1.3位置变化快慢的描述——速度 导学案-2026-2027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”，涵盖速度的定义、公式、单位、矢量性，平均与瞬时速度的区分，速率概念及打点计时器测量速度实验。通过课前预习填空和百米赛跑实例建立前备知识，课堂探究从比较运动快慢的情景讨论切入，搭建初中到高中运动学的学习支架。 资料亮点在于探究模块的情景讨论与小组合作培养科学思维，实验模块通过打点计时器操作提升科学探究能力，实例辨析结合生活场景深化物理观念，习题层次分明兼顾概念与计算，助力学生形成运动观念并发展科学素养。

1.3位置变化快慢的描述——速度 （导学案）解析版 版本：人教版（2019）高中物理必修第一册 班级：________姓名：________学号：________日期：________ 一、学习目标 1.理解速度的物理意义，掌握速度的定义、公式、单位及单位换算，明确速度的矢量性。 2.区分平均速度与瞬时 速度，理解二者的区别、联系以及适用场景。 3.掌握速率、平均速率的概念，理清速度、速率、平均速度、平均速率四者的关系。 4.学会利用打点计时器测量纸带的平均速度与瞬时速度，提升实验数据处理能力。 5.能结合生活实例、运动过程完成速度相关计算与概念辨析。 二、课前预习 （一）基础填空 1.速度是描述物体位置变化快慢的物理量，定义为位移与发生这段位移所用时间的比值，公式为__v=____。 2.速度国际单位是_m/s_，常用单位有km/h，换算关系：1m/s=_3.6_km/h。 3.平均速度对应一段时间或一段位移，瞬时速度对应_某一时刻或某一位置_。 4.瞬时速度的大小叫做_速率_，平均速率是路程与时间的比值。 （二）简单思考 百米赛跑中，运动员全程的运动快慢和冲线瞬间的运动快慢，描述的是同一个物理量吗？ 答：不是，全程描述平均速度，冲线瞬间描述瞬时速度 三、课堂探究 探究模块一：比较物体运动快慢的方法 探究1-1情景讨论 展示三组运动情景，4人小组讨论比较快慢的方法： 情景1：百米比赛，相同距离，比较选手用时长短； 情景2：同时出发的跑步者，相同时间，比较位移大小； 情景3：甲位移80m，用时10s；乙位移90m，用时15s。位移、时间均不同。 思考问题： 1.情景1、情景2分别采用什么方法比较运动快慢？ 情景1：位移相同比时间；情景2：时间相同比位移； 2.情景3中，如何科学比较甲、乙两人位置变化的快慢？ 计算位移与时间的比值，比值大的运动更快 探究总结1 1.比较运动快慢的两种基本方法： （1）位移相同，比较所用时间，时间越短，运动越快； （2）时间相同，比较位移大小，位移越大，运动越快。 2.位移、时间均不同时，采用位移与时间的比值进行比较，该比值即为速度。 探究1-2基础计算练习 甲：Δx1=80m，Δt1=10s；乙：Δx2=90m，Δt2=15s。 分别计算二者位移与时间的比值，判断谁运动更快。 甲：v1= =8m/s，乙：v2= =6m/s；甲运动更快。 探究模块二：速度的概念、单位与矢量性 探究2-1概念梳理 结合教材内容，小组梳理核心知识点： 1.速度定义：物理学中，位移Δx与发生这段位移所用时间Δt的比值。 2.定义公式：v= 3.单位 国际单位：米每秒，符号m/s或m·s-1； 常用单位：千米每小时（km/h）、厘米每秒（cm/s）。 4.单位换算：1m/s=3.6km/h，1km/h=m/s。 探究2-2单位换算专项练习 1.10m/s=_36_km/h 2.72km/h=__20__m/s 3.15m/s=__54__km/h 探究2-3速度的矢量性探究 思考讨论：位移是矢量，由公式v= 分析： 1.速度是标量还是矢量？ 矢量。 2.速度的方向由什么决定？ 与位移方向一致。 总结：速度是矢量，速度的方向与对应时间段内位移的方向一致；直线运动中，可用正负号表示速度方向。 例题1：一辆汽车沿平直公路向前行驶，20s内位移为100m，求汽车的速度，并说明速度方向。 解：v= = =5m/s，方向与位移方向一致（沿公路向前）。 变式训练1：某物体沿直线反向运动，5s内位移为-20m（规定向前为正方向），求物体的速度，并说明方向。 解：v= = -4m/s，负号表示速度方向与规定正方向相反（向后）。 探究模块三：平均速度与瞬时速度 探究3-1概念区分探究 情景：运动员百米赛跑，总位移100m，总用时10s；起跑第1s内速度逐渐增大，冲刺瞬间速度达到最大。 小组讨论： 1.用总位移和总时间计算出的速度，描述的是哪一阶段的运动快慢？ 全程整体的运动快慢（平均速度）； 2.冲刺瞬间的速度，能否用全程的平均速度表示？ 不能。 探究总结2 1.平均速度 定义：物体在一段时间（一段位移）内的位移与时间的比值，公式v= 。 物理意义：粗略描述物体一段时间内整体运动的快慢与方向，矢量，方向与位移方向一致。 2.瞬时速度 定义：物体在某一时刻（某一位置）的速度。 物理意义：精确描述物体某一瞬间的运动快慢与方向，矢量。 3.极限思想：当选取的时间Δt无限趋近于0时，该段时间内的平均速度近似等于瞬时速度。 探究3-2实例辨析（小组抢答） 判断下列描述是平均速度还是瞬时速度： 1.高速公路限速120km/h 瞬时速度 2.列车从A地到B地行驶速度为80km/h 平均速度 3.子弹射出枪口的速度为900m/s 瞬时速度 4.小明步行上学全程速度1.1m/s 平均速度 例题2：一物体沿直线运动，前10s位移50m，后10s位移30m，求全程的平均速度。 解：总位移Δx=50m+30m=80m，总时间Δt=20s v= =4m/s 变式训练2：汽车刹车过程中，5s内速度从20m/s减为0，此过程的平均速度为多大？ 解：v= =10m/s（匀变速直线运动平均速度公式） 探究模块四实验：利用打点计时器测量速度（分组实验） 一、实验目的 1.练习使用打点计时器，学会分析纸带点迹。 2.利用纸带计算物体的平均速度，粗略计算短时间内的瞬时速度。 二、实验器材 电磁打点计时器、低压交流电源、小车、长木板、纸带、刻度尺、钩码、细绳。 三、实验原理 1.打点计时器每隔固定时间T打一个点，相邻两点时间间隔恒定。 2.两点间距离Δx与时间T的比值，即为这段时间的平均速度。 3.选取极短的两点间距，用平均速度近似代替瞬时速度。 四、实验步骤 1.把长木板平放在桌面上，将打点计时器固定在木板一端，连接低压交流电源。 2.纸带穿过打点计时器，一端连接小车，细绳绕过滑轮悬挂钩码。 3.先接通电源，待打点稳定后，再释放小车，打出一条完整纸带，关闭电源。 4.更换钩码，重复实验，选取点迹清晰的2条纸带。 5.用刻度尺测量纸带上计数点间距，记录数据并计算速度。 五、实验记录表格 已知打点计时器打点周期T=0.02s 纸带组别 相邻两点间距Δx(m) 时间Δt(s) 平均速度v(m/s) 近似瞬时速度(m/s) 纸带 1 0.020 0.02 1.0 纸带 1 0.030 0.02 1.5 纸带 2 0.018 0.02 0.9 纸带 2 0.026 0.02 1.3 六、实验思考 1.实验操作为什么要求“先通电，后释放小车”？ 保证纸带前端能打出点迹，充分利用纸带数据。 2.纸带上点迹变密，说明小车速度如何变化？ 点迹变密→相同时间内位移变小→小车速度变小。 探究模块五：速率与平均速率 探究5-1概念辨析 结合位移、路程知识，小组区分两组概念： 1.速率：瞬时速度的大小，只有大小、无方向，属于标量。 2.平均速率：物体运动的路程与所用时间的比值，标量。 探究5-2关系总结 小组讨论，归纳四种运动下平均速度大小与平均速率的关系： 1.单向直线运动：平均速度大小__等于__平均速率； 2.直线往返运动：平均速度大小__小于_平均速率； 3.曲线运动：平均速度大小__小于_平均速率； 4.物体回到出发点：平均速度=__0_，平均速率≠0。 例题3：运动员沿400m环形跑道跑完整一圈，用时80s，求全程的平均速度和平均速率。 解：位移为0，平均速度v平= =0； 路程400m，平均速率= =5m/s。 变式训练3：物体先向前运动30m，再向后运动10m，总用时8s，求路程、位移、平均速度、平均速率。 路程：40m；位移：20m； 平均速度：v= =2.5m/s；平均速率： =5m/s。 四、当堂检测 （一）填空题 1.速度的定义式为_v= _，国际单位是_m/s_，速度是_矢量_（选填“矢量”或“标量”）。 2.36km/h=__10_m/s；15m/s=_54_km/h。 3.瞬时速度的大小叫做_速率_，平均速率是_路程 与时间的比值。 4.物体绕圆周运动一周，平均速度为__0____。 （二）选择题 5.下列描述中，表示瞬时速度的是（ B ） A.运动员全程跑步速度9m/s B.城市道路限速60km/h C.火车从甲地到乙地速度70km/h D.小明走路平均速度1.2m/s 6.关于平均速度和平均速率，下列说法正确的是（ C ） A.平均速度大小一定等于平均速率 B.平均速度是标量 C.曲线运动中，平均速度大小小于平均速率 D.平均速率就是平均速度的大小 （三）计算题 7.一辆汽车在平直公路上行驶，10s内发生位移60m，求汽车的平均速度。 解：v= =6m/s 8.某同学沿直线往返运动，向前25m用时5s，向后25m用时5s，求全程的平均速度与平均速率。 解：总位移=0，平均速度=0； 总路程=50m，总时间=10s，平均速率= =5m/s 五、课堂小结（自主填空） 1.速度：公式_v= _，单位_m/s_，方向与_位移方向_一致，矢量。 2.平均速度对应_一段时间/一段位移_，瞬时速度对应_某一时刻/某一位置_；Δt→0时，平均速度≈瞬时速度。 3.速率=__瞬时速度的大小_；平均速率=路程/时间，二者均为标量。 4.实验：打点计时器利用__点迹间距与打点时间__计算平均速度。 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.3位置变化快慢的描述——速度 （导学案）原卷版 版本：人教版（2019）高中物理必修第一册 班级：________姓名：________学号：________日期：________ 一、学习目标 1.理解速度的物理意义，掌握速度的定义、公式、单位及单位换算，明确速度的矢量性。 2.区分平均速度与瞬时 速度，理解二者的区别、联系以及适用场景。 3.掌握速率、平均速率的概念，理清速度、速率、平均速度、平均速率四者的关系。 4.学会利用打点计时器测量纸带的平均速度与瞬时速度，提升实验数据处理能力。 5.能结合生活实例、运动过程完成速度相关计算与概念辨析。 二、课前预习 （一）基础填空 1.速度是描述物体位置变化快慢的物理量，定义为位移与发生这段位移所用时间的比值，公式为 。 2.速度国际单位是 ，常用单位有km/h，换算关系：1m/s= km/h。 3.平均速度对应一段时间或一段位移，瞬时速度对应 。 4.瞬时速度的大小叫做 ，平均速率是路程与时间的比值。 （二）简单思考 百米赛跑中，运动员全程的运动快慢和冲线瞬间的运动快慢，描述的是同一个物理量吗？ 三、课堂探究 探究模块一：比较物体运动快慢的方法 探究1-1情景讨论 展示三组运动情景，4人小组讨论比较快慢的方法： 情景1：百米比赛，相同距离，比较选手用时长短； 情景2：同时出发的跑步者，相同时间，比较位移大小； 情景3：甲位移80m，用时10s；乙位移90m，用时15s。位移、时间均不同。 思考问题： 1.情景1、情景2分别采用什么方法比较运动快慢？ 2.情景3中，如何科学比较甲、乙两人位置变化的快慢？ 探究总结1 1.比较运动快慢的两种基本方法： （1）位移相同，比较 ，时间越短，运动越 ； （2）时间相同，比较 ，位移越大，运动越 。 2.位移、时间均不同时，采用位移与时间的比值进行比较，该比值即为速度。 探究1-2基础计算练习 甲：Δx1=80m，Δt1=10s；乙：Δx2=90m，Δt2=15s。 分别计算二者位移与时间的比值，判断谁运动更快。 探究模块二：速度的概念、单位与矢量性 探究2-1概念梳理 结合教材内容，小组梳理核心知识点： 1.速度定义：物理学中， 。 2.定义公式： 3.单位 国际单位： ，符号 或 ； 常用单位： 、 。 4.单位换算：1m/s= km/h，1km/h= m/s。 探究2-2单位换算专项练习 1.10m/s= km/h 2.72km/h= m/s 3.15m/s= km/h 探究2-3速度的矢量性探究 思考讨论：位移是矢量，由公式v= 分析： 1.速度是标量还是矢量？ 2.速度的方向由什么决定？ 总结：速度是 ，速度的方向与对应时间段内 一致；直线运动中，可用正负号表示速度 。 例题1：一辆汽车沿平直公路向前行驶，20s内位移为100m，求汽车的速度，并说明速度方向。 变式训练1：某物体沿直线反向运动，5s内位移为-20m（规定向前为正方向），求物体的速度，并说明方向。 探究模块三：平均速度与瞬时速度 探究3-1概念区分探究 情景：运动员百米赛跑，总位移100m，总用时10s；起跑第1s内速度逐渐增大，冲刺瞬间速度达到最大。 小组讨论： 1.用总位移和总时间计算出的速度，描述的是哪一阶段的运动快慢？ 2.冲刺瞬间的速度，能否用全程的平均速度表示？ 探究总结2 1.平均速度 定义：物体在一段时间（一段位移）内的 与 的比值，公式 。 物理意义： 描述物体一段时间内整体运动的快慢与方向， ，方向与位移方向 。 2.瞬时速度 定义：物体在 的速度。 物理意义： 描述物体某一瞬间的运动快慢与方向， 量。 3.极限思想：当选取的时间Δt无限趋近于0时，该段时间内的平均速度___________瞬时速度。 探究3-2实例辨析（小组抢答） 判断下列描述是平均速度还是瞬时速度： 1.高速公路限速120km/h 2.列车从A地到B地行驶速度为80km/h 3.子弹射出枪口的速度为900m/s 4.小明步行上学全程速度1.1m/s 例题2：一物体沿直线运动，前10s位移50m，后10s位移30m，求全程的平均速度。 变式训练2：汽车刹车过程中，5s内速度从20m/s减为0，此过程的平均速度为多大？ 探究模块四实验：利用打点计时器测量速度（分组实验） 一、实验目的 1.练习使用打点计时器，学会分析纸带点迹。 2.利用纸带计算物体的平均速度，粗略计算短时间内的瞬时速度。 二、实验器材 电磁打点计时器、低压交流电源、小车、长木板、纸带、刻度尺、钩码、细绳。 三、实验原理 1.打点计时器每隔固定时间T打一个点，相邻两点时间间隔恒定。 2.两点间距离Δx与时间T的比值，即为这段时间的平均速度。 3.选取极短的两点间距，用平均速度近似代替瞬时速度。 四、实验步骤 1.把长木板平放在桌面上，将打点计时器固定在木板一端，连接低压交流电源。 2.纸带穿过打点计时器，一端连接小车，细绳绕过滑轮悬挂钩码。 3.先接通电源，待打点稳定后，再释放小车，打出一条完整纸带，关闭电源。 4.更换钩码，重复实验，选取点迹清晰的2条纸带。 5.用刻度尺测量纸带上计数点间距，记录数据并计算速度。 五、实验记录表格 已知打点计时器打点周期T=0.02s 纸带组别 相邻两点间距Δx(m) 时间Δt(s) 平均速度v(m/s) 近似瞬时速度(m/s) 纸带 1 纸带 1 纸带 2 纸带 2 六、实验思考 1.实验操作为什么要求“先通电，后释放小车”？ 2.纸带上点迹变密，说明小车速度如何变化？ 探究模块五：速率与平均速率 探究5-1概念辨析 结合位移、路程知识，小组区分两组概念： 1.速率：瞬时速度的 ，只有大小、无方向，属于 。 2.平均速率：物体运动的路程与所用时间的比值， 。 探究5-2关系总结 小组讨论，归纳四种运动下平均速度大小与平均速率的关系： 1.单向直线运动：平均速度大小 平均速率； 2.直线往返运动：平均速度大小 平均速率； 3.曲线运动：平均速度大小 平均速率； 4.物体回到出发点：平均速度= ，平均速率 0。 例题3：运动员沿400m环形跑道跑完整一圈，用时80s，求全程的平均速度和平均速率。 变式训练3：物体先向前运动30m，再向后运动10m，总用时8s，求路程、位移、平均速度、平均速率。 四、当堂检测 （一）填空题 1.速度的定义式为 ，国际单位是 ，速度是 （选填“矢量”或“标量”）。 2.36km/h= m/s；15m/s= km/h。 3.瞬时速度的大小叫做 ，平均速率是 与时间的比值。 4.物体绕圆周运动一周，平均速度为 。 （二）选择题 5.下列描述中，表示瞬时速度的是（ ） A.运动员全程跑步速度9m/s B.城市道路限速60km/h C.火车从甲地到乙地速度70km/h D.小明走路平均速度1.2m/s 6.关于平均速度和平均速率，下列说法正确的是（ ） A.平均速度大小一定等于平均速率 B.平均速度是标量 C.曲线运动中，平均速度大小小于平均速率 D.平均速率就是平均速度的大小 （三）计算题 7.一辆汽车在平直公路上行驶，10s内发生位移60m，求汽车的平均速度。 8.某同学沿直线往返运动，向前25m用时5s，向后25m用时5s，求全程的平均速度与平均速率。 五、课堂小结（自主填空） 1.速度：公式 ，单位 ，方向与 一致，矢量。 2.平均速度对应 ，瞬时速度对应 ；Δt→0时，平均速度≈瞬时速度。 3.速率= ；平均速率=路程/时间，二者均为标量。 4.实验：打点计时器利用 计算平均速度。 学科网（北京）股份有限公司 $