高一必修一第一章第三节 运动快慢的描述.docVIP

第一章第三节 运动快慢的描述——速度 一、导入 著名物理学家、诺贝尔奖获得者费恩曼(R.P.Feynman,1918～1988年)曾讲过这样一则笑话： 一位女士由于驾车超速而被警察拦住．警察走过来对她说：“太太，您刚才的车速是60英里每小时！”(1英里＝1.609千米)这位女士反驳说：“不可能的！我才开了7分钟，还不到一个小时，怎么可能走了60英里呢？”“太太，我的意思是：如果您继续像刚才那样开车，在下一个小时里您将驶过60英里。”“这也是不可能的，我只要再行驶10英里就到家了，根本不需要再开过60英里路程。” 提问：请同学们思考以下问题 1．交警所说的“60英里每小时”指的是什么？ 2．这位女士狡辩的根据是什么？ 3．假如你是交警，你如何说服这位女士？ 同学们先把问题记在心里，等我们学习了这一节课的内容我需要同学们为我解答一下。好，接下来进入我们今天课程的学习。 二、定义导出 在这一部分中重点解决速度是一个矢量的问题，通过一系列的例子说明速度是一个矢量，使学生有一个深刻的印象：速度是一个矢量，有大小也有方向。 三、平均速度 1、一列火车我们通常会说它的速度达到多少千米每小时，这里我们知道，火车是走走停停的，那么它在整个行驶的过程中速度是不恒定的，我们该怎样去描述它的快慢程度呢?这里我们引入了另一个物理量：平均速度 2、定义：反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段位移或一段时间相对应，不指出对应哪一个过程的平均速度是没有意义的 3、当这段时间很短的时候无限趋近于0的时候我们可以得到另外一个物理量：瞬时速度 4、比较： (1)含义：平均速度指某`过程中物体位置变化的平均快慢程度；瞬时速度指某时刻或某处物体运动的快慢程度． (2)对应：平均速度对应某个过程，如一段时间、一段位移；瞬时速度对应某个状态，如时刻、位置． 四、位移—时间图像 图1 我们知道，无论是时间还是位移都可以用坐标来表示，现在我们把位移用Y轴来表示，时间用X轴来表示可以得到一个这样的图像 分析： 1．位移－时间图象(x－t图象)：在如上图所示的直角坐标系中，用来描述位移x与时间t关系的图象叫位移－时间图象或x－t图象． 2．利用x－t图象描述物体的运动 (1)从x－t图象中可以找出物体在各个时刻对应的位移． (2)若物体做匀速直线运动，则x－t图象是一条倾斜的直线，直线的斜率表示物体的速度. 图2 (3)若x－t图象与时间轴平行，表示物体处于静止状态，如图2所示． (4)若物体做非匀速运动，则x－t图象是一条曲线，如图3－3所示，在时间t1～t3内的平均速度等于直线AB的斜率，t2时刻对应图象上点的切线的斜率表示该点的瞬时速度. 图3 五、例题 例1 关于速率和速度，下列说法不正确的是(　　) 　　A．平均速率就是平均速度 　　B．瞬时速率是指瞬时速度的大小 　　C．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻瞬时速度 　　D．匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度均相等 解析 速度与速率是两个不同的概念，且前者是矢量，后者是标量．选项A中，平均速率是路程与时间的比值，而平均速度是位移与时间的比值，一般情况下，路程是大于位移的，所以两者大小不一定相等，而且平均速率无方向，也不同于平均速度，故选项A错误．选项B是瞬时速率定义表述的内容，正确．在特殊的匀速直线运动中，由于相等时间内位移相等，而且位移大小与路程也相等，所以选项C、D都正确． 　　答案 A 例2 甲做变速直线运动，前一半位移平均速度为v1，后一半位移平均速度为v2，全程的平均速度为多大？