教科版高中物理必修一《运动快慢与方向的描述--速度》课件1-新版(20190823200109)

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瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位
置）的速度。
△t
A △t
Ｘ/ｍ
△t
当∆ｔ非常非常小时所得平均速度就可认为 质点在A处的瞬时速度：
=V
x t
△t→0
匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动，在
匀速直线运动中平均速度编和辑p瞬pt 时速度相等。
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思考：下列所说的速度中，哪些是平均速度， 哪些是瞬时速度？
大小：由公式计算。
方向：？
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思考
速度的方向是由什么决定？
A
BC
பைடு நூலகம்
Δx1
Δx2
-30
-20
-10
0
10
20
30 40 x/km
V的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定，
正号表示与规定的正方向相同，负号表示与规定的正
方向相反,反映物体运动的方向。
物理意义：速度大小在数值上等于单位时 间内物体位移的大小；速度的方向是物体运动 的方向。
1.百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线。 2.经过提速后，列车的速度达到150km/h. 3.由于堵车，在隧道中的车速仅为1.2m/s. 4.返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中。 5.子弹以800m/s的速度撞击在墙上。
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四、速度和速率 速率：瞬时速度的大小，是标量。
汽车的速度计显示的是 _速率_
思考：平均速度的大小是否也叫平均速率呢？
不是
平均速度=位移/时间 平均速率=路程/时间
在单向直线运动中大小相等
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思考：甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一 圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗?怎样 比较他们运动的快慢?

排斥,振针周期性地打在复写
纸上,复写纸压在纸带上,在穿
过限位孔的纸带上留下点迹
电火花打点计时器发出的脉 冲电流经接正极的放电针、墨 粉纸盘到接负极的纸盘轴,产 生火花放电,放电生热,将墨粉 留在纸带上,于是在运动的纸 带上就打出一系列点迹
探究一
探究二
探究三
打点计时器是用来计时的仪器,可以从纸带上直接得到的物理 作 量是时间,可以测量的物理量是位移,可以计算的物理量是平均 用 速度、瞬时速度和加速度(后面学到)等.
探究一
探究二
探究三
打点计时器的使用
仪 器
打点计时器(电源频率 50 Hz,每隔 0.02 s 打一次点)
电磁打点计时器(4~6 V 交流电 电火花打点计时器(220
源)
电源)
V
交流
工 作
交变电流通过线圈时,类似于 电磁铁,产生磁性,由于是交变
原 理
电流,所以磁极交替变化,将振 片磁化,与永久磁铁相互吸引
,
瞬时速度可看做当 Δ������ →0 时 Δt 内的平均速度
(2)匀速直线运动中,瞬时速度和平均速度始终相同
探究一
探究二
探究三
平均速度和平均速率的区别和联系
对比 平均速度
平均速率
区 定义 别 性质
物体运动的位移与发生这段 位移所用时间的比值 是矢量,既有大小,又有方向
物体运动的路程与通过这段 路程所用时间的比值 是标量,只有大小,没有方向
速度
描述物体运动快慢和运动
(1)公式
v=
������x ������t
方向的物理量
(2)单位:m/s
(3)换算:1 m/s=3.6 km/h
平均速度

第一章 运动的描述
一、速度（velocity）：
位移与发生这段位移所用时间的比值
符号：v
x
v＝ t
单位：米每秒(m/s)、千米每时(km/h)、厘米每秒(cm/s)等
ห้องสมุดไป่ตู้
速度是矢量，既有大小又有方向
物理意义：描述物体位置变化快慢（运动快慢） 及方向的物理量
定义理解 ——比值定义法 1、速度的大小与位移成正比对吗？ 2、速度的大小与时间成反比对吗？
【解析】根据某段时间内的平均 速度可以“粗略”代表某点的瞬时 速度的思想，计算打点计时器打
下B、C、D各点时的瞬时速度.
vB
xAC 2T
52.00 103 2 0.1
m/s=0.26
m/s
图1-3-4
由速度的定义式v=Δx/Δt知，当Δt很小时，v可表示某点
的瞬时速度，打点计时器在纸带上打出的相邻两点间的时间间隔为 0.02 s，时间比较短，因此可用纸带上与待测点相邻的两点间的平均 速度来表示待测点的瞬时速度.
1
在“用打点计时器测量平均速度”的实验中，如
（5）用打点计时器测量平均速度 实验步骤
①如图1-3-2所示，将木板固定在铁架
台上，把电火花打点计时器安装在倾斜的 木板上，把小车与纸带装好，接好电源.
图1-3-2
②接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放，
纸带上就会打出一系列点迹.
③关闭电源，取下纸带，以0.1 s为周期标注计
数点，如图1-3-3所示.
3、速度的方向是由什么决定？它的正负符号
的物理意义是什么？
A
BC
Δx1
Δx2
-30
-20
-10
0
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例1： 汽车以36 km/h的速度从甲地匀速行驶到乙地用了2 h.如果汽车从乙地返回甲地仍做匀速运动,用了2.5 h，那么汽车返回时的速度为(设甲、乙两地在同一直线上)( ) A. -8 m/s B. 8 m/s C. -28.8 km/h D. 28.8 km/h 【点拨】理解速度是矢量.
【解析】本题中汽车从甲地到乙地的速度为36 km/h，为正值，就隐含着从甲地到乙地的速度为正，所以返回时速度为负值，故B、D错误.根据题意知，甲、乙两地的位移x=36×2 km=72 km，所以返回速度为v= =-28.8 km/h=-8 m/s,故A、C正确. 【答案】AC 【点评】速度是矢量，既有大小又有方向.为了区分两个相反方向的速度，通常选定一个正方向，与正方向相同的记为正，与正方向相反的记为负.这个正方向可根据具体情况来选定，也有的隐含在题目当中.
2. 关于瞬时速度、平均速度，以下说法中正确的是( ) A. 瞬时速度可以看成时间趋于零时的平均速度 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的平均值大小相等 C. 物体做变速运动时，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 【解析】当时间非常短时，物体的运动可以看成在这段很小时间内的匀速运动，平均速度等于瞬时速度，故A正确；平均速度是位移跟发生这段位移所用时间的比值，而不是各时刻瞬时速度的平均值，故B错误;根据定义，平均速度的大小不是平均速率，平均速度是位移与时间的比值,而平均速率是路程与时间的比值，故C错误;根据平均速度的定义，D也是错误的. 【答案】 A

2．瞬时速度与平均速度的区别与联系
平均速度
瞬时速度
定 物体的位移与发生这段 物体在某一时刻(或某一
区 义 位移所用时间的比值
位置)的速度
别公 式
v ＝ΔΔxt
v＝ΔΔxt (Δt→0)
平均速度
瞬时速度
大小与物体不同的 大小与物体所处的位置 大小
运动阶段有关 或时刻有关
是矢量，方向与物体在
区
是矢量，方向与位
(或某段时间)的平均快慢，其大
小为－v ＝ΔΔxt 。 4．速度—时间图像描述物体的速度
随时间变化的规律，其图像与t轴 所围面积表示物体在这段时间内 的位移大小。
速度 平均速度
1．速度
[自学教材]
(1)定义：位移与发生这段位移所用 时间 的比值。
(2)公式：v＝
Δx Δt
＝xt22－－tx11。
(3)瞬时速度是个极限概念，其实质是指物体在某时刻 前后无穷短时间内的平均速度。即在公式 v ＝ΔΔxt 中，如果 时间 Δt 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。
(4)在变速直线运动中，各点的瞬时速度是变化的；在 匀速直线运动中，各点的瞬时速度都相同，所以任一段时 间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度。
解析：由题意知，相邻两点间的时间间隔为 0.02 s。 A、C 间对应的时间间隔为 0.02×2 s＝0.04 s。 A、D 间的距离为 25.5 mm＝0.025 5 m A、C 间的距离为 14.0 mm＝0.014 0 m 由公式 v＝ΔΔxt 得
vAC＝20×.0104.002 m/s＝0.35 m/s， vAD＝30×.0205.052 m/s＝0.425 m/s。 B 点的瞬时速度更接近于 A、C 间的平均速度， 即 vB≈0.35 m/s。 答案：0.04 0.35 0.425 0.35

初位置 (m)
D
0
E
50
末位置(m) 2000 5050
经过时间(s) 41 80
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速度（velocity）：位移与发生这个位移所用时间的比值。
速度是表示物体的运动快慢的物理量。
速 1、物理符号：v
度 2、国际单位：米每秒（m/ s）。 常用单位：km/h、cm/s
v x t
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新课导入
龟兔赛跑
乌龟和兔子赛跑，它们都从A点开始出发，中途有个休息点B离A 点200m，最终都思要考到达C点，前15分钟的时候，兔子很快的就到 了B点，而乌龟才跑不到10m路。
1.在比赛的两个阶段，究竟是
后来呢，兔子在谁B跑点得睡更着了快，一而点乌呢龟？还在一步一步的努力爬着， 最终到达先到达2了.如C点何赢用得所比学赛的，物这理个知时识候解兔释子？才醒来跑到C点。
3、速度是矢量，既有大小又有方向
4、速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小；速度
的方向与物体运动的方向相同。
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例题1： 1、下列关于速度的说法不正确的是（ ） A、速度描述物体运动的快慢，只有大小。 B、物体运动时间越短，速度越大。 C、物体运动位移越大，速度越大。 D、物体位置变化越快，速度越大。
时 速
运动过程的细节问题,只考虑初末位置及整个过程的运动时间问题.
度
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瞬时速度
物体经过某一位置或在某一时刻的运动快慢程度就是瞬时速度瞬时速度
平 的大小称之为速率，速率是标量。
均
速
度
与
瞬
时
速 度

5．方向：速度是矢量，其方向就是物体 _运__动___的方向．
6．速度的大小在数值上等于物体在_单__位__ _时__间__内发生的位移．
发生位移越大的物体一定运动的越快吗？
【提示】 不一定．由于描述物体运动的快慢用速 度，速度等于物体发生的位移与发生这段位移所用 时间的比值，由于不知道时间长短，所以无法确定 物体运动的快慢．
五、速度—时间图象
1．定义 以速度v为_纵__轴__、时间t为_横__轴__，建立平面 直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的
瞬时速度值，在坐标系中描出一系列点，再
用平滑曲线把这些点连接起来，就得到了一 条能够描述速度v与时间t变化关系的图象(v －t图象)，简称速度图象．
2．意义 图象上的一点表示某时刻的瞬时速度．
3.运动快慢与方向的描述——速度
1.如右图所示是某轿车行驶 在高速公路上的速度表，由 表可知该轿车行驶速度是 ________km/h，以此速度匀 速行驶 180 km 的路程，需要 的时间是________h.
【答案】 90 2
2．一列长100 m的列车，穿过长500 m的山洞，若 火车运行速度是108 km/h，火车穿过山洞所用时间 是________s.
4.有一辆汽车沿笔直公路行驶，第1 s内通过5 m的距 离，第2 s内和第3 s内各通过20 m的距离，第4 s内通 过15 m的距离，第5 s内反向通过10 m的距离，求这 5 s内的平均速度和平均速率及后2 s内的平均速度和 平均速率．
【解析】 在 5 s 内的位移为 Δx1＝5 m＋20 m＋20 m＋15 m－10 m＝50 m 平均速度为 v1＝Δtx1 1＝550 m/s＝10 m/s 在 5 s 内的路程为 l1＝5 m＋20 m＋20 m＋15 m＋10 m＝70 m

图像如图所示．下列说法中正确的 是( )
A．0～2 s 内汽车的速度方向沿正向，且速度逐渐增大 B．2～4 s 内的位移为 4 m C．第 1 s 末与第 3 s 末的速度方向不同 D．5 s 时物体又回到了初始位置
12/10/2021
第三十二页，共四十二页。
间 Δt 内发生的位移的方向相同． 12/10/2021
第六页，共四十二页。
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2．瞬时速度 (1)定义：物体在某一时刻或某一位置的速度称为瞬时速度． (2)物理意义：描述物体在某一时刻(或某一位置)运动的快慢和方向． 3．速率和速度的区别 (1)速率：瞬时速度的大小 称为瞬时速率，简称速率． (2)速度与速率的区别：速度是矢量，速率是标量；速率只反映物体 运动的快慢，而速度却同时反映运动的快慢和运动的方向．
A．v1>v2
B．v1<v2
C．v1＝v2
D．不确定
12/10/2021
第二十六页，共四十二页。
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A [(1)物体的总位移为：x＝5t＋2t＝7t，则全程的平均速度为：
v1＝2xt＝27tt＝3.5 m/s.
(2)全程的运动时间为：
t′＝x′5 ＋x′2 ＝7x10′，
则全程的平均速度为：v2＝2tx′′＝27xx′′＝270 m/s. 10
12/10/2021
第七页，共四十二页。
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三、速度—时间图像 1．定义：以速度为纵轴，时间为横轴，建立一个平面直角坐标系， 在该坐标系中画出物体的速度 v 随时间 t 变化关系的图像． 2．匀速直线运动的速度—时间图像 如图所示，是一条平行于时间轴 的直线．
3．利用速度—时间图像求位移
匀速直线运动的速度—时间图像与 t 轴所围的矩形的“面积”表示物

[拓展] 测量手拉纸带的位移和时间 组织学生每两人一组，利用停表、纸带、彩色水笔和米尺设计一个 实验，同时将位移和时间一起测量出来．实验方案：如图，一位同学 手拿一支彩色水笔，手可以上下移动，但不要左右移动；另一位同学 牵动一条宽约1 cm的长纸带，使纸带在笔下沿着直线向前移动．拿笔 的同学看着表，每隔1 s用笔在纸上点一个点．两位同学配合完成实验 后，在点迹旁标出打下各个点迹时的时刻，并用米尺测量各点迹到出 发点的位移．
【思维方法】
(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)求解瞬时速度的方法 用一段很短时间内的平均速度代替瞬时速度，这是极限法的应用．
【典例示范】 题型1 用打点计时器测速度 例4 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， 用毫米刻度尺测量，情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为 ___0_.3_5___ m/s，在A、D间的平均速度是___0_.4_3___ m/s，在B点的瞬时 速度更接近于___0_.3_5___ m/s.
【典例示范】 题型1 平均速度与瞬时速度的判断 例1 下列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任一时刻的瞬时速度都等于零，则它在这 段时间内的平均速度不一定等于零 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．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它在某 一时刻的瞬时速度
2．出现下述问题的主要原因是什么？
提示：混淆了瞬时速度和平均速度的概念．

移为15米，第三个5秒内的位移为12米，请分别求出它在每个 5秒内的平均速度以及这15秒内的平均速度？
v1 =2 m/s v2 =3 m/s v3 =2.4 m/s v4 =2.5 m/s
1.运动的快慢用速度来描述. 2.速度有平均速度和瞬时速度之分. 3.瞬时速度的大小叫速率．
例：一辆汽车沿直线从甲地到乙地， (1) 前一半时间的速度为60m/s，后一半时间的速度为80m/s， 则全过程中的平均速度是多少？ (2)如果前一半位移的速度为60m/s，后一半位移的速度为 80m/s，则全过程中的平均速度为多少？
思考与讨论： (1)上述汽车在向哪个方向运动？如何表示？ (2)C到B的位移呢? (3)A到D呢？
(4)D到E呢？
你有结论了吗? Δx的绝对值表示位移的大小;正负号表示方向; Δx为正值表示位移的方向与x轴正方向相同; Δx为负值表示位移的方向与x轴正方向相反.
回顾：时刻与时间 A 0 1 2 B
况完全相同吗？
结论：速度仅指出大小是不够的，还必须有方向.
小虫沿小桌边缘由 A 点开始顺时针爬行一周所 试一试 用时间为 t，桌面为正方形，边长为 l，已知小
虫沿每边运动时间相等。求：小虫由A分别运
动到B、C、D点各过程的平均速度及全程的平 均速度. B C
A
D
关于平均速度的几点理解 1.平均速度表示了物体(质点)位置改变的大致状况 2.平均速度是矢量,即既有大小又有方向其方向与位移方向 相同 3.平均速度是从整体上来研究物体的运动情况的,平均速度不 考虑运动过程的细节问题,只考虑初末位置及整个过程的运动 时间问题.
3.定义式
4.m/s
x v t
巩固练习 1.下列关于速度的说法不正确的是（ ABC ） A.速度描述物体运动的快慢，只有大小 B.物体运动时间越短，速度越大 C.物体运动位移越大，速度越大 D.物体位置变化越快，速度越大