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第3節(jié) 速度
第一章 運(yùn)動(dòng)的描述
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.理解平均速度的物理意義，會(huì)用公式計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。
2.能區(qū)分平均速度和瞬時(shí)速度，平均速度與平均速率。
3.會(huì)用光電門(mén)測(cè)量瞬時(shí)速度的大小。
如何比較物體的運(yùn)動(dòng)快慢？
蝸牛爬得很慢
飛機(jī)飛得很快
方法一：時(shí)間 t 相同，比較位移S的大小。
方法二：位移 S 相同，比較時(shí)間 t 的大小。
如果比較的兩物體位移S和時(shí)間t都不相同時(shí)又要如何比較呢？
一、平均速度
1.物理意義：大致描述一段時(shí)間(位移)內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向。
2.定義：物體運(yùn)動(dòng)的位移與所用時(shí)間之比，稱(chēng)為這段位移(這段時(shí)間)內(nèi)的平均速度。
3.定義式：＝ 。
4.單位：平均速度的單位是米/秒，符號(hào)為m/s或m·s－1，1 m/s＝3.6 km/h。
5.速度的矢量性
(1)速度既有大小，又有方向，是矢量(選填“標(biāo)量”或“矢量”)，方向與位移的方向相同。
(2)在一維坐標(biāo)系中，速度方向可用帶正、負(fù)號(hào)的數(shù)值表示，正號(hào)表示與規(guī)定的正方向相同，負(fù)號(hào)表示與規(guī)定的正方向相反。
如圖所示，有兩輛車(chē)從同一地點(diǎn)出發(fā)，一輛向東開(kāi)，一輛向南開(kāi)，10 s內(nèi)的位移大小均為200 m，你認(rèn)為兩輛車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況相同嗎？平均速度相同嗎？
速度的矢量性：速度既有大小，又有方向，是矢量.
東
南
運(yùn)動(dòng)方向不同，所以運(yùn)動(dòng)情況不相同，平均速度不相同。
例：讓小球沿斜槽滾下，依次通過(guò)O、A、B、C四點(diǎn)。在OA、OB、OC三段中，小球在哪一段運(yùn)動(dòng)得最快？
0.70
0.80
0.90
計(jì)算結(jié)果表明，小球OC段運(yùn)動(dòng)得最快。
注意：雖然是同一運(yùn)動(dòng)，但不同的時(shí)間段或是不同位移，物體的平均速度卻是不同，因此，在計(jì)算物體的平均速度時(shí)必須指明哪段位移或是哪段時(shí)間的平均速度。
(1)兩物體的速度分別是v1＝2 m/s，v2＝－3 m/s，則速度的大小關(guān)系為v1>v2。(　　)
(2)物體的平均速度為零，則物體一定處于靜止?fàn)顟B(tài)。(　　)
(4)平均速度不是速度的平均值。(　　)
×
×
×
√
如圖所示為高速攝像機(jī)拍攝的子彈穿過(guò)撲克牌的照片，已知子彈穿過(guò)撲克牌的時(shí)間大約為6.25×10－5 s，撲克牌的寬度約為5 cm，子彈的長(zhǎng)度約為1.5 cm，試估算子彈穿過(guò)撲克牌的平均速度大小為（ ）
A.10 m/s　　　 　B.100 m/s
C.1 000 m/s　　　D.10 000 m/s
C
圖為公路上的限速牌，是不是只要車(chē)輛行駛這段路的過(guò)程平均速度不超過(guò)牌中的限定，就不算超速呢？
龜兔賽跑，烏龜先到，能說(shuō)兔子的運(yùn)動(dòng)能力比烏龜慢？
操場(chǎng)跑一圈，位移為0，平均速度為0，能說(shuō)沒(méi)跑嗎？
二、瞬時(shí)速度
1.瞬時(shí)速度的意義：準(zhǔn)確描述物體在某位置(時(shí)刻)運(yùn)動(dòng)的快慢。
2.定義：物體在某位置(時(shí)刻)的速度，稱(chēng)為瞬時(shí)速度。
3.方向：瞬時(shí)速度是矢量，其方向與運(yùn)動(dòng)方向相同。
4.瞬時(shí)速率：瞬時(shí)速度的大小，簡(jiǎn)稱(chēng)速率。
5.當(dāng)位移足夠小(時(shí)間足夠短)時(shí)，小球的速度變化很小，可近似認(rèn)為小球在這段位移(時(shí)間)內(nèi)是勻速的，對(duì)應(yīng)的平均速度近似的視為經(jīng)過(guò)該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。
如何知道物體的瞬時(shí)速度呢？
OA、OB、OC三段，哪一段的平均速度更接近O點(diǎn)的瞬時(shí)速度？
在OA間再取A1、A2、A3三點(diǎn)，OA1、OA2、OA3哪一段更接近O點(diǎn)的瞬時(shí)速度？
OA
OA3
以此類(lèi)推，當(dāng)在O點(diǎn)附近所取的位移越小，其平均速度就越接近O點(diǎn)的瞬時(shí)速度，位移足夠小，時(shí)間足夠短，就可以認(rèn)為這極短位移或極短時(shí)間內(nèi)的平均速度與O點(diǎn)的瞬時(shí)速度相等。
極限法
平均速度和瞬時(shí)速度的區(qū)別與聯(lián)系
平均速度 瞬時(shí)速度
區(qū) 別 對(duì)應(yīng)關(guān)系 與一段時(shí)間或一段位移對(duì)應(yīng) 與某一時(shí)刻或某一位置對(duì)應(yīng)
物理意義 大致描述一段時(shí)間(位移)內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的快慢和方向 準(zhǔn)確描述物體在某位置(時(shí)刻)運(yùn)動(dòng)的快慢
方向 與位移方向相同 與運(yùn)動(dòng)方向相同
聯(lián)系 (1)在公式 中，t→0時(shí)，平均速度等于瞬時(shí)速度 (2)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度
1.假如自駕從廈門(mén)到福州的總里程為254km，用時(shí)約為3小時(shí)，可否計(jì)算全程的平均速度？
2.平均速度的大小是平均速率嗎？
不是，平均速率是物體運(yùn)動(dòng)的路程與所經(jīng)歷時(shí)間的比值.
不能計(jì)算平均速度
平均速度公式＝中， s為位移，不是路程.
平均速度與平均速率的區(qū)別和聯(lián)系
平均速度 平均速率
區(qū)別 定義 平均速度＝_____
平均速率＝_____
標(biāo)矢性 矢量 標(biāo)量
物理意義 粗略描述物體位置變化的快慢 粗略描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢
聯(lián)系 都對(duì)應(yīng)某段位移(或路程、時(shí)間)，是過(guò)程量
都是描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量
單位相同，國(guó)際單位是m/s
計(jì)算公式都可以寫(xiě)成＝的形式，但s的意義不同(表示平均速度時(shí)，s指位移；表示平均速率時(shí)，s指路程)
在單向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，平均速度的大小等于平均速率
光電門(mén)測(cè)量瞬時(shí)速率
(2)瞬時(shí)速度的方向與位移的方向相同。(　　)
(3)平均速度為0，瞬時(shí)速度一定為0。(　　)
√
×
×
(多選)下列關(guān)于平均速度、瞬時(shí)速度的說(shuō)法正確的是（ ）
A.瞬時(shí)速度是物體在某一位置或某一時(shí)刻的速度
B.平均速度是物體在一段時(shí)間內(nèi)各個(gè)時(shí)間瞬時(shí)速度的平均值
C.求解平均速度時(shí)必須明確是哪段時(shí)間(或哪段位移)內(nèi)的平均速度
D.物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，平均速度是指物體通過(guò)的位移與所用時(shí)間的比值
ACD
(多選)寓言《龜兔賽跑》中說(shuō)：烏龜和兔子同時(shí)從起點(diǎn)跑出，兔子在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)烏龜時(shí)，便驕傲地睡起了大覺(jué)，它一覺(jué)醒來(lái)，發(fā)現(xiàn)烏龜已悄悄地爬到了終點(diǎn)，后悔不已。在整個(gè)賽跑過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A.兔子驕傲的原因是在瞬時(shí)速率上有優(yōu)勢(shì)
B.兔子驕傲的原因是在全段運(yùn)動(dòng)的平均速度上有優(yōu)勢(shì)
C.烏龜獲勝的原因是在全段運(yùn)動(dòng)的平均速度上有優(yōu)勢(shì)
D.烏龜獲勝的原因是在瞬時(shí)速率上有優(yōu)勢(shì)
AC
折返跑是訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員體能的方式。如圖將6個(gè)標(biāo)示筒兩兩間隔5 m擺放，跑動(dòng)順序?yàn)?①→④→②→⑤→③→⑥，運(yùn)動(dòng)總時(shí)間為10 s，則全過(guò)程的平均速度大小和平均速率分別為（ ）
A.2.5 m/s　6.5 m/s　　
B.2.5 m/s　2.5 m/s
C.6.5 m/s　6.5 m/s　　
D.6.5 m/s　2.5 m/s
A

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