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2.速度有许多单位,在国际单位制里速度的单位是m/s,但汽车速度常用km/h作单位,1m/s= km/h,1km/h= m/s。高速公路上某类汽车的限速为120km/h= m/s。
1.下列速度值指的是平均速度的大小还是瞬时速度的大小?
A.某同学百米赛跑的速度约为9m/s,答: ;
B.运动员百米赛跑的冲线速度为12m/s,答: ;
C.汽车速度计指示着的速度为60km/h,答: ;
D.子弹离开枪口时的速度为600m/s,答: 。
平均速度 瞬间速度 瞬间速度 瞬间速度
3.速度是矢量,与“速度”对应的还有一个“速率”的概念。按书上的说法,速率(瞬时速率)就是速度(瞬时速度)的大小。它是一个标量,没有方向。不过,日常生活中人们说的速度其实往往就是速率(日常语言词汇中几乎没有速率这个词)。
*其实速率的原始定义是“运动的路程与所用时间之比”,而不是“位移与所用时间之比”,在物体作曲线运动时,“平均速率”与“平均速度的大小”通常并不相等(因为在作曲线运动时,路程是曲线轨迹的长度,比位移直线长,“平均速率”总是比“平均速度的大小”要大些)。
但是,在发生一段极小的位移时,位移的大小和路程相等,所以瞬时速度的大小就等于瞬时速率。因此书上的说法只能理解成“瞬时速率就是瞬时速度的大小”。
[范例精析]
例1.一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地,又以30m/s的速度从乙地运动到丙地。已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等,求汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度。
解析:根据平均速度的定义,汽车从甲地到丙地的平均速度,等于甲、丙两地间的总位移与总时间的比值,即
,设甲、乙两地间的距离和乙、丙两地间的距离为L,则
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拓展:有的同学可能会认为平均速度
=(v1+
v2)/ 2=25m/s,但其实这是不对的。计算平均速度还是要根据其定义。
如果问题改成“物体在前半段时间和后半段时间内的速度分别为20m/s和30m/s,求它在整个时间内的平均速度?”则
=(v1+
v2)/ 2=25m/s。
[能力训练]
2.上面式子所给出的其实是“平均速度”。对于运动快慢一直在变化的“非匀速运动”(又叫变速运动),如果要精确描述物体每时每刻运动的快慢程度,就必须引入“瞬时速度”这个概念。当Δt非常小(用数学术语来说,Δt→0)时的
就可以认为是瞬时速度。也就是说,要真正理解瞬时速度概念,需要数学里“极限”的知识,希望同学们结合数学相关内容进行学习。
[要点导学]
1.速度的物理意义是“描述物体运动快慢和方向的物理量”,定义是“位移与发生这个位移所用的时间之比”,即
。速度是矢量。
5、一个质点在x轴上运动,其位置坐标如下表:
|
t/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
… |
|
x/m |
2 |
0 |
-4 |
-1 |
-7 |
6 |
… |
⑴请在x轴上画出各时刻物体的位置.
⑵该质点0-2s末的位移大小是 ,方向是 .
⑶该质点在开始运动后 s内位移数值最大.
⑷该质点在第 s内位移数值最大,大小是 ,方向是
(1)略, (2)6m,-x方向,(3)4, (4)5, 13m, +x方向
4. 如图1-2-2所示,物体沿着两个半径均为R的半圆弧由A点运动到C点,A、B、C三点在同一直线上.在此过程中,物体位移的大小是 ,方向为 ,物体通过的路程为 .
4R, 由A指向C, 2πR
3. 关于位移和路程,下列四种说法中正确的是( C )
A.位移和路程在大小上总相等,只是位移有方向,是矢量,路程无方向,是标量
B.位移用来描述直线运动,路程用来描述曲线运动
C.位移取决于物体的始末位置,路程取决于物体实际通过的路线
D.位移和路程是一回事
2.一列火车从上海开往北京,下列叙述中,指时间的是( BD )
A.火车在早上6点10分从上海出发
B.列车共运行了12小时
C.列车在9点45分到达中途的南京站
D.列车在南京停了10分钟
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