1.3 位置变化快慢的描述——速度

1.3 位置变化快慢的描述——速度知识点一、速度1.速度：（1）定义：物体运动的位移跟发生这段位移所用时间的比值叫作速度。    补充：比值定义法：就是用两个基本物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。如密度、速度、压强、功率等。（2）公式：（3）单位：1m/s＝3.6km/h（4）标矢性：速度不但有大小，而且有方向，是矢量，其大小在数值上等于单位时间内位移的大小，它的方向跟运动的方向相同。（5）物理意义：速度是表示物体运动快慢和方向的物理量。（6）注意：高中学习的速度和初中时学习的速度不同，初中时用路程与时间的比值计算速度，高中用位移与时间的比值来定义速度。 知识点二、平均速度和瞬时速度1.平均速度（1）定义：在某段时间内，物体的位移△x跟发生这段位移所用时间△t的比值，叫作这段时间（或位移）的平均速度。（2）公式：（①包括休息时间；②平均速度不是速度的平均值）（3）标矢性：平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向与一段时间△t内发生的位移的方向相同。（4）物理意义：平均速度反映了物体在某段时间内运动的快慢和方向，它是对物体运动快慢的粗略描述。2.瞬时速度（1）定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度．在公式中，如果时间△t非常小，接近于零，表示的是一瞬时，这时的速度称为瞬时速度。（极限法）（2）物理意义：精确地描述物体在各个时刻运动的快慢。（3）在日常生活中，有时说的速度是指平均速率，如某同学沿操场跑一圈的速度指的就是平均速率。3.速率和平均速率（1）速率：瞬时速度的大小叫速率（标量）。（2）平均速率：物体通过的路程与通过这一路程所用时间的比叫作平均速率（标量）。（平均速率并不是平均速度的大小。） 知识点三、平均速度、瞬时速度和平均速率的比较 平均速度瞬时速度平均速率瞬时速率定义运动质点的位移与时间的比值运动质点在某一时刻（或位置）的速度运动质点的路程与时间的比值瞬时速度的大小方向有方向（矢量）有方向（矢量）无方向（标量）无方向（标量）意义粗略描述物体运动的快慢精确描述物体运动的快慢粗略描述物体运动的快慢精确描述物体运动的快慢对应某段时间（或位移）某一时刻（或位置）某段时间（或路程）某一时刻（或位置） 知识点四、测量纸带的平均速度和瞬时速度1.根据纸带求平均速度    2.用瞬时速度代替平均速度当△t足够小时，表示一个时刻，那么该时刻的平均速度就可用来表示△t中某一时刻的瞬时速度。即或. 知识点五、速度—时间图像（图像）1.图像的建立2.物理意义：斜率    补充：图像与时间轴围成的面积表示位移（第二章学）2.由v—t图像判断速度的变化    如图，整个过程中物体的加速度a＞0（1）在0～t0时间内，V＜0，a＞0，物体做减速运动；（2）在t＞t0时间内，V＞0，a＞0，物体做加速运动。（3）结论：加速度与速度方向相同，加速运动；加速度与速度方向相反，减速运动。3.如果速度变化不均匀，说明物体的加速度在变化，其v－t图像为一曲线    曲线上某点切线的斜率表示对应时刻的加速度，如图做加速度减小的加速运动。4.从v—t图像中可获得的信息（1）轴。时刻与速度、时间间隔和速度变化量。（2）点。①图线与横轴交点表示速度为0的时刻；②图线与竖轴的交点表示物体的初速度；③交点表示某时刻两物体速度相同。（3）线。①在横轴上方，表示物体向正方向运动；②在横轴下方，表示物体向负方向运动；③图线的变化趋势表示物体的速度随时间的变化情况。（4）斜。斜率的大小表示加速度的大小，斜率的正负表示加速度的方向。（5）面。图线与时间轴所围的面积表示位移。时间轴上方的面积表示位移的方向与正方向相同；时间轴下方的面积表示位移的方向与正方向相反。5.注意   x—t图像和v—t图像都只能表示直线运动，不能表示曲线运动。 知识点六、几种常见的测速方法1.利用光电门测速度    如图，当滑块在导轨上运动时，光电计时器用光敏电阻的特性记录了遮光板通过光电门的时间，而遮光板的宽度△x已知，且非常小，由于滑块通过光电门的时间△t非常短，在这段时间内滑块的运动可近似看做匀速直线运动，所以可认为遮光板通过光电门时的瞬时速度等于遮光板通过光电门时的平均速度。2.借助传感器用计算机测速度    如利用超声波测速度，利用超声波测物体经过两位置的时间差△t，并测量物体的位移△x，则物体的速度3.利用频闪照相法分析计算物体的速度    频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一定时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的影像的方法。 关键能力一、平均速度与瞬时速度的计算例1：一高度为1.70m的田径运动员正在进行100m短跑比赛，在终点处，有一站在跑道终点旁边的摄影记者用照相机给他拍摄冲刺动作，摄影记者使用的照相机的光圈（控制进光量的多少）是16，快门（曝光时间）是1/60s，得到照片后测得照片中人的高度为1.7×10－2m，胸前号码布上模糊部分的宽度是2×10－3m，由以上数据可以知道运动员冲刺时1/60s的位移是________，该段时间内的平均速度________，冲刺时的速度大小是________。 解答：运动员实际身高与照片上的身高之比为100：1，根据胸前号码布上模糊部分的宽度为2×10－3m，可以判断运动员在1/60s内运动的位移为0.2m；该段时间内的平均速度为，，要求冲刺的速度，“1/60s”时间已经足够短，可以认为1/60s内的平均速度为冲刺时候的瞬时速度，所以冲刺速度为12m/s。答案：0.2m，12m/s，12m/s 关键能力二、应用x—t图像分析物体的运动情况例2：如图所示为一个质点运动的位移x随时间t变化的图像，由此可知质点（     ）A. 0～4s内做曲线运动
B. 2s时，速度方向改变
C. 0～4s内速率先增大后减小
D. 0～4s内位移为零 解答：AB、位移－时间图像切线的斜率表示该时刻的速度，则0－4s内斜率一直为负，一直沿负方向做直线运动，做直线运动，故AB错误；C.在0～4s内，斜率先增大后减小，说明物体速率先增大后减小，故C正确；D. △x＝x2－x1＝－10－10m＝－20m，故D错误。答案：C 例3：甲、乙两质点同时沿同一直线运动，它们的x－t图像如图所示。关于两质点的运动情况，下列说法正确的是（      ）A. 在0～t0时间内，甲、乙的运动方向相同
B. 在0～t0时间内，乙的速度一直增大
C. 在0～t0时间内，乙平均速度的值大于甲平均速度的值
D. 在0～2t0时间内，甲、乙发生的位移相同 解答：A.根据斜率表示速度可知，在0～t0时间内，甲的速度为负，乙的速度为正，说明甲、乙的运动方向相反。故A错误；B.根据斜率表示速度，可知在0～t0时间内，乙的速度在减小，故B错误；C.在0～t0时间内，乙的平均速度：，甲的平均速度：，则乙平均速度的值大于甲平均速度的值，故C正确；D.在0～2t0时间内，甲的位移x1＝－2x0，乙的位移为x1＝2x0，大小相等，方向不同，位移不等，故D错误。故选C。