1.3 位置变化快慢的描述—速度（教学课件）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、平均与瞬时速度的区别联系、打点计时器测量及v-t图像。课堂导入通过WSBK摩托车比赛视频，联系初中运动快慢描述，以问题链引导学生从路程过渡到位移，建立矢量性认知，搭建学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过思考讨论和表格对比培养科学推理与模型建构，结合打点计时器实验提升科学探究能力。如区间测速典例、x-t图像斜率分析，情境导入与探究式教学结合，小结系统梳理知识。助力学生深化理解，提升能力，为教师提供清晰教学路径与实例。

人教版必修第一册 第一章 运动的描述 3.位置变化快慢的描述—速度 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 1. 了解速度定义和意义； 2. 理解平均速度与瞬时速度的区别和联系，会辨析不同场景下二者的适用情况。 02 科学思维 初步体会极限法在研究物理问题中的应用和意义，感悟其在转化复杂问题时的独特价值。 03 科学探究 通过打点计时器测平均速度和瞬时速度，提升实验操作与数据处理的物理学科素养。 04 科学态度与责任 对物体速度的研究不能局限于初中阶段的片面概念，应重新、全面认知，这才是积极的科研态度。 教学重难点 教学难点 教学重点 理解平均速度与瞬时速度的区别和联系，明确二者在运动描述中的不同作用。 会使用打点计时器测量平均速度和瞬时速度，掌握实验操作要点与数据处理方法 课堂导入 在2026年某次WSBK摩托车比赛过程中，中国的53号张雪机车，力压一众老牌国际知名品牌机车，率先抵达终点夺冠。通过视频可以看出每一辆摩托车在比赛过程中运动的快慢是不一样的，你还记得初中怎样描述物体运动的快慢吗？每一辆摩托车在比赛的不同时段，运动的快慢一样吗？ 课堂导入——观察与思考 知识点1 速度 1.运动员在100m比赛中同时出发，经等长路径，不同时到达终点，这段时间内运动员位置变化快慢相同吗？运动方向相同吗？ 2.有两辆车从同一地点同时沿直线出发，一辆向东行驶，一辆向西行驶，速度大小均为20m/s，你认为它们的运动相同吗？位置变化相同吗？ 探究新知——思考与讨论 4.通过以上三点分析，研究物体运动快慢时，常需探究其位置随时间的变化快慢，此时应如何定义速度？ 3.有两辆车从同一地点同时出发，经不同长度路径，同时抵达同一终点，这段时间内两车位置变化的快慢相同吗？ 探究新知——思考与讨论 3.物理意义：描述物体运动的快慢（或描述物体位置变化的快慢）。 4.单位：国际单位制为m/s或m•s-1； 其它单位：km/h或km•h-1 1.速度：物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表述物体的快慢。 5.矢量性 2.公式： ①v的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定 ②正号表示与规定的正方向相同 ③负号表示与规定的正方向相反 探究新知 【例1】下列关于运动速度的说法，正确的是（     ） A．在相同时间内，物体经过的位移越大，运动速度越小 B．物体在单位时间内通过的位移越大，运动速度越大 C．在运动相同位移情况下，物体所用的时间越长，运动速度越大 D．做匀速直线运动的物体，速度大小与运动位移成正比，与运动时间成反比 典例解析 B 典例解析 【答案】B 【详解】AB．根据v=可知，在相同的时间内，物体经过的位移越大，运动速度越大，故A错误，B正确； C．根据v=可知，在运动相同位移情况下，物体所用的时间越长，运动速度越小，故C错误； D．做匀速直线运动的物体的速度是一个定值，它的大小与物体通过的位移以及运动时间的长短无关，故D错误。 故选B。 知识点2 平均速度和瞬时速度 1.我们说取得冠军的53号张雪机车跑的快，那么张雪机车全程中的每个位置的速度和不同时段的速度都一样吗？ 2.对53号张雪机车的速度，我们应该怎样理解才更为准确？ 探究新知——思考与讨论 1.平均速度 (3)物理意义：粗略描述物体某段时间内的平均快慢程度。 (1)定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在这段时间 （或这段位移）内的平均速度。 (2)公式： (4)方向：与某时段内位移方向一致。 (5)注意：计算物体的平均速度时，必须指明其对应的时段或位移区间。 探究新知 思考与讨论 1.平均速度描述物体某段时间内运动的平均快慢及方向。那么，如何描述物体某一时刻运动的快慢与方向呢？ 2.我们是否可以用由t到t+∆t一小段时间内的平均速度来替代某时刻t的速度呢？如果可以，我们应该如何做呢？ (1)定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。 (3)物理意义：精准描述物体运动快慢。 (2)当△t极小时，△x/△t可视为某时刻（或某位置）的瞬时速度。 (4)方向：此时刻物体的运动方向。 2.瞬时速度 极限思想 探究新知 (6)瞬时速度的大小叫做速率，为一标量。 (5) 在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度。 2.瞬时速度 探究新知 2.瞬时速度 (7)平均速度与瞬时速度的区别与联系 平均速度 瞬时速度 区别 反映某段时间内物体运动的平均快慢与方向 精准描述物体运动快慢及方向 对应一段时间(位移)，是过程量 对应某一时刻(位置)，是状态量 方向与位移的方向相同，与运动方向不一定相同 方向就是该时刻物体的运动方向，不一定与位移方向相同 共同点 都是矢量，单位都是m/s 联系 瞬时速度就是平均速度在时间趋于零时的极限值 探究新知 2.瞬时速度 (8)在x-t图像中认识平均速度与瞬时速度 ①在数学一次函数y＝kx+b的图像中，斜率表征图线倾斜程度，式中k值即为直线斜率。 x A B y2 y1 x2 x1 Δx Δy y ②斜率的定义： 探究新知 2.瞬时速度 (8)在x-t图像中认识平均速度与瞬时速度 x/m 400 300 200 100 0 5 10 15 20 t/s A B ③x-t图像的斜率意义： 1）代表物体某段时间内的平均速度； 2）若斜率恒定，速度不变，物体做匀速直线运动； 探究新知 (8)在x-t图像中认识平均速度与瞬时速度 2.瞬时速度 x/m 400 300 200 100 0 5 10 15 20 t/s A B 若物体做变速直线运动，其x-t图像如图所示：过A点的割线AB的斜率对应AB段的平均速度，与5s时的瞬时速度偏差明显；缩短时间间隔取割线AC，其斜率对应的平均速度更接近5s时的瞬时速度；进一步将时间间隔缩至趋近于0，过A点的切线斜率即可准确反映5s时的瞬时速度。 C 探究新知 (1)定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。 (2)公式： (3)平均速率为一标量。 3.平均速率 探究新知 3.平均速率 (4)平均速度和平均速率的区别与联系 项目 平均速度 平均速率 定义 位移与时间的比值 路程与时间的比值 意义 粗略描述质点运动的快慢和方向 仅表示质点运动快慢 标矢性 矢量 标量 联系 (1)都是描述物体运动快慢的物理量，单位相同 (2)平均速度的大小一般小于平均速率，仅单向直线运动时，两者的大小才相等 探究新知 【例2】如图所示为高速公路上“区间测速”的指示牌，小明所乘坐的汽车通过该测速区间的时间为，区间限速，汽车在该过程中经过多个弯道。下列说法正确的是（     ） A．区间测速长度“66km”是指位移大小 B．指示牌中的“100”是指平均速率大小为 C．指示牌中的“100”是指平均速度大小为 D．汽车在该路段一定没有出现超速行驶的情况 典例解析 B 典例解析 【答案】B 【详解】A．全长表示路程，故A错误； BC．指示牌中的“100”是指平均速率大小为，不是指平均速度大小，故B正确，C错误； D．汽车在该路段运动过程中瞬时速度大小可能存在超速违反规定速度行驶的情况，故D错误。 故选B。 【例3】生活中会接触到许多有关道路交通的知识，如图所示，下列说法正确的是（　　） A．图甲：高速公路指示牌上标的“280km”“294km”指的是位移的大小 B．图乙：高速公路指示牌上标的“120”“110”指的是平均速度的大小 C．图丙：汽车时速表上显示的“62km/h”指的是瞬时速度的大小 D．图丁：由图中信息可求出车辆的平均速度的大小 典例解析 C 典例解析 【答案】C 【详解】A．图甲：高速公路指示牌上标的“280km”“294km”指的是路程，故A错误； B．图乙：高速公路指示牌上标的“120”“110”为限速标志，指的是最大瞬时速度的大小，故B错误； C．图丙：汽车时速表上显示的“62km/h”为该时刻的速度大小，指的是瞬时速率的大小，故C正确； D．平均速度等于位移除以时间，图丁中由于不知道位移大小，所以不可以求出车辆的平均速度的大小，故D错误。 故选C。 知识点3 测量纸带的平均速度和瞬时速度 1.测量平均速度 (1)实验思路： ①用手拉过打点计时器纸带时，纸带特定时间内的位移信息即被记录。 ②测出纸带计数点间的位移Δx 和所用的时间Δt，就可以算出平均速度。 探究新知 探究新知 1.测量平均速度 (2)数据收集处理： 位置 0 1 2 3 4 …… x/m ∆x/m ∆t/s v/(m/s) 探究新知 2.测量瞬时速度 (1)实验思路： ①若无需高精度，以此平均速度粗略替代某计数点瞬时速度，亦无不可。 ②若需更高精度，可缩小含目标计数点的时间间隔，缩短Δt，以此间隔内的位移Δx与Δt计算的平均速度，来表征纸带在该计数点的瞬时速度，精度将有所提升。 探究新知 E点的瞬时速度如何测量？ 测离E点较近的D、F两点位移Δx，所得平均速度越趋近E点瞬时速度。但D、F间距过小会增大测量误差，实际需结合需求及所用仪器综合考量。 2.测量瞬时速度 探究新知 2.测量瞬时速度 (2)数据收集处理： 位置 0 1 2 3 4 …… x/m ∆x/m ∆t/s v/(m/s) 探究新知 探究新知 【例4】小车运动过程中，电火花打点计时器在纸带上依次打出1至10点，如图所示。电火花打点计时器使用的电源是电压220V、频率50Hz的交流电，下列说法正确的是（　　） A．小车的运动为匀速直线运动 B．打8点时的速度大于打3点时的速度 C．打2点到5 点之间的时间为0.08s D．1至4点的平均速度等于 7 至 10 点的平均速度 典例解析 B 典例解析 【答案】B 【详解】A．纸带上各点间距大小不一，说明在相同时间的位移不等，是变速运动，A错误； B．8号点附近的点间距大于3号点附近的点间距离，打8点时的速度大于打3点时的速度，B正确； C．打2点到5 点之间的时间为，C错误； D．1至4点的时间等于 7 至 10 点的时间，1至4点的位移小于 7 至 10 点的位移，所以1至4点的平均速度小于7 至 10 点的平均速度，D错误。 故选B 。 知识点4 速度—时间图像 1.图像绘制 (1)以时间t为横轴，速度v为纵轴建立平面直角坐标系； (2)根据算出的手拉纸带的v、t多组数据在坐标系中描点； (3)用平滑曲线连接各点，所得曲线即为速度v随时间t的变化情况。 探究新知 1.图像绘制 探究新知 2.v-t图像的物理意义：直观地反映了速度随时间变化的情况。 3.注意：①速度时间图像不表示物体运动轨迹，仅可描述直线运动，因图像中速度仅含正、负两个方向。 ②图线在t轴上方速度方向为正，图线在t轴下方速度方向为负。 探究新知 课堂小结 课堂小结 速度 平均速度 瞬时速度 平均速率 测纸带平均速度和瞬时速度 v-t图像 课堂练习 1．如图所示，三个质点A、B、C同时从N点出发，分别沿图示路径同时到达M点，下列说法正确的是（　　） A．从N到M的过程中，B的位移最小 B．质点A到达M点时的速率最大 C．从N到M的过程中，三个质点的平均速率相同 D．从N到M的过程中，三个质点的平均速度相同 课堂练习 D 课堂练习 【答案】D 【详解】A．三个质点都从N到M，则位移相等，故A错误； B．因三个质点运动的时间都相等，质点A到达M点时路程最大，则平均速率最大，瞬时速率不一定最大，故B错误； C．从N到M的过程中，三个质点的路程不同，运动时间相同，则平均速率不相同，故C错误； D．从N到M的过程中，三个质点的位移和运动时间都相同，则平均速度相同，故D正确。 故选D。 课堂练习 C 2．关于速度，下列说法正确的是（    ） A．汽车速度计上显示的70km/h，指的是平均速度 B．某高速公路上的限速为100km/h，指的是平均速度 C．子弹以900m/s的速度从枪口射出，指的是瞬时速度 D．火车以速度v通过某一段路，指的是瞬时速度 课堂练习 【答案】C 【详解】A．汽车速度计上显示70km/h，指的是瞬时速度，选项A错误； B．高速公路上的限速为100km/h，指的是瞬时速度，选项B错误； C．子弹以900m/s的速度从枪口射出，指的是瞬时速度，选项C正确； D．火车以速度v通过某一段路，指的是平均速度，选项D错误。 故选C。 3．姐姐和弟弟在同一所学校上学。某一天吃过早餐后，姐弟俩约定从小区门口出发去学校大门口会合。作出他们的路程与时间的关系图象分别如图中的两条实线所示，弟弟的图线为直线。下列判断正确的是（　　） A．弟弟比姐姐早5min离开家 B．弟弟和姐姐的平均速度相同 C．弟弟和姐姐行走时的速度相等，均为100m/min D．姐姐一直做匀速直线运动 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】A．根据图像可知，弟弟的出发时间比姐姐晚。故A错误； B．根据可知姐弟两个的位移相同，但弟弟所用时间更短，代入数据可知，弟弟的平均速度为100m/min，姐姐的平均速度为，因而弟弟平均速度大于姐姐。故B错误； C．姐弟在行走时速度大小不变，在图像中，斜率代表走路的速度，求出倾斜直线中斜率可知二人的速度大小均为。故C正确； D．姐姐在出发时间段内保持静止，因而对于全过程来说，姐姐不是一直在做匀速直线运动。故D错误。 故选C。 4．课外活动时，小明和小华均在操场上沿直线跑道跑步训练。在某次训练中，他们通过的路程和时间变化的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．两人都做匀速直线运动 B．两人都不是做匀速直线运动 C．前2s内，小华跑较快 D．全程中，小华的平均速度大于小明的平均速度 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】AB．根据题干中的路程和时间变化的图像，斜率表示运动的瞬时速率，可知小明做匀速直线运动，小华做变速直线运动，故AB错误； C．前2s内，小华运动的路程更大，小华跑得较快，故C正确； D．全程中，小华与小明的位移是相同的，小华的平均速度等于小明的平均速度，故D错误。 故选C。 课堂练习 5．下面是做打点计时器的使用并测“瞬时速度”的实验，请回答下面的问题： (1)图甲是_________（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，工作电压为_________（填“交流”或“交流”）。 (2)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是（　　） A．在测量物体速度时，应先让物体运动，后接通打点计时器的电源 B．使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大 C．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 (3)打点计时器所用交流电的频率为。实验过程中打出的一条纸带如图乙所示，是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点（即五个间隔）没有画出，则每两个相邻计数点间的时间间隔____________s，从图中读出两点间距________ 课堂练习 【答案】(1) 电磁 交流8V (2)B (3) 0.10 0.70 0.10 【详解】（1）[1][2]图甲是电磁打点计时器，工作电压为交流。 （2）A．在测量物体速度时，为了充分利用纸带，应先接通打点计时器的电源，再让物体运动，故A错误； B．使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越大，故B正确； C．纸带上打的点越密，说明物体运动得越慢，故C错误。 故选B。 （3）[1]每两个相邻计数点间有四个点（即五个间隔）没有画出，则每两个相邻计数点间的时间间隔为 [2]图乙中读出两点间距为 [3]C点对应的速度为 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.73 $