3.運(yùn)動(dòng)快慢與方向的描述——速度 (4)

1、第一章第3節(jié)理解教材新知把握熱點(diǎn)考向知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二考向一考向二 考向三應(yīng)用創(chuàng)新演練隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)跟蹤訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)三知識(shí)點(diǎn)四1. 速度是用來描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢和運(yùn) 動(dòng)方向的物理量，是矢量。2瞬時(shí)速度是物體經(jīng)過某位置(或某時(shí) 刻)的速度，能準(zhǔn)確描述物體運(yùn)動(dòng)的 快慢。4速度時(shí)間圖像描述物體的速度 隨時(shí)間變化的規(guī)律，其圖像與t軸 所圍面積表示物體在這段時(shí)間內(nèi) 的位移大小。速度平均速度自學(xué)教材時(shí)間運(yùn)動(dòng)方向位移比值快慢重點(diǎn)詮釋 1平均速度的矢量性 平均速度既有大小又有方向，是矢量，其方向與物體位移的方向相同。 2平均速度的對(duì)應(yīng)性 做變速運(yùn)動(dòng)的物體，不同時(shí)間內(nèi)(或不同位移內(nèi))的平均速度一般是不同的，因此，

2、求平均速度時(shí)應(yīng)指明是對(duì)哪段時(shí)間(或哪段位移)而言。3平均速度和平均速率的比較平均速度平均速率定義位移與時(shí)間的比值路程與時(shí)間的比值意義粗略描述運(yùn)動(dòng)的快慢和方向僅表示運(yùn)動(dòng)快慢性質(zhì)矢量標(biāo)量關(guān)系平均速度大小一般小于平均速率，僅單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者大小才相等1關(guān)于速度，以下說法中正確的是 ()A速度大小不變的直線運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)B物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度v與運(yùn)動(dòng)的位移x成 正比，與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t成反比C公式v 適應(yīng)于任何運(yùn)動(dòng)形式D速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量解析：勻速直線運(yùn)動(dòng)是速度大小和方向都不變的運(yùn)動(dòng)，A中只注重了大小而忽略了方向，故A錯(cuò)誤。勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度與x、t均無關(guān)，故B錯(cuò)誤。速度的定

3、義式對(duì)任何運(yùn)動(dòng)都是成立的，是描述物體位置變動(dòng)快慢和方向的，故C、D正確。答案：CD實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量平均速度自學(xué)教材1電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)構(gòu)造：如圖131所示圖131電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 (2)工作原理： 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯出點(diǎn)跡的一種計(jì)時(shí)儀器。給電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率50 Hz電壓220 V的交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流，經(jīng)接正極的放電針和墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，而且在交流電的每個(gè)周期放電一次，因此電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)間的時(shí)間間隔等于交流電的周期0.02 s。 2用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量平

4、均速度 (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?練習(xí)使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟： 如圖132所示，將木板固定在鐵架臺(tái)上，把電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在傾斜的木板上，把小車與紙帶裝好，接好電源。 圖132 接通電源，將小車從斜面上由靜止開始釋放，紙帶上就會(huì)打出一系列點(diǎn)跡。 關(guān)閉電源，取下紙帶，以0.1 s為周期標(biāo)注計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖133所示。圖133 (3)分析與處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 觀察紙帶上的點(diǎn)跡，說明如何通過點(diǎn)跡判斷小車運(yùn)動(dòng)的快慢。 說明小車的速度是如何變化的。 測(cè)定小車在計(jì)數(shù)點(diǎn)OA、OB、OC、OD、OE、OF區(qū)間的平均速度。 通過數(shù)據(jù)分析，你能推斷出哪一區(qū)間的平均速度能比較

5、準(zhǔn)確地反映小車經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)的快慢？重點(diǎn)詮釋 實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng) (1)實(shí)驗(yàn)前要先檢查打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的穩(wěn)定性。 (2)接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶。 (3)選擇紙帶時(shí)應(yīng)選點(diǎn)跡清晰的，并適當(dāng)舍棄密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)。 (4)測(cè)量各段位移時(shí)不要分段測(cè)量，要盡可能地一次測(cè)量完畢，即一次性測(cè)量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)之間的距離。 (5)要區(qū)分打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)和人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，為了便于處理，一般在紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)(或者說每5個(gè)點(diǎn))取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T0.025 s0.1 s。2在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，下列說法正確的是 ()A應(yīng)先接通電源，再使紙帶運(yùn)動(dòng)B應(yīng)先使紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源C在使紙帶運(yùn)動(dòng)的

6、同時(shí)接通電源D先使紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以解析：先接通電源再使紙帶運(yùn)動(dòng)，目的是使打點(diǎn)穩(wěn)定并使紙帶上打出的點(diǎn)更多，紙帶利用率更高，故A對(duì)。 答案：A瞬 時(shí) 速 度自學(xué)教材1定義物體在某一時(shí)刻或某一 的速度。2方向物體在某一時(shí)刻或某一位置的 方向。3速率瞬時(shí)速度的大小稱為瞬時(shí)速率，簡稱速率。位置運(yùn)動(dòng) 1對(duì)瞬時(shí)速度的理解 (1)瞬時(shí)速度的意義：精確的描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向。 (2)瞬時(shí)速度的矢量性：瞬時(shí)速度是矢量，既有大小又有方向，方向就是物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的運(yùn)動(dòng)方向，即物體在運(yùn)動(dòng)軌跡上過該點(diǎn)時(shí)的切線方向。重點(diǎn)詮釋2瞬時(shí)速度與平均速度的區(qū)別與聯(lián)系平均速度瞬時(shí)速度區(qū)別大小大小與物體不同

7、的運(yùn)動(dòng)階段有關(guān)大小與物體所處的位置或時(shí)刻有關(guān)方向是矢量，方向與位移方向相同是矢量，方向與物體在某一時(shí)刻或某一位置運(yùn)動(dòng)的方向一致描述程度只能粗略描述物體運(yùn)動(dòng)快慢能夠精確描述物體的運(yùn)動(dòng)方向和快慢的物理量平均速度瞬時(shí)速度區(qū)別對(duì)應(yīng)量與某一過程中的位移、時(shí)間對(duì)應(yīng)與某一瞬間的位置、時(shí)刻對(duì)應(yīng)聯(lián)系二者都是描述物體運(yùn)動(dòng)方向和快慢的物理量。平均速度與瞬時(shí)速度大小、方向一般不同，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩者大小、方向相同3下列語句的描述中，有關(guān)速度的含義是指平均速度的是 ()A子彈射出槍口的速度是800 m/s，以790 m/s的速 度擊中目標(biāo)B小球在光滑路面上滑行，第3 s末的速度是6 m/sC汽車從甲站行駛到乙

8、站的速度是40 km/hD百米賽跑中，某運(yùn)動(dòng)員在50 m處的速度為10 m/s解析：子彈射出槍口的速度，是指子彈經(jīng)過槍口這個(gè)位置時(shí)的速度，是瞬時(shí)速度，擊中目標(biāo)的速度也是和某一位置相對(duì)應(yīng)，是瞬時(shí)速度；小球第3 s末的速度是指第3 s末這個(gè)時(shí)刻的速度，是瞬時(shí)速度；運(yùn)動(dòng)員在50 m處的速度和某個(gè)位置相對(duì)應(yīng)，所以是瞬時(shí)速度；汽車從甲站行駛到乙站的速度，指從甲站到乙站這個(gè)過程中的速度，屬于平均速度。答案：C 速度時(shí)間圖像自學(xué)教材 1定義 描述速度v與 關(guān)系的圖像，簡稱速度圖像。 2vt圖像的作法 以橫軸表示時(shí)間，縱軸表示速度，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)取單位長度，選定標(biāo)度，描出數(shù)據(jù)點(diǎn)，用平滑曲線連接各點(diǎn)得到vt圖像。

9、時(shí)間t重點(diǎn)詮釋 (1)vt圖像能夠直觀地描述做直線運(yùn)動(dòng)的物體，速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。 (2)vt圖像只能用來描述直線運(yùn)動(dòng)，而不能描述曲線運(yùn)動(dòng)，故vt圖像發(fā)生彎曲，并不表示物體的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線。 (3)幾種直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像的特點(diǎn)： 勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像。 a從勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖像上可以得知物體速度的大小和方向。直線在t軸的上方速度為正，即與規(guī)定的正方向相同；在t軸下方速度為負(fù)，即與規(guī)定的正方向相反，如圖134中的圖線a、b所示。圖134 b從勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖像上可以求出運(yùn)動(dòng)物體的位移。由位移公式xvt，在速度圖像上位移的大小就對(duì)應(yīng)著邊長分別為v0和t0的一塊矩形面積。如圖135所示，陰

10、影部分的面積表示做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體在t0時(shí)間內(nèi)的位移大小，即圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移。圖135 變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像。 變速直線運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度隨時(shí)間而改變，所以其vt圖像不是平行于t軸的直線，如圖136所示。圖136 4如圖137所示圖像中，能表示質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是 ()圖137解析：由圖可以看出A項(xiàng)中v隨t而增大，B項(xiàng)中v隨t減小后又反向增大，均做變速運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)的圖像表示物體靜止不動(dòng)，D項(xiàng)中圖像表示物體的速度不隨時(shí)間變化。答案：D對(duì)平均速度與瞬時(shí)速度的理解 例1下列關(guān)于瞬時(shí)速度和平均速度的說法中正確的是 () A若物體在某段時(shí)間內(nèi)每時(shí)刻的瞬時(shí)速度都等于零，則它

11、在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定等于零 B若物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于零，則它在這段時(shí)間內(nèi)任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度一定等于零 C勻速直線運(yùn)動(dòng)中任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都等于它任一時(shí)刻的瞬時(shí)速度 D變速直線運(yùn)動(dòng)中任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度一定不等于它某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度 審題指導(dǎo)解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)平均速度只能表示物體在某一過程或某一時(shí)間內(nèi)的平均快慢情況。 (2)瞬時(shí)速度表示物體在某一位置或某一時(shí)刻的速度，能準(zhǔn)確描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢。 解析由于各時(shí)刻的瞬時(shí)速度都等于零，即物體靜止，因此平均速度也一定等于零，故A正確；物體從某點(diǎn)沿一曲線運(yùn)動(dòng)又回到原出發(fā)點(diǎn)，則平均速度為零，但各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度不為零

12、，故B錯(cuò)誤；勻速直線運(yùn)動(dòng)中速度不變，平均速度與瞬時(shí)速度相等，故C正確；由于運(yùn)動(dòng)情況不確定，一段時(shí)間的平均速度可能等于某時(shí)刻的瞬時(shí)速度，故D錯(cuò)誤。 答案AC借題發(fā)揮 (1)在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，速度不變，平均速度與瞬時(shí)速度相等。 (2)在變速直線運(yùn)動(dòng)中，瞬時(shí)速度是變化的；平均速度與所對(duì)應(yīng)的時(shí)間段有關(guān)，也是變化的，某時(shí)刻的瞬時(shí)速度與某段時(shí)間內(nèi)的平均速度大小沒有必然聯(lián)系，可能相等，也可能不相等。 (3)各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度為零，說明物體一定靜止。而某段時(shí)間內(nèi)的平均速度為零，則只能說明該時(shí)間內(nèi)位移為零，物體可能靜止，也可能運(yùn)動(dòng)。1. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，用毫米刻度尺

13、測(cè)量情況如圖138所示，紙帶上A、C兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為_s，紙帶在A、C間的平均速度為_m/s，在A、D間的平均速度為_m/s。二者之間B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于_m/s。圖138答案：0.040.350.4250.35平均速度與平均速率的比較圖139思路點(diǎn)撥解答本題應(yīng)明確以下幾個(gè)概念的區(qū)別：(1)位移與路程的區(qū)別。(2)平均速度與平均速率的區(qū)別。答案(1)位移大小為28.3 cm，方向由A點(diǎn)指向B點(diǎn)；路程為94.2 cm。(2)14.2 cm/s47.1 cm/s(3)曲線運(yùn)動(dòng)中的平均速率大于平均速度的大小。借題發(fā)揮 平均速率是做變速運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的總路程與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值，而平均速度是物體的位

14、移與時(shí)間的比值，因位移一般不等于路程，故平均速率一般不等于平均速度的大小。2. 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B、C，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1310所示。三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從N點(diǎn)出發(fā)，同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)，且均無往返運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是 ()A三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)到M點(diǎn)的平均速度相同B三個(gè)質(zhì)點(diǎn)任意時(shí)刻的速度方向都相同C三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)出發(fā)到任意時(shí)刻的平均速度都相同D三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)到M點(diǎn)的平均速率相同圖1310解析：由圖可知A、B、C三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)到M點(diǎn)的路徑不同，所以三質(zhì)點(diǎn)的路程不同，但它們的位移相同，都是由N指向M的有向線段，又由于從N到M三個(gè)質(zhì)點(diǎn)所用時(shí)間相同，所以它們的平均速度相同，而平均速率不同，A正確，D錯(cuò)誤；三質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，B

15、做單向直線運(yùn)動(dòng)，而質(zhì)點(diǎn)A和C沿曲線運(yùn)動(dòng)，方向隨時(shí)都在改變，所以B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：A 對(duì)vt圖像的進(jìn)一步理解 例3某物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖1311所示，下列說法中正確的是 () A. 物體在第1 s末運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化 B第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的速度方向是相同的 C物體在第2 s內(nèi)返回出發(fā)點(diǎn)，向反方向運(yùn)動(dòng) D在這7 s內(nèi)物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)圖1311 思路點(diǎn)撥物體的速度方向與正方向同向時(shí)速度為正值，物體的速度方向與正方向反向時(shí)速度為負(fù)值。 解析物體在第1 s末運(yùn)動(dòng)方向沒有發(fā)生變化，A錯(cuò)；第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的速度方向是相反的，B錯(cuò)；物體在第2 s內(nèi)位移變大，向正方向運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)；整個(gè)過程中物體做的是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，D正確。 答案D借題發(fā)揮 (1)由vt圖像可以確定物體在各時(shí)刻的速度的大小和方向。 (2)由vt圖像可以確定物體在各段時(shí)間內(nèi)速度大小的變化趨勢(shì)，即是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)。 (3)圖像與t軸交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的