3 第1章 第3节 第1课时 速度-【优学精讲】2025-2026学年高中物理必修第一册教用课件(人教版)

第3节　位置变化快慢的描述——速度 1 学习目标 1．理解速度的概念，领会其矢量性，知道速度的方向。　2.知道平均速度和瞬时速度的区别与联系，并能进行相应的计算。　3.知道速度与速率的区别与联系。　4.理解速度—时间图像的物理意义。 5．练习使用打点计时器，利用打出的纸带求解平均速度和瞬时速度。 返回导航 第1课时　速　度 3 课前知识梳理 1 课堂深度探究 2 内 容 索 引 随堂巩固落实 3 课前知识梳理 PART 01 第一部分 5 一、速度 1．物理意义：表示物体运动的__________。 2．定义：____________与发生这段位移所用__________之比。 3．定义式：v＝__________。 快慢 位移 时间 返回导航 4．单位：国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是____________或____________。常用单位还有千米每时(______________或________________)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。1 m/s＝3.6 km/h。 5．矢量性：速度既有大小又有方向，是______________，其方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。 m/s m·s－1　 km/h km·h－1　 矢量 返回导航 二、平均速度和瞬时速度 1．平均速度 (1)描述物体在时间Δt内运动的__________________及方向。 (2)v＝__________。 2．瞬时速度 (1)描述物体某一___________运动的快慢及方向。 平均快慢程度 时刻 非常非常小 返回导航 3．速率：______________的大小。汽车速度计的示数是汽车的速率。 4．匀速直线运动：瞬时速度保持不变的运动，在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。 瞬时速度 返回导航 三、速度—时间图像 1．物理意义：直观表示物体运动的________随__________变化的情况。它不是物体运动的轨迹。 2．v-t图像的画法：以____________为横轴，____________为纵轴，建立直角坐标系。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，即得到如图所示的v-t图像。 速度 时间 时间t 速度v 平滑 返回导航 (2)速度v1＝2 m/s，v2＝－3 m/s，因为2>－3，所以v1>v2。(　　) (3)速度的方向与物体运动的方向一致。(　　) (4)物体的位移越大，则平均速度越大。(　　) (5)物体的瞬时速度越大，则平均速度越大。(　　) (6)平均速度的大小一定等于平均速率。(　　) ×　 √ ×　 ×　 ×　 ×　 返回导航 课堂深度探究 PART 02 第二部分 12 知识点一　速度的理解 电动自行车在平直公路上30 min内行驶了8 km，运动员在百米比赛中的成绩为10 s，电动自行车和运动员哪个快？ 返回导航 返回导航 速度是矢量，既有大小又有方向，二者只要其一发生变化，我们就说速度发生了变化。 返回导航 关于速度，下列说法正确的是(　　) A．它是描述物体位置的物理量 B．它是描述物体位置变化的物理量 C．它是描述物体位置变化快慢的物理量 D．它是描述物体位置变化多少的物理量 [解析]　速度是描述物体位置变化快慢的物理量。 √ 返回导航 √ 返回导航 返回导航 知识点二　平均速度和瞬时速度 一辆汽车沿直线行驶，从出发地到目的地用时2.0 h，行程120 km，所以它的速度为60 km/h。某时刻，它的速度计显示的示数为35 km/h。   (1)上面提到的两个速度为什么会不同？有什么区别？ [提示]　60 km/h是行驶全程的平均速度，35 km/h是相应时刻的瞬时速度，前者反映了汽车在全程的平均快慢程度，后者反映了汽车在某一瞬间的运动快慢。 返回导航 (2)能准确测量瞬时速度吗？ 返回导航 1．平均速度和瞬时速度的比较 比较项目 平均速度 瞬时速度 区 别 对应关系 与一段时间或一段位移对应 与某一时刻或某一位置对应 物理意义 可粗略地描述物体在某段时间内或某段位移上的运动快慢程度 可精确地描述物体在某时刻或某位置时的运动快慢程度 方向 与所对应时间内位移方向相同 物体在该时刻的运动方向 返回导航 返回导航 返回导航 角度1　平均速度和瞬时速度 (多选)下面列举的几种速度中，说法正确的是(　　) A．某同学百米赛跑的速度是9 m/s，指的是平均速度 B．汽车经过出口处的速度是90 km/h，指的是平均速度 C．汽车从甲站行驶到乙站的行驶速度是20 m/s，指的是瞬时速度 D．子弹射出枪口时的速度是400 m/s，指的是瞬时速度 √ √ 返回导航 [解析]　某同学百米赛跑的速度，是指全程的平均速度，A正确；汽车经过出口处的速度是一个点的瞬时速度，B错误；汽车从甲站行驶到乙站的行驶速度，是指一段过程的平均速度，C错误；子弹射出枪口时的速度是一个位置点的瞬时速度，D正确。 返回导航 【教材经典P26第3题】汽车从制动到停止共用了5 s。这段时间内，汽车每1 s前进的距离分别是9 m、7 m、5 m、3 m、1 m，如图所示。   (1)求汽车前1 s、前2 s、前3 s、前4 s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些，还是略小些？ 返回导航 [答案]　9 m/s　8 m/s　7 m/s　6 m/s　5 m/s 前1 s的平均速度　略小些　 返回导航 (2)汽车运动的最后2 s的平均速度是多少？ [答案]　2 m/s 返回导航 角度2　平均速度和平均速率 (2023·福建卷，T1)“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 √ 返回导航 返回导航 知识点三　从x－t 图像看速度 1．斜率：x-t图线的斜率表示速度。当x-t图线为直线时，若图线向上倾斜，k>0，则表示质点沿正方向做匀速直线运动；若图线与t轴平行，k＝0，则表示质点静止；若图线向下倾斜，k<0，则表示质点沿负方向做匀速直线运动。 返回导航 返回导航 (多选)A、B两物体沿同一直线运动，运动过程中的x－t图像如图所示，下列说法正确的是　(　　) A．4 s时A物体运动方向没有发生改变 B．前6 s内B物体的速度逐渐减小 C．前5 s内两物体的平均速度相等 D．前6 s内某时刻两物体的速度大小相等 √ √ 返回导航 [解析]　A物体的x－t图线是一条倾斜的直线，所以A物体做匀速直线运动，速度方向不变，故A正确；x－t图像中斜率表示速度，由题图可知，前6 s内B物体的速度逐渐增大，故B错误；由题图可知，前5 s内两物体的位移不等，则平均速度不相等，故C错误；x－t图像中斜率表示速度，由题图可知，前6 s内某时刻两物体斜率绝对值相等时，速度大小相等，故D正确。 返回导航 知识点四　对v－t图像的理解 【教材经典P34第2题】如图所示的是某物体做直线运动的x－t图像，请说明x－t图像中每段运动过程的速度大小和方向，并作出v－t 图像，描述相应过程。 返回导航 返回导航 1．v-t图像的物理意义 反映做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。 2．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。 (2)由图像判断物体的运动状态。 ①瞬时速度为正，说明物体的运动方向与选定的正方向相同； ②瞬时速度为负，说明物体的运动方向与选定的正方向相反。 返回导航 (多选)做直线运动的物体，其vt图像如图所示，下列判断正确的是(　　)   A．物体在1 s末改变运动方向 B．物体在前3 s内运动方向不变 C．物体在3 s末运动方向改变 D．物体在2 s末时的速度大小为2 m/s √ √ √ 返回导航 [解析]　前3 s内物体的速度方向均为正方向，运动方向没有改变，A错误，B正确；由题图可知物体在3 s末后瞬间速度为负，则说明物体改变了运动方向，C正确；从题图图像中可以看出，物体在2 s末时的速度大小为2 m/s，D正确。 返回导航 随堂巩固落实 PART 03 第三部分 40 1．(速度的理解)(2025·江苏扬州市期中)关于速度和速率，下列说法正确的是(　　) A．平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值 B．平均速率就是平均速度的大小 C．速率就是瞬时速度的大小 D．速率是矢量 解析：平均速度是物体通过的位移与所用时间的比值，平均速率是物体通过的路程与所用时间的比值，平均速率不一定等于平均速度的大小，故A、B错误；速率就是瞬时速度的大小，是标量，故C正确，D错误。 √ 返回导航 2．(平均速度和平均速率)(2025·湖南长沙市期中)如图，某同学从水平地面上的A点将足球正对着竖直墙壁向右贴地踢出，足球被墙壁反弹后运动至B点。已知A、B点到竖直墙壁的距离分别为0.8 m、2.0 m，从A到B的时间为2 s，足球可视为质点，与墙壁的作用时间忽略不计，则足球从被踢出到运动至B点的平均速度大小和平均速率分别为(　　)   A．1.4 m/s，0.6 m/s　 B．1.4 m/s，1.4 m/s C．0.6 m/s，0.6 m/s D．0.6 m/s，1.4 m/s √ 返回导航 返回导航 3.(从x-t图像看速度)(多选)如图所示的是某运动物体的位置x随时间t变化的关系图像，下列说法正确的是(　　) A．物体的运动轨迹是曲线 B．前2 s时间内，物体的速度先变小后变大 C．前4 s时间内，物体的平均速率为2 m/s D．第3 s内、第4 s内，物体的平均速度大小相等、方向相同 √ √ 返回导航 返回导航 4．(对v-t图像的理解)(多选)甲、乙两个物体在同一条直线上运动，它们的速度—时间图像分别如图中直线a、b所示，在t1时刻(　　)   A．它们的运动方向相同 B．甲一定在乙的后面 C．甲的速度比乙的速度大 D．乙的速度比甲的速度大 √ √ 返回导航 解析：图线在横轴上方，速度均为正值，表示物体的运动方向均沿正方向，运动方向相同，A正确；由于在初始时刻甲、乙的位置关系未知，所以无法判断在t1时刻甲、乙的位置关系，B错误；在t1时刻b图线对应的坐标值大，故乙的速度比甲的速度大，C错误，D正确。 返回导航 (2)当Δt________________时，运动快慢的差异可以忽略不计，叫作物体在时刻t的瞬时速度。 判断下列说法是否正确。 (1)由v＝可知，v与Δx成正比，与Δt成反比。(　　) [提示]　通过比较两物体单位时间内的位移，可比较两物体运动的快慢。电动自行车：＝＝≈4.4 m/s，运动员：＝＝10 m/s，所以运动员快。 1．对定义式v＝的理解 (1)Δx是物体运动的位移，不是路程。 (2)不能认为v与位移成正比、与时间成反比。 2．速度矢量性：速度是矢量，既有大小又有方向。 (1)速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小； (2)方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。 3．物理意义：速度是描述物体运动快慢的物理量，v＝也叫物体位置的变化率，速度越大，表示物体运动得越快，其位置变化得也就越快。 　关于速度的定义式v＝，以下叙述正确的是(　　) A．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 B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关 C．速度大小不变的运动是匀速直线运动 D．v1＝5 m/s、v2＝－6 m/s，因为5>－6，所以v1>v2 [解析]　v＝是计算速度的定义式，只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来获得，并不是说v与Δx成正比，与Δt成反比，故A错误，B正确；匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动，故C错误；速度是矢量，正、负号表示方向，绝对值表示大小，故D错误。 [提示]　某个时刻或物体经过某个位置对应的速度叫瞬时速度，测量平均速度的依据是v＝，我们只能测量某段时间内的平均速度，当Δt→0时，可以用平均速度代替中间某位置的瞬时速度，但不能准确测量某时刻的瞬时速度。 比较项目 平均速度 瞬时速度 联系 (1)在公式v＝中，Δt→0时，平均速度即为瞬时速度 (2)匀速直线运动中，任意一段时间内的平均速度等于任意时刻的瞬时速度 2.平均速度和平均速率的比较 比较项目 平均速度 平均速率 物理意义 描述物体运动快慢和方向的物理量，是矢量 描述物体运动快慢的物理量，是标量 公式 平均速度＝ 平均速率＝ 方向 平均速度方向与位移方向相同 无方向 联系 它们的国际单位都是m/s [解析]　汽车全程的平均速度大小v＝＝＝5 m/s。同理，求得汽车前1 s的平均速度大小v1＝9 m/s，前2 s的平均速度大小v2＝8 m/s；前3 s的平均速度大小v3＝7 m/s，前4 s 的平均速度大小v4＝6 m/s。v1最接近汽车刚制动时的速度，它比汽车刚制动时的速度略小些。 [解析]　v＝＝＝2 m/s。 [解析]　由题意可知从O到N处的路程LON＝LOM＋LMN＝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，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OM＝＝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MN＝＝米/天≈10米/天，故D正确。 2．若x-t图线为曲线，则表示质点在相等时间内的位移不相等，质点做变速直线运动。如图所示的是某质点沿直线运动的x-t图像，由图像可以看出，在相等时间Δt内质点的位移Δx1、Δx2、Δx3、Δx4并不相等，可见速率是变化的，而且随着时间增加，速率减小。取t趋近于零，则趋近于瞬时速度，某时刻的速度等于xt图像上该时刻图线切线的斜率。 [提示]　v－t图像如图所示，物体在前2 s内以1 m/s的速度沿x轴正方向运动，在2 s到4 s内静止不动，速度大小为0。在4 s到10 s内以 m/s的速度沿x轴反方向运动。 解析：足球从被踢出到运动至B点的位移大小x＝2.0 m－0.8 m＝1.2 m，则平均速度大小1＝＝0.6 m/s，足球从被踢出到运动至B点的路程s＝2.0 m＋0.8 m＝2.8 m，则平均速率2＝＝1.4 m/s。 解析：位移—时间图像表示物体做直线运动，故A错误；位移—时间图线的斜率表示物体的速度，斜率的正负表示速度的方向，斜率绝对值表示速度的大小，根据图像可知，前2 s时间内，图线的斜率的绝对值先变大后变小，则物体的速度先变大后变小，故B错误；根据图像可知，前4 s时间内，物体的路程为8 m，则其平均速率v＝＝2 m/s，故C正确；根据图像可知，第3 s 内、第4 s内物体的位移方向相同、大小相同，均为2 m，根据平均速度公式可得＝＝2 m/s可知，第3 s内、第4 s内，物体的平均速度大小相等、方向相同，故D正确。 $