【物理】2020届一轮复习人教版运动快慢的描述速度课时作业 11页

‎3　运动快慢的描述——速度 ‎[学习目标] 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．‎ 一、坐标和坐标的变化量 ‎1．坐标：以直线为x坐标轴，物体的位置就可以用坐标来表示．‎ ‎2．坐标的变化量：Δx＝x2－x1，Δx的大小表示位移的大小，Δx的正负表示位移的方向．‎ ‎3．时间的变化量：Δt＝t2－t1.‎ 二、速度 ‎1．定义：位移与发生这段位移所用时间的比值，叫做速度．‎ ‎2．表达式：v＝.‎ ‎3．单位：米每秒，符号是 m/s或 m·s－1.1 m/s＝3.6 km/h.‎ ‎4．矢量性：速度是矢量，速度的方向就是物体运动的方向．‎ ‎5．物理意义：表示物体运动快慢的物理量．‎ 三、平均速度和瞬时速度 ‎1．平均速度 ‎(1)意义：表示物体在时间间隔Δt内的平均快慢程度．‎ ‎(2)公式：v＝.‎ ‎(3)平均速度只能粗略地描述运动的快慢．‎ ‎2．瞬时速度 ‎(1)定义：运动物体的某一时刻或某一位置的速度．‎ ‎(2)物理意义：精确地描述物体运动的快慢．‎ ‎(3)大小：当Δt非常非常小时，称为物体在时刻t的瞬时速度，瞬时速度的大小通常叫做速率．‎ ‎3．匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动，在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度 相等．‎ ‎[即学即用]‎ ‎1．判断下列说法的正误．‎ ‎(1)时间变化量一定为正值．(√)‎ ‎(2)由公式v＝知，运动物体的位移Δx越大，速度越大．(×)‎ ‎(3)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度．(√)‎ ‎(4)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态．(×)‎ ‎(5)子弹以速度v从枪口射出，v指瞬时速度．(√)‎ ‎2．某质点沿一直线运动，在第1 s内通过的位移为2 m，第2 s内通过的位移为4 m，第3 s内通过的位移为6 m，则质点前2 s的平均速度为________m/s，后2 s内的平均速度为________m/s；3 s内的平均速度为________m/s.‎ 答案　3　5　4‎ 一、对速度的理解 ‎[导学探究]　自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向单向行驶，在30 min内自行车行驶了8 km，汽车行驶了50 km；百米比赛中，运动员甲用时10 s，运动员乙用时13.5 s.‎ ‎(1)自行车和汽车哪个快？‎ ‎(2)运动员甲和运动员乙哪个快？‎ ‎(3)汽车和运动员甲哪个快？如何比较呢？‎ 答案　(1)汽车运动得快，单向直线运动中，相同时间内位移大的运动得快．‎ ‎(2)运动员甲跑得快，单向直线运动中，通过相同位移所需时间短的运动得快．‎ ‎(3)通过比较两物体单位时间内的位移，可比较两物体运动的快慢 汽车：＝＝≈27.8 m/s 运动员甲：＝＝10 m/s 所以汽车运动得快．‎ ‎[知识深化]　‎ ‎1．对公式v＝的理解：‎ ‎(1)速度采用比值定义法，不能说v与Δx成正比．Δx大，仅指物体的位置变化量大．位移大，速度不一定大；当物体位置变化快时，速度才大．‎ ‎(2)式中Δx是位移不是路程，Δx与Δt具有对应性．‎ ‎2．速度是矢量 ‎(1)速度既有大小，又有方向，是矢量．瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向．‎ ‎(2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同．‎ 例1　关于速度的定义式v＝，以下叙述正确的是(　　)‎ A．物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比 B．速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关 C．速度大小不变的运动是匀速直线运动 D．v1＝2 m/s、v2＝－3 m/s，因为2>－3，所以v1>v2‎ 答案　B 解析　v＝是计算速度的定义式，只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来获得，并不是说v与Δx成正比，与Δt成反比，A错，B对；匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动，C错误；速度是矢量，正、负号表示方向，绝对值表示大小，D错．‎ 二、平均速度和瞬时速度 ‎[导学探究]　小明坐在沿直线行驶的汽车上，从甲地到乙地用时20分钟，行徎20 km，根据公式v＝，他计算出自己的速度为60 km/h.而途中某时刻小明发现速度计显示为70 km/h.‎ ‎(1)上面提到的两个速度各表示什么速度？‎ ‎(2)速度计显示的是什么速度？‎ ‎(3)若小明由乙地返回甲地又用了20分钟，则整个过程的平均速度是多少？它能反映汽车运动得快慢吗？‎ 答案　(1)60 km/h为20分钟内汽车的平均速度；70 km/h为瞬时速度．‎ ‎(2)瞬时速度 ‎(3)因为全程的位移为零，所以平均速度为0　不能 ‎[知识深化]　平均速度和瞬时速度的比较 平均速度 瞬时速度 物理意义 描述物体在一段时间内运动的平均快慢和方向，与一段时间或位移对应 描述物体在某时刻运动的快慢和方向，与时刻或位置对应 大小 由＝求出 v＝，其中Δt→0‎ 方向 与位移的方向相同，不一定与物体瞬间运动的方向相同 就是那一时刻物体运动的方向 联系 ‎(1)在匀速直线运动中，平均速度和瞬时速度相等 ‎(2)当位移足够小或时间足够短时，可以认为平均速度就等于瞬时速度 例2　(多选)下列速度属于瞬时速度的是(　　)‎ A．火车以76 km/h的速度经过“深圳到惠州”这一路段 B．汽车速度计指示着速度50 km/h C．城市繁华路口速度路标上标有“15 km/h　注意车速”字样 D．足球以12 m/s的速度射入球门 答案　BCD 例3　甲、乙两地相距60 km，一汽车沿直线运动用40 km/h的平均速度通过了全程的，剩余的路程用了2.5 h．求：‎ ‎(1)此汽车在后路程的平均速度大小．‎ ‎(2)汽车在全过程中的平均速度大小．‎ 答案　(1)16 km/h　(2)20 km/h 解析　(1)汽车在前后两段的位移大小分别是 x1＝ km＝20 km，x2＝60× km＝40 km 汽车在后路程的平均速度大小：‎ v2＝＝ km/h＝16 km/h ‎(2)汽车在全过程中的平均速度大小：‎ v＝＝ km/h＝20 km/h.‎ 三、平均速度、平均速率与速率的比较 ‎1．概念：‎ ‎(1)平均速度＝，平均速率＝ ‎(2)速率是瞬时速度的大小，是瞬时速率的简称．‎ ‎2．矢标性：平均速度是矢量，有方向；速率是标量，无方向．‎ ‎3．平均速度的大小一般小于平均速率．‎ 例4　一物体以v1＝4 m/s的速度向东运动了5 s后到达A点，在A点停了5 s后又以v2＝6 m/s的速度沿原路返回，运动了5 s后到达B点，求物体在全程的平均速度和平均速率．‎ 答案　 m/s，方向向西　 m/s 解析　物体全程的位移大小x＝v2t2－v1t1＝6×5 m－4×5 m＝10 m，全程用时t＝5 s＋5 s＋‎ ‎5 s＝15 s，故平均速度大小＝＝ m/s＝ m/s，方向向西．物体全程的路程s＝v2t2＋v1t1＝6×5‎ ‎ m＋4×5 m＝50 m，故平均速率′＝＝ m/s＝ m/s. ‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．(平均速度和瞬时速度)气象台对“玉兔”台风预报是：风暴中心以18 km/h左右的速度向西北方向移动，在登陆时，近中心最大风速达到33 m/s.报道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 答案　A 解析　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，‎ ‎18 km/h指的是台风向西北方向移动一段时间或一段位移的平均速度，33 m/s指的是台风登陆时刻的瞬时速度，故A正确．‎ ‎2．(平均速度和瞬时速度)(多选)如图1所示是三个质点A、B、C的运动轨迹，三个质点同时从N点出发，同时到达M点(物体做单向运动)．下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A. 三个质点从N到M的平均速度相同 B. 三个质点到达M点的瞬时速度相同 C. 三个质点从N到M的平均速率相同 D. B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同 答案　AD 解析　平均速度等于位移与时间的比值，由于位移与时间都相同，故平均速度相同，故A正确；平均速率等于路程与时间的比值，由于时间相等，路程不等，故平均速率不相等，故C错误；三个质点到达M点的瞬时速度方向不同，所以瞬时速度肯定不同，B错误；质点B做单方向直线运动，速度方向不变，D正确．‎ ‎3．(平均速度和平均速率的计算)(多选)小明上午从家门口打车，经过一段时间又乘坐同一出租车回到小区门口．车票如方框中所示，则下列说法正确的是(　　)‎ 车号：E－4G580‎ 日期：2017－1－17‎ 上车：8∶01‎ 下车：8∶16‎ 单价：1.80元 里程：5.0 km 全程：11.00元 A．小明全程的平均速度为20 km/h B．小明全程的平均速度为0‎ C．小明全程的平均速率为20 km/h D．小明全程的平均速率为0‎ 答案　BC 解析　小明全程路程为5.0 km，位移为0，所用时间为15 min＝ h．故全程小明的平均速度为0，平均速率＝＝20 km/h.‎ ‎4．(速度公式的应用)在某次海上军事演习中，一艘驱逐舰以90 km/h的速度追赶在它前面120 km处同方向匀速航行的航空母舰，驱逐舰总共追赶了270 km才赶上，则航空母舰的航速为多大？‎ 答案　50 km/h 解析　根据追赶过程中驱逐舰的位移和速度，可求得追赶过程所用的时间t＝＝3 h 追赶过程中，航空母舰的位移x2＝x1－120 km＝150 km 所以，航空母舰的速度：v＝＝50 km/h.‎ 课时作业 一、选择题(1～6为单项选择题，7～10为多项选择题)‎ ‎1．日常生活中，对平均速度和瞬时速度我们都称“速度”．下列速度中表示平均速度的是(　　)‎ A．百米赛跑运动员以9.8 m/s的速度冲过终点线 B．由于堵车，在隧道内车速仅为1.2 m/s C．返回地面的太空舱以8 m/s的速度落入太平洋中 D．子弹以800 m/s的速度撞击在墙上 答案　B ‎2．2016年春井冈山红色旅游景区很受游客欢迎，为了使公路交通有序、安全，在景区路旁立了许多交通标志，如图1所示，甲图是限速标志，表示允许行驶的最大速度是80 km/h；乙图是路线指示标志，表示此处到井冈山还有150 km.关于上述两个数据表达的物理意义，下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．80 km/h是平均速度，150 km是位移 B．80 km/h是瞬时速度，150 km是路程 C．80 km/h是瞬时速度，150 km是位移 D．80 km/h是平均速度，150 km是路程 答案　B 解析　允许行驶的最大速度表示的是限定的最大瞬时速度，路线指示标志上的数字表示从此地到井冈山的行驶距离，而不是直线距离，表示的是路程，正确答案为B.‎ ‎3．如图2所示，两人以大小相同的速度同时从圆形轨道的A点出发，分别沿ABC和ADE方向行走，经过一段时间后在F点相遇(图中未画出)．从出发到相遇的过程中，描述两个人运动情况的物理量可能不相同的是(　　)‎ 图2‎ A．瞬时速度 B．位移 C．路程 D．平均速度 答案　A 解析　两个人所走的路径不同，所以瞬时速度方向不同，所走过的路程相同，由于初、末位置相同，所以两个人的位移相同，又因为时间相同，所以平均速度相同，综上所述，应 选A.‎ ‎4．2015年北京田径世锦赛100 m决赛中，博尔特以9秒79夺冠，我国选手苏炳添也跑出了10秒06的好成绩，成为第一个站在百米世界决赛的亚洲人．下列说法正确的是(　　)‎ A．起跑阶段的速度一定是博尔特大 B．全程的平均速度一定是博尔特大 C．全程的任意时刻对应的瞬时速度都是博尔特大 D．到达终点时的速度一定是博尔特大 答案　B 解析　100 m比赛，两人的位移相等，时间短的平均速度大，所以B正确，A、C、D错误．‎ ‎5．一名短跑运动员在100 m竞赛中，测得他5 s末的速度为10.4 m/s,10 s末到达终点的速度是10.2 m/s，则运动员在100 m竞赛中的平均速度为(　　)‎ A．10.4 m/s B．10.3 m/s C．10.2 m/s D．10 m/s 答案　D 解析　v＝＝ m/s＝10 m/s.‎ ‎6．将一小球竖直向上抛出，经过时间t回到抛出点，此过程中上升的最大高度为h.在此过程中，小球运动的路程、位移和平均速度分别为(　　)‎ A．2h、0、 B．2h、0、0‎ C．0、2h、0 D．2h、h、 答案　B 解析　路程是指物体运动轨迹的长度；位移是指初位置到末位置的有向线段；平均速度是位移与时间的比值．此题中位移为零，故平均速度为零，故选B.‎ ‎7．以下说法正确的是(　　)‎ A．物体运动的位移越大，其速度一定越大 B．物体运动的时间越短，其速度一定越大 C．速度是表示物体运动快慢的物理量 D．做匀速直线运动的物体，其位移跟时间的比值是一个恒量 答案　CD ‎8．2016年安徽的黄山和九华山旅游事业蓬勃发展，吸引了大批海内外游客．如图3，设游客甲驾车从九华山大门去黄山大门，行程162 km.游客乙驾车从黄山大门赶往九华山大门，行程158 km.若两人恰好同时出发且同时到达，则甲、乙在两地之间运动的过程中(　　)‎ 图3‎ A．研究甲车的行驶路程时能将车看成质点 B．甲车、乙车的平均速度相同 C．甲车的平均速率大于乙车的平均速率 D．游客乙驾车运行“158 km”指的是位移 答案　AC ‎9．如图4所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是：1 s、2 s、3 s、4 s，已知方格的边长为1 m．下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．物体在AB段的平均速度为1 m/s B．物体在ABC段的平均速度为 m/s C．AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度 D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度 答案　ABC 解析　物体在AB段的平均速度为AB＝＝ m/s＝1 m/s，选项A正确；物体在ABC段的平均速度为＝＝ m/s＝ m/s ，选项B正确；因B点比C点更接近于A点，故AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度，选项C正确；因从A到B到C物体不是做直线运动，故物体在B点的速度不等于AC段的平均速度，选项D错误，故选A、B、C.‎ ‎10．下表是唐山站至北京南站的某次列车运行时刻表，设火车在每站都能准点到达、准点开出，运行时间为全程所用总时间，由此可知(　　)‎ 车站 到时 发时 里程 唐山 ‎10∶40‎ ‎0 km 滨海北 ‎10∶56‎ ‎10∶58‎ ‎54 km 滨海 ‎11∶07‎ ‎11∶09‎ ‎76 km 军粮城北 ‎11∶18‎ ‎11∶20‎ ‎94 km 北京南 ‎12∶07‎ ‎234 km A.列车从唐山站到北京南站的位移为234 km B．列车全程的平均速率约为96 km/h C．列车由军粮城北站到北京南站的平均速率约为179 km/h D．列车由唐山站到北京南站共运行87 min 答案　CD 解析　列车从唐山站到北京南站的路程为234 km，选项A错误；列车全程的平均速率＝＝≈161 km/h，选项B错误；列车由军粮城北站到北京南站的平均速率′＝＝≈179 km/h，选项C正确；列车由唐山站到北京南站共运行87 min，选项D正确．‎ 二、非选择题 ‎11．甲、乙两人从市中心出发，甲20 s内到达正东方向100 m处，乙30 s内到达正北方向150 m处，分别计算甲、乙两人的平均速度，并比较整个过程中甲、乙的平均速度是否相同．‎ 答案　见解析 解析　v甲＝＝ m/s＝5 m/s，方向向东．v乙＝＝ m/s＝5 m/s，方向向北．‎ 两人平均速度大小一样，方向不同，所以它们的平均速度不相同．‎ ‎12．如图5所示，一列火车长为100 m，速度为5 m/s，它通过一根直径为2 cm的标志杆大约需要多长时间？它通过长为50 m的大桥需要多长时间？‎ 图5‎ 答案　20 s　30 s 解析　火车通过标志杆的位移大小可认为等于火车的长度，x1＝100 m，火车通过大桥的位移大小等于火车和大桥长度之和，x2＝100 m＋50 m＝150 m 根据v＝得，通过标志杆的时间：t1＝＝20 s 通过大桥的时间：t2＝＝30 s.‎ ‎13．做直线运动的物体通过两个连续相等位移的平均速度的大小分别为v1＝10 m/s，v2＝‎ ‎15 m/s，求物体在整个运动过程中的平均速度的大小．‎ 答案　12 m/s 解析　设两段相等位移均为x，则两段用时分别为t1＝，t2＝，全程的平均速度v＝＝ ‎＝＝12 m/s.‎