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第3节 位置变化快慢的描述——速度
1.速度
(1)定义:01位移与02发生这段位移所用时间之比。 Δx(2)定义式:03v=Δt。
(3)物理意义:表示物体运动的04快慢。
□□□□(4)单位:在国际单位制中,速度的单位是05米每秒,符号是06m/s或m·s-1□□,常用单位还有:07千米每时(km/h或km·h-1)、08厘米每秒(cm/s或cm·s)。1 m/s=093.6 km/h。
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□-1
□(5)速度是10矢量,它既有大小,又有方向。速度v的方向就是物体11运动的方向,和时间Δt内的位移Δx的方向12相同。
2.平均速度和瞬时速度 (1)平均速度
①定义:物体运动的位移01Δx跟发生这段位移所用02时间Δt的比值,叫作平均速度。
Δx②公式:03v=。
Δt请关注本知识店铺,将获取更多新版本各年级免费学习资料压缩包
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③物理意义:表示物体在一段时间内运动的04平均快慢程度及方向,只能05粗略地描述物体运动的快慢。 □□④平均速度既有06大小又有07方向,是08矢量,其方向与一段时间内发生的09位移的方向相同。
(2)瞬时速度
Δx
①定义:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,在公式v=Δt中,如果Δt10非常小,接近于零,这时的速度称为瞬时速度。
□□□□□②物理意义:瞬时速度11精确地描述了物体运动的快慢及方向。
□③瞬时速度是12矢量,其方向与物体那一时刻运动的方向相同。
□(3)匀速直线运动:匀速直线运动是13瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度14相等。
□□(4)速率:15瞬时速度的大小,是16标量。 (5)平均速率:运动物体经过的路程和所用时间的比值。 3.测量纸带的平均速度和瞬时速度
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如图所示为打点计时器打出的一条纸带,根据A、E两点间的距离Δx和时Δx
间Δt算出运动的纸带在A、E两点间的01平均速度,v=Δt。用这个速度可以近似地表示纸带经过C点时的02瞬时速度,如果Δt再小一些(如选B、D之间),用平均速度代表C点的瞬时速度会03更精确。
4.速度—时间图像
以01时间t为横轴,02速度v为纵轴建立平面直角坐标系,形象描述物体运动的速度随时间变化的情况。描点作图时,要用一条03平滑的曲线来描出这些点,如果有些点难以落在曲线上,应该使它们大致04均匀地分布在曲线两侧。
典型考点一 速度
1.(多选)下列说法正确的是( )
Δx
A.由公式v=Δt可知,做匀速直线运动的物体,其速度与位移成正比 B.物体运动的时间越短,其速度一定越大 C.速度是表示物体运动快慢的物理量
D.做匀速直线运动的物体,其位移与时间的比值是一个恒量 答案 CD
解析 速度等于位移与时间的比值,其大小与位移和时间没有直接关系,故A、B错误;速度是描述物体运动快慢的物理量,故C正确;做匀速直线运动的
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物体,速度保持不变,故其位移与时间的比值是一个恒量,故D正确。
典型考点二 平均速度和瞬时速度
2.(多选)下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是( ) A.当Δt充分小时,平均速度可以表示该时刻的瞬时速度 B.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度 C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动 D.只有瞬时速度可以精确描述变速运动 答案 ABD
解析 瞬时速度可以看成时间趋于0时的平均速度,故A正确;在匀速直线运动中,由于Δx跟Δt的比值不变,平均速度与瞬时速度相同,故B正确;瞬时速度可以精确描述变速运动中运动的快慢情况,平均速度描述的是一段时间内或一段位移内的运动的平均快慢,不能精确地描述变速运动的快慢,故C错误,D正确。
典型考点三 测量纸带的平均速度和瞬时速度
3.在用打点计时器(电源频率为50 Hz)研究物体做初速度为零且速度逐渐增大的直线运动的某次实验中,纸带的记录如图所示,图中前几个点模糊,因此从A点开始每5个点取一个计数点,试根据纸带求解以下问题:
(1)纸带的哪一端与物体相连?
(2)相邻两个计数点间的时间间隔是多少?
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(3)BD段对应的平均速度是多大? (4)打C点时瞬时速度是多大? 答案 (1)左端 (2)0.1 s (3)1.861 m/s (4)1.861 m/s
解析 (1)由物体的初速度为零且速度逐渐增大,可判断纸带左端与物体相连。
(2)由交流电源频率为50 Hz知,相邻计时点间的时间间隔T为0.02 s,每5个点取一个计数点,则相邻两个计数点间的时间间隔Δt=5T=0.1 s。
(3)由纸带可知xBD=(49.60-12.38) cm=0.3722 m,tBD=2Δt=0.2 s。 xBD0.3722
由平均速度公式得v=t=0.2 m/s=1.861 m/s。
BD
(4)C点瞬时速度近似等于BD段的平均速度,故vC=1.861 m/s。 典型考点四 速度—时间图像
4. (多选)甲、乙两车在平直公路上同时做直线运动,v-t图像如图所示,则( )
A.它们的初速度均为零 B.t1以后甲的速度大于乙的速度 C.t1时刻,甲的速度等于乙的速度 D.0~t1时间内,甲的速度大于乙的速度
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2020-2021学年新教材突破人教版物理必修第一册学案:1.3位置变化快慢的描述
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