1.3.1位置变化快慢的描述——速度 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

1.3.1位置变化快慢的描述—速度 必修第一册&第一章 运动的描述 授课教师：YANG 物体的运动有快慢之分，天空中雄鹰翱翔，草原上骏马奔驰，草丛中蜗牛爬行，赛场上运动员奔跑……位置都在变化，但变化的快慢却不相同。 课堂引入 2 生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向，你还记得初中是怎样描述物体运动快慢的吗？ 运动员在比赛中的不同时段，运动的快慢一样吗？ 整个比赛中，博尔特用的时间短，博尔特跑的快。 在前一段相同的时间内，苏炳添处于领先，这段时间内苏炳添跑的快。 问题：不同情景下的两个物体，如何来比较他们运动的快慢呢？ 一、速度—比较位置变化快慢的方法 阅读下面的表格，完成相关问题。 人与自行车比较：相同时间，比位移大小。自行车位置变化快 自行车与汽车比较：相同位移，比时间长短。汽车车位置变化快 汽车位置变化快，单位时间内汽车的位移大。 位移、时间均不同，对比单位时间内的位移大小：5、8、16   初位置/m 经过时间/s 末位置/m 位移/m 人在平直道路上跑步 0 10 50   自行车沿平直道路行驶 0 10 80   汽车沿平直道路行驶 0 5 80   (1)将位移分别填入表中。 (2)人、自行车、汽车，谁的位置变化快？为什么？ 50 80 80 一、速度—比较位置变化快慢的方法 (2)公式： (1)定义：物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢。 (4)物理意义：表示物体运动快慢的物理量 (3)单位：国际单位制：m/s(或m•s-1 ) 其它常用单位：km/h(或km•h-1 ) x 位移 米(m) t 时间 秒(s) v 速度 米每秒 (m/s) 1m/s =3.6km/h 一、速度—概念（P21） 8 （5）速度的矢量性 (1)速度既有大小，又有方向，是 (选填“标量”或“矢量”)，方向与 的方向 。 矢量 Δx 相同 (2)在一维坐标系中，速度方向可用带正、负号的数值表示，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。 30 20 10 0 70 60 50 40 x/m Δx1 Δx2 t1=3s t2=2s 红车 Δx1=30 m – 0 =30m v1= = = 10 m/s 速度方向同正方向相同 蓝车 Δx2=50 m – 70m =-20m v2= = = -10 m/s 速度方向同正方向相反 两车速度大小相等，方向相反，两车速度不同 比较两车速度 一、速度—概念（P21） 甲、乙两质点在同一直线上做匀速运动，取向右为正方向，甲的速度为2 m/s，乙的速度为-4 m/s，“因为+2>-4，所以甲的速度大于乙的速度”，这种说法正确吗？为什么？ 答案　不正确。因为速度是矢量，其正、负号仅表示质点的运动方向，只能用数值来比较大小。 一、速度—思考与讨论 1. 下列关于速度的说法正确的是（ ） A、速度是描述物体位置变化快慢的物理量 B、速度的大小与位移大小成正比，与运动时间成反比 C、速度的大小在数值上等于单位时间内位移的大小 D、速度的方向就是物体运动的方向 E、匀速直线运动的速度方向是不变的 ACDE 一、速度—练习 生活中的速度大多都是时刻变化的，例如：运动员在比赛中的速度不可能时刻都是巅峰速度；开车出行时，总会需要加速或是减速……那么我们如何去描述它们在这一个过程中运动的快慢呢？ 可以使用这个过程中的平均速度来粗略的描述物体运动的快慢。 高速畅行 拥堵缓行 二、平均速度和瞬时速度—引入 (2)表达式：v =____。 1.平均速度 (1)物理意义：描述物体在时间Δt内运动的 及方向。 地描述物体位置变化的快慢，与物体运动的路径无关。 平均快慢程度 粗略 位移方向 (3)方向：与这段时间内的 相同。 A B v= 二、平均速度和瞬时速度—平均速度 A B C D E 平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向。那么，怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢 Δt越小，经过A点的速度与Δt时间内平均速度的差异就越小 Δt趋近于零时，平均速度既为过A点时的瞬时速度 二、平均速度和瞬时速度—瞬时速度 2.瞬时速度 (1)定义：在表达式v =中，当Δt 时，运动快慢的差异可以 忽略不计，此时，我们就把叫作物体在时刻t的瞬时速度。(极限思想) (2)方向：物体在该时刻的 。 (3)物理意义：是 地描述物体运动快慢和方向的物理量。 3.在 中平均速度与瞬时速度相等。 4.速率：瞬时速度的 叫速率。 非常非常小 运动方向 精确 匀速直线运动 大小 汽车速度计 二、平均速度和瞬时速度—瞬时速度 标量！ 定义：路程与发生这段路程所用时间的比值 （初中所学的速度） 注：平均速率不是平均速度的大小！ 三个矢量：速度、平均速度、瞬时速度 两个标量：瞬时速率（速率）、平均速率 5、平均速率： 标量！ 二、平均速度和瞬时速度—平均速率 小明坐在沿直线行驶的汽车上，从甲地到乙地用时20 min，行程20 km。根据公式v=，他计算出自己的速度为60 km/h，而途中某时刻小明发现速度计显示为70 km/h。 上面提到的两个速度分别表示什么？ 答案　60 km/h表示平均速度　 70 km/h表示速率 二、平均速度和瞬时速度—思考讨论 课堂小结 (1)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态。(　　) (2)在v=中，Δt越短，平均速度越接近某点的瞬时速度。(　　) (3)只有瞬时速度才可以精确描述变速运动。(　　) (4)瞬时速度的方向与位移的方向相同。(　　) × √ √ × 课堂练习 1.已知两点P(x1，y1)，Q(x2，y2)，如果x1≠x2，则直线PQ的斜率为k=_______(x1≠x2)=。 2.图中的三条直线分别是甲、乙、丙三物体运动的x-t图像。 (1)试分析甲、乙、丙三物体的运动图像斜率的意义。 由斜率定义得k==v，即斜率表示物体的速度 三、x-t图像看速度 斜率表示图像的倾斜程度 (2)求甲、乙、丙三物体运动的速度。 v甲==1 m/s，方向为正方向； v乙=0； v丙==-1 m/s，方向为负方向。 (3)在t=5 s时，三图线相交，交点坐标有什么意义？ 在t=5 s时，三图线交于x=10 m处， 表示在t=5 s时，三物体在x=10 m处相遇。 三、x-t图像看速度 三、x-t图像看速度 1.x-t图像为倾斜直线时，表示物体做匀速直线运动，如图中的a、b所示。 直线的斜率(k=)表示物体的 ，斜率的绝对值表示 ，斜率的正、负表示物体的 ， 2.纵截距表示运动物体的 ， b图线表示物体向正方向运动，a图线表示物体向负方向运动。 3.交点表示同一时刻位于同一位置，即两物体 。 4.x-t图像为曲线时，表示物体做变速运动。某时刻的瞬时速度等于该时刻图线上对应点的切线的斜率。 t O x 速度 速度的大小 运动方向 初始位置 相遇 a所代表的物体的初始位置在x1处；b所代表的物体的初始位置在坐标原点。 三、x-t图像看速度—知识小结 如图所示为物体A、B的x-t图像，试分析： (1)A、B两物体的速度如何变化？ A的速度逐渐变小；B的速度逐渐变大。 (2)0~t0时间内A、B的平均速度的关系？ 0~t0时间内，A、B的平均速度相等。 三、x-t图像看速度—练习 1．在公路上行驶的汽车，导航仪提醒“前方2公里拥堵，预计通过需要15分钟”。根据导航仪提醒，下列说法合理的是(　　) A．汽车将匀速通过前方2公里 B．能够计算出此时汽车的速度约0.13 m/s C．若此时离目的地还有30公里，到达目的地一定需要225分钟 D．“15 分钟”指的是时间间隔 D 课堂练习 课堂练习 2.中国高速公路里程已超14万公里，居世界第一 位。为加强交通安全管理，高速公路上设有区 间测速和定点测速。其中区间测速的原理是： 通过测量车辆经过两个监控点所需的时间来计 算出平均车速，从而判断是否超速。如图是某 一区间测速的标牌，一辆汽车通过此段公路监 测起点和终点的时间为12 min。下列说法正确的是(　　) 课堂练习 A．图中20 km指的是位移 B．定点测速测的是汽车瞬时速度的大小 C．该车在此区间的平均速度为100 km/h D．两种测速中，汽车均不能看成质点 答案：B 课堂练习 解析：图中20 km指的是路程，故A错误；定点测速测的是汽车瞬时速度的大小，故B正确；平均速度等于位移与时间的比值，图中20 km指的是路程，所以该车在此区间的平均速率为100 km/h，该车在此区间的平均速度无法确定，故C错误；定点测速时汽车不能看成质点，区间测速时汽车能看成质点，故D错误。 课堂练习 C 课堂练习 课堂练习 4．小军的爸爸携全家驾车去外地游玩，途中，路边窜出一只小猫，他紧急刹车才没撞到它。如图所示为紧急刹车前后汽车行驶的速度—时间图像。根据图像，下列说法不正确的是(　　) 课堂练习 A．紧急刹车发生在9：06 B．在9：02～9：06时间段内他驾车匀速前进 C．在9：00～9：11时间段内他驾车的最大速度为60 km/h D．在9：00～9：11时间段内他驾车的平均速度为60 km/h 答案：D 课堂练习 解析：由图像可知，速度急剧减小的时间是9：06，即紧急刹车发生在9：06，A正确；在9：02～9：06时间段内汽车的速度是60 km/h，即汽车在这段时间做匀速运动，B正确；由图像可知，在9：00～9：11时间段内他驾车的最大速度为60 km/h，最小速度为0，平均速度一定小于60 km/h，C正确，D错误。 课堂练习 5．一架飞机水平匀速地在某同学头顶上方飞过，当他听到飞机的发动机声从头顶上方传来时，发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍？ 课堂练习 课堂练习 课堂练习 Lavf57.62.100 $$