1.3 位置变化快慢的描述-速度 讲义及典型例题 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

本讲义聚焦“位置变化快慢的描述-速度”核心知识点，从速度定义（位移与时间比值）出发，区分平均与瞬时速度，通过纸带、光电门实验测量方法，结合v-t图像直观呈现，构建从概念到测量再到应用的完整学习支架。 该资料亮点在于例题设计贴近生活（如短跑、接力赛），强化物理观念；实验融入极限思想（遮光片宽度越小越接近瞬时速度），培养科学思维与探究能力。课中辅助教师实验教学，课后例题帮助学生辨析易混点，有效查漏补缺。

1.3《位置变化快慢的描述-速度》讲义及典型例题 一、速度 1.定义：物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比。 2.表达式:（是比值定义式，不是决定式） 3.单位:米每秒，符号是m/s或m·s-1。常用的单位还有千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)。 1m/s=3.6km/h. 4.矢量性:矢量，方向与物体在时间内的位移的方向相同。 5.物理意义:描述物体运动的快慢和方向。 二、平均速度和瞬时速度 1.平均速度 （1）概念：物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值。 （2）公式： （3）物理意义：描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向，能粗略地描述物体运动的快慢。 （4）矢量性：矢量，方向与时间内发生的位移的方向相同。 2.瞬时速度 （1）概念：运动物体在某一时刻或某一位置的速度。 （2）物理意义：可以精确地描述物体运动的快慢。瞬时速度的大小通常叫作瞬时速率。 （3）匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。 三、测量纸带的平均速度和瞬时速度 1.测量平均速度：测出纸带上两点之间的位移和所用的时间，就可以根据算出平均速度。 2.测量瞬时速度：用求出的平均速度可以粗略代表范围内某点的瞬时速度，并且越小、越短，平均速度越接近于某点的瞬时速度。如下图所示 根据量出的A、D间的距离和时间间隔可以算出A、D间的平均速度。用这个速度可以近似地表示纸带在B点时的瞬时速度，如果再小些（如A、C之间），用平均速度代表B点的瞬时速度会更精确一些。 四、用光电门测量物体的速度 1.硬件组成：光电门呈U形，一侧是红外线发射管，另一侧是光电接收管，中间形成一束红外光路；外接数字计时器（传感器）。小车上固定挡光片，挡光片宽度为d。 2.计时逻辑：无物体时，红外线直达接收管，电路维持常态，计时器不启动；挡光片前沿切断光路 → 计时器开始计时；挡光片后沿离开、光路重新连通 → 计时器停止计时； 仪器直接读出挡光持续时间。 3.测速核心公式：挡光片通过光电门的平均速度： 4.极限思想：挡光片宽度d很小、极短时，平均速度近似等于滑块经过光电门位置的瞬时速度。 五、速度-时间图像 1.速度-时间图像（v-t图像）的建立：用横轴表示时间，纵轴表示速度，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用一条平滑曲线把这些点连接起来，即得到v-t图像。 2. v-t图像的意义：v-t图像非常直观地反映了速度随时间变化的情况，图像上的点的纵坐标反映该时刻的瞬时速度。 ①加速直线运动 ②减速直线运动 ③先减速直线运动速度减为0后，做反向加速直线运动 ④匀速直线运动 典型例题 例题1．短跑运动员在100 m短跑比赛中，测得2 s末的速度是，10 s末到达终点的速度是，已知运动员始终沿一个方向运动，则该运动员全程的平均速度大小为（     ） A． B． C． D． 【答案】A【详解】该运动员全程的平均速度大小为 例题2．田径项目米接力赛跑，由四名运动员组成一队，每人依次跑约100米，通过传接棒完成总计400米的比赛。如果在某次米混合接力决赛中，中国队以45秒07的成绩勇夺冠军，下列说法正确的是（　　） A．参赛的四位运动员的位移相同 B．参赛的四位运动员平均速度相同 C．中国队400m全程的平均速度最大 D．中国队400m全程的平均速率最大 【答案】D 【详解】A．位移是矢量，由初位置指向末位置的有向线段。每位运动员起跑点和终点不同，位移大小和方向各异，故位移不相同，故A错误； B．平均速度是矢量，等于位移除以时间。运动员位移不同且跑步时间可能不同，故平均速度不相同，故B错误； C．平均速度等于总位移除以总时间。在标准田径跑道中，起点与终点不重合，总位移不同但是大小未知，平均速度不同，中国队成绩虽为冠军，平均速度未知无法比较大小，故C错误； D．平均速率等于总路程除以总时间，路程均为400米。中国队成绩45秒07为冠军，时间最短，故平均速率最大，D正确。 例题3．如图所示为一质点做直线运动的位移-时间图像，其中PQ为图线在P点处的切线。下列说法正确的有（     ） A．时间内质点的平均速度为 B．时间内质点的平均速度为 C．时刻质点的瞬时速度为 D．时刻质点的瞬时速度为 【答案】BC【详解】AB．割线的斜率表示平均速度，可得时间内质点的平均速度为，故A错误，B正确； CD．切线PQ的斜率表示瞬时速度，可得时刻质点的瞬时速度为，故C正确，D错误。 例题4．如图所示，物体沿曲线ABCDE的箭头方向运动，在AB、ABC、ABCD、ABCDE四段轨迹所用的时间分别是1s、2s、3s、4s，已知方格的边长为1m，下列说法正确的是（　　） A．物体在AB段的平均速率为1m/s B．物体在BC段的平均速度为m/s C．CD段的平均速度与DE段的平均速度不相同 D．物体在B点的速度等于AC段的平均速度 【答案】BC 【详解】A．物体在AB段的路程大于1米，所以物体在AB段的平均速率，故A错误； B．物体在BC段的位移大小为：，所以物体在BC段的平均速度，方向由B指向C，故B正确； C．物体在CD段的位移大小为，所以物体在CD段的平均速度，方向竖直向上，物体在DE段的位移大小为，所以物体在DE段的平均速度，方向水平向左，故C正确； D．根据公式可知，当物体位移无限小，时间无限短时，物体的平均速度可以代替某点的瞬时速度，位移越小，平均速度越能代表某点的瞬时速度，物体在B点的速度不等于AC段的平均速度，故D错误； 例题5．(1)下列关于使用电磁打点计时器的说法正确的是 。 A．使用电磁打点计时器时，应使用220伏交流电源 B．使用打点计时器时，先接通电源，还是先拉动纸带都可以 C．使用打点计时器时，拉动纸带的方向应与两限位孔连线平行 D．打点计时器只能连续工作很短时间，打点之后要立即关闭电源 (2)某次实验，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个点，依次标记为B、C、D、E、F、G。 ①纸带的运动是__________（选填“加速”“匀速”或“减速”）运动； ②在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是_________； ③打B点时纸带的瞬时速度为_________。 ④若实验时突然发现实际电源频率低于50Hz，数据计算时仍然是按每隔打一个点来处理的，则测出的B点瞬时速度数值与实际速度相比__________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】(1)CD(2) 加速 偏大 【详解】（1）A．电磁打点计时器，应使用4-8伏交流电源，A错误； B．实验时应当先接通电源，再拉动纸带，这样可有效地利用纸带，B错误； C．为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与两限位孔连线平行，C正确； D．打点计时器不能长时间连续工作，只能连续工作很短时间，打点完毕后应立即关闭电源，D正确。 故选CD； （2）①从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为，每隔纸带运动的位移依次增大，说明纸带的速度是增大的，故纸带的运动是加速运动； ②在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度为 ③根据匀变速直线运动的规律，打B点时的瞬时速度等于AC段的平均速度 有 ④打点周期与交流电的周期相同，，当电源频率低于时，实际打点周期将变大，而进行计算时，仍然用，因此测出的瞬时速度数值将比实际速度大。 例题6．某质点的速度—时间图象如图所示，则质点（　　） A．在第1s末运动方向发生变化 B．在第2s末运动方向发生变化 C．在第2s内速度越来越大 D．在第 3 s 内速度越来越大 【答案】BD【详解】A.由图可知，第1s末速度达到最大，但运动方向不变，故A错误； B.第2s末速度为零，然后反向加速，速度方向改变，故B正确； C.第2s内质点做减速运动，速度减小，故C错误； D.第3s内质点做反向的加速运动，速度增大，故D正确。 例题7．气垫导轨上的滑块经过光电门时，其遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间，测得遮光条的宽度为，当用近似表示滑块通过光电门时的瞬时速度时，下列做法或说法正确的是（　　） A．为使更接近瞬时速度，换用更宽的遮光条 B．为使更接近瞬时速度，换用更大质量滑块 C．在遮光时间内，可以认为滑块做匀速运动 D．在遮光时间内，可以认为滑块做变速运动 【答案】C 【详解】A．本题是利用平均速度等效替代瞬时速度，故只能尽量减小计算平均速度的位移，即换用宽度更窄的遮光条，故A错误。 B．换用更大质量滑块，加速度减小，速度变小，遮光时间会变长，会使与瞬时速度误差变大，故B错误； CD．在遮光时间内，由于时间很短，可以认为滑块做匀速运动，故C正确，D错误； 1 学科网（北京）股份有限公司 $