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平均速度計算練習

生活 更新时间:2025-03-11 15:31:29

1.物理意義:

平均速度:描述物體在一段時間(或一段位移)内位置改變的平均快慢及方向,過程量;

平均速率:描述物體沿軌迹運動的平均快慢,過程量;

瞬時速度:描述物體在某一時刻(或者某一位置)的運動快慢及方向,狀态量;

瞬時速率:瞬時速度大小,狀态量。

☞對應一段時間或一段位移的物理量就是過程量,如沖量、功、位移等;對應一個時刻或一個位置的物理量就是狀态量,如動量、能量、溫度等。

2.标矢性:

平均速度:矢量,方向與位移方向相同;

瞬時速度:矢量,方向沿軌迹切線方向;

平均速度計算練習(平均速度和瞬時速度)1

平均速率:标量,無方向;

瞬時速率:标量,無方向。

3.大小:

平均速度:平均速度=位移/時間,定義式v=△x/△t(△t為一段時間);

瞬時速度:△t→0的平均速度,定義式v=△x/△t(△t→0的極限);

平均速率:平均速率=路程/時間,單向直線運動平均速率等于平均速度大小;

瞬時速率:瞬時速度的大小。

4.平均速度和瞬時速度的聯系

(1)瞬時速度等于運動時間△t→0時的平均速度;

(2)對于勻速直線運動,瞬時速度與平均速度相等

5.注意

①平均速度不是速度平均值;

②平均速度有公式△x/△t,瞬時速度理論上求極限,測量時隻能用極短時間内平均速度粗略代替瞬時速度,時間越短越接近真實的瞬時速度,用到了數學的極限思想,如果做勻變速直線運動,就可以求真實值,通常用在打點計時器的紙帶問題、光電門求速度;

平均速度計算練習(平均速度和瞬時速度)2

求點4的速度用3-5點平均速度代替,用2-6點平均速度精确度更差,因為時間更長了,如果紙帶做勻變速直線運動,那瞬時值就是準确的。

③瞬時速度一直保持不變的運動就是勻速直線運動;

④瞬時速度大,平均速度不一定大;

⑤x-t圖中,切線斜率表示瞬時速度,割線斜率表示平均速度;

平均速度計算練習(平均速度和瞬時速度)3

⑥理論上求瞬時速度

a.勻變速直線運動,用運動學關系式;

b.有速度表達式的,代入時間直接求;

c.有位移表達式的,求極限或對時間求導;

d.有x-t圖的,求斜率;

e.有v-t圖的,直接看。

例1:關于平均速度和瞬時速度,以下說法正确的是( CDE)

A.平均速度就是速度的平均值

B.平均速率就是平均速度的大小

C.瞬時速率就是瞬時速度的大小

D.瞬時速度一直保持不變的運動就是勻速直線運動

E.勻速直線運動任一過程的平均速度都等于其瞬時速度

☞繞操場一圈,平均速度為0。

例2:(1)一物體做同向直線運動,前一半時間以9m/s的速度做勻速運動,後一半時間以6m/s的速度做勻速運動,則全程物體的平均速度是多大?

(2)另一物體也做同向直線運動,前一半路程以3m/s的速度做勻速運動,後一半路程以7m/s的速度做勻速運動,則全程物體的平均速度是多大?

☞平均速度不是速度平均值。

例3:質點沿直線Ox方向做變速運動,它離開O點的距離x随時間t變化的關系為x=(5十2t³)m,該質點在t=2s到t=3s間的平均速度的大小及t=2s時的瞬時速度大小分别為___。

☞用求導方法求瞬時速度。

例4:氣墊導軌上滑塊經過光電門時,其上的遮光條将光遮住,電子計時器可自動記錄遮光時間△t。測得遮光條的寬度為△x,用△x/△t近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度。為△x/△t使更接近瞬時速度,正确的措施是(A)

A.換用寬度更窄的遮光條

B.提高測量遮光條寬度的精确度

C.使滑塊的釋放點更靠近光電門

D.增大氣墊導軌與水平面的夾角

☞用平均速度(寬度除以時間)代替瞬時速度,理論上寬度越窄,時間越短,瞬時速度越接近真實值,但是寬度越窄,寬度測量誤差更大,瞬時速度反而離真實值更遠。

例5:一身高為H的田徑運動員正在參加百米國際比賽,在終點處,有一位站在跑道終點旁的攝影記者用照相機給他拍攝沖線過程,攝影記者使用的照相機的光圈(控制進光量的多少)是16,快門(曝光時間)是1s/60,得到照片後測得照片中運動員的高度為h,胸前号碼布上模糊部分寬度是△L.由以上數據可以知道運動員的(BD)

A.百米成績

B.沖線速度

C.百米内的平均速度

D.沖線時1s/60内的位移

☞如同地圖,要按比例。

例6:用如圖所示的計時裝置可以近似測出氣墊導軌上滑塊的瞬時速度.已知固定在滑塊上遮光條的寬度為4.0mm,遮光條經過光電門的遮光時間為0.040s,則滑塊經過光電門位置時的速度大小為(A)

平均速度計算練習(平均速度和瞬時速度)4

A.0.10m/s

B.100m/s

C.4.0m/s

D.0.40m/s

☞光電門上或紙帶上的應用。

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