测量物体运动的速度 知识讲解

测量物体运动的速度
责编：武霞
【学习目标】
1．知道匀速直线运动的概念；能理解变速运动的平均速度；
2.掌握用停表和刻度尺正确地测量时间、距离；
3.会算平均速度，加深对平均速度的理解；
4.体会设计实验、实验操作、记录数据、分析实验结果的总过程。

【要点梳理】
要点一、匀速直线运动
一个物体沿着直线运动，在任意相同时间内，通过的路程始终相等，这样的运动叫做匀速直线运动。

要点诠释：
1、匀速直线运动的特点：
①匀速直线运动是运动状态不变的运动，是最简单的机械运动。

②在整个运动过程中，物体的运动方向和运动快慢都保持不变。

③在任意一段相等的时间内和任意一段路程内速度都是相等的。

2、做匀速直线运动的物体，其速度的大小可以由v=s/t来计算，但速度的大小与s、t无关。

要点二、平均速度
1、如果测出了物体运动的距离s和通过这段距离所用的时间t，就可以算出物体在这段时间内运动的平均速度。

2、平均速度的计算：
s v
t =
要点诠释：
1、生活中变速运动比较常见，我们所说的速度，多数情况下指的是平均速度。

2、平均速度表示运动物体通过某段路程（或某一段时间内）的平均快慢程度。

要点三、平均速度的测量
1、实验器材：斜面、小车、停表、刻度尺
2、实验原理：
s v
t =
3、实验过程：
（1）使斜面保持很小的坡度；
（2）把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面的底端，测量小车要通过的路程S；（3）测量小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t；
（4）根据公式：
s
v
t
=算出平均速度；
（5）将金属片移至斜面的中点，再次测量小车到金属片的距离，小车从斜面的顶端滑下，撞到金属片的时间。

然后算出小车通过上半段路程时的平均速度。

4、表格：
路程运动时间平均速度
1、要使斜面保持较小的斜度，这样小车加速下滑的速度较慢方便计时。

2、小车从斜面滑下时，一定要做直线运动，否则测量的路程比实际路程要小，影响实验结果。

要点四、用图象描述物体的运动
图像法是描述各物理量之间的关系的有效手段，在物理学里经常用到。

要点诠释：
1、s-t图象：用横坐标表示时间t，纵坐标表示路程s，就得到了物体运动的s-t图象，如下图(1)所示是匀速直线运动的s-t图象。

2、v-t图象：用横坐标表示时间t，用纵坐标表示速度v，就得到了物体运动的v-t图象，如下图(2)所示是匀速直线运动的v-t图象。

【典型例题】
类型一、匀速直线运动、平均速度
1.（2016•自贡中考）（多选）如图所示的图象中，描述的是同一种运动形式的是（）
【思路点拨】匀速直线运动的特点的图象有两种表示方法：s-t图象和v-t图象。

一定要分清楚其本质的不同。

【答案】BC
【解析】如果是s-t图象，则横轴表示时间，纵轴表示距离，因速度不变，s与t成正比，所以图象是过点O的射线，如图C；如果是v-t图象，则横轴表示时间，纵轴表示速度，因速度不变，所以图象是平行于横轴的射线，如图B。

故选BC。

【总结升华】题考查匀速直线运动的特点如何通过图象来表示。

图象能很直接的反应物体的运动规律，对于图象题，首先看清两个坐标轴所表示的物理量，再顺着图象看随横坐标轴变化，纵坐标轴如何变化，找到物体的运动规律。

2. （2015春•涪陵区校级月考）小明在班上给同学们讲了新的“龟兔赛跑”故事：乌龟和兔子由起点出发后，兔子很快把乌龟落在后面．它看到乌龟跑的太慢了，就在半途的一棵树下睡了一觉，醒来时发现乌龟离终点很近了，兔子急忙去追，结果他们同时到达终点．在小明讲的这个故事中，关于乌龟和兔子运动的说法正确的是（ ）
A ．在整个运动过程中，乌龟和兔子的平均速度相等
B ．在整个运动过程中，兔子的平均速度要大于乌龟的平均速度
C ．在整个运动过程中，兔子始终比乌龟跑得快
D ．在兔子睡醒之后追赶乌龟的那一段时间里，兔子的平均速度等于乌龟的平均速度
【答案】A
【解析】AB 、已知乌龟和兔子同时出发，同时到达终点，说明它们通过的路程和所用时间相同，由速度公式 可知，它们全程的平均速度相同。

选项A 正确，选项B 错误；C 、在兔子睡觉的过程中，兔子的速度为0，而乌龟仍然在运动，此过程兔子静止，乌龟有速度．选项C 错误；D 、乌龟离终点很近了，兔子急忙去追，结果它们同时到达终点，说明它们的时间相同，但兔子通过的路程大，由速度公式可知，兔子的平均速度大于乌龟。

选项D 错误。

故选A 。

【总结升华】题考查了平均速度和比较物体运动快慢的方法。

在时间相同的情况下比较运动路程的长短，路程长的运动的快；在路程相同的情况下比较运动时间的长短，运动时间短的运动的快。

举一反三：
【变式】下面关于平均速度与瞬时速度的说法中不正确的是（ ） A ．平均速度是反映物体位置变化的物理量
B ．平均速度只能大体上反映物体运动的快慢程度
C ．瞬时速度可以精确反映物体在某一时刻运动的快慢程度
D ．瞬时速度可以精确反映物体在某一位置运动的快慢程度 【答案】A
类型二、平均速度的计算
3. 一辆汽车从甲地驶往乙地，共用了一个小时时间，前20分钟内的平均速度是30km/h ，后40分钟内的速度是60Km/h ，则该汽车在这1小时内的平均速度是（ ）
A ．35km/h
B ．40km/h
C ．45km/h
D ．50km/h
【思路点拨】利用速度公式求出前20min 和后40min 走的总路程，知道总时间，利用总路程除以总时间得平均速度。

【答案】D
【解析】已知：130/v km h = 1120min 3t h ==
260/v km h =2240min 3t h == 前20分钟走过的路程：1111
30/103s v t km h h km ==⨯=
后40分钟走过的路程：2222
60/403
s v t km h h km ==⨯=
1小时内的平均速度：1
2104050/1s s s km km
v km h t t h
++==== 【总结升华】平均速度是指物体在一段时间内运动的平均快慢程度，要用总路程除以总时间，不是速度
的平均值。

举一反三： 【变式】（2015•上甘岭区校级模拟）小刚家距学校1200米，上学时，前半段用了6分钟，后半段用了10分钟．问：小刚上学的平均速度为（ ）
A ．1.25米/秒
B ．2米/秒
C ．7.5米/秒
D ．0.83米/秒 【答案】A
4. 小明去上学，以v 1的速度走过一半路程后，再以v 2的速度跑过后一半路程，则他在全程的平均速度为（ ） A ．
12
2
v v + B. 212()v v - C. 12122v v v v + D. 1221v v v v -
【答案】C
【解析】假设全程的距离是S
小明在前半段路程用的时间：11122s
s
t v v ==
小明在后半段路程用的时间：222
22s
s
t v v ==
小明走完全程的时间：12121212
222v v s s
t t t s v v v v +=+=
+= 小明走完全程的平均速度：212
12
2
22vv s s
v v v t v v s vv =
==++ 【总结升华】平均速度不是速度的平均，不等于速度的平均值。

而是总路程和总时间的比值，即根据
s v t =总
总
计算平均速度。

举一反三：
【变式】某物体作直线运动，前三分之一的路程速度为v 1，后三分之二的路程速度为v 2，则该物体全程的平均速度为（ ） A ．
122v v + B ．12
23
v v + C ．121232v v v v + D ．121232v v v v +
【答案】C
类型三、测量平均速度
5. 以“城市•让生活更美好”为主题的上海世博会于2010年5月1日拉开帷幕。

同在N 城工作的
小王和小林结伴自己开车一起去看世博会。

如图所示为他们在某一十字路口等红、绿灯后再次启动过程的频闪照片。

该车从图示起点处（车头所对的零刻度线位置）由静止开始出发，同时，摄像头开始拍照，以后车沿直线向右运动的过程中，照相机每隔0.2s曝光一次。

仔细观察频闪照片，如果该车照此规律从起点运动0.8s到达D处。

填写表格中所缺的数据（不需要估读）。

位置起点 A B C D
时间/s 0 0.2 0.4 0.6 0.8
路程/m 0 1 4 9
全程的平均速
度/m.s-1
（2）确定总路程和用的时间，利用速度公式求全程的平均速度。

【答案】16；20
【解析】由图可知第三个0.2s到达第9格，第四个0.2s到达16格（16m）；
已知：s==16m t=0.8s，
全程的平均速度：
16
20/
0.8
s m
v m s t s
===
【总结升华】直接通过观察图形，运用刻度尺的读数方法即可得到缺少的数据；确定总路程和用的时间，利用速度公式求全程的平均速度。

举一反三：
【变式】小刚利用如图所示的装置，进行“测量小车运动的平均速度”实验，在实验过程中记录了如下数据，请根据所给数据完成下列问题：
（1）该实验依据的原理是
（2）小车从B点运动到F点的平均速度是 cm/s。

【答案】
s
v
t
=；4。