人教版新课标高中物理必修一第一章运动的描述第三节运动快慢的描述--速度
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第一章 运动的描述第三节 运动快慢的描述——速度初中知识点回顾:1、物体运动快慢的比较方法: (1)比较相同的时间,运动物体通过的距离(2)比较相同的路程,运动的物体所用的时间综合(1)(2)两点可以得出比较物体运动快慢的最佳方法:比较速度2、速度:在匀速直线运动中,物体在单位时间内通过的路程叫速度。
可见速度是定量描述物体运动快慢的物理量(说明:定量:可以用数值来表示的量)3、速度的计算公式:t s v = vs t = s=vt 4、速度的单位:国际单位制中的主单位: “ 米 ∕秒 ” 单位符号: “ m∕s ” ,读作“ 米每秒 ”常用单位:“ 千米∕时 ” 单位符号: “ km∕h ” ,读作“ 千米每时 ”换算关系:1米 ∕秒 = 3.6千米∕时 1千米∕时=0.28或185米 ∕秒 可见速度的单位是由长度的单位和时间的单位合成的。
说明:速度的计算公式也可以用来计算变速运动,只不过,路程用某段的总距离,时间是指在这段路程中所花的总时间,包括中途停止的时间。
新课:怎样表示直线运动的位置和位移?一、坐标与坐标变化量1.A 点坐标x 1 :表示汽车在t 1时刻的位置,B 点坐标x 2 :表示汽车在t 2时刻的位置。
2.坐标的变化量△ x = x 末 – x 初 (表示汽车的位移)⑴ △ x 的大小表示位移的大小,⑵△ x 的正、负表示位移的方向。
3.时间的变化量△ t = t 2 – t 1思考与讨论:1.上图中汽车(质点)在向哪个方向运动? x 轴的正方向2.如果上述汽车沿x轴向另外一个方向运动,位移Δx是正值还是负值?负值二、速度初中物理中我们是怎样描述物体运动的快慢的?讨论交流:这一定义能否准确描述物体位置变化的快慢呢?请举例说明。
举例:三个同学同时从教室同一位置出发,按如图所示的不同路径运动,同时到达饭堂,试比较哪个同学位置变化的比较快可见,用路程与时间的比值并不能准确地描述物体位置变化的快慢。
第一章运动的描述第3节运动快慢的描述—速度【思维导图】【微试题】1. 在2008北京奥运会上,牙买加选手博尔特是公认的世界飞人,在男子100 m决赛和男子200 m决赛中分别以9.69 s和19.30 s的成绩打破两项世界纪录,获得两枚金牌.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是( )A.200 m决赛的位移是100 m决赛的两倍B.200 m决赛的平均速度约为10.36 m/sC.100 m决赛的平均速度约为10.32 m/s D.100 m决赛的最大速度约为20.64 m/s【答案】C2. 下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是( )A.若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零,则它在这段时间内的平均速度一定等于零B.若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零C.匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度D.变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度【答案】AC3. 下列说法正确的是( )A.瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度B.做变速运动的物体在某段时间内的平均速度,一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度大小的平均值相等C.物体做变速直线运动,平均速度的大小就是平均速率D.物体做变速运动时,平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值【答案】A4. 上海到南京的列车已迎来第五次大提速,速度达到v1=180km/h.为确保安全,在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯.当列车还有一段距离才能到达公路道口时,道口应亮起红灯,警告未越过停车线的汽车迅速制动,已越过停车线的汽车赶快通过.如果汽车通过道口的速度v2=36km/h,停车线至道口栏木的距离x0=5m,道口宽度x=26m,汽车长l=15m(如图所示),并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动.问:列车离道口的距离L为多少时亮红灯,才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口?【答案】230m【解析】为确保行车安全,要求列车驶过距离L的时间内,已越过停车线的汽车的车尾必须能通过道口.汽车从越过停车线至车尾通过道口,汽车的位移为 x′=l +x 0+x =(15+5+26)m =46m汽车速度v 2=36km/h =10m/s ,通过这段位移需要的时间t =2x v =4610s =4.6s 高速列车的速度v 1=180km/h =50m/s ,所以安全行车的距离为L =v 1t =50×4.6m=230m.。
高中物理目录新课标教材•必修1第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验:用打点计时器测速度5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究1 实验:探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 自由落体运动5 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解第四章牛顿运动定律1 牛顿第一定律2 实验:探究加速度与力、质量的关系3 牛顿第二定律4 力学单位制5 牛顿第三定律6 用牛顿定律解决问题(一)7 用牛顿定律解决问题(二)高中物理目录新课标教材•必修2第五章机械能及其守恒定律1 追寻守恒量2 功3 功率4 重力势能5 探究弹性势能的表达式6 探究功与物体速度变化的关系7 动能和动能定理8 机械能守恒定律9 实验:验证机械能守恒定律10 能量守恒定律与能源第六章曲线运动1 曲线运动2 运动的合成与分解3 探究平抛运动的规律4 抛体运动的规律5 圆周运动6 向心加速度7 向心力8 生活中的圆周运动第七章万有引力与航天1 行星的运动2 太阳与行星间的引力3 万有引力定律4 万有引力理论的成就5 宇宙航行6 经典力学的局限性高中物理目录新课标教材•选修1-1 第一章电流1、电荷库仑定律2、电场3、生活中的静电现象4、电流和电源5、电流的热效应第二章磁场1、指南针与远洋航海2、电流的磁场3、磁场对通电导线的作用4、磁声对运动电荷的作用5、磁性材料第三章电磁感应1、电磁感应现象2、法拉第电磁感应定律3、交变电流4、变压器5、高压输电6、自感现象涡流7、课题研究:电在我家中第四章电磁波及其应用1、电磁波的发现2、电磁光谱3、电磁波的发射和接收4、信息化社会5、课题研究:社会生活中的电磁波高中物理目录新课标教材•选修1-2 第一章分子动理论内能1、分子及其热运动2、物体的内能3、固体和液体4、气体第二章能量的守恒与耗散1、能量守恒定律2、热力学第一定律3、热机的工作原理4、热力学第二定律5、有序、无序和熵6、课题研究:家庭中的热机第三章核能1、放射性的发现2、原子核的结构3、放射性的衰变4、裂变和聚变5、核能的利用第四章能源的开发与利用1、热机的发展和应用2、电力和电信的发展与应用3、新能源的开发4、能源与可持续发展5、课题研究:太阳能综合利用的研究高中物理目录新课标教材•选修2-1 第一章电场直流电路1、电场2、电源3、多用电表4、闭合电路的欧姆定律5、电容器第二章磁场1、磁场磁性材料2、安培力与磁电式仪表3、洛伦兹力和显像管第三章电磁感应1、电磁感应现象2、感应电动势3、电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机1、交变电流的产生和描述2、变压器3、三相交变电流第五章电磁波通信技术1、电磁场电磁波2、无线电波的发射、接收和传播3、电视移动电话4、电磁波谱第六章集成电路传感器1、晶体管2、集成电路3、电子计算机4、传感器高中物理目录新课标教材•选修2-2 第一章物体的平衡1、共点力平衡条件的应用2、平动和传动3、力矩和力偶4、力矩的平衡条件5、刚体平衡的条件6、物体平衡的稳定性第二章材料与结构1、物体的形变2、弹性形变与范性形变3、常见承重结构第三章机械与传动装置1、常见的传动装置2、能自锁的传动装置3、液压传动4、常用机构5、机械第四章热机1、热机原理热机效率2、活塞式内燃机3、蒸汽轮机燃气轮机4、喷气发动机第五章制冷机1、制冷机的原理2、电冰箱3、空调器高中物理目录新课标教材•选修2-3 第一章光的折射1、光的折射折射率2、全反射光导纤维3、棱镜和透镜4、透镜成像规律5、透镜成像公式第二章常用光学仪器1、眼睛2、显微镜和望远镜。
第1课时速度、平均速度、瞬时速度的理解必备知识基础练进阶训练第一层知识点一速度1.(多选)A.通过的路程越长,速度越大B.所用的时间越少,速度越大C.速度是表示物体运动快慢的物理量D.20 km/h的速度小于15 m/s2.(多选)下列关于速度的说法正确的是( )A.速度是描述物体位置变化的物理量B.速度方向就是物体运动的方向C.匀速直线运动的速度方向可以变化D.匀速直线运动的速度方向不变3.(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动,设向右为正,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.这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m知识点二平均速度、瞬时速度4.A.平均速度就是速度的平均值B.速率是指瞬时速度的大小C.火车以v经过某一段路,v是指瞬时速度D.子弹以v从枪口射出,v是平均速度5.关于瞬时速度,下列说法中不正确的是( )A.瞬时速度是矢量,能精确地描述物体运动的快慢和方向B.瞬时速度是物体在某一段位移内的速度C.匀速直线运动是瞬时速度不变的运动D .瞬时速度是运动物体在某一时刻或某个位置的速度6.一辆汽车沿平直公路行驶,开始以54 km/h 的速度行驶了全程的14,接着以速度v 行驶其余的34的路程,已知全程的平均速度为72 km/h,则v 等于( )A .22.5 km/hB .81 km/hC .80 km/hD .90 km/h关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题1.用如图所示的装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为5.0 mm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.05 s .则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )A .0.10 m/sB .100 m/sC .5.0 m/sD .0.50 m/s2.如图所示,物体沿曲线ABCDE 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 .物体在AB 段的平均速率为1 m/s B .物体在BC 段的平均速度为 2 m/sC .物体在CD 段的平均速度与在DE 段的平均速度相同 D .物体在B 点的速度等于在AC 段的平均速度 3.如图所示,王明骑自行车由静止沿直线运动,他在第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,下列有关王明在这4 s内运动的说法中正确的是( ) A.王明在4 s内的速度一直增大B.王明在4 s内任意时刻的瞬时速度不可能小于1 m/sC.王明4 s内的平均速度为2.5 m/sD.王明1 s末的速度为1 m/s4.(易错题)物体通过两段连续相等位移的平均速度分别为v1=10 m/s,v2=15 m/s,则物体在整个运动过程中的平均速度是( )A.12.5 m/s B.12 m/sC.12.75 m/s D.11.75 m/s5.(易错题)在一次爬山比赛中,某人从山脚爬上山顶,然后又沿原路返回到山脚.上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则此人往返一次的平均速度的大小和平均速率是( )A.v1+v22,v1+v22B.v1-v22,v1v22C.0,v1-v2v1+v2D.0,2v1v2v1+v2二、多项选择题6.三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,运动过程中都没有停留也不返回,则下列说法中正确的是( )A.三个质点从N到M的平均速度相同B.B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同C.到达M点时的瞬时速率一定是质点A最大D.三个质点从N到M的平均速率相同7.对平均速度的理解,下列说法正确的是( )A.平均速度的方向就是这段时间位移的方向B.利用公式v=xt求得的速度是平均速度C.变速直线运动在不同时间段的平均速度一定不相等D.匀速直线运动中的任何一段时间内的平均速度均相等8.(探究题)汽车在高速公路上超速是非常危险的,为防止汽车超速,高速公路都装有测汽车速度的装置.如图甲所示为超声波测速仪测汽车速度的示意图,测速仪A 可发出并接收超声波信号,根据发出和接收到的信号可以推测出被测汽车的速度.如图乙所示是以测速仪所在位置为参考点,测速仪连续发出的两个超声波信号的x -t 图像,则( )A .汽车离测速仪越来越近B .在汽车反射两个超声波信号的时间间隔内,汽车通过的位移为x 2-x 1C .汽车在t 1~t 2时间内的平均速度为x 2-x 1t 2-t 1D .超声波信号的速度是x 2t 2学科素养升级练进阶训练第三层1.将一小球竖直向上抛出,经时间t 回到抛出点,此过程中上升的最大高度为h .在此过程中,小球运动的路程、位移和平均速度分别为( )A .路程2h 、位移0、平均速度2h tB .路程2h 、位移0、平均速度0C .路程0、位移2h 、平均速度0D .路程2h 、位移h 、平均速度2ht2.下列位移—时间图像中,均表示物体做直线运动,其中表示物体做匀速直线运动且速度为2 m/s 的图像是( )3.某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底往返一次,已知上坡时的平均速度大小为4 m/s,下坡时的平均速度大小为6 m/s,则此人往返一次的平均速度大小与平均速率分别是( )A.10 m/s,10 m/s B.5 m/s,4.8 m/sC.10 m/s,5 m/s D.0,4.8 m/s4.(真实情境—生活情境)一人看到闪电12.3 s后听到雷声.已知空气中的声速约为330~340 m/s,光速为3×108m/s,于是他用12.3除以3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1 km.根据你所学的物理知识可以判断( )A.这种估算方法是错误的,不可采用B.这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离C.这种估算方法没有考虑光的传播时间,结果误差很大D.即使声速增大2倍以上,本题的估算结果依然正确5.(真实情境—学术情境)下面的文字来自一篇报道:“G1次中国标准动车组‘复兴号’驶出北京南站,瞬间提速.15分钟后,激动人心的数字出现在屏幕上:350千米/小时!历经4小时28分钟的飞驰,抵达上海虹桥站.350公里时速的正式运营,标志着我国成为世界高铁商业运营速度最高的国家.”(1)屏幕上的数字“350千米/小时”指的是什么速度?(2)你能计算列车从北京南站到上海虹桥站行驶的路程吗?第2课时 实验:用打点计时器测量平均速度和瞬时速度必备知识基础练进阶训练第一层1.(多选)使用打点计时器时应注意( )A .无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面B .使用打点计时器时应先拉动纸带,再接通电源C .使用打点计时器时,拉动纸带的方向应与限位孔平行D .打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源2.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,在图示记录的时间内( )A .纸带均做匀速运动B .丙纸带的平均速度最大C .丁纸带的平均速度最大D .乙和丁纸带的平均速度一样大3.在“练习使用打点计时器”实验中,利用重物牵引小车,用电磁打点计时器打点,f =50 Hz,得到一条清晰的纸带.取其中的A 、B 、C 等7个点进行研究,这7个点和刻度尺标度的对应位置如图所示.(1)小车向________运动(相对图中方位,填“左”或“右”); (2)A 点到D 点的距离是________ cm ;(3)如果当时交变电流的频率是f =51 Hz,而计算时仍按f =50 Hz 处理,那么速度的测量值将________(填“偏大”“偏小”或“相等”)(已知T =1f).4.某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示,每两个计数点之间还有四个计时点没有画出,图中已标出相邻两计数点间的距离,打点计时器的电源频率为50 Hz(结果保留三位有效数字).(1)图中纸带右端和运动物体相连,由此推测物体的运动是________(填“加速”或“减速”)运动.(2)在打出3、6这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是________ m/s.(3)如果要求不是很精确,用平均速度可以粗略地代替某点瞬时速度,那么,物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于________.5.在测定速度的实验中,使用打点计时器测小车的速度,实验得到的一条纸带如图所示,0、1、2、3、4是选用的计数点,每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出.图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况,读出图中所给的测量点的读数分别是________、________、________和________.1、3两点间的平均速度是________ m/s,1、4两点间的平均速度是________ m/s,2点的速度更接近于________ m/s.关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题1.如图所示装置可测出气垫导轨上滑块的速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为0.60 cm,遮光条经过光电门的遮光时间为0.020 s,则遮光条经过光电门的平均速度大小为( ) A.0.20 m/s B.0.30 m/sC.0.60 m/s D.3.0 m/s二、多项选择题2.以下是练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤,其中有错误的操作是( )A .把打点计时器固定在木板上,让纸带从复写纸上方穿过限位孔B .把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与约8 V 低压交流电源相连C .先用手水平地拉动纸带,然后打开电源开关D .取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离是x 0,用公式v =x 0t计算纸带运动的平均速度三、填空题3.用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度.如下图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1=0.29 s,通过第二个光电门的时间为Δt 2=0.11 s,已知遮光板的宽度为3.0 cm,则滑块通过第一个光电门的速度为________,通过第二个光电门的速度为________.4.(易错题)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移.下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤,按照你对实验的理解,在各步骤空白处填上适当的内容,然后按实际操作的合理步骤,将各步骤的字母代号顺序写在空白处.A .在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在50 Hz 的低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上;B .把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过________(选填“插孔”或“限位孔”),并压在________(选填“白纸”或“复写纸”)下面;C .用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx ;D .切断电源,取下纸带,如果共有6个清晰的点,则这段纸带记录的时间Δt =________;E .打开电源开关,再用手水平地拉动纸带,纸带上打下一系列小点;F .利用公式v =ΔxΔt计算纸带运动的平均速度. 实验步骤的合理顺序是________.5.如图所示,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测出各点间的距离为:AC =14.0 mm,AD =25.0 mm.那么由此可以算出纸带在AC 间的平均速度为________ m/s,纸带在AD 间的平均速度为________ m/s ;B 点的瞬时速度更接近于________ m/s.6.某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示,每两点之间还有四个点没有画出来,图中上面的数字为相邻两点间的距离,打点计时器的电源频率为50 Hz.(1)相邻两个计数点间的时间为 ________ s.(2)打第五个计数点时纸带的速度v5=________ m/s(保留三位有效数字).四、非选择题7.(探究题)一个小球从斜面上滚下,用每秒闪光10次的闪光照相机记录小球运动情况的照片如下图所示.问:(1)照片中小球从A点运动到D点的时间是多少?(2)影像C对应小球的速度是多少?(3)在整个运动过程中,小球的速度如何变化?学科素养升级练进阶训练第三层1.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ΔxΔt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使ΔxΔt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2.(真实情境—学术情境)如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中,B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B 向被测物体发出短暂的超声波脉冲,超声波被运动的物体反射后又被B 盒接收,从B 盒发射超声波开始计时,经时间t 0再次发射超声波脉冲,图乙是连续两次发射的超声波的x -t 图像,则下列说法正确的是( )A .超声波的速度v 声=x 2t 2B .超声波的速度v 声=x 1t 1C .物体的平均速度v =2x 2-x 1t 2-t 1+t 0D .物体的平均速度v =2x 2-x 1t 2-t 1+2t 03.(真实情境—生活情境)(多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况.如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B 能接收到发光元件A 发出的光.每当工件挡住A 发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示.若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.1 m,则下述说法正确的是( )A .传送带运动的速度是0.1 m/sB .传送带运动的速度是0.2 m/sC .该传送带每小时输送3600个工件D .该传送带每小时输送7200个工件第3节 位置变化快慢的描述——速度 第1课时 速度、平均速度、瞬时速度的理解必备知识基础练1.解析:速度是物体通过的位移与通过这段位移所用时间的比值,是表示物体运动快慢的物理量,故C 正确.由速度的定义式v =x t可知,物体通过的位移大,速度不一定大,还要看运动的时间,而且路程长,物体的位移也不一定大,故A 错误.由速度的定义式v =x t可知,物体所用的时间越少,速度不一定越大,还要看位移的大小,故B 错误.20 km/h =203.6 m/s<15 m/s,即20 km/h 的速度小于15 m/s,故D 正确.答案:CD2.解析:速度是描述物体运动快慢的物理量,A 错误;速度方向就是物体运动的方向,B 正确;匀速直线运动是速度不变的运动,C 错误,D 正确.答案:BD3.解析:速度是矢量,其正、负号表示运动方向,故A 、C 正确,B 错误;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,10 s 后甲、乙两质点相距2×10 m+4×10 m=60 m,故D 正确.答案:ACD4.解析:平均速度是指物体在一段时间内或者一段位移内平均运动快慢,不是速度的平均值,平均速度对应一段位移或者一段时间;瞬时速度是指物体经过某一位置或在某一瞬间时的速度大小,对应的是一个位置或者某一瞬间;速率指瞬时速度的大小.答案:B5.解析:瞬时速度是矢量,表示某一时刻或者某个位置时物体的运动快慢,能精确地描述物体运动的快慢和方向,A 、D 正确,B 错误;匀速直线运动过程中速度恒定不变,即每一时刻的速度都是相同的,C 正确.答案:B6.解析:设全程的位移为4x ,则汽车以速度v 1=54 km/h 行驶了前x 的位移,以速度v 行驶了后3x 的位移.则汽车通过前14位移的时间t 1=x v 1;汽车通过后34位移的时间t 2=3xv ,全程平均速度v =4xt 1+t 2,解得:v =81 km/h,选项B 正确. 答案:B关键能力综合练1.解析:由于遮光条宽度很小,故可将遮光条通过光电门时的平均速度当成瞬时速度,滑块经过光电门时的速度v =d Δt =0.005 m 0.05 s=0.10 m/s,故A 正确. 答案:A2.解析:物体在AB 段的路程大于1 m,所以物体在AB 段的平均速率v =s t >11m/s =1 m/s,故A 错误;物体在BC 段的位移大小为x BC =12+12m = 2 m,所以物体在BC 段的平均速度vBC=x BC t =21m/s = 2 m/s,方向由B 指向C ,故B 正确;物体在CD 段的位移大小为x CD =2 m,所以物体在CD 段的平均速度v CD =x CD t =21m/s =2 m/s,方向竖直向上,物体在DE 段的位移大小为x DE =2 m,所以物体在DE 段的平均速度v DE =x DE t =21m/s =2 m/s,方向水平向左,故C 错误;根据公式v =x t可知,当物体的位移无限小,时间无限短时,物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度,位移越小,平均速度越能代表某点的瞬时速度,则由题图可知物体在B 点的速度不等于在AC 段的平均速度,故D 错误.答案:B3.解析:题目只给出王明在每秒内的位移大小,不能确定具体的运动情况,也不能确定任意时刻的瞬时速度大小,故A 、B 、D 错误;根据平均速度公式可知,王明在4 s 内的平均速度为v =x 1+x 2+x 3+x 44 s=1 m +2 m +3 m +4 m4 s=2.5 m/s,故C 正确.答案:C4.解析:设整个过程的总位移为2x ,则物体通过第一段位移所用时间为t 1=xv 1,物体通过第二段位移所用时间为t 2=x v 2,则物体在整个运动过程中的平均速度为v =2xt 1+t 2,代入数据得v =2v 1v 2v 1+v 2=2×10×1510+15m/s =12 m/s,故选项B 正确.答案:B5.解析:设从山脚到山顶的路程为x .此人往返一次对应的位移Δx =0,其平均速度v =Δx Δt =0.平均速率等于路程与时间的比值,往返一次的平均速率为v =x +x x v 1+x v 2=2v 1v 2v 1+v 2,故选D. 易错分析:位移是初位置指向末位置的有向线段,是矢量;路程是物体运动轨迹的长度,是标量,位移的大小总是小于或等于路程,只有物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程;平均速度=位移/时间,是矢量,平均速率=路程/时间,是标量,因位移的大小总是小于或等于路程,所以平均速度的大小总是小于或等于平均速率.答案:D6.解析:位移是指从初位置到末位置的有向线段,它们的位移都是从N 到M ,位移是相等的,所用时间相同,故平均速度相同,故A 正确;B 质点做单向直线运动,从N 到M 的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同,故B 正确;三个质点到达M 点时的瞬时速度大小无法判断,故C 错误;平均速率等于路程与时间的比值,由于三个质点所用时间相等,路程不等,则平均速率不相等,故D 错误.答案:AB7.解析:平均速度由v =x t求得,其方向就是这段时间内位移的方向,故A 、B 正确;在变速直线运动中,不同时间段的平均速度一般不相等,也可能相等,而匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度必相等,故C 不正确,D 正确.答案:ABD8.解析:第二次超声波反射时的距离x 2>x 1,说明距离变大,汽车离测速仪越来越远,故A 错误;由题图可知第一次超声波碰到车反射时的时刻为t 1,位移为x 1,第二次超声波碰到车反射时的时刻为t 2,位移为x 2,故在两个超声波信号反射时的时间间隔内,汽车通过的位移为x 2-x 1,故B 正确;两次反射时汽车通过的位移为x 2-x 1,时间为t 2-t 1,则汽车的平均速度为x 2-x 1t 2-t 1,故C 正确;运动位移x 2的时间不是t 2,根据图像可知超声波的速度为x 1t 1,故D 错误.答案:BC学科素养升级练1.解析:路程与轨迹有关,位移与初、末位置有关,平均速度等于位移与时间的比值.所以小球运动的路程为2h ,位移为0,平均速度为0,选项B 正确.答案:B2.解析:由于x -t 图像的斜率表示速度,则由图像可得出v A =24 m/s =12 m/s,v B =63 m/s=2 m/s,v C =-63 m/s =-2 m/s,D 图表示物体做变速运动,由此可得出,B 正确,A 、C 、D 均错误.答案:B3.解析:此人往返一次的位移为0,由平均速度的定义式可知,此人往返一次的平均速度的大小为0,设由坡顶到坡底的路程为s ,则全过程的平均速率为v =2ss v 1+s v 2=2v 1v 2v 1+v 2=4.8 m/s,故选项D 正确.答案:D4.解析:光速和声速相差很大,在传播约4.1 km 的距离时,光运动的时间非常短,对于估算来说可以忽略,其计算方法是声速v =340 m/s =0.34 km/s,所以x =vt =0.34 km/s×t ≈t3km.显然声速加倍后本题估算结果不再成立.点评:本题考查匀速直线运动的规律,通过测定距离,认识估算原理,考查学生的理解能力,解答本题时要抓住主要矛盾,忽略次要矛盾.答案:B5.解析:(1)屏幕上的数字“350千米/小时”指的是列车当时的瞬时速率.(2)由于前15分钟的运动情况不明确,则无法计算列车从北京南站到上海虹桥站行驶的路程.第2课时 实验:用打点计时器测量平均速度和瞬时速度必备知识基础练1.解析:电磁打点计时器使用复写纸,电火花计时器不用复写纸,故A 错;实验时应当先接通电源,再拉动纸带,故B 错;为减小摩擦,拉动纸带的方向应当与限位孔平行,故C 正确;打点计时器不能长时间连续工作,故D 正确.答案:CD2.解析:甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀,故甲、乙、丙不是做匀速运动,故A 错误;丙纸带上的点迹最多,则所用时间最长,而且位移小,故平均速度最小,故B 错误;甲、乙、丁上均有5个点,但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大,故丁的平均速度最大,故C 正确,D 错误.答案:C3.解析:(1)由纸带可知,相等时间内,从左向右点与点间隔越来越大,而小车在重物的牵引下速度越来越快,所以小车向左运动.(2)由图可知,A 点到D 点的距离是4.15 cm.(3)如果当时交变电流的频率为51 Hz,f >50 Hz,那么实际打点周期偏小,根据运动学公式v =xt,真实的速度值将大于测量值,所以速度的测量值与速度的真实值相比会偏小. 答案:(1)左 (2)4.13~4.17 (3)偏小4.解析:(1)由于纸带右端和运动物体相连,因此右端先打点,由纸带上点迹分布情况可知物体做减速运动;(2)在打出3、6这两点的时间间隔中,纸带运动的平均速度v =11.00+12.90+15.10×10-20.3m/s =1.30 m/s ;(3)由于物体做变速运动,故物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于3和5这两个点之间的平均速度,可得v 4=11.00+12.90×10-20.2m/s =1.20 m/s.答案:(1)减速 (2)1.30 (3)1.205.解析:由毫米刻度尺可读出0、1、3、4点的读数分别是10.00 cm 、12.60 cm 、22.60 cm 、30.00 cm.由题意知各计数点间的时间间隔Δt =4×0.02 s=0.08 s,由读数可得1、3两点和1、4两点间的位移大小分别是Δx 1=22.60 cm -12.60 cm =10.00 cm, Δx 2=30.00 cm -12.60 cm =17.40 cm,则1、3和1、4两点间的平均速度分别是v 1=Δx 1Δt 1=10.00×10-20.16 m/s =0.625 m/s,v 2=Δx 2Δt 2=17.40×10-20.24m/s =0.725 m/s,1、3两点更接近于2点,故2点的瞬时速度更接近于1、3两点间的平均速度0.625 m/s. 答案:10.00 cm 12.60 cm 22.60 cm 30.00 cm 0.625 0.725 0.625关键能力综合练1.解析:已知遮光条经过光电门的宽度为x =0.6 cm ;时间t =0.020 s ;则由平均速度公式可得:v =x t =0.6×10-20.02m/s =0.3 m/s,故B 正确.答案:B2.解析:把打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,把复写纸片套在定位轴上,并压在纸带上面,故A 错误;把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与约8 V 低压交流电源相连,故B 正确;实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差,故C 错误;取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离是x 0,用公式v =x 0t计算纸带运动的平均速度,故D 正确.答案:AC3.解析:由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短,所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示.经过第一个光电门的速度v 1=d Δt 1=3.0×10-20.29 m/s≈0.10 m/s ,经过第二个光电门的速度v 2=d Δt 2=3.0×10-20.11m/s≈0.27 m/s.答案:0.10 m/s 0.27 m/s4.解析:(1)A 、电磁打点计时器使用的是交流电源,因此要将导线接在低压交流电源上. B 、把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔.并压在复写纸下面. D 、若打n 个点,则有(n -1)个时间间隔,故这段纸带记录的时间Δt =0.02(n -1)s ;则6个点对应5个间隔为0.1 s ;(2)实验步骤的排列一般要先安装器材即首先进行BA 步骤,然后进行实验即E 步骤,实验结束要先关掉电源,即进行D 步骤,最后进行数据处理,即进行CF 步骤,故实验步骤的合理顺序是BAEDCF.答案:交流 限位孔 复写纸 0.1 s BAEDCF5.解析:打点计时器是根据交变电流的电流方向随时间迅速变化而工作的,打点周期等于交流电的周期,为0.02 s ;根据平均速度的定义得:在AC 间的平均速度v AC =x ACt AC=0.35 m/s ;在AD 间的平均速度v AD =x ADt AD=0.42 m/s,AC 段时间比AD 段时间更短,故AC 段平均速度与B 点瞬时速度更接近,即B 点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.答案:0.35 0.42 0.356.解析:(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T =0.1 s.(2)利用对平均速度取极限的思想方法,可近似求得v 5,取离5最近的两点4和6,求其两点间的平均速度近似等于v 5,即:v 5=0.129+0.15102×0.1m/s =1.40 m/s.答案:(1)0.1 (2)1.407.解析:(1)由题意知,该闪光照相机每秒闪光10次,故相邻小球影像间的时间间隔T =110s =0.1 s,由题图知A 与D 间有3个间隔,则小球从A 点运动到D 点的时间t =3×0.1 s =0.3 s.(2)求影像C 对应小球的速度,可以用BD 间的平均速度来求.由题图知x B =0.60 cm,x D =3.00 cm,则BD 间的平均速度v =x D -x B 2T = 3.00-0.60×10-22×0.1m/s =0.12 m/s,则影像C 对应小球的速度为0.12 m/s.(3)由题图可以看出,在运动过程中,相邻小球间的距离越来越大,由v =ΔxΔt知小球速度越来越大.答案:(1)0.3 s (2)0.12 m/s (3)小球的速度越来越大学科素养升级练1.解析:ΔxΔt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。
学校:百灵庙中学学科:高一物理编写人:史殿斌审稿人:
1.3运动快慢的描述—速度
课前预习学案
预习目标
1.通过预习知道速度的意义、公式、符号、单位。
2、能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。
3、知道速度和速率的区别。
4、会计算质点的平均速度,认识各种仪表中的速度。
预习内容
(一)坐标及坐标变化量
位移是描述变化的物理量
一个人从A点出发沿直线到达C点后再返回到B点静止,如图,已知AC=80m,BC=30m,则他走完全程所通过的路程为_____,人的位移为_______,位移的方向为________.
提出疑惑
课内探究学案
【学习目标】
(1) 理解坐标变化量的物理意义,能用坐标变化量表示直线运动的位移和时间.
(2) 通过极短时间内的平均速度认识瞬时速度。
通过瞬时速度,初步了解极限的思想
(3) 通过对日常生活中有关速度的实例的分析,体会变化率的概念及表达方式.
(4) 理解速度和速率的物理意义,知道速度是矢量
【学习重点】比值法定义速度,瞬时速度,平均速度的理解
【学习难点】对瞬时速度的理解
【学习过程】
一、速度
定义:物理学中用的比值称为物体的速度,通常用字母表示,如果在时间△t内物体的位移是△x,它的速度就可以表示为:。
速度是表示物理量,也就是描述物体的物理量,也表示单位时间物体发生的。
速度越大,表示物体运动越快,其位置变化也越快,其单位时间物体发生的位移越大。
在国际单位制中,速度的单位是,符号是,常用单位还有千米每小时(),厘米每秒(cm/s),1 m/s= km/h,1 m/s 1km/h (填大于、等于或少于)。
速度是矢量,既有大小,又有方向,速度的方向就是
二、平均速度和瞬时速度
阅读课本16页“平均速度和瞬时速度”并思考:
1、百米运动员,10s时间里跑完100m,那么他1s平均跑多少呢?
回答:
2、百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢?
回答:
3、你能根据上面你学习的知识得出平均速度的定义吗?
1.平均速度
1)定义:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,叫做这段时间(或这段位移)的平均速度,用表示。
2)定义式:
【例1】一物体沿直线运动,在连续五个1秒内的位移分别为1m,2m,0m,3m,4m.则以下各段时间的平均速度为多少?第1秒,第2秒,第3秒,第一个2秒,第二个2秒,前3秒,后3秒
【例2】一物体沿直线运动,先以3m/s的速度运动60m,又以2m/s的速度继续向前运动60m,物体在整个运动过程中平均速度是多少?
【例3】汽车沿着直线从甲地开往乙地,若在一半路程的平均速度为v1,后一半路程为v2,则汽车全程的平均速度为多少?
【例4】汽车沿着直线从甲地开往乙地,若汽车在前10s平均速度为10m/s,后10s平均速度为20m/s,则汽车全程的平均速度为多少?
【例5】汽车沿着直线从甲地开往乙地,若汽车在一半时间的平均速度为v1,后一半时间为v2,则汽车全程的平均速度为多少?
3)说明:
A.平均速度只能表示其快慢程度。
表示的是物体在t时间内的程度。
这实际上是把变速直线运动粗略地看成是来处理。
B.这是物理学中的重要研究方法──等效方法,即用已知运动研究未知运动,用简单运动研究复杂运动的一种研究方法。
C.平均速度只是对运动物体在某一段时间内(或某一段位移内)而言的,对同一运动物体,在不同的过程,它的平均速度可能是不同的,因此,平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的。
D.平均速度不是各段运动速度的平均值,必须根据平均速度的定义来求解。
2、瞬时速度
(1)瞬时速度能地描述了物体运动的快慢及方向,是矢量,一般情况下所提到的速度都是指速度.
(2)瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应
(3)瞬时速度的方向就是该状态下物体运动的方向.
3.两者的关系
(1)当位移足够小或时间足够短时,可以认为瞬时速度就等于 .
(2)在匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度相等.
4、轿车中常见的速度计能直接读出速度,这速度是表示速度?
5、速率:,是标量
【例6】试判断下面的几个速度中哪个是瞬时速度()
A.子弹出枪口速度是800m/s,以790m/s的速度击中目标
B.路口路标上写着15㎞/h
C.汽车从甲站开往乙站的速度是40㎞/h
D.汽车通过站牌时的速度是72㎞/h
E.小球第3秒末的速度是6m/s
F.汽车速度计上指示着速度60㎞/h
【反思总结】:
【当堂检测】
1.下列说法中正确的是()
A.平均速度就是速度的平均值B.瞬时速率是指瞬时速度的大小
C.火车以速度v经过某一段路,v是指瞬时速度
D.子弹以速度v从枪口射,v是平均速度
2、下列说法正确的是()
A. 若物体在某段时间内每个时刻的速度都等于零,则它在这段时间内任意一段时间的平均速度一定等于零。
B. 若物体在某段时间内平均速度为零,则它在这段时间内任一时刻的速度一定等于零。
C. 匀速直线运动中,物体任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度。
D.变速直线运动中一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度
3.一汽艇在相距2km的甲乙两码头之间往返航行,逆水时用1.5h,顺水时用1h,则往返一次的平均速度为________,平均速率为_________。
4.短跑运动员在100m竞赛中,测得7s末的速度是9m/s,10s末到达终点的速度是10.2m/s,则运动员登程中的平均速度是多少?
【课后练习与提高】
1.下列说法正确的是[ ]
A.速度是矢量,平均速度是标量 B.平均速度即为速度的平均值
C.瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度
D.瞬时速度可看作时间趋于无穷小时的平均速度
2.一个物体沿平直路运动,由静止起在10s内加速到20m/s,共运动了80m,该物体在10s 内平均速度是[ ]
A.20m/s B.10m/s C.8m/s D.都不对
3.一质点在x轴上并只朝着x轴的正方向运动,各个时刻的位置坐标如下表,则质点开
(1)质点在前10 s内的位移、路程各为多大?
(2)质点在4s末、8s末、16末的瞬时速度为多大?
(3)质点在0到18s这段时间内的平均速度多大?
(4)质点在5s到15s这段时间内的平均速度多大?
4.一质点做变速直线运动,若前t/3 内的平均速度为6m/s,后2t/3时间的平均速度为9m/s,则这段时间t内的平均速度为多少?.若质点前x/3的平均速度为3m/s,后2x/3的平均速度为6m/s,则这段位移的平均速度为为多少?
6.课本P18问题与练习。