1.數(shù)學(xué)意義:
平均速率:描述物體在一段時(shí)間(或一段位移)內(nèi)位置改變的平均快慢及方向,過程量;
平均速度:描述物體沿軌跡運(yùn)動(dòng)的平均快慢,過程量;
瞬時(shí)速率:描述物體在某一時(shí)刻(或則某一位置)的運(yùn)動(dòng)快慢及方向,狀態(tài)量;
瞬時(shí)速度:瞬時(shí)速率大小,狀態(tài)量。
?對應(yīng)一段時(shí)間或一段位移的數(shù)學(xué)量就是過程量,如沖量、功、位移等;對應(yīng)一個(gè)時(shí)刻或一個(gè)位置的化學(xué)量就是狀態(tài)量,如動(dòng)量、能量、溫度等。
2.標(biāo)矢性:
平均速率:矢量,方向與位移方向相同;
瞬時(shí)速率:矢量,方向沿軌跡切線方向;
平均速度:標(biāo)量,無方向;
瞬時(shí)速度:標(biāo)量,無方向。
3.大小:
平均速率:平均速率=位移/時(shí)間,定義式v=△x/△t(△t為一段時(shí)間);
瞬時(shí)速率:△t→0的平均速率,定義式v=△x/△t(△t→0的極限);
平均速度:平均速度=路程/時(shí)間,雙向直線運(yùn)動(dòng)平均速度等于平均速率大小;
瞬時(shí)速度:瞬時(shí)速率的大小。
4.平均速率和瞬時(shí)速率的聯(lián)系
(1)瞬時(shí)速率等于運(yùn)動(dòng)時(shí)間△t→0時(shí)的平均速率;
(2)對于勻速直線運(yùn)動(dòng),瞬時(shí)速率與平均速率相等
5.注意
①平均速率不是速率平均值;

②平均速率有公式△x/△t,瞬時(shí)速率理論上求極限,檢測時(shí)只能用極短時(shí)間內(nèi)平均速率簡略取代瞬時(shí)速率,時(shí)間越短越接近真實(shí)的瞬時(shí)速率,用到了物理的極限思想,假若做勻變速直線運(yùn)動(dòng),就可以求真實(shí)值,一般用在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶問題、光電門求速率;
求點(diǎn)4的速率用3-5點(diǎn)平均速率取代,用2-6點(diǎn)平均速率精確度更差,由于時(shí)間更長了,若果紙帶做勻變速直線運(yùn)動(dòng),那瞬時(shí)值就是確切的。
③瞬時(shí)速率仍然保持不變的運(yùn)動(dòng)就是勻速直線運(yùn)動(dòng);
④瞬時(shí)速率大,平均速率不一定大;
⑤x-t圖中,切線斜率表示瞬時(shí)速率,割線斜率表示平均速率;
⑥理論上求瞬時(shí)速率
a.勻變速直線運(yùn)動(dòng),用運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系式;
b.有速率表達(dá)式的,代入時(shí)間直接求;
c.有位移表達(dá)式的,求極限或?qū)r(shí)間導(dǎo)數(shù);
d.有x-t圖的,求斜率;
e.有v-t圖的,直接看。
例1:關(guān)于平均速率和瞬時(shí)速率,以下說法正確的是(CDE)
A.平均速率就是速率的平均值
B.平均速度就是平均速率的大小
C.瞬時(shí)速度就是瞬時(shí)速率的大小
D.瞬時(shí)速率仍然保持不變的運(yùn)動(dòng)就是勻速直線運(yùn)動(dòng)
E.勻速直線運(yùn)動(dòng)任一過程的平均速率都等于其瞬時(shí)速率
?繞操場一圈,平均速率為0。
例2:(1)一物體做同向直線運(yùn)動(dòng),前一半時(shí)間以9m/s的速率做勻速運(yùn)動(dòng)高一物理速度位移公式,后一半時(shí)間以6m/s的速率做勻速運(yùn)動(dòng),則全程物體的平均速率是多大?
(2)另一物體也做同向直線運(yùn)動(dòng),前一半路程以3m/s的速率做勻速運(yùn)動(dòng),后一半路程以7m/s的速率做勻速運(yùn)動(dòng),則全程物體的平均速率是多大?
?平均速率不是速率平均值。
例3:質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做變速運(yùn)動(dòng),它離開O點(diǎn)的距離x隨時(shí)間t變化的關(guān)系為x=(5十2t3)m,該質(zhì)點(diǎn)在t=2s到t=3s間的平均速率的大小及t=2s時(shí)的瞬時(shí)速率大小分別為___。
?用導(dǎo)數(shù)方式求瞬時(shí)速率。
例4:氣墊滑軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí),其上的遮光條將光擋住,電子計(jì)時(shí)器可手動(dòng)記錄遮光時(shí)間△t。測得遮光條的長度為△x,用△x/△t近似代表滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速率。為△x/△t使更接近瞬時(shí)速率,正確的舉措是(A)
A.換用長度更窄的遮光條
B.提升檢測遮光條長度的精確度
C.使滑塊的釋放點(diǎn)更緊靠光電門
D.減小氣墊滑軌與水平面的傾角
?用平均速率(長度乘以時(shí)間)取代瞬時(shí)速率高一物理速度位移公式,理論上間距越窄,時(shí)間越短,瞬時(shí)速率越接近真實(shí)值,并且長度越窄,長度檢測偏差更大,瞬時(shí)速率反倒離真實(shí)值更遠(yuǎn)。
例5:一凈高為H的排球運(yùn)動(dòng)員正在出席百米國際賽事,在終點(diǎn)處,有一位站在跑道終點(diǎn)旁的攝影記者用照像機(jī)給他拍攝沖線過程,攝影記者使用的照像機(jī)的焦段(控制進(jìn)光量的多少)是16,快門(爆光時(shí)間)是1s/60,得到相片后測得相片中運(yùn)動(dòng)員的高度為h,背部號碼布上模糊部份長度是△L.由以上數(shù)據(jù)可以曉得運(yùn)動(dòng)員的(BD)
A.百米成績
B.沖線速率
C.百米內(nèi)的平均速率
D.沖線時(shí)1s/60內(nèi)的位移
?就像地圖,要按比列。
例6:用如圖所示的計(jì)時(shí)裝置可以近似測出氣墊滑軌上滑塊的瞬時(shí)速率.已知固定在滑塊上遮光條的長度為4.0mm,遮光條經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間為0.040s,則滑塊經(jīng)過光電門位置時(shí)的速率大小為(A)
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(yīng)用。
