第一章 学案4 位置变化快慢的描述——速度-【智学校本学案】2025-2026学年高中物理必修第一册（人教版）

人教版物理必修第一册 课 学案4位置变化快慢的描述 —速度 记 学句住多 1.理解速度的概念，知道速度的方向即物体的运动方向。 2.能区别平均速度和瞬时速度，并能进行相应的计算。知道速度和速率的区别与联系，能在生活中 正确使用速度和速率。 3.理解速度一时间图像，能从v-t图像中分析速度及其变化。 问题(6)：通过以上几点的分析，我们研究物体运 课堂活动 动的快慢，很多时候要研究物体的位置随时间 变化的快慢，此时应如何定义速度呢？ 活动一 认识速度 D新知导学 问题(1)：运动员在100m比赛过程中，运动员同 少新知生成 时出发，一般情况下，他们是否能同时到达 1.物理意义：表示物体运动 的物理量。 终点？ 2.定义： 与发生这段位移所用 之比。 3.定义式：v= 问题(2)：他们不同时到达终点，说明了什么？我 4.单位：在国际单位制中，速度的单位是 们应该用哪个物理量来描述这种不同？ 符号是m/s或m·s1。常用单位还有千米每时 (km/h或km·h)、厘米每秒(cm/s或cm·s1)等。 注意：(1)1m/s= km/h;(2)1m/s= cm/s。 问题(3)：运动员在100m比赛过程中，运动员同 5.矢量性：速度是 ,方向与时间△t内的 时出发，经过长短相同的路径，不同时到达终 位移△x的方向 点，这段时间内运动员们位置变化的快慢相同 吗？运动的方向相同吗？ D拓展提升 1.对定义式v= 二的理解 问题(4)：有两辆车从同一地点同时沿直线出发， 1)公式u= 中的△x是物体运动的位移，不 △t 辆向东开，一辆向南开，路程与时间的比都是 是路程。 20m/s,你认为它们的运动相同吗？位置变化 (2)u=A是速度的定义式，不是决定式，不能 相同吗？ △t 认为与位移成正比、与时间成反比。 2.速度是矢量 (1)速度既有大小，又有方向，是矢量。 问题(5)：有两辆车从同一地点同时出发，经过长 (2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小 短不同的路径，同时到达一个终点，这段时间内 是否相等，又要比较其方向是否相同。 两辆车位置变化的快慢相同吗？ 3.路程与速度的关系 (1)物体在某一阶段的路程为零时，速度一定 为零。 1114 位置变化快慢的描述—速度 学案4 (2)物体在某一阶段的路程不为零时，由于位移 等于某时刻t的速度？ 听 可能为零，也可能不为零，所以物体的速度可能 课 为零，也可能不为零。 记 新知应用 新知生成 1.(24一25·江苏盐城阶段练习)下列关于速度的 1.平均速度 说法中，正确的是 ( ) (1)定义：在变速直线运动中，位移△x与发生 A.速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大 这段位移 的比值。 表示物体运动快 (2)公式：v= B.速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示 (3)物理意义： 地描述物体运动的 物体位置变化大 快慢。 C.速度越大，位置变化越快，位移也就越大 (4)矢量性：平均速度是矢量，其方向与物体的 D.一段时间内物体的位置不变化，则这段时间 方向相同。 内物体速度不一定为零 2.瞬时速度 2.(多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，取 (1)定义：运动物体在 的速 向右为正方向，甲质点的速度为2/s,乙质点 度，叫作瞬时速度。 的速度为一4m/s,则可知 (2)物理意义： 地描述物体运动的快慢。 A.乙质点的速度大于甲质点的速度 (3)速率：瞬时速度的 B.因为(+2)>（一4），所以甲质点的速度大于 (4)矢量性：瞬时速度是矢量，其方向与物体的 乙质点的速度 方向相同。 C.这里正负号的物理意义是表示质点的运动 3.平均速率 方向 (1)定义： D.若甲、乙两质点同时由同一地点出发，则 与发生这段路程所用时间的 比值。 10s末甲、乙两质点相距60m △s 活动二探究平均速度和瞬时速度 (2)公式：v= (3)平均速率为 D新知导学 D拓展提升 一辆汽车沿直线行驶，从出发地到目的地用时 1.平均速度和瞬时速度的区别与联系 2.0h,行程120km,所以它的速度为60km/h。 某时刻，它的速度计显示为35km/h。 平均速度 瞬时速度 问题(1)：上面提到的两个速度为什么会不同？有 什么区别？ 与某一过程中的一 与运动过程中 对应 段位移或一段时间 的某一时刻或 关系 对应 某一位置对应 问题(2)：平均速度描述物体在一段时间t内运动 的平均快慢程度及方向。那么，怎样描述物体 粗略描述物体在一 精确描述物体 区 在某一时刻运动的快慢和方向呢？ 物理 段位移或一段时间 在某一位置或 别 意义 内的运动快慢和 某一时刻运动 方向 的快慢和方向 问题(3)：我们是否可以用由t到(t+△t)一小段 与物体所在位 时间内的平均速度来替代某时刻t的速度呢？ 矢量 与对应时间内物体 置的运动方向 如果可以，如何才能让平均速度替代某时刻t 性 的位移方向相同 相同 的速度更精确些？更进一步，如何让平均速度 15 人教版物理必修第一册 听 续表 课堂达标 课笔 平均速度 瞬时速度 1.(24一25·云南文山期中)关于速度的定义式0 (1)在公式0= 中，当0时，平 ,以下叙述正确的是 △x () 均速度即瞬时速度 联系 (2)在匀速直线运动中，各点的瞬时 A.速度v的大小与运动的位移△x和时间△t 速度都相等，所以任意一段时间内的 都无关 平均速度等于任一时刻的瞬时速度 B.物体做匀速直线运动时，速度v与运动的位 移△x成正比，与运动时间△t成反比 2.平均速度和瞬时速度的三点说明 C.速度大小不变的运动是匀速直线运动 (1)平均速度必须指明是哪段时间或哪段位移 内的平均速度。 D.v1=3m/s、2=-5m/s,因为3>-5，所以 (2)平均速率≠平均速度的大小，平均速率= U1>02 路 2.（多选)(24-25 时间，是标量。 ·海南期末)如 (3)速率为瞬时速度的大小，是瞬时速率的简 图所示，短跑运 称，而平均速率不是速率的平均值。 动员在A点冲刺。为了计算冲刺速度，沿着运 D新知应用 动方向依次取点A1、A2、…、An,测得A1A= 3.下列关于速度的说法正确的是 ( △x1,A2A=△x2,…,AnA=△xn,运动员从A A.京沪高速铁路上的列车最高时速可达 点到A点所用时间为△t1,从A2点到A点所 484km/h,指的是瞬时速度的大小 用时间为△t2,·,从A.点到A点所用时间为 B.沪宁高速公路限速120km/h,指的是平均速 △tm。下列说法正确的是 () 度的大小 C.子弹射出枪口时的速度为500m/s,指的是 L与i2 A. △t, △x2相比， △1更接近A点的冲刺 平均速度的大小 速度 D.某运动员百米跑的成绩是10s,则他冲刺时 的速度大小一定为10m/s L与t2 B. △t1 △x2相比，△t2 公2更接近A点的冲刺 4.(多选)(24一25·甘肃白银期中)周末某同学骑 速度 电瓶车去科技馆参观，他先利用地图计算出出 C.△xm趋近于0，则运动员在△tm内的平均速 发地和目的地的直线距离为6km,他从出发地 度就等于冲刺速度 到目的地用了30分钟，里程表指示的里程数值 D.这种测量冲刺速度的方法叫作归纳法 增加了12km,当他经过某路标时，速度计指示 3.(24一25·天津南开期中)深中通道是连接深圳 的示数为25km/h,那么可以确定的是() A.在整个过程中电瓶车的瞬时速度是12km/h 市和中山市的通道，于2024年6月30日建成 B.在整个过程中电瓶车的平均速度是12km/h 开通，全长约24公里，限速100km/h。一游客 C.在整个过程中电瓶车的平均速率是24km/h 开汽车经过深中通道用时约20分钟。下列说 D.经过路标时电瓶车的瞬时速度是25km/h 法正确的是 () 课堂小结 平均速度：= 速度 瞬时速度 A.汽车仪表台上的速度计测量的是瞬时速度， 里程表测的是位移 △s 平均速率：= B.100km/h是指汽车行驶的瞬时速度大小 116 位置变化快慢的描述—速度 学案4 C.该游客的平均速度约为72km/h x/m D.该游客全程的位移为24km 60-1… 4.(24一25·重庆北碚阶段练习)三个质点A、B、 48 36 课笔记 C的运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点 24 出发，同时到达M点，下列说法正确的是 12 ( 0481216一/s (1)比较物体在第2个4s内与第4个4s内的 平均速度的大小； (2)物体在整个过程的平均速度大小和平均 速率。 A.三个质点任意时刻的速度方向都相同 B.三个质点从N点到M点的平均速度相同 C.三个质点从N点到M点的平均速率相同 D.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速 度都相同 5.一物体沿平直的轨道运动，通过位移传感器记 录了不同时刻物体所处的位置，得到位置随时 间变化的关系如图所示。求： 课后反思 171到O点的位移为xo=x0一xB=0-(-0.2m)=0.2m,C 正确；环从A点到B点的位移为xAB=xB一xA=一0.2m一 (-0.8m)=0.6m,D错误。故选C。] 学案3位移一时间图像 位移和时间的测量 课堂活动 活动一 新知导学 提示：(1)火车在某时刻相对于参考，点的位移x。 (2)x=0;90m。 (3)静止。 (4)不是，位移一时间图像表示位移随时间变化的规律。 新知生成 1.初始位置相等 2.位移 新知应用 1.[解析](1)0~1h,客车向正方向前进40km。1~1.5h,客 车静止在40km处。1.5~3h,客车沿负方向返回。 (2)由题图可知，1h末客车离出发点最远，最远距离为 40km。 [答案](1)见解析(2)40km 2.D[由题意知向右为正方向。由题图可知，物体从一5m处 向右运动至5m处，然后返回至4m处，始终位于出发点右 方，物体在前4s内一直向右运动，后2s内向左运动，故A、C 错误；在t=4s时物体距出发点最远，故B错误，D正确。] 活动二 新知导学 提示：(1)两种，电磁打点计时器和电火花计时器。 (2)8V;0.02s。 (3)纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位 移大小。 新知生成 1.（1)交流计时 80.02s(2)0.02s 2.0.02n 3.刻度尺 新知应用 3.[解析](1)电磁打点计时器使用的是低压交流电源，工作 电压约为8V,当电源频率为50Hz时，计时器每隔0.02s打 一次点，为了防止纸带不稳定，纸带应穿过限位孔放在复写 纸下面。 (2)由电源的频率是50Hz知打点计时器打点的时间间隔是 0.02s,则A、B间历时tAB=2T=0.04s,位移大小为xAB= (1.20+1.60)×10-2m=0.0280m。 [答案](1)交流8V0.02限位孔上 (2)0.040.0280 课堂达标 1.[答案](1)gd(2)A(3)0.05 2.A[在0到4s的时间内，该物体的位移为△x=x2一x1= 2m一1m=1m,故选项A正确。] 3.AD[x-t图像反映质点位置随时间的变化关系，10s时质 点处在5m的位置，A项正确；在10s内，质，点的初位置坐标 为1m,末位置坐标为5m,位移为4m,B项错误；在20s内， 质点的位移为△x=x2一x1=0-1m=一1m,C项错误；第 5s末质，点沿正方向运动，第15s末质点沿负方向运动，D项 正确。] 4.A[在t=0时刻，物体位置坐标为50=0，在t=6s时刻，物 体的位置坐标为56=0，该物体在6s内的位移s=x6一x。= 0,故选A。] 5.[解析](1)电火花计时器使用220V交流电源，当电源的频率 11 是50时，周期为T=了=08=0.028，每隔0.02s打一 次点。 (2)实验中先安装电火花计时器、穿纸带，接交流电源、接通开 关拖动纸带，实验结束后关闭电火花计时器，所以正确的顺 序是CBDA。 [答案](1)交流2200.02(2)CBDA 学案4位置变化快慢的描述一速度 课堂活动 活动一 新知导学 提示：(1)不能。 (2)运动快慢不同；速度。 (3)不相同；相同。 (4)不相同；不相同。 (5)相同。 △x (6)用位移与时间的比值，即= △t 新知生成 1.快慢 2.位移时间 △x 3.t 4.米每秒3.6100 5.矢量相同 新知应用 1.A[速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运 动快，故A正确；速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示 物体位置变化快，但物体位置变化不一定大，故B错误；速度 越大，位置变化越快，但位移不一定越大，故C错误；一段时 间内物体的位置不变化，则这段时间内物体速度一定为零， 故D错误。故选A。] 2.ACD[速度是矢量，其正负表示质，点的运动方向，速度大小 的比较应比较其绝对值的大小，A、C正确，B错误；10s内甲 运动了20m,乙运动了40m,因为甲、乙同时由同一地点沿 相反方向运动，故10s末甲、乙相距60m,D正确。] 活动二 新知导学 提示：(1)60km/h是行驶全程的平均速度，35km/h是相应时 刻的速度。 31 (2)用某一时刻的速度大小和方向。 (3)可以；△取得越小越精确；当△非常非常小时，两者 相等。 新知生成 1.所用时间△：(2)二(3)粗路（④位移 2.(1)某一时刻（或某一位置）(2)精确(3)大小(4)运动 3.(1)路程(3)标量 新知应用 3.A[京沪高速铁路上的列车最高时速可达484km/h,指的是瞬 时速度的大小，选项A正确；沪宁高速公路限速120km/h,指 的是瞬时速度的大小，选项B错误；子弹射出枪口时的速度 为500/s,指的是瞬时速度的大小，选项C错误；某运动员 百米跑的成绩是10s,则他的平均速度大小是10m/s,但是 冲刺时的速度大小不一定为10m/s,选项D错误。] 4.BCD[整个过程中电瓶车的位移为6km,所用时间为30分 钟，根据平均速度的定义得整个过程电瓶车的平均速度为) 二-6km-12km/h,而醉时速度是指在某一位置时的速 t30 60b 度，电瓶车做的是变速运动，整个过程中电瓶车的瞬时速度 是12km/h是错误的描述，故A错误，B正确；根据平均速率 的定义，在整个过程中电瓶车的平均速率为司=三=12km =24k/h,故C正确；经过路标时的瞬时速度是速度计指示 的示数，为25km/h,故D正确。故选BCD。] 课堂达标 1A[口一品是选度的定义式，但速度口的大小与运动的位移 △x和时间△t都无关，故A正确；物体做匀速直线运动时，速 度保持不变，故B错误；速度大小不变的运动，如果速度方向 发生变化，则不是匀速直线运动，故C错误；速度是失量，负 号表示速度的方向与正方向相反，又01=3m/s、v2=一5m/s, 则速度℃1的大小小于速度2的大小，故D错误。故选A。] 2.BC[短跑运动员在A点冲刺，距离A点时间或距离越小的 平均速度越接近A点的冲刺选度，所以A更接近A点的冲 △t2 刺速度，故A错误，B正确；△x。趋近于0，则运动员在△t。内 的平均速度就等于冲刺速度，这种测量冲刺速度的方法叫作 极限法，故C正确，D错误。故选BC。] 3.B[限速100km/h,100km/h是指汽车行驶的瞬时速度的 大小，里程表测的是路程，故A错误，B正确；根据题意可以 求出该游客的平均速率，无法求出该游客的平均速度，平均 速率为0=三=头km/h=72km/h,故C错误；根据题意可 t20 60 知该游客的路程为24k,位移大小要小于此数，故D错误 故选B。] 4.B[由于质点A、C做曲线运动，速度方向时刻发生变化，所 以三个质点任意时刻的速度方向并没有都相同，故A错误； 三个质点同时从N点出发，同时到达M点，可知三个质点的 114 位移相同，时间相等，则三个质点从N点到M点的平均速度 相同，故B正确；三个质点从N点到M,点的路程不相等，所 用时间相等，所以三个质点从N点到M点的平均速率不相 同，故C错误；三个质点从N点出发到M点前的任意时刻的 位移不相同，所以三个质点从N,点出发到M点前任意时刻 的平均速度不相同，故D错误。故选B。] 5.[解析门(1)由题图可知，t1=4s时物体的位置为x1= 24m,t2=8s时物体的位置为x2=60m,则第2个4s内的 位移为△x1=x2一x1=36m 所以第2个4s内的平均速度为-=9m/ 又t3=12s时物体的位置为x3=72m,t4=16s时物体的位 置为x4=12m 则第4个4s内的位移为△x2=x4一x3=一60m 所以第4个4s内的平均速度为，-2=-15m/,即大 t 小为15m/s 由于速度是失量，正负号只表示物体的运动方向，所以可得 V1<v2。 (2)由题图可知，整个过程物体的位移为x=12m,则整个过 程物体的平均速度为0=： x 解得v=0.75m/s 物体在16s时间内的路程为x′=(72+72-12)m=132m 则整个过程物体的平均速率为-工 t 解得v'=8.25m/s。 [答案](1)见解析(2)0.75m/s8.25m/s 学案5实验：测量纸带的平均 速度和瞬时速度 关键能力·情境探究达成 类型一 【典例1】[解析](1)可以从纸带上直接得到的物理量是时 间间隔和位移；平均速度和瞬时速度需要通过计算得到。故 选AB。 (2)在使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，先把 打点计时器固定在桌子上，安好纸带；实验时，先接通低压交 流电源，再松开纸带让物体带着纸带运动；然后断开开关，取 下纸带。故正确的排列顺序为ABDCFE。 (3)由题图可知直尺的最小单位为0.1cm。 从打下O点到打下H点，共9点，共历时t=8×0.02s=0.16s 位移大小为x=11.40cm 这段时间内纸带运动的平均速度为0=三=1山.40X10 0.16 -m/s ≈0.71m/s 打下G点时的速度为vc= xFH=（11.40-6.20)X10 -m/s tFH 2×0.02 =1.3m/s。 [答案](1)AB(2)ABDCFE(3)0.10.1611.40 0.711.3