1.3 位置变化快慢的描述—速度（第1课时）课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“位置变化快慢的描述——速度”，核心涵盖速度定义、平均速度、瞬时速度及速率等知识点。通过“比比谁更快”（刘翔与罗伯斯比赛数据）、汽车与飞机运动对比等实例导入，引导学生从生活现象过渡到物理概念，构建从比较快慢到速度定义再到平均与瞬时速度的学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过“思考讨论”“辨析”“例题分析”（如小球竖直上抛运动、小明乘车速度计问题）等环节，结合比值定义法、矢量性分析及x-t图像应用，培养学生模型建构与科学推理能力。学生能在实例中深化物理观念，教师可借助结构化内容提升教学效率。

第一章 运动的描述 第3节 位置变化快慢的描述——速度（第一课时） 学易同步精品课堂 新教材人教版 物理（必修第一册） 在上节课的学习中，我们学习了直线运动位移的表述方式以及位移时间图像，接下来我想问同学们两个问题，若物体初位置为x1=5m，末位置X2=3m，物体运动的位移为多大？三种图像含义 2 刘翔： 13.27s 罗伯斯：13.14s 比比谁更快 同学们好。这是2011年在韩国大邱举办得田径世锦赛110米栏决赛的视频，我国运动员刘翔以13秒27获得了比赛的银牌。古巴选手罗伯斯以13秒14的成绩第一个冲过终点。同学们试试比较一下，在比赛全过程中谁跑的更快？你的依据又是什么？有的同学说出了答案，罗伯斯更快，因为他用的时间短。其实这有一个前提，二者通过的路程是一样的，所以用时短的运动员跑的快。 3 我们再从另外一个角度观看这场比赛，刘翔由于受到了罗伯斯的干扰在后两个栏出现了失误。罗伯斯最终也因为犯规被取消了成绩。细心的同学可能发现了，在刘翔受到干扰之前，11秒04到11秒16这段时间刘翔已经跑到了领先的位置.我们可以再看一下这段视频的片段。 4 方法二 方法一 x/m x/m 相同位移，比较时间 x/m x/m 相同时间，比较位移 t1 t2 x1 x2 思考讨论 同学们的表述，不是很正确，因为我们的坐标轴它是有大小有方向的，它强调了方向，因此我们要这样说，它的比较方法是相同位移，比较时间 (a)汽车200s运动的位移2000m (b)飞机5s运动的位移2500m 哪个快？ 汽车1s内通过的位移为 m 飞机1s内通过的位移为 m 显然，飞机比汽车 。 10 500 快 思考讨论 提问：判断依据是什么？除此之外还有什么方法，但是我们常常利用相同时间比较位移的方式比较物体运动的快慢，常常控制时间为1s，得出结论之 后，科普一下单位时间、单位长度、单位面积、单位体积的含义 1.定义：位移与发生这个位移所用时间的比值 2.定义式： 3.单位：m/s或m•s-1 ,km/h， v与△x 成正比吗？与△t成反比 ？ 比值定义法 一、速度（velocity） 1m/s=3.6km/h 提问：这个公式运用了什么样的物理方法？既然运用了比值定义法，那能不能说v与△x 成正比吗？与△t成反比 ？比如说物体做匀速直线运动的时候，v并不会随△x 的增大而增大，随的△t的减小而增大 两人同时从操场主席台位置出发，速度大小都是 5m/s，他们的运动情况完全相同吗？ 一个东一个西，方向不同。 4、速度是一个矢量，有大小和方向。 大小：单位时间内位移的大小。 方向：速度方向就是物体的运动（位移）方向。 一、速度（velocity） (多选)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，则可知（ ） A.乙的速度大于甲的速度 B.因为＋2＞－4，所以甲的速度大于乙的速度 C.这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向 D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10 s后甲、乙相距60 m √ √ √ 练1 2006年瑞士洛桑田径超级大奖赛男子110米栏的的比赛中，刘翔以12秒88打破了英国运动员保持13年之久的世界纪录并夺取该项目冠军。 1. 试计算其速度？ 2. 如要研究每次跨栏的快慢，这个速度精确吗？ 8.54 m/s 练2 这个速度是否代表刘翔在每次跨栏的速度都为8.54 m/s？因此如要研究每次跨栏的快慢，这个速度精确吗？这个速度只能表示刘翔在这段时间跨栏的平均快慢，我们把这个速度称之为平均速度 平均速度描述物体在时间 内运动的平均快慢程度及方向。平均速度的方向与这段时间内的位移 一致。 平均速度 平均速度描述物体在时间∆t内运动的平均快慢程度及方向。平均速度的方向与这段时间内的位移∆x一致。在这里平均速度等效为在相同位移相同时间内物体做匀速直线运动的速度。 11 “位移除以时间”与初中“路程除以时间”的不同 辨析 有的同学心中可能有这样的疑问，为什么速度要用位移除以时间而不是沿用初中的路程除以时间呢。 12 【例1】在 t ＝0时刻，将小球从高出地面h＝15 m的位置竖直向上抛出，经1 s小球上升到距抛出点5 m的最高处，之后就开始竖直下落，经0.5 s刚好经过距最高点1.25 m处，再经过1.5 s到达地面。求： (1)前1.5 s内的平均速度 (2)全过程的平均速率（结果保留一位小数） 解：(1)取向上为正方向，前1.5 s小球的位移为 x＝H－h′＝5 m－1.25 m＝3.75 m 所以小球在前1.5 s内的平均速度为 (2)全过程小球的路程为 s＝2H+h＝25 m 全过程的平均速率为 h=15m H=5m t1=1s h'=1.25m t2=0.5s t3=1.5s （竖直向上） 13 x/m 1 0 2 3 4 5 6 x = 3 m t/s 1 0 2 3 4 5 6 t = 3 s 某一位置 某一时刻 思考： 如何精确描述物体在某个时刻或位置的运动快慢？ 瞬时速度 三、瞬时速度 用平均速度去表示物体在某一时刻或者某一位置的速度，精确吗？因此我们用瞬时速度去表示物体在某一时刻或者某一位置的速度 （甲） （丙） （乙） （丁） 有的同学想到了一个办法，将时间间隔取得更小一点，然后用平均速度作为这段时间内某一位置的瞬时速度。这个想法非常好，下面我们以一个沿AB方向做加速运动的物体为研究对象，求物体经过A点时的速度。在甲、乙、丙、丁四幅图中，分别用物体通过AB、AC、AD、AE段的平均速度作为物体通过A点时的速度，同学们觉得哪一个更接近物体经过A点时的速度呢？这位同学们说，丁图的最为接近，他的理由是AE段对应的时间间隔最短，物体速度变化不大，所以最为接近。那有没有办法让平均速度更加接近物体通过A点时的速度呢？同学们都说将时间间隔取的再短些，越短就越接近。有的同学说非常非常短，我理解这位同学的意思是这段时间如果足够短，短到看不出物体运动快慢的差异，这个速度就是物体通过A点时的速度。这种处理方式用到了数学中极限的知识。 15 当 非常非常小时，运动快慢的差异可忽略不计，此时我们把 叫作物体在时刻t的瞬时速度。 瞬时速度 从速度的定义出发，当这个时间间隔取得非常非常小时，物体运动快慢的差异可以忽略不计，此时我们就把（∆x/∆t）求出的速度称为瞬时速度，在这种极限情况下，瞬时速度就是物体通过A点时的速度。 16 物理学中把瞬时速度的大小通常叫作速率，速率为标量。 速率 在生活中，我们乘坐的汽车上都存在一个仪表叫速度表，它能实时显示汽车速度的大小，但并没有涉及汽车运动的方向，在物理学中我们把瞬时速度的大小通常叫做速率，它是一个标量，因此汽车上的速度表实际显示的是汽车的运动的速率。 17 小明的困惑 例：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。 (1)上面提到的两个速度各表示什么速度？ 答案　60 km/h为平均速度；70 km/h为瞬时速度 (2)若小明由乙地返回甲地又用了20 min，则整个过程的平均速度和平均速率(平均速率＝ )各是多少？ 答案　0；60 km/h (3)瞬时速度的大小叫作速率，但是平均速度的大小不是平均速率，什么运动情境中平均速度的大小才等于平均速率？ 答案　单方向直线运动中 小明的困惑 (1)物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态。(　　) (2)时间越短，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。(　　) × √ √ × 练1 一质点做变速直线运动。 (1)若前 内的平均速度为6 m/s，后 时间的平均速度为9 m/s，求这段时间t内的平均速度大小； 答案　8 m/s　 练3 (2)若质点前一半位移的平均速度为3 m/s，后一半位移的平均速度为6 m/s，求这段位移的平均速度大小。 答案　4 m/s 如何利用图像研究物体运动的快慢呢？ 思考与讨论 利用图像研究物理过程是物理学研究问题的一种方法，上一节课我们学习了位移时间图像，如何利用位移时间图像研究物体运动的快慢呢？ 23 位移—时间图像中的速度 下面我们利用位移时间图像研究物体沿AB方向运动的快慢。首先以初始位置为坐标原点，以物体运动方向为正方向，按照上节课的方法通过记录物体运动过程中的位置及对应的时刻，可以做出小车运动的位移-时间图像，图中在t0时刻和t0+∆t时刻，小车运动到图像A、B两点所在的位置，从图像中可以看出AB两点间连线的斜率即为小车的平均速度，而斜率的正负代表了小车运动的方向。 24 位移—时间图像中的速度 为了得到A点对应的瞬时速度，我们缩短时间间隔，图像中割线AC、AD、AE的斜率分别对应了各段的平均速度。AE段割线的斜率与A点瞬时速度最为接近。 25 位移—时间图像中的速度 进一步缩短时间间隔，当时间∆t趋于零的极限情况下，同学们会发现此时A点瞬时速度对应的是图像中A点的切线斜率，因此我们可以在位移时间图像中通过切线斜率计算任意时刻物体的瞬时速度。 26 A 【例3】如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移-时间（x-t）图像。A质点的图像为直线，B质点的图像为过原点的抛物线，两图像交点C、D坐标如图所示。下列说法正确的是（　　） A．t1时刻A追上B，t2时刻B追上A B．t1-t2时间内B质点的平均速度小于A质点的平均速度 C．质点A做直线运动，质点B做曲线运动 D．t1-t2时间内，A的速度一直大于B的速度 MP4 Lavf57.25.100 MP4 Lavf57.25.100 ＝＝ m/s ＝8 m/s。 ′＝＝ m/s＝4 m/s。 $