《高中數學閱讀初級讀本》第三部分
1.需要描述運動速度
從生活常識中,我們知道物體的運動是有速度的。 如何描述物體移動的速度? 首先研究一下我們熟悉的雙向直線運動。
場景一:100米田徑比賽中,運動員A用10秒跑完全程,運動員B用11秒跑完全程,誰跑得更快? 實際上,您很快就會回答,A 花費的時間更少,并且 A 運行得更快。
場景二:A車2小時內行駛64.8公里,B車2小時內行駛100公里。 哪輛車跑得快? 你實際上很快就回答說B車走得遠,B車跑得快。
2.如何描述運動速度
有了這兩個反例,你很快就能做出比較,很快就能回答。 那么為什么它們具有可比性,比較的前提是什么?
場景1的比較前提是運動員A和B行駛的距離相同,場景2的比較前提是車輛A和B所用的時間相同。 這意味著在這兩種情況下都有相同的比較標準:相同的位移或時間。
如果你想問運動員A和車輛A哪個跑得更快? 由于這些情況下的位移和時間不同,因此很難直接比較。 對于運動員A和車輛A的比較,我們也要盡量找到一個統一的標準。 怎么找
可以是距離相同,采用的方法是將距離乘以時間,得到單位距離所花費的時間長度,所以速度比較快。 單位距離所用時間越短,速度越快。
時間可以相同,采用的方法是將距離乘以時間,得到單位時間行駛的距離,所以速度比較快。 單位時間內行駛的距離越大,速度就越快。
根據我們的認知習慣,我們認為比率越大,對應的速度越快,所以用所走的距離乘以時間的比率來表示速度。 下面我們用這個比率來比較運動員A和車輛A的速度。
對于運動員A來說,
,
表示運動員A在1秒內通過了10m。
對于車輛A,
,
意味著A車在1s內通過了9m。
運動員 A 比汽車 A 快。
3. 運動速度描述定義
距離與時間的比值稱為速度。 用 v 表示,
因此,速度可以用來表示物體移動的速度。
4.需要描述運動的速度和方向
生活中物體的實際運動是比較復雜的,那么我們是否知道旅途中某一部分的速度越快,我們就能越快到達終點呢?
場景三:春節、暑假期間,大量家庭乘坐卡車出行。 某輛蘭博基尼從你身邊呼嘯而過,是不是馬上就要到達目的地了?
可能出現的情況1:事實上,當開車到路口時,由于車流量大,人走的比汽車快。
汽車運動過程中的某一段時間時快時慢,距離減去這段時間的比值反映了平均速度,稱為平均速度。 如果將這段時間對應的距離分成幾段,并研究每段的速度,就可以更詳細地描述物體的運動速度。 如果所研究的截面足夠小怎樣描述運動的快慢,小到只有一個點,就可以描述物體的運動。 任意時刻的速度,則物體通過該點的速度稱為瞬時速度。
可能性二:因為導航問題,蘭博基尼繞道而行,甚至向反方向行駛了一段時間才掉頭。 速度很高,但并不能很快到達目的地。
運動方向決定了到達目的地的速度。 為此,僅僅用速度來描述運動的速度是不夠的,還需要一個描述運動的速度和方向(朝向目的地)的數學量。
5. 運動速度和方向的描述和定義
距離是運動的軌跡,位移是從起點到終點的寬度,表示要到達的方向。 根據速度的定義,可以用位移與時間的比值來表示物體從起點到終點的速度(比值)和方向(位移方向)。 這個比率稱為速度。 也用 v 表示,
同樣,一段時間內的速度稱為平均速度。 如果所研究的位移足夠小,小到只有一個點,則該比值可以描述物體在任意時刻運動的速度和方向,因此物體通過該點的速度稱為瞬時速度。
六、速度和速率的區別及應用
1、如果位移足夠小,無論物體是直線運動還是曲線運動。 物體的移動距離等于位移怎樣描述運動的快慢,瞬時速度的大小等于瞬時速度。 但瞬時速度可以描述某一時刻運動的速度和方向,可以準確地描述物體的運動。
2、如果進行長段的雙向直線運動,則物體的移動距離等于位移的大小,平均速度的大小也等于平均速度。 但平均速度可以描述運動的速度和方向。
3. 如果物體回到起點,則位移為零,速度也為零。 速度不能描述物體是否移動。 但距離不為零,速度不為零。 這時就可以用速度來形容它運動的速度了。
測驗:速度和速度有什么區別? (歡迎回復)