2018高中物理第一章运动的描述1.3解密速度学案新人教版必修1.doc

解密速度

一、考点突破
此部分内容在高考物理中的要求如下：
知识点
课标要求
题型
分值
速度
理解
选择题、实验题、计算题
4~7分

二、重难点提示
平均速度和瞬时速度的辨析和计算

知识点一 速度
（1）定义：速度v等于物体运动的位移Δx跟发生这段位移所用的时间Δt的比值。
（2）公式：v＝Δx/Δt或v=x/t。
（3）物理意义：速度是表示物体运动快慢的物理量。
（4）单位：国际单位为米每秒，符号是m/s（或m·s－1），常用单位还有：千米每时（km/h或km·h－1），厘米每秒（cm/s或cm·s－1）等。
（5）标矢性：它的方向就是物体运动的方向。

知识点二 平均速度和瞬时速度
（1）平均速度
在变速直线运动中，物体在某段时间内的位移跟发生这段位移所用时间的比值，叫做这段位移（或这段时间）的平均速度，即v=Δx/Δt，单位是“m/s”。它是矢量，其方向跟位移Δx的方向相同。
平均速度的意义在于能粗略地描述变速运动的快慢。
注意：对变速直线运动来说，不同时间内（或不同位移上）的平均速度的值可能不一样。
（2）瞬时速度
在公式v=Δx/Δt中，如果时间Δt非常小，接近于零，表示的是某一瞬时，这时的速度称为瞬时速度。
瞬时速度对应某一瞬间，或者说某一时刻，某一位置，即：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度。
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。
（3）平均速度与瞬时速度的对比：
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。
③大小：平均速度计算，瞬时速度计算（趋近于0）。
④方向：平均速度方向指向过程中位移的方向；瞬时速度方向指该状态物体运动的方向，或运动轨迹上该点的切线方向。
⑤关联点：当某运动过程的时间极短时即趋近于0时，平均速度即为瞬时速度；当物体做匀速直线运动时，平均速度等于瞬时速度。

知识点三 速度和速率
（1）定义：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫瞬时速度，常称为速度；瞬时速度的大小叫瞬时速率，有时简称速率。平均速度的大小叫做平均速率。
（2）物理意义：精确描述物体运动快慢。
（3）瞬时速度是矢量，其方向与物体经过某一位置时的运动方向相同，瞬时速率是标量。
（4）平均速度与平均速率辨析：

平均速度
平均速率
区
别
定义
平均速度=位移/时间
平均速率=路程/时间

方向性
有方向，矢量
无方向，标量
物理意义
粗略表征物体位置变化的快慢。
粗略表示物体运动的快慢。
联
系
都是描述物体运动快慢的物理量。
单位相同
表达式都可以写成v=s/t，但注意“x”表示的含义不同。
平均速度的大小一般不等于平均速率，只有在单向直线运动中，当位移的大小等于路程时，平均速度的大小才等于平均速率。但也不能说在这种情况下平均速度就是平均速率，因为平均速度是矢量，平均速率是标量。

例题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
思路分析：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

例题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？
思路分析： 本题考查学生对平均速度公式的理解及应用，求出全程的位移和所用时间是解题关键。
设全程位移为x，全过程所用时间为t，则根据题意可以将运动时间表示为，，即全程平均速度为：。
答案：

例题3 下列所说的速度中，哪些是平均速度？哪些是瞬时速度？
（1）百米赛跑的运动员以9.5 m/s的速度冲过终点线；
（2）经过提速后列车的速度达到150 km/h；
（3）由于堵车，车在隧道内的速度仅为1.2 m/s；
（4）返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中；
（5）子弹以800 m/s的速度撞击在墙上。
思路分析：瞬时速度表示物体在某一时刻（或某一位置）运动的快慢；平均速度表示物体在某一段时间内或在某一过程中运动的快慢。
答案：⑴9.5 m/s是瞬时速度 ⑵150 km/h是瞬时速度
⑶1.2 m/s是平均速度 ⑷8 m/s是瞬时速度 ⑸800 m/s是瞬时速度

【综合拓展】 其实可以用图象形象直观地表示物体位置随时间变化情况，这就是x－t图象。
例 如图所示是做直线运动的甲、乙两物体相对于同一参考系的位移—时间（x－t）图象，下列说法错误的是（ ）

A. 甲启动的时刻比乙早t1 s
B. 当t＝t2时，两物体相遇
C. 当t＝t2时，两物体相距最远
D. 当t＝t3时，两物体相距x0 m
思路分析：甲从t＝0时刻开始出发，乙在0～t1这段时间内保持静止，故甲比乙早出发的时间为t1 s，选项A正确.当t＝t2时，甲、乙两物体的位移相等，即甲、乙两物体相遇，选项B正确、选项C错误；当t＝t3时，甲的位移为零，乙的位移为x0，两物体相距x0，选项D正确。
答案：C

【易错指津】
在北京奥运会中，牙买加选手博尔特在男子100m决赛和男子200m决赛中，分别以9.69s和19.30s的成绩打破世界纪录，关于他在这两次决赛中的运动情况，说法正确的是（ ）
A. 200m决赛的位移是100m决赛的2倍
B. 200m决赛的平均速度大小约为10.36 m/s
C. 100m决赛的冲刺速度大小为10.32 m/s
D. 200m决赛的平均速率约为10.36 m/s
易错提醒：（1）忽视体育项目中的实际情况，200m跑时，跑道是弯的；
（2）知识迁移错误，速度是位移与时间的比值，而不是路程与时间的比值。
思路分析：A、200米比赛为弯道，位移大小不是200米，100米比赛为直道，位移大小为100米，故A错误；B、平均速率等于路程除以时间，即：，平均速度是位移与时间的比值，200米比赛为弯道，位移大小不是200米，故B错误D正确；C、100米比赛的位移大小为100米，因此其平均速度为：，冲刺速度为瞬时速度，由题意无法出来，故C错误；
答案：D
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