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

该高中物理导学案聚焦“位置变化快慢的描述——速度”第1课时，核心内容包括速度的物理意义、定义及矢量性，平均速度与瞬时速度的区别和联系。课堂导入通过表格对比人、自行车、汽车的位移和时间数据，引导学生思考位置变化快慢，以位移、时间等旧知为支架，自然过渡到速度概念的学习。 该资料亮点在于采用比值定义法构建速度概念，结合生活实例（如汽车速度计、遮光板通过光电门实验）和问题链引导探究，培养学生科学思维（科学推理、极限思想）和物理观念（运动观念）。例题分层设计，涵盖概念辨析与计算应用，帮助学生深化理解，提升解决实际问题的能力。

3　位置变化快慢的描述——速度 第1课时　速度 [学习目标]　 1.掌握速度的物理意义和定义，理解其矢量性(重点)。 2.理解平均速度，能区分平均速度和平均速率并会进行相关计算(重难点)。 3.理解瞬时速度，知道瞬时速度与平均速度的区别与联系，初步体会极限思想在研究物理问题中的应用和意义(重难点)。 一、速度 阅读下面的表格，完成相关问题。 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？ 答案　(1)50　80　80　(2)汽车位置变化快，单位时间内汽车的位移大。 1.对速度概念的理解 (1)物理意义：表示物体运动的快慢。 (2)定义：位移与发生这段位移所用时间之比。 (3)定义式：v＝。 (4)单位：国际单位制单位是米每秒，符号是m/s或m·s－1。常用单位：千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。1 m/s＝3.6 km/h。 2.速度的矢量性 (1)速度既有大小，又有方向，是矢量(选填“标量”或“矢量”)，方向与Δx的方向相同。 (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。 1.某同学根据v＝得出“速度与位移成正比、与时间成反比”的结论正确吗？为什么？你还学过哪些物理量是用比值法定义的？ 答案　不正确。v＝是速度的定义式，用比值法定义的物理量，其大小与Δx及Δt无关，比如匀速直线运动中v不变。ρ＝、R＝。 2.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。 1.比值定义法：用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。如速度、压强、密度等。 2.比值定义法的特点：比值定义法定义的物理量往往不随定义所用的物理量的大小、有无而改变。 二、平均速度和瞬时速度 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？ 答案　可以使用这个过程中的平均速度来粗略地描述物体运动的快慢，还可以用速度计测瞬时速度的大小显示某一时刻的运动快慢。 1.平均速度 (1)物理意义：描述物体在时间Δt内运动的平均快慢程度及方向。 粗略地描述物体位置变化的快慢，与物体运动的路径无关。 (2)表达式：v＝。 (3)方向：与这段时间内的位移方向相同。 2.瞬时速度 (1)定义：在表达式v＝中，当Δt非常非常小时，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：物体在该时刻的运动方向。 (3)物理意义：是精确地描述物体运动快慢和方向的物理量。 (4)在匀速直线运动中平均速度与瞬时速度相等。 3.速率和平均速率 (1)速率：瞬时速度的大小叫作速率，是一个标量，没有方向。一般汽车速度计显示的是速率。 (2)平均速率：物体通过的路程与通过这一路程所用时间的比叫作平均速率，即，在一般情况下平均速率并不等于平均速度的大小。 例1　(2024·宁波市高一校考)关于速度，下列说法中正确的是(　　) A.汽车速度计上显示70 km/h，指的是汽车一段行程中的平均速度 B.某高速公路上的限速为120 km/h，指的是平均速度 C.子弹以900 m/s的速度从枪口射出，指的是瞬时速度 D.小球3 s末的速度是6 m/s，指的是平均速度 答案　C 解析　汽车速度计上显示的速度是指汽车在某一时刻或者某一位置的速度大小，即为瞬时速度的大小，故A错误；某高速公路上的限速指的是限制的瞬时速度，故B错误；子弹射出枪口的速度，与枪口这一位置相对应，所以是瞬时速度，故C正确；3 s末的速度指瞬时速度，故D错误。 1.平均速度对应位移和时间。 2.瞬时速度对应位置和时刻。 例2　(来自教材改编)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)。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？ 答案　见解析 解析　前1 s内的平均速度 v1＝ m/s＝9 m/s 前2 s内的平均速度 v2＝ m/s＝8 m/s 前3 s内的平均速度 v3＝ m/s＝7 m/s 前4 s内的平均速度 v4＝ m/s＝6 m/s 全程的平均速度 v5＝ m/s＝5 m/s 第1 s内的平均速度v1最接近汽车刚制动时的瞬时速度，它比这个瞬时速度略小些。 例3　(来自教科教材改编)在运动滑块上固定一个宽度为1 cm的遮光板(如图所示)，它通过光电门时，与之相连的计时器记录下来的时间是4.0 ms，求滑块经过光电门时的速度大小。这个速度是平均速度还是瞬时速度？为什么？ 答案　见解析 解析　滑块经过光电门时的速度大小 v＝＝2.5 m/s， 这实际上是平均速度，但因所经历的时间极短，可视为瞬时速度。 例4　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； (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　(1)8 m/s　(2)4 m/s 解析　(1) m/s ＝8 m/s。 (2)'＝ m/s＝4 m/s。 计算平均速度时应利用平均速度公式。 (1)若已知时间，可用时间表示位移，利用公式计算； (2)若已知位移，可用位移表示时间，利用公式计算。 学科网（北京）股份有限公司 $