第3节 速度
【学习素养·明目标】 物理观念:1.理解速度的概念,知道速度是矢量.2.理解平均速度和瞬时速度的区别,知道速率的概念.3.会用平均速度公式进行相关的计算.
科学思维:1.通过速度概念的定义,体会用比值法定义物理量的方法.2.体会瞬时速度概念的极限思想方法.
一、平均速度
1.定义:物体运动的位移与所用时间之比,通常用表示,则=.
2.物理意义:大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向.
3.单位:在国际单位制中是m/s.常用单位还有km/h,1 m/s=3.6 km/h.
4.方向:平均速度是矢量,既有大小又有方向,其方向与位移的方向相同.
二、瞬时速度
1.定义:物体在某时刻或某位置的速度.瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率.
2.物理意义:准确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢和方向.
3.方向:瞬时速度是矢量,既有大小又有方向.其方向与物体运动方向相同.
4.瞬时速度的测量
(1)原理:用很短时间内的平均速度大小近似作为瞬时速率.
(2)方法
①光电门法:用光电门实验装置可测物体在极短时间内的平均速度,认为它就是测得的瞬时速度.
②速度计法:用速度计可直接读出物体在某一时刻或某一位置的瞬时速度的大小.
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度.(√)
(2)瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动.(×)
(3)瞬时速度的大小叫瞬时速率,平均速度的大小叫平均速率.(×)
(4)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度.(√)
(5)物体的平均速度为零,则物体一定处于静止状态.(×)
(6)子弹以速度v从枪口射出,v指瞬时速度.(√)
2.(多选)下列描述的几个速度中,属于瞬时速度的是( )
A.子弹以790 m/s的速度击中目标
B.信号沿动物神经传播的速度大约为10 m/s
C.汽车上速度计的示数为80 km/h
D.台风以13 m/s的速度向东北方向移动
AC [790 m/s是击中目标时刻的瞬时速度;信号以10 m/s的速度沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度;汽车速度计上显示的是瞬时速度;台风移动过程中速度的变化是很大的,13 m/s是平均速度.]
3.气象部门预报,某强台风登陆某地时持续风速235 km/h,中心最大风速达到314 km/h.其中的两个速度数值分别是指( )
A.平均速度,瞬时速度 B.瞬时速度,平均速度
C.平均速度,平均速度 D.瞬时速度,瞬时速度
A [平均速度对应的是一段时间或一段位移,而瞬时速度对应的是某时刻或某位置,由“持续”知,235 km/h指的是一段时间的平均速度,314 km/h是指瞬时速度,故A正确.]
4.从甲地到乙地的高速公路全程是197 km,一辆客车8点从甲地开上高速公路,10点到达乙地,途中曾在一高速公路服务区休息10 min,这辆客车从甲地到乙地的平均车速是( )
A.98.5 km/h B.27.4 km/h
C.107 km/h D.29.8 km/h
A [由于客车在2小时内经过的路程是197 km,故平均速率v== km/h=98.5 km/h,A正确.]