1.3 第1课时 速度 课件-2026-2027学年高一上学期人教版物理必修第一册

该高中物理课件聚焦“位置变化快慢的描述——速度”第1课时，核心知识点涵盖速度、平均速度、瞬时速度及速度—时间图像。课堂通过自行车与运动员运动快慢比较等生活实例导入，衔接位移概念，搭建从“位置变化”到“变化快慢”的学习支架，引导学生逐步理解速度定义及物理意义。 其亮点是以科学思维（极限分析、图像分析）和物理观念（矢量性、运动观念）为核心，通过打点计时器实验理解瞬时速度的极限思想，结合v-t图像分析运动方向和速度变化。采用情境探究、典例研习等方法，帮助学生形成物理观念，提升科学思维，为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

第1课时　速度 3　位置变化快慢的描述——速度 [定位·学习目标]　 1.通过阅读教材,理解速度、平均速度、瞬时速度等概念,形成物理观念。2.通过学习瞬时速度的获取方法,理解极限分析的方法,掌握科学思维方法在物理知识中的应用。3.通过对速度—时间图像的学习,体会运动图像在物理学中的应用,养成良好的思维习惯和科学的价值观。 探究·必备知识 知识点一　速度 「探究新知」 1.定义:位移与发生这段位移所用 之比。 2.定义式:v= 。 3.单位:在国际单位制中是 ,符号是m/s或m·s-1;常用单位还有千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。其中1 m/s=3.6 km/h。 时间 米每秒 4.矢量性:速度是 量,它既有大小,又有方向,方向与时间Δt内的位移Δx的方向 。 5.物理意义:表示物体运动 的物理量。 矢 相同 快慢 「新知检测」 生活和科学研究中经常需要比较物体运动的快慢和方向,我们可以比较相同位移,谁用的时间短,或者相同时间内谁的位移大,但并不是每种运动都能找相同时间或相同位移。比如自行车在平直公路上30 min内行驶了 9 km,运动员在百米比赛中的成绩为10 s。自行车和运动员哪个快? 知识点二　平均速度和瞬时速度 「探究新知」 2.瞬时速度 平均快慢 瞬时速度 (2)瞬时速度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 。 3.匀速直线运动: 保持不变的运动。其平均速度与瞬时速度 。 速率 瞬时速度 相等 4.平均速度和瞬时速度的测量 (1)如图所示为打点计时器打出的一条纸带的示意图,D、G间的时间间隔Δt=0.1 s,用 测出D、G间的位移Δx,则D、G间的平均速度v= 。 刻度尺 (2) (选填“D、F间”或“D、G间”)的平均速度更接近E点的瞬时速度。某点的瞬时速度近似等于包含这一点的较小Δt内的平均速度,但包含这一点的两点间距离过小,测量误差会增大,所以在要测量的点附近需选取合适的位移和时间。 D、F间 (1)若物体的瞬时速度总保持为零,则平均速度一定为零。(　 　) (2)若物体的平均速度为零,则物体一定处于静止状态。(　 　) (3)两物体的速度分别为v1=2 m/s,v2=-3 m/s,则它们的大小关系为v1>v2。 (　 　) (4)物体的运动速率越大,一定时间内的位移也一定越大。(　 　) (5)瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度。(　 　) 正误辨析 × × √ × √ 知识点三　速度—时间图像 「探究新知」 1.图像作法:以 为横轴, 为纵轴,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 的曲线描出这些点,即得到v-t图像。 2.图像意义:直观表示物体运动的速度随 变化的情况。 时间t 速度v 平滑 时间 「新知检测」 如图是一名同学某次从蹦床上跳起后的v-t图像,已知t2=2t1,回答下列问题。 【答案】 (1)在0～t1时间内速度由v0逐渐减小到零,在t1～t2时间内速度由零反向增大到v0。 (1)该同学的速度大小是如何变化的? (2)该同学在哪段时间是上升的,在哪段时间是下降的? 【答案】 (2)速度由v0减小到零的过程是上升过程,所对应的时间为0～t1;速度由零反向增大到v0的过程是下降过程,所对应的时间为t1～t2。 (3)从图像中可以看出,是选上升过程的速度方向为正方向,还是选下降过程的速度方向为正方向? 【答案】 (3)从图像中可以看出,上升过程速度为正,下降过程速度为负,因此,是选上升过程的速度方向为正方向。 突破·关键能力 要点一　对速度的理解 「情境探究」 自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向单向行驶,自行车在30 min内行驶了8 km,汽车在30 min内行驶了50 km;百米比赛中,运动员甲用时10 s,运动员乙用时13.5 s。 探究:(1)自行车和汽车哪个运动得快?你是如何进行比较的? 【答案】 (1)汽车运动得快;相等时间内汽车通过的位移比自行车大。 (2)运动员甲和运动员乙哪个跑得快?你是如何进行比较的? 【答案】 (2)运动员甲跑得快;通过相同位移所需时间短的跑得快。 (3)汽车和运动员甲哪个运动得快?你又是如何进行比较的呢? 「要点归纳」 2.对速度矢量性的理解 (1)速度既有大小,又有方向,瞬时速度的方向就是物体此时的运动方向。 (2)一个确定的速度既有大小,又有方向。 (3)当两个速度大小相等、方向相同时,两个速度才能相等。 (4)速度数值的“+”“-”号与速度大小无关,只表示方向,分别表示与正方向相同或相反。 [A] v1=2 m/s、v2=-3 m/s,因为2>-3,所以v1>v2 [B] 速度大小不变的运动是匀速直线运动 [C] 速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关 [D] 位移大的物体速度一定大 「典例研习」 C ·规律方法· (1)速度是矢量,正负表示速度方向,不表示速度大小,速度大小用其绝对值表示。 (2)比值定义法定义的物理量往往不随定义所用的物理量的大小、有无而改变。 要点二　平均速度和瞬时速度 「情境探究」 如图甲所示,让小球沿斜槽滚下,依次通过O、A、B、C四点。 探究:(1)请结合图甲中数据计算小球在OA、OB、OC各段的平均速度,并比较计算结果,说明计算平均速度要注意什么问题? 【答案】 (1)0.70 m/s,0.80 m/s,0.90 m/s;小球在OC段运动得最快;计算平均速度时要注意明确是求哪一段位移(或时间)内的平均速度。 (2)小球在OA、OB、OC各段的平均速度中,哪一段的平均速度更接近经过O点的瞬时速度? 【答案】 (2)OA段的平均速度更接近经过O点的瞬时速度。 (3)如图乙所示,OA、OA1、OA2、OA3各段的平均速度中,哪一段的平均速度更接近小球经过O点的瞬时速度? 【答案】 (3)OA3段的平均速度更接近小球经过O点的瞬时速度。 「要点归纳」 平均速度与瞬时速度的比较 [例2] (2025高一上·邵阳期末) 下列情况中的速度，属于平均速度的是( 　) [A] 炮弹飞出炮管的速度为1000m/s [B]返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m/s [C]由于堵车，汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m/s [D]赛车经过某路标时，车内速度计的示数为150km/h 「典例研习」 C 【解析】 A. 炮弹飞出炮管的速度为1000m/s，代表某一位置的速度，指的是瞬时速度，故A错误； B. 返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m/s，代表某一位置的速度，指的是瞬时速度，故B错误； C. 由于堵车，汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m/s，代表一个过程的运动快慢，指的通过隧道过程的平均速度，故C正确； D. 赛车经过某路标时，车内速度计的示数为150km/h，代表某一时刻的运动快慢，指的是瞬时速度，故D错误。 故选C。 ·规律方法· 判断是瞬时速度还是平均速度时,关键看题目中给出的速度的对应关系,对应某一时刻(或某一位置)为瞬时速度,对应一段时间(或一段位移)为平均速度。 要点三　平均速度、平均速率和速率的比较 「情境探究」 某学校在如图所示的操场上举行运动会。 探究:(1)某运动员在某段时间内一直运动,他的平均速度可能等于零吗?请举例说明。怎样描述运动员的运动快慢? 【答案】 (1)平均速度可能为零;如运动员绕操场跑一圈,位移等于零,则平均速度等于零;不同运动员快慢不同,可以用平均速率表示,即路程与时间之比。 (2)运动员平均速度的大小等于平均速率吗? 【答案】 (2)不一定等于。因为位移的大小小于或等于路程,所以平均速度的大小小于或等于平均速率。只有在单向直线运动中,平均速度的大小才等于平均速率。 「要点归纳」 1.平均速度 (2)意义:粗略地描述物体运动的快慢,与物体运动的路径无关。 (3)提示:与我们观察到的运动快慢不一定一致。 2.平均速率 (2)意义:粗略地描述物体运动的快慢,与物体运动的路径有关。 3.平均速度与平均速率的关系 平均速度的大小一般小于平均速率,只有在单向直线运动中,平均速度的大小才等于平均速率。但此时也不能说平均速度的大小就是平均速率,两者没有联系。 4.速率 (1)速率是瞬时速度的大小,是瞬时速率的简称,是标量。 (2)它精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢。 [例3] (对平均速度和瞬时速度的理解)(教材改编)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,如图所示。下列说法正确的是(　　) [A] 汽车在刹车后2 s内的平均速度大小为7 m/s [B] 汽车在刹车后第3 s内的平均速度大小为 7 m/s [C] 汽车前1 s内的平均速度比前2 s内的平均速度更接近刚制动时的瞬时速度 [D] 汽车5 s内的平均速度小于其第3 s内的平均速度 「典例研习」 C ·规律方法· 求平均速度的三步骤 [例4] (对平均速度和平均速率的理解)某物体由A点出发做直线运动,前5 s向东行驶了30 m到达B点,又向前行驶了5 s前进了60 m到达C点,在C点停了4 s后又向西行驶,经历了6 s运动了120 m到达A点西侧的D点,如图所示。求: (1)最后6 s时间内物体的平均速度大小和方向; 【答案】 (1)20 m/s　方向向西 (2)全过程的平均速度; 【答案】 (2)1.5 m/s　方向向西 (3)全过程的平均速率。 【答案】 (3)10.5 m/s 要点四　对速度—时间图像的理解和简单应用 「情境探究」 如图是一个物体运动的v-t图像,请分别从以下三个方面说明它的速度怎样变化。 探究:(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度? 【答案】 (1)由图像知,t=0时,v≠0,说明物体具有一定的初速度。 (2)运动的方向是否变化? 【答案】 (2)在0～t3内,物体的速度为正值,说明物体沿正方向运动,t3时刻以后,物体的速度为负值,说明物体沿负方向运动,所以物体的运动方向在t3时刻发生了变化。 (3)速度的大小是否变化?怎样变化? 【答案】 (3)速度的大小发生了变化。0～t1内速度增大,t1～t2内速度大小不变,t2～t3内速度减小,t3时刻以后,速度反向增大。 「要点归纳」 从v-t图像中可获得的信息: (1)可以直接读出某一时刻速度的大小。 (2)可以直接判断速度的方向。若图像位于t轴的上方,表示物体向正方向运动;若图像位于t轴的下方,表示物体向负方向运动。瞬时速度为正,说明物体沿选定的正方向运动,如图中的1、4、5图线;瞬时速度为负,说明物体沿与选定的正方向相反的方向运动,如图中的2、3图线。 (3)截距:v-t图像在纵轴上的截距表示初始时刻物体的瞬时速度,横轴截距表示物体速度为零的时刻。 (4)图线交点:若两条图线相交,交点表示两物体此时的瞬时速度相同。 [例5] 物体做直线运动的v-t图像如图所示。由图像可知,该物体(　　) [A] 第1 s内和第3 s内的运动方向相反 [B] 第2 s内静止不动 [C] 第3 s内和第4 s内的运动方向相反 [D] 第2 s末和第4 s末的速度相同 「典例研习」 C 【解析】 物体在第1 s内和第3 s内的速度都为正值,因此这2 s内物体的运动方向相同,A错误; 第2 s内物体的速度保持不变,物体做匀速直线运动,B错误;物体在第3 s内的速度为正值,在第4 s 内的速度为负值,因此这2 s内物体的运动方向相反,C正确;第2 s末的速度和第4 s末的速度大小相同,但方向相反,D错误。 提升·核心素养 x-t图像和v-t图像的区别 「核心归纳」 1.图像的物理意义不同:x-t图像反映做直线运动的物体位移随时间的变化规律,而v-t图像反映做直线运动的物体速度随时间的变化规律。 2.判断速度方向的方法不同:v-t图像要看纵坐标值的正负,而x-t图像看图线的倾斜程度。 3.判断速度大小的方法不同:v-t图像要看图像的走向,图像与t轴之间的距离变大则速度变大,距离变小则速度变小;而x-t图像的倾斜程度反映速度的大小。 4.两个图像的共同点:两个图像都描述物体做直线运动。 「典例研习」 [例1] (x-t图像)(多选)甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动,它们的位移—时间(x-t)图像如图所示,由图像可以看出在0～4 s 内(　 　) [A] 甲、乙两物体始终同向运动 [B] 第2 s末,甲、乙两物体间的距离最大 [C] 乙物体一直做加速运动 [D] 甲的平均速度等于乙的平均速度 BD 【解析】 x-t图像的倾斜程度表示速度,可知在 0～2 s内甲、乙都沿正向运动,同向运动,在2～4 s 内甲沿负向运动,乙仍沿正向运动,两者反向运动,故A错误;0～2 s内两者同向运动,甲的速度大,两者距离增大,2 s后甲反向运动,乙仍沿原方向运动,两者距离减小,则第2 s末甲、乙两物体间的距离最大,故B正确;根据x-t图像的倾斜程度表示速度,直线的倾斜程度一定,可知乙物体一直做匀速直线运动,故C错误;由题图知在0～4 s内甲、乙的位移都是 2 m,平均速度相等,故D正确。 [例2] (v-t图像)做直线运动的物体,其v-t图像如图所示,下列判断正确的是 (　　) [A] 物体在1 s末运动方向改变 [B] 物体在3 s末运动方向改变 [C] 物体在1 s时离出发点最远 [D] 物体在2 s时的速度与4 s时的速度相同 B 【解析】 物体在前3 s内速度一直为正,运动方向不变,则物体在1 s末运动方向没有改变,3 s后速度为负,且运动方向改变,可知3 s末物体离出发点最远,选项A、C错误,B正确;物体在2 s末速度为 2 m/s,4 s末的速度为-2 m/s,运动方向不同,则速度不同,故D错误。 检测·学习效果 [A] 物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移Δx成正比,与运动时间Δt成反比 [B] 定义速度的方法是比值定义法 [C] 此速度定义式适用于任何运动 [D] 速度是表示物体运动快慢及方向的物理量 BCD 2.(多选)某夏令营组织学员们参加代号为“猎狐”的拓展活动,甲、乙、丙三个小分队同时从同一处N出发,并同时捕“狐”于M点,指挥部在荧光屏上描出三个小分队的行军路径如图所示,则(　 　) [A] 从N到M的过程中,甲队的平均速率最大 [B] 三队从N到M的平均速率相同 [C] 三队从N到M的平均速度相同 [D] 从N到M的过程中,甲队的平均速度最大 AC 【解析】 从N到M的过程中,甲队的路程最大,三队所用时间相同,则甲队的平均速率最大,选项A正确,B错误;三队从N到M的位移相同,所用时间相同,则平均速度相同,选项C正确,D错误。 B [A] 12 m/s [B] 24 m/s [C] 36 m/s [D] 48 m/s 4.(多选)某物体做直线运动,其v-t图像如图所示。下列说法正确的是( 　 　) [A] 0～2 s内物体的速度方向沿正方向,且速度逐渐增大 [B] 2～4 s内物体的位移为4 m [C] 第1 s末与第3 s末的速度方向不同 [D] 5 s时物体又回到了初始位置 AB 【解析】 0～2 s内物体的速度为正值,说明方向沿正方向,且速度逐渐增大,A正确;2～4 s内物体的速度为2 m/s并保持不变,根据Δx=v·Δt,则位移为4 m,B正确;全过程的速度都为正值,说明速度的方向一直沿着正方向,C错误;5 s时物体的速度为零,在此之前物体一直沿同一个方向运动,故全过程的位移一定不为零,未回到初始位置,D错误。 感谢观看 【答案】 通过比较两物体单位时间内的位移,可比较两物体运动的快慢。 对自行车,有===5 m/s; 对运动员,有==10 m/s。 所以运动员快。 1.平均速度:由求得的速度v,表示物体在时间Δt内运动的 程度。 (1)当Δt非常非常小时,运动快慢的差异可以忽略不计,此时,我们就把叫作物体在某一时刻的 。 【答案】 (3)通过比较两物体单位时间内的位移,可比较两物体运动的快慢。 汽车v1===≈27.8 m/s, 运动员甲v2===10 m/s, 所以汽车运动得快。 1.对定义式v=的理解 (1)公式v=中的Δx是物体运动的位移,不是路程。 (2)v=是定义式,不是决定式,不能认为v与位移Δx成正比,与时间Δt成反比。 (3)v=也叫物体位移对时间的变化率。 [例1] 关于速度的定义式v=,以下叙述正确的是(　　) 【解析】 速度是矢量,正、负号表示方向,绝对值表示大小,故A错误;匀速直线运动是速度大小和方向都不变的运动,故B错误;速度的定义式v=是一个比值定义式,该公式只说明速度可用位移Δx除以时间Δt来获得,并不是说v与Δx成正比,与Δt成反比,故C正确;位移大的物体速度不一定大,还要看时间,故D错误。 项目 平均速度 瞬时速度 定义 由求得的速度v,表示的只是物体在时间Δt内运动的平均快慢程度,叫作平均速度 用由时刻t到t+Δt一小段时间内的平均速度来代替时刻t物体的速度,当Δt非常非常小时,运动快慢的差异可以忽略不计,此时,我们就把叫作物体在时刻t的瞬时速度 物理 意义 描述物体在一段时间内运动的平均快慢和方向。与一段时间或位移对应 描述物体在某一时刻运动的快慢和方向。与某一时刻或某一位置对应 大小 v= v=(Δt极小) 方向 与位移Δx的方向相同,与运动方向不一定相同 与物体的运动方向相同 说明 只能粗略地描述物体运动的快慢 可以精确地描述 物体运动的快慢 联系 (1)瞬时速度可看作当Δt→0时,Δt时间内的平均速度。 (2)匀速直线运动中,瞬时速度和平均速度始终相同。 (3)两者的求解公式都为v= (1)计算方法:由v=求出Δt内的平均快慢程度,其方向与位移方向相同。 (1)计算方法:由v=求出t时间内通过路程的平均快慢程度,s为t时间内的路程,是标量。 【解析】 汽车在刹车后2 s内的平均速度大小为v1===8 m/s,故A错误;汽车在刹车后第3 s内的平均速度大小为v2===5 m/s,故B错误;由于制动前1 s比前2 s更接近制动时刻,因此汽车前1 s内的平均速度比前2 s内的平均速度更接近刚制动时的瞬时速度,故C正确;汽车5 s内的平均速度大小为v3===5 m/s,由于B选项求解出第3 s内的平均速度大小也等于5 m/s,故D错误。 【解析】 (1)选择向西为正方向,如题图所示,最后 6 s 内的位移为Δx3= 120 m,Δt3=6 s, 平均速度为===20 m/s, 大小为 20 m/s,方向向西。 【解析】 (2)全过程的位移为 Δx=Δx3-(Δx1+Δx2) =120 m-(30 m+60 m) =30 m, 时间为Δt=5 s+5 s+4 s+6 s=20 s,平均速度为===1.5 m/s, 大小为1.5 m/s,方向向西。 【解析】 (3)全过程的路程为 Δs=Δx3+Δx1+Δx2 =120 m+30 m+60 m =210 m, 平均速率为v===10.5 m/s。 1.(多选)关于速度的定义式v=,下列说法正确的是(　　 ) 【解析】 公式v=是速度的定义式,也是计算速度的公式,适用于任何运动,此式只说明计算速度可用位移Δx除以时间Δt来计算,并不是说v与Δx成正比,与Δt成反比,定义速度的方法是比值定义法,故A错误,B、C正确;速度的大小表示物体运动的快慢,方向表示物体运动的方向,故D正确。 3.在一次排球联赛中,若某队员在发球时,一名摄影爱好者从侧面给她拍了一张全身照,该队员的实际身高为1.98 m,相机的曝光时间为 s,在照片上人的身高为5.00 cm,排球在照片上留下了 0.50 cm 的径迹,根据以上数据可估算出她发出球的速度约为(　　) 【解析】 在照片上该队员身高5.00 cm,她的实际身高为1.98 m,排球在照片上留下了0.50 cm的径迹,故实际位移Δx=0.198 m;相机的曝光时间t= s,根据v=得发球的速度v=≈ 24 m/s,故B正确,A、C、D错误。 $