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 理解速度的物理意义、定义与矢量属性，明确速度是描述物体位置变化快慢的物理量；区分平均速度与瞬时速度、速度与速率的概念，建立用矢量物理量描述运动快慢与方向的完整运动观念，完善运动学基本物理量认知体系。 02 科学思维 掌握比值定义法的物理思维，理解用比值法定义速度的逻辑；通过辨析平均速度与瞬时速度、速度与速率的差异，培养对比辨析、精准建模的思维能力；学会从粗略描述到精准描述运动的递进思维，理解极限思想在瞬时速度定义中的初步应用。 03 科学探究 结合生活中快慢不同的运动实例，自主探究描述运动快慢的合理方法；通过数据分析、案例对比，归纳平均速度的计算规律，结合运动过程分析体会瞬时速度的瞬时性，提升通过现象提炼物理规律、定量描述物理过程的探究能力。 04 科学态度与责任 体会比值定义法的科学性与物理定义的严谨性，认识精准物理描述对研究运动的重要意义；结合生活、交通中的速度应用场景，感受物理知识的实用价值，养成实事求是、精准严谨的科学探究态度。 教学重难点 教学难点 教学重点 1.理解速度的物理意义与比值定义法，掌握平均速度与瞬时速度的概念； 2.明确速度与速率的区别，能够结合运动过程计算平均速度，准确描述物体运动的快慢与方向。 1.理解瞬时速度蕴含的极限思想，区分平均速度的粗略描述与瞬时速度的精准描述； 2.突破平均速度、平均速率的概念混淆误区，树立速度的矢量思维，结合实际运动情境准确分析问题。 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 探究新知——思考与讨论 初位置坐标x0/m 经过时间△t/s 末位置坐标xt/m A. 电动平衡车 0 30 100 B. 山地自行车 0 10 100 C. 动车在铁轨上运动 500 10 2500 D. 摩托车在赛道比赛 500 30 1250 对以下四种情况，你认为如何比较不同物体间的运动快慢？ 3.物理意义：描述物体运动的快慢。 4.单位：m/s或m•s-1； 其它单位：km/h或km•h-1 1.速度：位移与发生这个位移所用时间的比值表述物体的快慢。 2.公式： 探究新知 5.矢量性： 探究新知 (1)速度既有大小，又有方向，是矢量，方向与∆x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。 注意：比较两个物体的速度是否相同时，既要比较速度的大小是否相等，又要看速度的方向是否相同。 探究新知——思考与讨论 某同学根据得出“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用比值定义法的？ 【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 (2)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。 (1)公式： (4)注意：计算物体平均速度时，须指明对应的时段或位移区间。 探究新知 (3)方向：与这段时间内的位移方向相同。 2.平均速率 探究新知 (1)平均速率＝，只有大小没有方向，是标量。 (2)运动的物体一段时间内的平均速度可能为零，但平均速率一定不为零。 (3)对于同一个运动过程，平均速度的大小通常小于平均速率，只有在单方向的直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率，但即便如此，也不能说平均速度的大小就是平均速率，因为概念不同。 (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：是精准描述物体运动快慢和方向的物理量。 (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。 3.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) 匀速直线运动的瞬时速度保持不变，平均速度等于瞬时速度。 3.瞬时速度 探究新知 x/m 400 300 200 100 0 5 10 15 20 t/s A B x-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 4.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 变速直线运动的x-t图像中：过A点的割线AB的斜率对应AB段平均速度，与5s时瞬时速度偏差大；若时间间隔趋近于0时，过A点的切线斜率即为5s时的瞬时速度。 探究新知 4.在x-t图像中认识平均速度与瞬时速度 【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手拉打点计时器纸带，纸带特定时间内的位移信息被记录。 ②测出纸带计数点间位移Δx和时间Δt，可算平均速度。 探究新知 (2)实验步骤： 每隔0.1s计算一次速度 ①选取一条点迹清晰便于分析的纸带； ②从纸带起始点0算起，后面每5个点取一个计数点； ③测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表1中； ④计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt； 探究新知 探究新知 表1：数据收集: 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若无需高精度时，可用此平均速度粗略替代某计数点瞬时速度。 ②若需更高精度，可缩小含目标计数点的时间间隔Δt，用该间隔内位移Δx与Δt计算的平均速度表征该计数点的瞬时速度，精度将提升。 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，实际需综合考量。 2.测量瞬时速度 (2)实验步骤： 每隔0.06 s计算一次速度 ①选取一条点迹清晰便于分析的纸带； ②从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点； ③测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表2中； ④计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt； 探究新知 探究新知 表2：数据收集: 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，因其速度仅含正、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 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 $