1.物理意义:
平均速度:描述一段时间内物体位置变化(或位移)的平均速度、方向和过程;
平均速度:描述物体沿轨迹运动的平均速度和过程;
瞬时速度:描述物体在某一时刻(或某一位置)的速度、方向和状态;
瞬时速度:瞬时速度,状态量。
一段时间或一段位移对应的物理量是过程量,如冲量、功、位移等。对应于一个力矩或位置的物理量是状态量,如动量、能量、温度等。
2.目标向量:
平均速度:矢量,方向与位移方向相同;
瞬时速度:矢量,方向是沿着轨迹的切线方向;
平均速率:标量,无方向;
瞬时速率:标量,无方向。
3.尺寸:
平均速度:平均速度=位移/时间,定义公式v=△x/△t(△t为一段时间);
瞬时速度:△t→0的平均速度,定义公式V =△x/△t(△t→0的极限);
平均速度:平均速度=距离/时间,单向直线运动的平均速度等于平均速度;
瞬时速度:瞬时速度的大小。
4.平均速度和瞬时速度的关系
(1)运动时间为△t→0时,瞬时速度等于平均速度;
(2)对于匀速直线运动,瞬时速度等于平均速度。
注意
(1)平均速度不是平均速度;
②平均速度有一个公式△x/△t,瞬时速度理论上是有限的。在测量中,只能用极短时间内的平均速度来粗略代替瞬时速度。时间越短越接近真实瞬时速度,运用了数学的极限思想。如果做匀速变化的直线运动,可以求真值,通常用来解决点定时器的纸带问题和光电门的速度。
4点的速度换成3-5点的平均速度,精度用2-6点的平均速度更差,因为时间更长。如果纸带以匀速直线运动,则瞬时值是准确的。
(3)瞬时速度恒定的运动是匀速直线运动;
④瞬时速度大,但平均速度不一定大;
⑤在X-T图中,切线斜率表示瞬时速度,割线斜率表示平均速度;
⑥理论计算瞬时速度。
A.匀速直线运动,利用运动学关系;
B.如果有速度表达式,代入时间,直接找;
C.如果有位移表达式,求极限或导出时间;
D.如果有x-t图,求斜率;
E.如果有v-t图,直接看。
例1:关于平均速度和瞬时速度,下列陈述是正确的(CDE)。
A.平均速度就是平均速度。
b .平均速度是平均速度的大小。
C.瞬时速度是瞬时速度的大小。
D.瞬时速度恒定的运动是匀速直线运动。
E.任何匀速直线运动过程的平均速度都等于其瞬时速度。
在操场周围,平均速度为0。
例2:(1)物体沿同一方向直线运动,前半段时间速度为9m/s,后半段时间速度为6m/s,平均速度是多少?
(2)另一个物体也沿同一方向作直线运动。前半程匀速移动3m/s,后半程匀速移动7m/s,全程平均速度是多少?
平均速度不是平均速度。
例3:一个质点沿直线Ox变速运动。距离O点的距离x与时间t的关系为x = (52t) m,质点从t=2s到t = 3s的平均速度和t = 2s时的瞬时速度分别为_ _ _ _。
用导数法求瞬时速度。
例4:气垫导轨上的滑块通过光电门时,光线被其上的遮光条挡住,电子计时器能自动记录遮光时间△ t..遮光条的实测宽度为△x,滑块通过光电门的瞬时速度近似用△ x/△ t表示,为了使△x/△t更接近瞬时速度,正确的度量是(a)
A.换成窄一点的遮阳条。
b .提高测量遮光条宽度的准确性
c、使滑块的释放点更靠近光电门。
d、增大气垫导轨与水平面的夹角。
用平均速度(宽度除以时间)代替瞬时速度,理论上宽度越窄,时间越短,瞬时速度越接近真值,但宽度越窄,宽度的测量误差越大,瞬时速度离真值越远。
例5:一个身高H的田径运动员正在参加100米国际比赛。在终点线,站在跑道旁的摄影记者用相机为他拍摄跑线的过程。摄影记者使用的相机光圈(控制多少光)为16,快门(曝光时间)为1s/60th。获取照片后,测量照片中运动员的身高为H,胸号布上模糊部分的宽度为△ L,从以上数据可以看出,
A.一百米
B.冲压速度
C.平均速度在100米以内
D.划线时位移在1s/60以内。
像地图一样,要按比例。
例6:滑块在气垫导轨上的瞬时速度可以用如图所示的计时装置近似测得。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0mm,遮光条通过光电门的遮光时间为0.040s,则滑块通过光电门位置的速度为(A)。
0.10米/秒
每秒100米
大约4.0米/秒
0.40米/秒
光电门或纸带的应用。
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