1～2 s升降机的速度变化比4～5 s的速度变化慢，C、D项错误．
【答案】 A
针对训练4 解析：由题图可知，两物体的速度均沿正方向，运动方向相同，故A项错误；0～4 s，A的速度一直小于B的速度，B项正确；t＝4 s时，两图线相交，表示A、B两物体的速度相同，故C项正确，D项错误．
答案：BC
物理观念
理解速度概念，区分平均速度、瞬时速度、平均速率和瞬时速率．
科学思维
知道速度—时间图像的意义，并能通过速度—时间图像分析物体的运动．
科学态度
与责任
结合生活实际分析平均速度和瞬时速度在生活中的含义，提高科学判断、处理分析问题的能力．
定义式v＝
ΔxΔt的理解
(1)公式v＝ΔxΔt中的Δx是物体运动的位移，不是路程．
(2)v＝ΔxΔt是定义式，不是决定式，不能认为v与位移Δx成正比、与时间Δt成反比
矢量性的
理解
(1)速度既有大小，又有方向，是矢量．速度的方向与Δx的方向一致．
(2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同
速度与路程
的大小关系
(1)物体在某一阶段的路程为零时，速度一定为零．
(2)物体在某一阶段的路程不为零时，速度可能为零，也可能不为零
项目
平均速度
瞬时速度
区别
对应
关系
与某一过程中的一段位移或一段时间对应
与运动过程中的某一时刻或某一位置对应
物理
意义
描述物体在一段位移或一段时间内的位置变化快慢和方向
描述物体在某一位置或某一时刻位置变化的快慢和方向
矢量性
与对应时间内物体的位移方向相同
与物体所在位置的运动方向相同
联系
(1)在公式v＝ΔxΔt中，当Δt→0时，v为瞬时速度；
(2)在匀速直线运动中，各点的瞬时速度都相等，所以任意一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度