高中物理全程學習方略配套運動快慢的描述――速度（人教版）-完整版課件

一、對平均速度和瞬時速度的理解1.平均速度（1）反映一段時間內(nèi)物體運動的平均快慢程度，它與一段位移或一段時間相對應.（2）在變速直線運動中，平均速度的大小跟選定的時間或位移有關(guān)，不同時間段內(nèi)或不同位移上的平均速度一般不同，必須指明求出的平均速度是對應哪段時間內(nèi)或哪段位移的平均速度，不指明對應的過程的平均速度是沒有意義的.（3）在變速直線運動中，兩段時間或兩段位移的平均速度，一般不相同.（4）平均速度是矢量，其大小可由公式求出，其方向與一段時間Δt內(nèi)發(fā)生的位移的方向相同，與運動方向不一定相同.2.瞬時速度（1）瞬時速度精確地描述了物體運動的快慢及方向，是矢量，一般情況下所提到的速度都是指瞬時速度.（2）瞬時速度與某一時刻或某一位置相對應，即對應于某一狀態(tài).（3）瞬時速度的方向就是該狀態(tài)物體運動的方向.（4）瞬時速度的大小稱為瞬時速率，簡稱速率.3.兩者的關(guān)系（1）當位移足夠小或時間足夠短時，可以認為瞬時速度就等于平均速度.（2）在勻速直線運動中，平均速度和瞬時速度相等.(1)平均速度的大小與瞬時速度的大小沒有必然的關(guān)系，即瞬時速度大的物體，其平均速度不一定大.(2)平均速度與速度的平均值是不同的，速度的平均值并不一定等于平均速度.

【典例1】氣象臺對某次臺風預報是：風暴中心以18km/h左右的速度向西北方向移動，在登陸時，近中心最大風速達到33m/s……，報道中的兩個速度數(shù)值分別是指（）A.平均速度，瞬時速度B.瞬時速度，平均速度C.平均速度，平均速度D.瞬時速度，瞬時速度

【解題指導】解答本題應注意以下兩點：（1）平均速度與時間或位移相對應.（2）瞬時速度與時刻或位置相對應.

【標準解答】選A.平均速度對應的是一段時間或一段位移，而瞬時速度對應的是時刻或位置，18km/h指的是臺風向西北方向移動一段時間或一段位移的平均速度，33m/s指的是臺風登陸時刻的瞬時速度.故A正確.【規(guī)律方法】平均速度與瞬時速度的大小關(guān)系平均速度的大小與瞬時速度的大小無必然關(guān)系，平均速度大的物體，其瞬時速度不一定大；平均速度為零的物體，其瞬時速度也可能很大.在勻速直線運動中，物體的平均速度等于瞬時速度，在其他運動中，物體的平均速度一般不等于其瞬時速度.【變式訓練】（2011·鄭州高一檢測）下列說法正確的是（）A.平均速度就是速度的平均值B.瞬時速率是指瞬時速度的大小C.火車以速度v經(jīng)過某一段位移，是指瞬時速度D.子彈以速度v從槍口射出，是平均速度【解析】選B.平均速度為位移與時間的比值，不一定等于速度的平均值，A錯；瞬時速率是指瞬時速度的大小，簡稱速率，B對；火車經(jīng)過某段位移時對應的速度是指平均速度，C錯；子彈從槍口射出時的速度是指瞬時速度，D錯.二、平均速度、平均速率和速率的關(guān)系1.平均速度和平均速率（1）平均速度指在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用的時間的比值，其表達式為：而平均速率等于路程與時間的比值，即：兩者都與某段時間有關(guān)，是過程量.（2）平均速率不是平均速度的大小，它們的大小沒有必然的關(guān)系.物體的平均速率大，其平均速度不一定大；物體的平均速度為零，其平均速率不一定為零，但平均速率為零，其平均速度一定為零.在一段時間內(nèi)，它們的大小關(guān)系為：平均速度大小≤平均速率.2.速率與平均速率（1）速率為瞬時速度的大小，是瞬時速率的簡稱，而平均速率為路程與時間的比值，不是速率的平均值.兩者均是標量，前者是狀態(tài)量，后者是過程量.（2）速率與平均速率沒有確定的必然關(guān)系，某一運動過程中，速率可能大于平均速率，也有可能小于或者等于平均速率.

（1）瞬時速率是瞬時速度的大小，但平均速率不是平均速度的大小.(2)在勻速直線運動過程中，速率、平均速率、平均速度的大小均相等.【典例2】一物體以v1=4m/s的速度向東運動了5秒后到達A點，在A點停了5秒后又以v2=6m/s的速度沿原路返回，運動了5秒后到達B點，求物體在全程的平均速度和平均速率.【解題指導】平均速度和平均速率是兩個不同的概念，平均速率不是平均速度的大小，它們的大小應用其定義式來求解.【標準解答】物體全程的位移大小x=v2t2-v1t1=6×5m-4×5m=10m,全程用時t=5s+5s+5s=15s,故平均速度大小方向水平向西.物體全程的路程s=v2t2+v1t1=6×5m+4×5m=50m,故平均速率【規(guī)律方法】平均速度和平均速率的求解方法首先應明確平均速率不是平均速度的大小，它們的大小沒有必然的關(guān)系.其次要明確兩種物理量的求解要應用它們的定義式，即【互動探究】試求例題中：（1）前5秒的平均速度和平均速率.（2）物體在3秒、8秒和12秒時的速率.【解析】（1）前5秒物體以v1=4m/s的速度向東勻速運動，此段時間內(nèi)平均速度等于運動速度4m/s，方向水平向東，平均速率和速率均為4m/s.（2）物體在3秒時的速率為4m/s，8秒時物體靜止，12秒時的速率為6m/s.答案：（1）4m/s方向水平向東4m/s（2）4m/s06m/s【變式備選】下列各物理量均屬于矢量的是（）A.速度、速率B.平均速度、平均速率C.平均速度、瞬時速度D.平均速率、瞬時速率【解析】選C.速度、平均速度、瞬時速度既有大小又有方向，是矢量，速率、平均速率、瞬時速率只有大小沒有方向，是標量，故C正確.【典例】汽車沿直線從甲地開往乙地.（1）若在前一半路程的平均速度為v1,后一半路程的平均速度為v2,則汽車全程的平均速度為多少？（2）若汽車在全程所用時間的前一半時間的平均速度為v1,后一半時間的平均速度為v2,則全程的平均速度為多少？（3）若v1≠v2,兩種情況下的平均速度哪個大？【解題指導】【標準解答】（1）設(shè)甲、乙兩地的距離為x,前一半路程所用時間為t1,后一半路程所用時間為t2,根據(jù)平均速度的定義式：則有又：解得:(2)設(shè)全程所用時間為t,前一半時間的位移為后一半時間的位移為由平均速度的定義式得：(3)兩平均速度求差有：由于v1≠v2，所以有即后一種情況的平均速度較大.答案：(1)(2)(3)后一種情況平均速度較大

不能正確理解平均速度造成錯誤短跑運動員在100m比賽中，以8m/s的速度迅速從起點沖出，到50m處的速度是9m/s,10s末到達終點的速度是10.2m/s,則運動員在全程中的平均速度是A.9m/sB.10.2m/sC.10m/sD.9.1m/s【正確解答】由平均速度的定義式得故C正確.正確答案：C【易錯分析】本題易錯選項及錯誤原因具體分析如下：1.關(guān)于速度，下面的說法正確的是（）A．通過路程長的物體速度大B．通過相同的路程，所用時間少的物體速度大C．單位時間內(nèi)通過路程長的物體速度大D．運動快的物體速度大【解析】選D.速度為位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，某段時間內(nèi)的速度大小與路程無關(guān)，A、B、C錯.速度是表示物體運動快慢的物理量，D對.2.(2011·漳州高一檢測)一汽車在平直的公路上先以72km/h的速度行駛20km，又以108km/h的速度行駛10km，則汽車在這30km的全程中的平均速度為（）A.20m/sB.22.5m/sC.25m/sD.81m/s【解析】選B.汽車前20km用時后10km用時故總用時全程中的平均速度B選項正確.3.有關(guān)瞬時速度、平均速度，下列說法中正確的是（）A.瞬時速度是物體在某一位置或某一時刻的速度B.平均速度等于某段時間內(nèi)物體運動的位移與所用時間的比值C.做變速運動的物體，平均速度就是速度的平均值D.做變速運動的物體，平均速度是物體通過的路程與所用時間的比值【解析】選A、B.根據(jù)定義可知，瞬時速度是物體在某一時刻或某一位置的速度，平均速度是物體在某段時間內(nèi)的位移與所用時間的比值，不一定等于速度的平均值，由此可知，A、B正確，C、D錯.4.“嫦娥二號”于2010年10月1日18時59分57秒在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，點火后1533秒時，火箭將加速到10.9km/s，這個速度就是奔月速度.此時，“嫦娥二號”在某一高度完成星箭分離，并獲得了圓滿成功.下列說法正確的是（）A.研究衛(wèi)星繞月球運行時，不能把衛(wèi)星看成質(zhì)點B.奔月速度10.9km/s是指平均速度C.描述火箭的運動要以火箭本身作為參考系D.18時59分57秒表示的是時刻【解析】選D.衛(wèi)星繞月運動軌道半徑遠大于衛(wèi)星的大小，研究衛(wèi)星繞月運行的軌跡、時間、速度等可以將它視為質(zhì)點，A錯.10.9km/s是衛(wèi)星與火箭分離時的瞬時速度，B錯.描述火箭的運動時不能選它本身作為參考系，C錯.18時59分57秒是發(fā)射“嫦娥二號”的時刻，D對.5.一汽艇在相距2km的甲乙兩碼頭之間往返航行，逆水時用1.5h，順水時用1h，則往返一次的平均速度和平均速率各多大？【解析】由于汽艇往返了一個來回，總位移為零，故其平均速度為零.汽艇的平均速率答案：01.6km/h一、選擇題（本題共5小題，每小題5分，共25分）

1.（2011·哈爾濱高一檢測）我國運動員劉翔在廣州亞運會上以13秒09的成績奪得男子110米跨欄項目的金牌，再次向世人證明了他是亞洲第一飛人.劉翔之所以能夠取得冠軍，取決于他在110米跨欄比賽中()A.某時刻的瞬時速度大B.撞線時的瞬時速度大C.平均速度大D.任何時刻的速度都大【解析】選C.劉翔在110米欄比賽中取得冠軍，說明他跑完110米的位移用時最短，由速度公式知他的平均速度最大，但并不表明他在某時刻的速度一定就大，C正確，A、B、D錯誤.2.下列所說的速度中，屬于平均速度的是()A.百米賽跑的運動員以9.5m/s的速度沖過終點線B.經(jīng)過提速后，我國列車的最高速度達到410km/hC.由于堵車，在隧道中的車速僅為1.2m/sD.“嫦娥二號”衛(wèi)星整流罩以20m/s的速度落入江西境內(nèi)某田地中【解析】選C.平均速度對應著某段時間或位移，瞬時速度對應著某個時刻或者位置，故選項C正確.3.（2011·鄭州高一檢測）一個做直線運動的物體，某時刻速度是10m/s，那么這個物體()A.在這一時刻之前0.1s內(nèi)位移一定是1mB.從這一時刻之后1s內(nèi)位移一定是10mC.從這一時刻起10s內(nèi)位移可能是50mD.如果從這一時刻起開始勻速運動，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時間一定是100s【解析】選C、D.某時刻速度是10m/s指的是該時刻的瞬時速度，不能說明物體從此時起以后運動的快慢情況，以后做勻速直線運動，或非勻速直線運動均有可能，所以選項A、B均錯.如果從某時刻（速度為10m/s）起質(zhì)點做變速直線運動，從這一時刻起以后的10s內(nèi)位移可能為50m，所以選項C正確.如果從這一時刻起物體做勻速直線運動，那么經(jīng)過1000m路程所需時間t=100s.正確選項是C、D.4.某人騎自行車沿一斜坡從坡底到坡頂，再從坡頂?shù)狡碌淄狄淮?，已知上坡時的平均速度大小為4m/s,下坡時的平均速度大小為6m/s,則此人往返一次的平均速度大小是

()A.10m/sB.5m/sC.4.8m/sD.0【解析】選D.此人沿斜坡往返一次的位移為0，由平均速度的定義式可知此人往返一次的平均速度大小是0,故D正確.【方法技巧】平均速率與平均速度的區(qū)別平均速率是單位時間內(nèi)通過的路程，表達式：平均速率=路程/時間，是標量；平均速度是單位時間內(nèi)通過的位移，表達式：平均速度=位移/時間，是矢量，除了大小還有方向.例如：你早上上學去學校，途中繞道去了個小吃店吃早飯，也就是說你先從A點到B點再到了C點，那么你的平均速率就是你一共走過的路線長度除以你用的時間；但平均速度大小則是你家到學校直線距離除以你所用的時間，方向為從你家指向?qū)W校的方向.特別注意的是，速率是瞬時速度的大小，但平均速率不一定等于平均速度的大小.5.三個質(zhì)點A、B、C的運動軌跡如圖所示，三個質(zhì)點同時從N點出發(fā)，同時到達M點，下列說法正確的是()A.三個質(zhì)點從N到M的平均速度相同B.B質(zhì)點從N到M的平均速度方向與任意時刻瞬時速度方向相同C.到達M點的瞬時速度的值一定是A的大D.三個質(zhì)點到M時的瞬時速度的值相同【解析】選A.三個質(zhì)點運動的初、末位置相同，故位移相同，又時間一樣，故平均速度相同.B質(zhì)點沿NM直線運動但有可能往返，故不能斷定平均速度方向與任意時刻的瞬時速度方向相同，B不對，C項無法判定.到達M時，三者瞬時速度大小無法確定，D錯誤.二、非選擇題（本題共3小題，共25分）

6.（8分）一同學在遙控一玩具小汽車，他讓小汽車沿一條東西方向的筆直路線運動，開始時在某一標記點東2m處，第1s末到達該標記點西3m處，第2s末又處在該標記點西1m處．請你分別求出第1s內(nèi)和第2s內(nèi)小車位移的大小和方向．【解析】根據(jù)題意可建立一維直線坐標系，以題中所述標記點為參考坐標原點，向西方向為x軸正方向．則質(zhì)點的初始位置坐標為x0＝-2m，第1s末的位置坐標為x1＝3m，第2s末的位置坐標為x2＝1m．這樣可以根據(jù)位置坐標的變化量表示一段時間內(nèi)的位移．小