○1求t1=2 s到t2=3 s这段时间的平均速度;
○2求t1=2 s到t2=2.1 s这段时间的平均速度;
○3求t1=2 s到t2=2.01 s这段时间的平均速度;
○4求t1=2 s到t2=2.001 s这段时间的平均速度.
解:由位移s与时间t的关系式s=5t2可以得到各段时间的平均速度
○1 v- 1=s/t=5(32-22)/(3-2)=25 m/s
○2 v- 2=s/t=5(2.12-22)/(2.1-2)=20.5 m/s
○3 v- 3=s/t=5(2.012-22)/(2.01-2)=20.05 m/s
○4 v- 4=s/t=5(2.0012-22)/(2.001-2)=20.005 m/s
讨论:从上面的计算,会发现什么规律?可以得到什么结论?
结论:当时间间隔取得越来越短时,物体平均速度的大小愈来愈趋近于数值20m/s,实际上, 20m/s就是物体在2s时刻的瞬时速度,它反映了物体在2s时刻运动的快慢程度.可见:
质点在某一时刻的瞬时速度,等于时间间隔趋于零时的平均速度值,用数学语言讲叫瞬时速度是平均速度的极限值.
(4)瞬时速度是客观存在的.设想物体在运动过程中任一时刻没有瞬时速度,则也可以推出在其他的任意时刻都没有瞬时速度,这样,又怎样解释物体是运动的呢?
(5)瞬时速度是矢量,既有大小,也有方向,在直线运动中瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同.
(6)怎样在s-t图象中认识瞬时速度.
○1讨论:教材第27页第(4)题
如图是两个匀速直线运动的位移图象.哪条直线所表示的运动的速度大?各是多大?
解析:根据匀速直线运动的位移公式s=vt,由于v是不变的,s与t呈正比例关系,s-t图象是一条倾斜直线,该直线的斜率k在大小上等于匀速直线运动的速度v.显然直线○2的斜率大于直线○1的斜率,即v2>v1
不难求出 v1=0.75m/s v2=1.5m/s
○2在变速直线运动s-t图象中,某段时间内的平均速度,可用图象在该段时间内的割线的斜率k来表示,如图所示