2017-2018学年鲁科版必修1 第2章第3节速度和加速度 学案(1)
2017-2018学年鲁科版必修1 第2章第3节速度和加速度  学案(1)第5页

的平均速度越接近于所研究时刻的瞬时速度.当时间足够短(趋近于零)时,此时的平均速度就认为该段时间初始时刻的瞬时速度.

速度描述物体运动的快慢和运动方向,也可以说是描述物体位置变化的快慢和位置变化的方向.速度越大,表示物体运动得越快(或位置变化得越快),速度的方向就是物体运动的方向.速度是状态量,与时刻(或位置)对应.

速度的变化Δv与速度大小无必然联系,速度大的物体,速度的变化不一定就大.例如,做匀速直线运动的物体,它的速度可以很大,但它在任何一段时间内变化均为零.速度变化是过程量,它对应某段时间(或某一段位移).

加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用时间的多少共同决定,与速度本身的大小以及速度变化的大小无必然联系,加速度大表示速度变化快,并不表示速度大,也不表示速度变化大.例如,小汽车启动时加速度很大,速度却很小,当小汽车高速行驶时,速度很大,加速度却很小,甚至为零.

问题导思

比较运动的快慢可以有两个标准:一个是以位移为标准,比较相同位移里的运动时间,如百米竞赛的计时方法;另一种是以时间为标准,比较相同时间内的位移,如飞机、火车、汽车等每小时运行的距离.物理学是以时间为统一标准来衡量运动的快慢的,单位时间内的位移叫速度.速度不仅有大小,还有方向,速度的方向就是物体运动的方向,上述第二个讨论题中,甲、乙两个同学速度大小虽然相同,但方向不同,所以他们的运动情形是不同的,即速度不同.速度是既有大小又有方向的矢量.

匀速直线运动是一种理想化的运动,实际运动往往是变速运动.对于变速运动可以用平均速度来粗略表示运动的快慢,但由于过程不同,运动的快慢就不同,所以选取不同的过程求得的平均速度的结果就可能不同.因而,对于平均速度需明确是"哪个过程"中的平均速度.

变速运动的一个重要的物理特征就是速度变化的快慢,物理学中用加速度来反映这一特征,类比速度的定义,加速度定义为速度的变化跟发生这一变化所用时间的比值,即单位时间内速度的变化,所以加速度反映的是速度变化的快慢,不是速度变化的多少,故不能从字面上理解加速度就是"增加的速度".加速度是矢量,它的方向性会在后面的课程中加深理解.在直线运动中加速度只有两个方向,选定一个正方向(如初速度v0的方向),如果vt-v0>0时,加速度为正值,表示加速度方向与v0方向相同;如果vt-v0<0,加速度为负值,表示加速度方向跟v0方向相反.

典题导考

绿色通道 求平均速度的问题具有普遍的方法,只要找到对应的时间和位移,用位移除以时间就是对应于这段位移和时间的平均速度.

典题变式

1.一辆汽车在一条直线上行驶,第1 s内通过的位移是8 m,第2 s内通过的位移是20 m,第3 s内通过的位移是30 m,第4 s内通过的位移是10 m.

(1)汽车做什么运动?

(2)分别求出第1 s内、第2 s内、第4 s内、前2 s内、后2 s内和整个过程中的平均速度.

答案:(1)汽车做变速直线运动

(2)8 m/s、20 m/s、10 m/s、14 m/s、20 m/s、17 m/s

2.甲、乙两车从A地出发沿不同的路径到达B地,甲比乙先到达,则( )

A.甲的平均速度一定比乙的平均速度大

B.甲的平均速率一定比乙的平均速率大

C.甲、乙的位移不一定相等