第1章 第3节 第1课时 速度（课件PPT）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）

位置变化快慢的描述——速度 第 3 节 速度 (强基课——逐点理清物理观念) 第1课时 课标要求 层级达标 1.理解速度。 2.结合瞬时速度概念的建构，体会研究物理问题的极限方法。 学考 层级 1.知道速度的定义式、单位和方向。 2.知道匀速直线运动的特点及速率的含义。 3.理解v-t图像的含义，并会根据v-t图像分析物体运动的速度随时间的变化。 选考 层级 1.理解平均速度和瞬时速度的区别与联系。 2.初步体会极限法在研究物理问题中的应用和意义。 3.能用实验数据绘制v-t图像﹐并会根据图像理解速度的变化特点。 逐点清(一)　速度 逐点清(二)　平均速度和瞬时速度 01 02 CONTENTS 目录 逐点清(三)　速度—时间图像(v⁃t图像) 课时跟踪检测 03 04 逐点清(一)　速度 1.物理意义：描述物体运动______的物理量。 2.定义：位移与发生这段位移所用_______之比。 3.定义式：v=_______。 4.单位：在国际单位制中，速度的单位是_______，符号是m/s或m·s-1，常用的单位还有千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。 多维度理解 快慢 时间 米每秒 5.对定义式v=的理解 (1)公式v=中的Δx是物体运动的位移，不是路程。 (2)v=是定义式，不是决定式，不能认为v与位移Δx成正比、与时间Δt成反比。 (3)v=也叫物体位移对时间的变化率。 6.速度的矢量性 (1)速度既有大小，又有方向，是矢量。速度的方向就是物体位移的方向。 (2)在一维坐标系中，速度方向可用数值前的正负号表示，正号表示与规定的正方向相同，负号表示与规定的正方向相反。 1.判断下列说法是否正确。 (1)物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位移Δx成正比，与运动时间Δt成反比。( ) (2)速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关。( ) (3)速度大小不变的运动是匀速直线运动。( ) (4)v1=5 m/s，v2=-6 m/s，因为5>-6，所以v1>v2。( ) 全方位练明 × × × √ 2.下列关于速度的说法正确的是 (　 ) A.由v=知，v与Δx成正比，与Δt成反比 B.速度大小不变的运动是匀速直线运动 C.v=只适用于匀速直线运动 D.平均速度的方向与对应时间内物体位移的方向一致 √ 解析：v是用比值定义法定义的物理量，v与Δx、Δt无关，A错误；匀速直线运动是速度的大小和方向都不变的运动，B错误；v=适用于任何运动，C错误；由v=可知，平均速度的方向与对应时间内物体位移的方向一致，D正确。 3.(选自鲁科版教材课后练习)高速摄影机拍摄的子弹头穿过扑克牌时的照片如图所示。设子弹头的平均速度大小是900 m/s，扑克牌的宽度为 5.7 cm，子弹头的长度为1.9 cm。请估算子弹头穿过扑克牌的时间。 答案：8.44×10-5 s 解析：子弹头穿过扑克牌的位移 x=5.7×10-2 m+1.9×10-2 m=7.6×10-2 m 由v=得t==≈8.44×10-5 s。 逐点清(二)　 平均速度和瞬时速度 1.平均速度 (1)定义：在直线运动中，位移Δx跟发生这段位移____________的比值。 (2)公式：=______。 (3)物理意义：描述物体在一段时间内运动的平均快慢及方向。 (4)矢量性：平均速度是_____，其方向与物体的_____方向相同。 多维度理解 所用时间Δt 矢量 位移 2.瞬时速度 (1)定义：物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度。 (2)物理意义：描述物体某一时刻(或某一位置)运动的快慢及方向。 (3)矢量性：瞬时速度是_____，其方向与物体的_____方向相同。 3.匀速直线运动：是指___________保持不变的运动。 矢量 运动 瞬时速度 4.速度和速率 (1)速率：瞬时速度的______。 (2)速度与速率的区别：速度是_____，速率是______；速率只反映物体运动的_____，而速度却同时反映运动的______和运动的_____。 大小 矢量 标量 快慢 快慢 方向 5.平均速率 (1)物理意义：描述物体沿运动轨迹运动的平均快慢。 (2)标矢性：标量。 (3)大小与方向：①平均速率=(注意：不一定等于平均速度的大小)；②无方向。 [典例]　(2024·河北秦皇岛高一检测)某物体由A点出发做直线运动，前5 s 向东行驶了30 m到达B点，又向东行驶了5 s前进了60 m到达C点，在C点停了4 s后又向西行驶，经历了6 s运动了120 m到达A点西侧的D点，如图所示，求： (1)最后6 s时间内物体的平均速度大小和方向； [答案]　 20 m/s，方向向西　 [解析]　最后6 s时间内物体从C点到D点的位移大小为Δx3=120 m 则平均速度大小为v1===20 m/s，方向向西。 (2)全过程的平均速度； [答案]　1.5 m/s，方向向西　 [解析]　全程中物体初位置为A点，末位置为D点，其位移是AD，方向向西，位移大小Δx=Δx3-Δx1-Δx2=120 m-30 m-60 m=30 m 所用时间t总=5 s+5 s+4 s+6 s=20 s 则平均速度大小为v2===1.5 m/s，方向向西。 (3)全过程的平均速率。 [答案]　10.5 m/s [解析]　全过程的路程s=30 m+60 m+120 m=210 m 全过程的平均速率==10.5 m/s。 1.(2025·四川遂宁期末)(多选)甲、乙两质点分别沿着直线①和曲线②从A点运动到B点，两质点运动的时间相同。下列说法中正确的是 (　 ) A.位移相同 B.平均速率相同 C.平均速度相同 D.到达B点时瞬时速度相同 全方位练明 √ √ 解析：甲、乙两质点分别沿着直线①和曲线②从A点运动到B点，初位置相同，末位置也相同，则甲、乙两质点的位移相同，故A正确；平均速率等于路程除以时间，由于甲、乙两质点的路程不同，所用时间相等，所以平均速率不同，故B错误；平均速度等于位移除以时间，由于甲、乙两质点的位移相同，所用时间相等，所以平均速度相同，故C正确；在B点，甲、乙两质点的瞬时速度方向不同，所以瞬时速度不同，故D错误。故选A、C。 2.(2025·吉林期末)图中的曲线是某一质点的运动轨迹。若质点在一段时间内从B点运动到A点，当B点越来越靠近A点时，质点的平均速度方向将越来越接近A点的切线方向。下列说法中不正确的是 (　 ) A.平均速度的方向与位移方向总是一致的 B.当Δt→0时，平均速度趋于瞬时速度 C.平均速度和瞬时速度的方向总是一致的 D.瞬时速度的定义用到极限的思想方法 √ 解析：平均速度与位移方向始终一致，瞬时速度和运动的方向总是一致，但平均速度和瞬时速度的方向可能不同，故A正确，不符合题意，C错误，符合题意；根据速度定义式v=，当Δt→0时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度，该定义用到了极限的思想方法，故B、D正确，不符合题意。 3.(2024·江西高考)一质点沿x轴运动，其位置坐标x与时间t的关系为x=1+2t+3t2(x的单位是m，t的单位是s)。关于速度及该质点在第1 s内的位移，下列选项正确的是 (　 ) A.速度是对物体位置变化快慢的描述；6 m B.速度是对物体位移变化快慢的描述；6 m C.速度是对物体位置变化快慢的描述；5 m D.速度是对物体位移变化快慢的描述；5 m √ 解析：根据速度的定义式v=，即速度等于位移与时间的比值。位移是物体在一段时间内从一个位置到另一个位置的位置变化量，即速度是对物体位置变化快慢的描述，B、D错误；根据x与t的关系式可知，t=0时，质点位于x=1 m处，t=1 s时，质点位于x=6 m处，因此质点在第1 s内的位移为5 m，A错误，C正确。 逐点清(三)　 速度—时间图像(v⁃t图像) 1.图像的建立 以时间t为___轴，速度v为____轴，根据测量的数据在坐标系中描点，然后用_______的曲线把这些点连接起来，即得到速度—时间(v⁃t)图像，如图所示。 多维度理解 横 纵 平滑 2.v⁃t图像的物理意义 可直观地表示物体______随______的变化情况。如图所示，从图中可看出物体的速度大小随时间不断变化；速度方向不变，与规定的正方向相同，做直线运动。 速度 时间 3.v⁃t图像的应用 (1)由图像能看出每一时刻对应的瞬时速度，判断速度大小的变化及其方向。 (2)根据图线斜率判断物体的运动性质，斜率的绝对值越大，表示速度变化越快。 如图所示，①做匀速运动，②③都做变速运 动，但运动方向相反，②的速度变化更快。 (3)截距：v⁃t图像的纵轴截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻。 (4)图线交点：两条图线相交，交点表示两物体此时的瞬时速度相同。 1.判断下列说法是否正确。 (1)速度—时间图像表示物体运动的轨迹。( ) (2)速度—时间图像中的图线为曲线，则物体做曲线运动。( ) (3)速度—时间图像能够描述任意时刻速度的大小和方向。( ) 全方位练明 × × √ 2.(多选)甲、乙两物体的v⁃t图像如图所示，则 (　 ) A.甲、乙两物体都做匀速直线运动 B.甲、乙两物体若在同一直线上，就一定会相遇 C.甲的速率大于乙的速率 D.甲、乙两物体即使在同一直线上，也不一定会相遇 √ √ √ 解析：两物体速度—时间图像中速度不变，均为匀速直线运动，且甲的速率大于乙的速率，横轴以上速度为正，横轴以下速度为负，所以两物体运动方向相反，不一定会相遇，A、C、D正确，B错误。 3.如图所示是某商场竖直电梯上行的v⁃t图像，则下列判断正确的是 (　 ) A.2 s末电梯达到最大速度 B.2~4 s内电梯静止 C.1~2 s内电梯的速度变化比4~5 s内的速度变化大 D.1~2 s内电梯的速度变化比4~5 s内的速度变化快 √ 解析：由题给v⁃t图像可知，2 s末电梯达到最大速度，A正确；2~4 s内电梯做匀速运动，B错误；1~2 s内电梯的速度变化比4~5 s内的速度变化小，且1~2 s内电梯的速度变化比4~5 s内的速度变化慢，C、D错误。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.如图所示，成都到重庆的“和谐”号动车车厢内，有可以实时显示相关信息的显示屏，图中甲处的数据(7：54)、乙处的数据(251 km/h)分别表示了两个物理量。下列有关说法中正确的是 (　 ) A.甲处表示时间，乙处表示平均速度 B.甲处表示时间，乙处表示瞬时速度 C.甲处表示时刻，乙处表示平均速度 D.甲处表示时刻，乙处表示瞬时速度 √ 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 解析：7：54在时间轴上对应一个点，所以指时刻；251 km/h是某一时刻所对应的速度，表示瞬时速度。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 2.(2023·福建高考)“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶，在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构，该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发，经过61天到达M处，行驶路程为585米；又经过23天，到达N处，行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米，则火星车 (　 ) A.从O处行驶到N处的路程为697米 B.从O处行驶到N处的位移大小为889米 C.从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天 D.从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由题意可知从O到N处的路程为sON=sOM+sMN=585 m+304 m =889 m，故A错误；位移的大小为两点之间的直线距离，因“祝融号”行驶路径是一条曲线，则位移大小一定小于路程，故B错误；平均速率为路程与时间的比值，故从O行驶到M处的平均速率为==米/天≈9.59米/天，故C错误；平均速度大小为位移与时间的比值，则从M行驶到N处的平均速度大小为==米/天≈10米/天，故D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 3.(2025·天津西青期末)“区间测速”是一项先进的 监控手段，它的原理是利用车辆通过前后两个监控点 的时间计算车辆的平均车速。如图所示为公路边上的 指示牌，圆牌上的数字100表示限速为100 km/h，方牌 上标有“前方区间测速，长度66 km”。当通过监测起点 和终点时汽车速度计显示的示数分别为98 km/h和90 km/h，已知通过测速区间的时间为30 min。下列说法正确的是 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.长度66 km指的是位移 B.终点时汽车速度计显示的示数90 km/h指的是平均速度 C.该汽车在测速区间内的平均速度是132 km/h D.该汽车在测速区间内一定超速 √ 解析：长度66 km指的是路程，故A错误；终点时汽车速度计显示的示数90 km/h指的是瞬时速率，故B错误；由于66 km指的是路程，可知该汽车在测速区间内的平均速率为== km/h=132 km/h >100 km/h，可知该汽车在测速区间内一定超速，故D正确；由题意无法知道位移大小，所以无法求得平均速度大小，故C错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 4.如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，光电计时器可自动记录遮光时间Δt。测得遮光条的宽度为Δx，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使更接近瞬时速度，正确的措施是(　 ) A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度 C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.提高光电计时器的精确度 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：根据瞬时速度的定义可知，当Δt越短，由公式v=计算出的速度越能表示对应位置的瞬时速度，换用宽度更窄的遮光条也可以达到相同的效果，提高测量遮光条宽度的精确度，提高光电计时器的精确度，虽然能提高测量精度，减小误差，但不能达到更接近瞬时速度的目的，而使滑块的释放点更靠近光电门，遮光条的遮光时间会更长，更不能接近瞬时速度。故选A。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 5.(2023·江苏高考)电梯上升过程中，某同学用智能手机记录了电梯速度随时间变化的关系，如图所示。电梯加速上升的时段是 (　 ) A.从20.0 s到30.0 s　　 B.从30.0 s到40.0 s C.从40.0 s到50.0 s D.从50.0 s到60.0 s √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：电梯上升，由速度时间图像可知，电梯加速上升的时段为20.0 s到30.0 s。故选A。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 6.(2025·安徽马鞍山期末)2024年5月3 日，嫦娥六号探测器(以下简称探测器)顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅，最终探测器以大小不变的速率，绕月球做圆周运动。以月球为参考系，从某一点开始，探测器在运动一圈半和两圈半的过程中，下列判断正确的是 (　 ) A.位移和平均速度都相同 B.位移不相同，平均速度相同 C.位移和平均速度都不相同 D.位移相同，平均速度不相同 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：设探测器绕月球做圆周运动的半径为R，从此点开始，探测器在运动一圈半和两圈半的位移大小都等于x=2R，方向也相同，所以位移相同，而运动时间t不相同，则平均速度 =，不相同。故选D。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 7.甲、乙两物体沿同一直线运动，其运动过程的v⁃t图像如图所示，则以下说法正确的是 (　 ) A.t1时刻之前乙在甲前面，t1时刻之后乙在甲后面 B.甲、乙在t1时刻之前运动方向相反，t1时刻之后运动方向相同 C.t1时刻两物体到达同一位置 D.t1时刻甲、乙两物体的速度相同 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：甲、乙两物体沿同一直线运动，由于出发点位置关系未知，因此不能确定它们在t1时刻前后的位置关系，A错误；在v⁃t图像中，速度的正负表示运动方向，由题图可知，在t1时刻前后甲、乙两物体的速度均为正，因此它们的运动方向相同，B错误；t1时刻甲、乙两物体的v⁃t图线相交，说明该时刻甲、乙两物体的速度相同，但不一定到达同一位置，C错误，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 8.(2025·山东淄博期末)潭溪山玻璃漂流为山东省最长峡谷漂流，一游客在潭溪山乘皮筏漂流，途经M点和N点，如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为1.5 km，用时5 min，M、N两点间的直线距离为0.9 km，则从M点漂流到N点的过程中 (　 ) A.该游客的位移大小为1.5 km B.该游客的平均速率为18 m/s C.该游客的平均速度大小为3 m/s D.若以所乘皮筏为参考系，美女峰的平均速度为0 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：根据题意可知，该游客的位移大小为0.9 km，故A错误；平均速率等于总路程与总时间之比，则平均速率为v1= m/s= 5 m/s，故B错误；平均速度等于总位移与总时间之比，则平均速度为v2= m/s=3 m/s，故C正确；若以所乘皮筏为参考系，美女峰的位置坐标发生了变化，则美女峰的平均速度不为0，故D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 9.心电图是利用心电图仪从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形的技术。图示是某人参加体检时做的心电图检查报告的一部分截图。已知心电图仪卷动纸带的速度为1.5 m/min，检查报告中方格纸每小格的长度为1 mm，则可知此人的心率(每分钟心跳次数)约为 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.50次/分钟 B.55次/分钟 C.60次/分钟 D.65次/分钟 解析：根据心电图可知，相邻心跳的时间间隔为t== min = min，则此人的心率约为60次/分钟。 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 10.(2025·江西南昌期末)雷达测速的工作原理如图甲所示，雷达向匀速驶来的汽车发射不连续的电磁波，每次发射的时间极短，两次发射的时间间隔为t。如图乙所示，当雷达向汽车发射电磁波时，在显示器荧光屏上呈现出一个尖形波；在收到反射回来的电磁波时，在荧光屏上呈现第二个尖形波，其中t1、t2均为已知量。已知光速为c，则汽车行驶的速度大小为 (　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 A.　　　 B. C. D. 解析：汽车第一次反射电磁波时，汽车到雷达的距离s1=ct1，第二次反射电磁波时，汽车到雷达的距离s2=ct2，汽车在两次反射电磁波的时间间隔内的位移大小Δs=s1-s2=-=，两次反射电磁波的时间间隔Δt=t-+，则汽车行驶的速度大小v==，故选D。 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 11.(14分)(2025·江苏无锡期中)一辆汽车在两相距20 km的景点A和B之间来回往返行驶，从A景点出发时有一位细心的旅客看了自己的手表，指针恰好指在09：00：00，到达B 景点时，已是09：30：00，导游要求各位旅客在B景点处只能游玩30分钟，准时发车返回A景点，当回到A景点时是10：20：00。求： (1)汽车从A景点去B景点时的平均速度；(6分) 答案：40 km/h，方向由A景点指向B景点　 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 解析：由题知汽车从A景点到B景点所用时间t1=30 min= h 所以汽车从A景点到B景点的平均速度 == km/h=40 km/h 方向由A景点指向B景点。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)汽车在整个过程中的平均速度。(8分) 答案：0 解析：整个过程汽车的位移为零，所以整个过程汽车的平均速度=0。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 12.(18分)(2024·郑州高一检测)学校操场跑道的平面示意图如图所示，该跑道由两个半圆跑道和两个直线跑道组成，已知直线跑道BC=AD=100 m，每个半圆跑道的弧长也为100 m。某次学校举办运动会，甲、乙、丙三位同学(均视为质点)分别参加了100 m 、200 m和800 m赛跑，三位同学参加比赛时均以A点为起跑点，均沿逆时针方向跑动，最终获得的成绩分别为12.5 s、27 s和180 s，求： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (1)甲同学参加100 m赛跑的平均速度大小；(6分) 答案： 8 m/s　 解析：甲同学参加100 m赛跑，沿直线运动，则位移为x1=100 m，用时t1=12.5 s，则平均速度大小v1==8 m/s。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (2)乙同学参加200 m赛跑的位移大小(计算结果可保留π和根号)；(6分) 答案：100 m　 解析：乙同学参加200 m赛跑的终点为C点，则位移大小为AC之间的距离，根据几何关系可知，位移大小为x2= = 100 m。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 2 3 4 (3)丙同学参加800 m赛跑的平均速度大小。(6分) 答案：0 解析：丙同学参加800 m赛跑，终点和起点位置相同，则位移为零，则平均速度为零。 本课结束 $$