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描述物体运动快慢的物理量——速度

12-20 22:51:13  浏览次数:255次  栏目:高一物理辅导

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  物体在空间位置的变化叫位移,通俗的说物体在空间位置的变化就是物体的运动。所以运动变化的快慢即为位移变化的快慢,那么位移变化的快慢与哪些因素有关呢?(答案:位移的变化量和发生位移变化的时间)

  一、坐标与坐标的变化量

  在一个特定的坐标里面如何计算出物体位移的变化量呢?看下面例题。

  分别在写出下面两个直线坐标系中A、B两点的坐标,以及由A到B之间和由B到A之间坐标的变化量,并且比较该变化量和物体运动的位移之间的关系。  

坐标与坐标的变化量

  上图:A点坐标x=1m,B点坐标x=6m,坐标的变化量=末位置坐标-初位置的坐标

  故A到B坐标变化量△x=5m,B到A坐标变化量△x=-5m。

  下图:A点坐标x=3m,B点坐标x=-2m,坐标的变化量=末位置坐标-初位置的坐标

  故A到B坐标变化量△x=-5m,B到A坐标变化量△x=5m。

  由计算可知,物体坐标的变量就等于物体运动的位移。

  二、速度

  
比较下面物体运动的快慢,并思考我们比较物体运动快慢的标准时什么?

表一:

自行车

30min

8km

汽车

30min

50km

表二:

运动员

10s

100m

学生

13.5s

100m

 

表三:

运动物体

初位置(m)

末位置(m)

时间(s)

自行车

0

100

20

汽车

0

100

30

火车

50

1250

30

飞机

500

2500

10

  表一中汽车跑的快,因为同样的时间里面,运动距离远说明运动越快。

  表一中运动员跑的快,因为同样的距离,所用时间越少说明运动越快。

  表三中时间和位移都不一样如何比较呢?比较位移和时间的比值。

  在物理学中如果遇到同一个问题中有两个变量的时候,一般会采用这种比值定义物理量的方法,这里位移和时间的比值我们叫速度。

  1、速度的物理含义:描述物体运动快慢的物理量

  这里需要注意运动快慢也可以说是位移变化的快慢,注意和位移变化大小的区别。

  2、公式:V=△x/△t

  3、单位:国际单位制单位:m/s,常用单位还有km/h

  4、矢量性:速度为矢量,速度的方向即为物体运动的方向

  三、平均速度和瞬时速度

  用V=△x/△t计算速度,其中△x为一段位移而△t为一段时间,在这个过程中速度可能在变化,那么我们这个速度指的是什么时刻的速度呢?(平均速度)

  1、平均速度

  所以用上面公式计算得到的速度是这段时间里面的平均速度,而某一个时刻的速度不一定都等于这个平均速度。平均速度也是矢量,其方向为这段时间位移的方向。看下面例题。
  如果一个物体的速度由0加速到10m/s,用时10s,发生的位移为50m。

  求全这10s内的平均速度?(5m/s)

  而由题意可知从0s到10s的过程中速度是在不断变化的,每时每刻的速度都不一样,对应于某个时刻的这个速度我们叫做瞬时速度

  请问1s时的瞬时速度比较接近这10s的平均速度还是前2s的平均速度呢?(前两秒)

  如果在公式V=△x/△t中,△t无限小那么这个平均速度就接近瞬时速度。

  四、速率

  在初中我们用路程除以时间表示“速度”,现在看来是不对的,那么路程除以时间代表什么呢?(速率)速率即为速度的大小。看下面例题。

  如果某位同学参加400m赛跑,(绕跑道一圈为400m),用时50s。求该同学的平均速度。

  答案为0

  所以这个时候我们研究其速率更有价值,即8m/s。

  这个速率严格的来说应该是这段时间内的平均速率,而瞬时速度的大小用瞬时速率表示。

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