启航教育高一物理必修1视频物体快慢的描述--速度

导读：　启航教育高一物理必修1视频物体快慢的描述--速度(共2篇)高一物理必修一 运动快慢的描述——速度运动快慢的描述——速度知识点一：速度(1)提出问题在30 min内，自行车行驶8 km，汽车行驶48km，显然汽车比自行车运动得快；两位同学参加百米赛跑，甲同学用时12 5s，乙同学用时13 5s，甲同学比乙同学运动得快．可见，运动的快慢与位移和时间两个量有关，...

启航教育高一物理必修1视频物体快慢的描述--速度(一)
高一物理必修一 运动快慢的描述——速度

运动快慢的描述——速度

知识点一：速度

(1)提出问题

在30 min内，自行车行驶8 km，汽车行驶48km，显然汽车比自行车运动得快；两位同学参加百米赛跑，甲同学用时12.5s，乙同学用时13.5s，甲同学比乙同学运动得快．可见，运动的快慢与位移和时间两个量有关，在其中一个量相同时，可以通过比较另一个量来比较物体运动的快慢．但要比较上例中的汽车和甲同学哪个运动得快，就不能直接看出了，这就要找出统一的比较标准．

(2)速度

要点诠释：

①定义：速度v等于物体运动的位移△x跟发生这段位移所用时间△t的比值． ②公式：．

速度定义采用比值定义法，不表示v与△x之间的数量关系，即v大，表示物体位置变化快，但△x不一定大，二者不成正比关系．式中△x是位移而不是路程，△x与△t具有同一性和对应性．如果一段时间t内物体发生的位移用x表示，公式还可表示成

．

③物理意义：速度是表示物体运动快慢和方向的物理量．

④单位：国际单位制中，速度的单位是“米每秒”，符号是m/s(或m·s)．常用单位还有：千米每小时(km/h或km·h)、厘米每秒(cm/s或cm·s)等．

⑤矢量性：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．

－1－1－1

知识点二：平均速度和瞬时速度

要点诠释：

(1)提出问题

坐在汽车驾驶员的旁边，观察汽车上的速度计，在汽车行驶的过程中，速度计指示的数值是时常变化的，如：启动时，速度计的数值增大，刹车时速度计的数值减小．可见物体运动的快慢程度是在变化的，这时我们说汽车的“速度”是指什么呢?

(2)平均速度

由前述速度的公式可以求得一个速度值，如果在时间△t内物体运动的快慢程度是不变的，这就是说物体的速度是不变的，如果在时间△t内物体运动的快慢程度是变化的，这个速度值表示的是物体在时间△t内运动的平均快慢程度，称为平均速度．

①定义：做变速直线运动的物体的位移△x跟发生这段位移所用时间△t的比值，叫做平均速度．

②公式：．

③矢量性：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．

【注意】平均速度表示做变速直线运动的物体在某一段时间内的平均快慢程度，只能粗略地描述物体的运动．

在变速直线运动中，不同时间(或不同位移)内的平均速度一般是不相同的，因此，求出的平均速度必须指明是对哪段时间(或哪段位移)而言的．

(3)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

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．

②物理意义：精确地描述了物体运动的快慢及方向． 中，如果时间△t

③瞬时速度简称速度，因此以后碰到“速度”一词，如果没有特别说明均指瞬时速度．

(4)如何理解平均速度和瞬时速度

当质点做匀速直线运动时，因为在任何相同的时间内发生的位移都相同，所以任取一段位移△x和与之对应的时间△t的比值

向． 是恒定的，它反映了运动的快慢和运动的方

在变速直线运动中，质点每时每刻的运动情况都不相同，所以为了描述质点在一段时间内(或一段位移上)运动的快慢和方向，常把该段时间内(或该段位移上)的变速直线运动等效

知识点三：瞬时速率和平均速率

要点诠释：

(1)瞬时速率就是瞬时速度的大小．

(2)平均速率是物体运动的路程与所用时间的比值．

【注意】平均速率与平均速度的大小是两个完全不同的概念．

平均速度是位移和发生这段位移所用时间的比，平均速率是路程和通过这段路程所用时【启航教育高一物理必修1视频物体快慢的描述--速度】

间的比，它们是两个不同的概念．例如：如图所示，一质点沿直线AB运动，先以速度v

从A匀速运动到B，接着以速度2v沿原路返回到A，已知AB间距为s．因为整个过程的总位移为0，所以整个过程的平均速度为0；而整个过程质点通过的总路程为2s，所用的总时间为

，所以平均速率为．

知识点四：位移—时间关系图象

要点诠释：

用图象阐明物理规律是物理学中常用的方法，具有简明直观的特点．对物体直线运动情况，我们可以借助位移一时间关系图象来分析．

在平面直角坐标系中，用横轴表示时间t，用纵轴表示位移x，根据给出的(或测定的)数据，描出几个点，用直线将几个点连接起来，则这条直线就表示了物体的运动特点，这种图象就叫做位移一时间图象，简称位移图象．如图所示为汽车自初位置开始，每小时的位移都是5.0×10m的x-t图象． 4

分析判断直线运动的位移—时间图象时，要把握下面几点来分析：

(1)匀速直线运动的x-t图象一定是一条倾斜的直线．x-t图象为平行于时间轴的直线时表示物体静止，若是一条曲线时，则表示物体做变速直线运动．

(2)直线是否过原点?若开始计时时的初位置作为位移的零点，如图所示，直线过原点；若开始计时时的初位置不作为位移的零点，则图象就不过原点．物体在计时开始的初位置由t＝0时的位移即纵轴的截距决定．

(3)x-t图象表示的是位移随时间变化的情况，而不是运动的径迹．如图所示，在0～t1时间内，即OA段图象表示物体做与选定的正方向相同的匀速直线运动；在t1～t2时间内，即图象的AB段表示物体静止；在t2

～t3时间内，图象的BC段表示物体做与选定的正方向相反的匀速直线运动；在t3时刻，物体回到运动的初始位置．在0～t3时间内始终沿同一直线运动，总位移为零．

(4)在x～t图象中，直线的倾斜程度反映了物体做匀速直线运动的快慢，倾斜程度越大(如图中OA)，位移随时间变化得越快，运动越快；直线的倾斜程度越小(如图中OB)，位移随时间变化得越慢，运动越慢．速度大小等于x-t图线的斜率大小．

(5)在x-t图象中，凡是直线，均表示物体的速度不变，向上倾斜的直线(如图中OA)表示沿正方向的匀速直线运动，向下倾斜的直线(如图中BC)表示沿负方向的匀速直线运动，或依图线斜率的正、负来确定其运动方向：斜率为正，则物体向正方向运动；斜率为负，物体就向负方向运动．

(6)若x-t图象为曲线，那其速度如何呢?例：某质点沿直线运动的x-t图象如图所示，由图象可看到在相等时间△t内位移△x1、△x2、△x3、△x4不等，可见速度是变化的，而且随着时间增大速度减小．取△t趋近零，则趋近瞬时速度，其实某时刻的速度等于x-t图象上该时刻图象的切线的斜率，即图象切线斜率反映着各时刻的瞬时速度．

一、选择题：

启航教育高一物理必修1视频物体快慢的描述--速度(二)
高中物理1.3《运动快慢与方向的描述 速度》教案 教科版必修1

1.3 运动快慢和方向的描述——速度

教学目标

知识与技能

1、理解速度的概念，知道速度是表示物体运动快慢及方向的物理量，知道速度的定义式。

2、理解平均速度的概念，知道平均速度的定义式，会用平均速度的公式解答有关的问题。

3、知道瞬时速度的概念及意义，知道瞬时速度与平均速度的区别和联系。

4、知道v-t图的特点，理解图像中的物理意义。

5、知道用打点计时器测物体平均速度的方法。

过程与方法

1、运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，从而渗透物理学的重要研究方法——等效的方法。培养学生识别、分析图像的能力。

2、能够用打点计时器测量物体的平均速度。

情感、态度与价值观

通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法。培养学生用物理语言表达物理规律的意识，激发探索与创新欲望。

教学重难点

重点：对速度、平均速度和瞬时速度的理解，对v-t图像物理含义的理解及其运用。 难点：瞬时速度、图像的物理含义和应用，用打点计时器测量平均速度。

教学方法：讲授、启发、练习

教具准备：多媒体课件

课时安排：新授课（2课时）

教学过程

第1课时

[新课导入]

师：为了描述物体的运动，我们已经进行了两节课的学习，学习了描述运动的几个概念，大家还记得是哪几个概念?

生：质点、参考系、坐标系；时间、时刻、位移和路程．

师：我们已经知道位移是描述物体位置变化的物理量，能不能说，物体的位移越大，物体的位置变化得就越快（物体运动得就越快）?

学生讨论后回答，不能．因为物体的运动快慢与运动的时间有关．

师：那么，如何来描述物体运动的快慢（位置变化的快慢）?

教师指导学生快速阅读教材中的黑体字标题，提出问题：要描述物体运动的快慢，本节课将会学到哪些概念(物理量)?

学生通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了描述物体运动的快慢及方向而引入的，要研究物体运动的快慢还要学好这些基本概念． (板书) 1.3 速度

[新课教学]

一、速度

举例：2006年瑞士洛桑田径超级大奖赛男子110米栏的比赛中，刘翔以12秒88打破了英国运动员科林·约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的保持了13年之久的世界纪录并夺取该项目冠军，21岁的上海小伙刘翔像闪电一样，挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点，以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军，12秒88的成绩平了由英国名将，改写了奥运会纪录．

师：那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?有几种方法呢?试举例说明． 学生讨论、思考并回答．

生1：同样的位移，比较所用时间的长短，时间短的，运动得快．例如刘翔在110米栏比赛中所用的时间最短，跑得最快，所以他夺得了金牌．

生2：也可以用相同的时间，比较通过的位移，位移大的，运动得快．假如用相同的时间，刘翔将跑得更远，说明刘翔跑得更快．

师：请同学们再多想一些比较快慢的例子

生：我们在校运动会上，百米赛跑就是相同位移比时间．

师：如果两运动物体位移与时间都不相同，其运动快慢又如何比较？由上分析可知，运动的快慢跟运动的时间及通过的位移都有关系．物理学中用速度来描述物体运动的快慢及方向．

1、 物理意义：反映物体位置变化快慢（运动快慢）及方向

2、 定义：位移与发生这段位移所用时间的比值

3、 公式：v=∆x

∆t=x2−x1t2−t1

4、 单位：米每秒（m/s）常用的还有km/h、cm/s

5、 矢量性：方向与运动方向相同（见教材P11图1—3—2）

二、平均速度

提出问题：匀速直线运动的速度有什么特点？做匀速直线运动的物体任意相等时间内位移都相等。

当物体做单位时间内位移不相同的变速运动时，又怎么去描述物体运动的快慢呢？引入平均速度的概念。

1、 物理意义：粗略反映物体运动快慢及方向的物理量

2、 定义：位移与发生这段位移所用时间的比值

3、 公式：∆x

∆t=

4、 单位：m/s、km/h、cm/s

5、 矢量性：方向与这段时间内发生的位移方向相同

平均速率（初中所学的平均速度）：是物体运动的路程与所用时间的比值。v

=st

例1：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。

例2：一物体做单向直线运动，前一半路程的平均速度是v1，后一半路程的平均速度是v2，求平均速度。 ∆xx2v1v2v1+v2== =v+v≠∆t2+1212

得出：平均速度不等于速度的平均值。只有物体做匀变速直线运动时

三、瞬时速度 =∆x∆t=v0+vt2【启航教育高一物理必修1视频物体快慢的描述--速度】

师：我们知道平均速度表示一段时间或一段位移物体运动的平均快慢，那怎样才能精确地描述物体运动过程中，某时刻或通过某位置时的运动快慢及方向？就需要引入瞬时速度的概念。

1、 物理意义：精确地反映物体运动的快慢及方向

2、 定义：物体通过某一位置或某一时刻的速度（状态量）

3、 公式：vx

t(t0)

4、 单位：m/s、km/h、cm/s

5、 方向：瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向（即轨迹的切线方向）

6、 瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率。

总结：速度和速率的区别和联系。

例3：关于速度的说法，下列各项中正确的是( )

A. 速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快

B. 速度可以描述物体位置的变化，速度大表示物体位置变化大

C. 速度越大，位置变化越快，位移也就越大

【解析】速度是描述物体运动快慢的物理量，不能描述物体位置的变化，物体位置的变化用位移来描述，故选项B错误;由x=vt可以看出，位移大小取决于v和t的乘积，不能说速度大位移就大，故选项C错误.【启航教育高一物理必修1视频物体快慢的描述--速度】

【答案】 A

例4：日常生活中，对平均速度和瞬时速度我们都称为“速度”．下列所说的速度中，指平均速度的是________，指瞬时速度的是________．(选填字母序号)

A．百米赛跑运动员冲过终点线时的速度达到9.5 m/s

B．经提速后列车的运行速度达到150 km/h

C．由于堵车，在隧道内的车速仅为1.2 m/s

D．返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中

E．子弹以800 m/s的速度撞击到墙上

【解析】

【答案】 BC ADE

例5：下列关于瞬时速度的说法中正确的是 ( )

A．瞬时速度可以精确地描述物体做变速运动的快慢，但不能反映物体运动的方向

B．瞬时速度就是运动的物体在一段非常非常短的时间内的平均速度

C．瞬时速度的方向与位移的方向相同

D．某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，则读物体在这段时间内静止

【解析】瞬时速度是为了精确描述物体运动的快慢和方向而引入的物理量，所以A选项错．平均速度在描述物体运动的快慢时较粗略，但当平均速度中所对应的时间△t越小，越能更精确地描述物体在那一时刻附近的运动快慢，所以选项B对．平均速度的方向与物体的位移方向相同，而瞬时速度是与时刻相对应的物理量，不能说明它与一段时间内的位移方向相同．

【答案】 B D

第2课时

四、学生实验：用打点计时器测量平均速度

实验器材：打点计时器、纸带、铁架台、长木板、小车

1、 电磁打点计时器的结构及工作原理介绍。（结构见课件）

电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器。工作电压为4—6V的交流电，故要用学生电源。当电源频率为50Hz时, 打点计时器每隔0.02s打一个点。通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面。通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中,由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动。其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s。如果纸带运动，振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点。

2、 电火花打点计时器的结构及工作原理介绍。

电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用。与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了。电火花打点计时器用墨粉和电火花打点。墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉蒸发在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点。 实验原理：

在打点计时器上接入50Hz的交流电，放电针和墨粉纸盘之间就会有一个时间间隔为0.02

的脉冲电流，脉冲电流会使墨盒在纸带上留下点迹，由于时间间隔一致，所以纸带上

点的距离代表相同时间内的位移大小，从而可以计算出对应的平均速度。

实验步骤：

如教材P12所示

实验数据处理和分析：

观察纸带上点迹的分布，判断小车运动的快慢，以及小车速度的变化，计算出小车在OA、OB、OC、OD、OE、OF区间的平均速度。

如教材P13描述，计算出纸带上A、B、C、D、E、F这几个点的瞬时速度。

注意：计时点与计数点的区别。

例6：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，用厘米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，A、D间的平均速度是________m/s，B点的瞬时速度更接近于________m/s。

五、速度-时间图像

物理学中常常用图像来表示一个物理量的变化规律。引出速度也可以用图像来表示其变化规律。

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随时间的变化关系，这种描述速度v与时间t关系的图像叫做速度-时间图像，（v-t图像），简称速度图像。

1、速度图像中的点：速度图像中的每一点代表对应时间物体所具有的速度。

2、速度图像中的特殊线：匀速直线运动的物体速度不随时间改变所以匀速直线运动的物体的速度图像是平行于时间轴的直线。如课本第13页图1-3-8a所示。

3、速度图像中的面：匀速直线运动物体的位移大小等于速度与时间的乘积即x=vt，而在匀速直线运动图像中对应了边长分别为v和t的矩形面面积就是这段时间内的位移。

总结：v-t图线与时间轴围成“面积”表示物体在这段时间内的位移。

4、变速直线运动的图像，由于速度随时间改变而改变根据变化规律的不同在图像上各个时刻描绘出的点连成图像，如课本第14页图1-3-9所示。

注意：1、时间无负值，故速度图像不可能在纵轴的左边（二、三象限）。

2、有些定性的问题，用公式无法计算，用图像很快就能解决问题。

3、v-t图像只能表示做直线运动的物体速度随时间的变化规律。

例7：如下图所示是某物体在0～10 s内的v－t图象，下列说法中正确的是( BD )

A．物体在第1 s内的位移为4 m B．物体在第5 s内的位移为8 m

C．物体在前6 s内的位移为8 m D．物体在后6 s内的位移为

40 m

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