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1.3位置變化快慢的描述 速度 (共36張PPT)

2021-12-231 9.99元 36頁 38.75 MB
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1.3位置變化快慢的描述—速度 生活和科學研究中經常需要知道物體運動的快慢和方向,你記得初中是怎樣描述物體運動的快慢的嗎?運動員在比賽中不同時段,運動的快慢一樣嗎?不一樣的,比賽時一般都會經歷,起跑、加速、勻速、沖刺、最后減速停下來。 (1)在田徑運動會跑步比賽中,看臺上的觀眾是看誰跑在前面,誰就跑得最快,是利用相同的時間比較經過路程的長短來比較運動的快慢; (2)終點裁判是利用運動相同的路程,比較時間的長短來比較物體運動的快慢; (1)在田徑運動會跑步比賽中,看臺上的觀眾是看誰跑在前面,誰就跑得最快,是利用相同的時間比較經過路程的長短來比較運動的快慢;(2)終點裁判是利用運動相同的路程,比較時間的長短來比較物體運動的快慢;(3)在運動路程和時間都不同時,我們可以利用二求出速度的大小,通過物體運動的速度來比較他們的快慢。 物理學中用位移與發生這段位移所用時間之比表示物體運動的快慢,這就是速度。速度通常用字母v表示,如果在時間△t內物體的位移是△x,它的速度就可以表示為:一、速度1、定義:位移與發生這個位移所用時間的比值。2、定義式為:注意:這里的速度和初中所學速度的含義不完全相同。討論:速度的大小與位移成正比對嗎?速度的大小與時間成反比對嗎? 3、物理意義:描述物體運動的快慢。4、單位:國際單位制為m/s,其它單位:km/h。思考:單位如何換算呢?1m/s=3.6km/h 兩人同時從操場主席臺位置出發,速度大小都是5m/s,他們的運動情況完全相同嗎?一個東一個西,方向不同。5、速度是一個矢量,有大小和方向。大?。簡挝粫r間內位移的大小。方向:速度方向就是物體的運動(位移)方向。 思考:全程都是這個速度嗎?用這個速度描述他每次跨欄的快慢精確嗎?110m欄的比賽中,某人用了11s,那么他的速度是多少?不是的,比賽時一般都會經歷,起跑、加速、勻速、沖刺、最后減速停下來。這樣描述不精準。為此我們引入平均速度的概念。 二、平均速度和瞬時速度3、物理意義:粗略地描述物體在時間△t內運動的平均快慢程度。1、平均速度定義:物體在某一段時間內運動的平均快慢程度,叫做物體在這段時間(或這段位移)內的平均速度。2、定義式:4、平均速率:平均速度的大小不能叫做平均速率。5、平均速度是矢量方向:也是物體運動(位移)的方向。 平均速度描述物體在一段時間內運動的平均快慢程度及方向。那么,怎樣描述物體在某一時刻運動的快慢和方向呢?為了精確描述物體的運動,我們引入瞬時速度。也就是怎么才能精確的描述他每次跨欄時的速度。 可以設想,用由時刻t到t+△t一小段時間內的平均速度來代替時刻t物體的速度,如果△t取得小一些,物體在△t這樣一個較小的時間內,運動快慢的差異就不會太大?!鱰越小,運動快慢的差異越小,當△t非常非常小時,運動快慢的差異可以忽略不計,此時,我們就把叫作物體在t時刻的瞬時速度。 1、瞬時速度的定義:運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度,叫做瞬時速度。3、物理意義:精確地描述物體運動的快慢。方向:這一時刻物體運動(位移)的方向。2、公式:4、瞬時速度是矢量大?。航兴俾势嚨乃俣扔嬶@示的是速率。 5、勻速直線運動是瞬時速度保持不變的運動,在勻速直線運動中平均速度和瞬時速度相等。 6、怎么求瞬時速度的大???①由勻速直線運動中的平均速度等于瞬時速度。②讀速度表。 小結1、勻速直線運動:①是速度大小和方向都不變的運動。②是瞬時速度不變的運動。③平均速度等于瞬時速度。2、速度:瞬時速度:平均速度:3、方向:無論什么速度,方向都是物體運動(位移)的方向。 例1:下面描述的幾個速度中,屬于平均速度的是( )A、子彈以790m/s的速度擊中目標B、信號沿動物神經傳播的速度大約為10m/sC、汽車上速度計的示數為80km/hD、足球以20m/s的速度飛入球門課堂練習B解析:790m/s是擊中目標時刻的瞬時速度;信號沿動物神經傳播是在一個過程內的平均速度;汽車速度計上顯示的是瞬時速度;足球飛入球門的速度是瞬時速度。 課堂練習例2:汽車從制動到停止共用了5s。這段時間內,汽車每1s前進的距離分別是9m、7m、5m、3m、1m。(1)求汽車前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。在這五個平均速度中,哪一個最接近汽車剛制動時的瞬時速度?它比這個瞬時速度略大些,還是略小些?(2)汽車運動的最后2s的平均速度是多少?解析:(1)根據平均速度的定義式求出汽車前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。前1s內的平均速度最接近關閉油門時的瞬時速度。(2)根據平均速度的定義式求出最后1s內的平均速度。汽車最終停止,末速度為零。 解:(1)汽車在前1s內的平均速度每秒前進的距離記為:x1=9m,x2=7m,x3=5m,x4=3m,x5=1m。汽車在前2s內的平均速度汽車在前3s內的平均速度 汽車在前4s內的平均速度汽車在全程的平均速度這個五個平均速度中,前1s內的平均速度最接近關閉油門時的瞬時速度。它比這個瞬時速度略小。(2)汽車在最后1s內的平均速度汽車末速度為零。 三、測量紙帶的平均速度和瞬時速度測量平均速度我們知道,用手拉通過打點計時器的紙帶時,紙帶運動確定時間內的位移就被記錄下來,據此可以計算紙帶運動的速度。圖1.3-2是打點計時器打出的一條紙帶示意圖。若想計算實驗時運動紙帶在D、G兩點的平均速度,只需測出D、G間的位移△x和所用時間△t,就可以算出平均速度: 圖1.3-2計算每隔01s的平均速度紙帶示意圖請根據上述方法,計算上節實驗中運動的紙帶某些點間的平均速度。用直尺量打點計時器每0.02s打一個點,DG間有5個間隔。 每隔0.1s(或更短)計算一次平均速度。1.在圖1.3-2中選取紙帶上一點為起始點0,后面每5個點取一個計數點,分別用數字1,2,3,...標出這些計數點;2.測量各計數點到起始點0的距離x,記錄在表1中;3.計算兩相鄰計數點間的位移△x,同時記錄對應的時間△t;4.根據△x和△t計算紙帶在相鄰計數點間的平均速度v。表1手拉紙帶的位移和平均速度位置01234...x/m/m/s/(m/s) 測量瞬時速度如何測量運動物體在某一時刻或某一位置(例如圖1.3-2中E點)的瞬時速度。的瞬時速度?我們可以這樣考慮:E點在D、G兩點之間,D、G兩點間的平均速度也可以求出。如果不要求很精確,用這個平均速度粗略地代表E點的瞬時速度,也未嘗不可,如果把包含E點在內的間隔取得小一些,例如取圖1.3-3中的DF線段,那么經過D、F兩點所用的時間就會變短,用兩點間位移△x和時間△t算出的平均速度代表紙帶在E點瞬時速度,就會精確一些。D、F兩點離E點越近,算出的平均速度越接近E點的瞬時速度。用無限逼近的辦法,很短的位移可以看成勻速直線運動,則有平均速度等于瞬時速度。圖1.3-3計算每隔0.06s的平均速度紙帶示意圖 原理:用無限逼近的辦法,很短的位移可以看成勻速直線運動,則有平均速度等于瞬時速度。圖1.3-3計算每隔0.06s的平均速度紙帶示意圖D、F兩點間的距離過小,測量誤差會增大。所以實際測量過程中要根據需要及所用儀器的情況,在要測量的點附近選取合適的位移和時間。請考慮此實驗中產生誤差的原因。 請根據上述測量瞬時速度的方法,計算上節實驗中紙帶上各級計數點的瞬時速度。每隔0.06s計算一次速度。1.從紙帶起始點0算起,后面每3個點取一個計數點;2.測量各計數點到起始點0的距離x,記錄在表2中;3.計算兩相鄰計數點間的位移△x,同時記錄對應的時間△t;4.根據△x和△t算出的速度值就可以代表在△x這一區間內任意一點的瞬時速度。將算出的各計數點的速度值記錄在表2中位置01234...x/m/m/s/(m/s)表2手拉紙帶各計數點的瞬時速度 課堂練習例3:把紙帶的下端固定在重物上,紙帶穿過打點計時器,上端用手提著。接通電源后將紙帶釋放,重物便拉著紙帶下落,紙帶被打出一系列點,其中有一段如圖所示。(1)圖中所示的紙帶,哪端與重物相連?(2)怎樣計算在紙帶上打A點時重物的瞬時速度?說出你的理由。(1)因為打點計時器每隔0.02s打一個點,時間間隔是定值;重物拖動紙帶下落的運動過程中,速度越來越快,所以相等時間內運動的位移越來越大。所以圖中紙帶左端先開始運動;(2)依據中時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度,那么打A點時重物的瞬時速度即為以A為中時刻的平均速度;分析: 物體運動的速度隨時間變化的情況可以用圖來直觀表示。以時間t橫軸,速度v為縱軸,坐標中的圖像為速度—時間圖像或v-t圖像。四、速度—時間圖像最后用平滑的曲線連接。從這些點大致可以看出紙帶運動速度的變化規律。 由速度時間——圖像可以看出速度的變化規律。 v40030020010005101520t/s②③④①⑤①直線表示物體靜止。③平行于t軸的直線表示物體做勻速直線運動。②直線表示物體做勻加速直線運動。兩圖象的交點代表兩物體速度相同。④直線表示物體做勻減速直線運動。⑤直線表示物體做勻減速直線運動,且在t=5s時,圖線越過時間軸,運動方向發生改變。由速度時間——圖像可以看出速度的變化規律。 例4:甲、乙兩物體沿某一直線運動的v-t圖像,至少從以下三個方面分別說明它們的速度是怎樣變化的。(1)物體是從靜止開始運動還是具有一定的初速度?(2)速度的大小變化嗎?是加速還是減速?(3)運動的方向是否變化?課堂練習分析:(1)物體在t=0s時的速度即為初速度,所以甲物體有一定的初速度,乙物體初速度為0。(2)在速度圖像中,縱坐標的大小表示速度的大小。所以:甲物體的速度大小不變(勻速),乙物體勻加速、勻速、最后勻減速運動。(3)在速度圖像中,縱坐標的正、負表示速度的方向。甲、乙物體運動方向都不改變,圖線沒有越過時間軸。 拓展學習借助傳感器用計算機測速度(閱讀)隨著信息技術的發展,中學物理的實驗手段也在不斷進步。用“運動傳感器”把物體在木板上或導軌上運動的位移、時間轉換成電信號,經過計算機的運算,可以立刻在熒光屏上顯示物體運動的速度,甚至能在幾秒內自動繪出運動的v-t圖象。這樣,同學們就可以減少重復性操作,用更多的時間和精力對物理過程分析。 物理學中用位移與發生這段位移所用時間之比表示物體運動的快慢,這就是速度。一、速度1、定義:位移與發生這個位移所用時間的比值。2、定義式為:注意:這里的速度和初中所學速度的含義不完全相同。3、物理意義:描述物體運動的快慢。4、單位:國際單位制為m/s,其它單位:km/h。1m/s=3.6km/h5、速度是一個矢量,有大小和方向。大?。簡挝粫r間內位移的大小。方向:速度方向就是物體的運動(位移)方向。 二、平均速度和瞬時速度3、物理意義:粗略地描述物體在時間△t內運動的平均快慢程度。1、平均速度定義:物體在某一段時間內運動的平均快慢程度,叫做物體在這段時間(或這段位移)內的平均速度。2、定義式:4、平均速率:平均速度的大小不能叫做平均速率。5、平均速度是矢量方向:也是物體運動(位移)的方向。6、瞬時速度的定義:運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度,叫做瞬時速度。7、公式: 8、物理意義:精確地描述物體運動的快慢。方向:這一時刻物體運動(位移)的方向。9、瞬時速度是矢量,大?。航兴俾?10、怎么求瞬時速度的大???①由勻速直線運動中的平均速度等于瞬時速度。②讀速度表。汽車的速度計顯示的是速率。11、勻速直線運動:①是速度大小和方向都不變的運動。②是瞬時速度不變的運動。③平均速度等于瞬時速度。12、方向:無論什么速度,方向都是物體運動(位移)的方向。三、測量紙帶的平均速度和瞬時速度原理:用無限逼近的辦法,很短的位移可以看成勻速直線運動,則有平均速度等于瞬時速度。 四、速度—時間圖像由速度時間——圖像可以看出速度的變化規律。①直線表示物體靜止。③平行于t軸的直線表示物體做勻速直線運動。②直線表示物體做勻加速直線運動。兩圖象的交點代表兩物體速度相同。④直線表示物體做勻減速直線運動。⑤直線表示物體做勻減速直線運動,且在t=5s時,圖線越過時間軸,運動方向發生改變。
1.3位置變化快慢的描述 速度 (共36張PPT)
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