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

该高中物理导学案围绕“位置变化快慢的描述——速度”展开，涵盖速度的定义、公式、单位及矢量性，平均速度与瞬时速度的辨析，通过打点计时器和光电门实验测量速度，结合v-t图像分析运动规律。从位移概念引入速度，通过生活实例和实验操作搭建学习支架，帮助学生建立运动描述的知识脉络。 资料突出科学思维培养，通过极限思维理解瞬时速度，结合打点计时器、光电门实验强化科学探究能力。精选高考真题和生活实例（如汽车制动、火星车运动），帮助学生形成物理观念，习题设计注重概念辨析与实际应用，提升学生分析解决问题的能力，便于教师开展分层教学。

位置变化快慢的描述——速度 一、速度 1.定义：位移与发生这段位移所用时间之比 2.意义：表示物体运动的快慢 3.公式： 时间 Δt 内物体的位移是 Δx 4.单位：米每秒，符号是 m/s 或 m ·s-1 常用的单位千米每时（km/h 或km ·h-1） 厘米每秒（cm/s 或 cm ·s-1） 3.6km/h=1m/s 5.矢量，它既有大小，又有方向 6.速度的方向（物体运动的方向）和位移的方向相同 二、平均速度和瞬时速度 1.平均速度：一般来说，物体在某一段时间内，运动的快慢通常是变化的。所以，由 ∆x/∆t求得的速度 v，表示的只是物体 在时间 Δt 内运动的平均快慢程度 2.瞬时速度：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∆x/∆t叫作物体在时刻 t 的瞬时速度 瞬时速度应用了极限思维 3.速率：瞬时速度的大小通常叫作速率 4.平均速率：路程与时间的比 5.匀速直线运动时瞬时速度等于平均速度 例1：下列各速度是标量还是矢量？如果是矢量，方向如何？ 平均速度：位移比时间 矢量、位移方向相同 平均速率：路程比时间 标量 瞬时速度：某一时刻或经过某一位置的速度 矢量、运动轨迹切线方向 速率：瞬时速度的大小 标量 平均速度的大小是什么呢？ 就叫“平均速度的大小” 例2：一辆汽车沿直线从甲地开往乙地，前一半位移内的平均速度为30km/h，后一半位移内的平均速度是60 km/h，这辆汽车全程的平均速度是多少？ 40km/h 练一练1：下列属于平均速度的有（ ①⑤ ）属于瞬时速度的有（ ②③④ ） ①车经过隧道时的速度为80km/h ②汽车经过某电线杆的速度为20m/s ③汽车仪表盘上显示当前速度为50km/h ④汽车在9:00时的速度为100km/h ⑤马拉松运动员以3m/s的速度跑完了全程 3、 测量纸带的平均速度和瞬时速度 打点计时器 电磁打点计时器：50Hz，0.02s,8V交流 电火花打点计时器：50Hz,0.02s,220V交流 1.平均速度：如图求DG之间的平均速度，用xBD除以tDG;求EG之间的平均速度就用xEG除以tEG 注意，交流电的频率是50Hz时，每两个点（计时点）之间的时间间隔为0.02s,但题中常会出现取计数点，常见描述每两个计数点之间有4个点没有画出，这时两点间的时间间隔为0.1s 2.瞬时速度：时间t选的越小，平均速度越接近速度 例3：把纸带的下端固定在重物上，纸带穿过打点计时器，上端用手提着。接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图所示。 （1） 图中所示的纸带，哪端与重物相连？ 答案（1）左端 （2）怎样计算在纸带上打A点时重物的瞬时速度？说出你的理由。 答案（2）取A两侧相邻的点B、C，则vA=在极短时间内平均速度代表瞬时速度 练一练2：为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为2.0 cm的遮光条。如图，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间Δt1为0.20 s，通过第二个光电门的时间Δt2为0.05 s，试计算滑块通过两光电门的瞬时速度。 总结：光电门与遮光条可计算瞬时速度 d是遮光条的宽度，∆t是通过光电门的时间，同样利用平均速度表示瞬时速度。 练一练3：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。 （1）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？ （2） 汽车运动的最后2 s 的平均速度是多少？ （1）前1s,略小些 （2）2m/s 四、速度——时间图像 以时间 t 为横轴，速度 v 为纵轴，坐标中的图像即为速度——时间图像或 v-t 图像。 图线与与t轴所围成的面积表示位移 例4：图是甲、乙两物体沿某一直线运动的v-t图像，至少从以下三个方面分别说明它们的速度是怎样变化的。 （1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？ （2）速度的大小变化吗？是加速还是减速？ （3）运动的方向是否变化？ (1)甲：开始时有速度；乙：开始时速度为0 (2)甲：速度大小始终不变；乙：速度先变大再不变最后减速 (3)甲乙速度方向都不发生变化 五、课堂训练 1.（2023·福建·高考真题）“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶，在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构，该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发，经过61天到达M处，行驶路程为585米；又经过23天，到达N处，行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米，则火星车（　D　） A．从O处行驶到N处的路程为697米 B．从O处行驶到N处的位移大小为889米 C．从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天 D．从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天 2.一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点，如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为5.4km，用时1h，M、N间的直线距离为1.8km，则从M点漂流到N点的过程中（　D　） A．该游客的位移大小为5.4km B．该游客的平均速率为5.4m/s C．该游客的平均速度大小为0.5m/s D．若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为0 3.周日下午天气晴朗，小明独自一人从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，求往返的平均速度的大小和平均速率。 学科网（北京）股份有限公司 $ 位置变化快慢的描述——速度 一、速度 1.定义：位移与发生这段位移所用时间之比 2.意义：表示物体运动的快慢 3.公式： 时间 Δt 内物体的位移是 Δx 4.单位：米每秒，符号是 m/s 或 m ·s-1 常用的单位千米每时（km/h 或km ·h-1） 厘米每秒（cm/s 或 cm ·s-1） 3.6km/h=1m/s 5.矢量，它既有大小，又有方向 6.速度的方向（物体运动的方向）和位移的方向相同 二、平均速度和瞬时速度 1.平均速度：一般来说，物体在某一段时间内，运动的快慢通常是变化的。所以，由 ∆x/∆t求得的速度 v，表示的只是物体 在时间 Δt 内运动的平均快慢程度 2.瞬时速度：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∆x/∆t叫作物体在时刻 t 的瞬时速度 瞬时速度应用了极限思维 3.速率：瞬时速度的大小通常叫作速率 4.平均速率：路程与时间的比 5.匀速直线运动时瞬时速度等于平均速度 例1：下列各速度是标量还是矢量？如果是矢量，方向如何？ 平均速度：位移比时间 平均速率：路程比时间 瞬时速度：某一时刻或经过某一位置的速度 速率：瞬时速度的大小 平均速度的大小是什么呢？ 例2：一辆汽车沿直线从甲地开往乙地，前一半位移内的平均速度为30km/h，后一半位移内的平均速度是60 km/h，这辆汽车全程的平均速度是多少？ 练一练1：下列属于平均速度的有（ ）属于瞬时速度的有（ ） ①车经过隧道时的速度为80km/h ②汽车经过某电线杆的速度为20m/s ③汽车仪表盘上显示当前速度为50km/h ④汽车在9:00时的速度为100km/h ⑤马拉松运动员以3m/s的速度跑完了全程 3、 测量纸带的平均速度和瞬时速度 打点计时器 电磁打点计时器：50Hz，0.02s,8V交流 电火花打点计时器：50Hz,0.02s,220V交流 1.平均速度：如图求DG之间的平均速度，用xBD除以tDG;求EG之间的平均速度就用xEG除以tEG 注意，交流电的频率是50Hz时，每两个点（计时点）之间的时间间隔为0.02s,但题中常会出现取计数点，常见描述每两个计数点之间有4个点没有画出，这时两点间的时间间隔为0.1s 2.瞬时速度：时间t选的越小，平均速度越接近速度 例3：把纸带的下端固定在重物上，纸带穿过打点计时器，上端用手提着。接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图所示。 （1）图中所示的纸带，哪端与重物相连？ （2）怎样计算在纸带上打A点时重物的瞬时速度？说出你的理由。 练一练2：为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为2.0 cm的遮光条。如图，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间Δt1为0.20 s，通过第二个光电门的时间Δt2为0.05 s，试计算滑块通过两光电门的瞬时速度。 总结：光电门与遮光条可计算瞬时速度 d是遮光条的宽度，∆t是通过光电门的时间，同样利用平均速度表示瞬时速度。 练一练3：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。 （1）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？ （2） 汽车运动的最后2 s 的平均速度是多少？ 四、速度——时间图像 以时间 t 为横轴，速度 v 为纵轴，坐标中的图像即为速度——时间图像或 v-t 图像。 图线与t轴所围成的面积表示位移 例4：图是甲、乙两物体沿某一直线运动的v-t图像，至少从以下三个方面分别说明它们的速度是怎样变化的。 （1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？ （2）速度的大小变化吗？是加速还是减速？ （3）运动的方向是否变化？ 五、课堂训练 1.（2023·福建·高考真题）“祝融号”火星车沿如图所示路线行驶，在此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构，该研究成果被列为“2022年度中国科学十大进展”之首。“祝融号”从着陆点O处出发，经过61天到达M处，行驶路程为585米；又经过23天，到达N处，行驶路程为304米。已知O、M间和M、N间的直线距离分别约为463米和234米，则火星车（　　） A．从O处行驶到N处的路程为697米 B．从O处行驶到N处的位移大小为889米 C．从O处行驶到M处的平均速率约为20米/天 D．从M处行驶到N处的平均速度大小约为10米/天 2.一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途经双乳峰附近的M点和玉女峰附近的N点，如图所示。已知该游客从M点漂流到N点的路程为5.4km，用时1h，M、N间的直线距离为1.8km，则从M点漂流到N点的过程中（　　） A．该游客的位移大小为5.4km B．该游客的平均速率为5.4m/s C．该游客的平均速度大小为0.5m/s D．若以所乘竹筏为参考系，玉女峰的平均速度为0 3.周日下午天气晴朗，小明独自一人从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速率为v1，下山的平均速率为v2，求往返的平均速度的大小和平均速率。 学科网（北京）股份有限公司 $