1.3. 位置变化快慢的描述——速度 教学设计-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

教材版本

人教版高中物理必修第一册

课题

3. 位置变化快慢的描述——速度

教学依据及分析

1.教材分析
本节内容选自人教版高中物理必修第一册第一章第三节。在此之前，学生已经学习了质点、参考系、时间和时刻、位移等描述物体运动的基本概念，为本节课学习“速度”奠定了坚实的基础。教材首先通过生活实例引出比较运动快慢的两种方法，进而给出速度的定义、公式、单位及矢量性。接着，教材深入探讨了平均速度与瞬时速度的区别与联系，引入了极限思想，这是物理学中重要的思维方法。最后，通过实验“测量纸带的平均速度和瞬时速度”以及介绍现代传感器测速技术，将理论知识与实验实践紧密结合，体现了物理学科核心素养中“科学探究”与“科学思维”的要求。本节内容是运动学乃至整个力学的基础，对后续学习加速度、牛顿运动定律至关重要。

2.学情分析
授课对象为高一新生，他们在初中阶段已经接触过速度的概念，知道速度是表示物体运动快慢的物理量，并掌握了简单的速度计算公式 。然而，初中对速度的定义较为浅显，未涉及矢量性，也未区分平均速度与瞬时速度，更未触及极限思想。高一学生具备一定的逻辑思维能力，但抽象思维尚在发展中，对于“瞬时速度”这一基于极限概念的定义理解起来存在较大困难。此外，学生在实验操作方面，对打点计时器的使用还不够熟练，数据处理能力有待提高。因此，教学中需注重初高中知识的衔接，通过具体情境和实验数据，引导学生从标量到矢量、从平均到瞬时进行思维跃迁。

设计思路

1.课标解读
根据《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》，本节课要求学生理解速度的概念，知道平均速度和瞬时速度的区别，体会极限思想在物理学中的应用；能通过实验测量物体的平均速度和瞬时速度；了解速度 - 时间图像。课标强调物理观念的构建和科学思维的培养，特别是通过比值定义法建立物理概念，以及利用极限思想解决瞬时变化率问题。

2.主题分析
本节课的主题是“如何精确描述物体位置变化的快慢”。教学设计将以“百米赛跑冠军的判定”为情境主线，贯穿始终。首先通过比较不同运动员的运动快慢，引出速度的定义；接着通过分析运动员在比赛过程中不同阶段的快慢变化，引出平均速度与瞬时速度的概念；最后通过处理打点计时器纸带数据，模拟还原运动员的运动过程，实现对瞬时速度的测量与验证。整个设计力求将抽象的物理概念具体化、情境化，让学生在解决问题的过程中掌握知识。

教学策略

本节课采用“情境 - 问题 - 探究”的教学策略。不采用枯燥的条款式讲授，而是创设真实的体育竞技情境，激发学生的学习兴趣。通过层层递进的问题链，驱动学生主动思考。利用小组合作探究的方式，让学生亲手处理实验数据，体验科学探究的过程。在教学中，巧妙运用类比法（如用平均速度类比瞬时速度）、极限法（缩小时间间隔逼近瞬时速度）等科学思维方法，帮助学生突破难点。同时，结合多媒体演示和传感器技术展示，拓宽学生视野，体现物理与现

代科技的融合。

教学目标

教学目标

1. 物理观念：理解速度的定义、公式、单位及矢量性；能区分平均速度和瞬时速度，知道瞬时速度是物体在某一时刻或某一位置的速度；能识别并解释生活中的速度现象。
2. 科学思维：经历速度概念的建构过程，体会比值定义法；通过平均速度逼近瞬时速度的分析，感悟极限思想；能运用速度概念分析简单的运动问题。
3. 科学探究：会使用打点计时器记录物体运动信息；能通过测量纸带上的位移和时间，计算平均速度和瞬时速度；能根据实验数据绘制v-t图像并分析运动规律。
4. 科学态度与责任：在实验操作中养成严谨求实、实事求是的科学态度；关注速度测量技术在交通、体育等领域的应用，体会物理学对社会发展的推动作用。

教学重点

1. 速度概念的建立，包括其定义、公式、单位及矢量性。
2. 平均速度与瞬时速度的区别与联系，特别是瞬时速度概念的理解。
3. 利用打点计时器纸带数据计算平均速度和瞬时速度的实验技能。

教学难点

1. 瞬时速度概念的理解，特别是极限思想在其中的应用（即当 时，平均速度趋近于瞬时速度）。
2. 在实验中如何选取合适的计数点来计算瞬时速度，平衡测量精度与误差的关系。
3. 理解速度是矢量，其方向与位移方向相同，并能正确判断直线运动中速度的方向。

教学准备

教师准备：多媒体课件（含博尔特百米赛跑视频、汽车速度计图片、位移传感器演示动画）、打点计时器、纸带、复写纸、刻度尺、长木板、小车、钩码、细绳。学生准备：复习初中速度相关知识，预习课本内容，携带直尺和计算器。

教学过程

教学环节

教学形式

教学活动

设计意图

教师

学生

一、情境导入，引发认知冲突

情境教学法
提问引导

一、观看视频，提出问题

（1）、播放视频，激发兴趣
教师播放2008年北京奥运会男子100米决赛博尔特夺冠的视频片段，定格在冲线瞬间。
引导语：“同学们，在这场激动人心的比赛中，博尔特以9.69秒的成绩打破了世界纪录。我们是如何判定他跑得最快的呢？如果在比赛中，某位选手在前50米领先，但后50米被超越，我们该如何描述他们运动的快慢？”
（2）、回顾旧知，引入新知
教师提问：“在初中，我们是用什么物理量来描述物体运动快慢的？它的定义是什么？”
预设学生回答：“速度，路程除以时间。”
教师追问：“在物理学中，我们要更精确地描述位置的变化。如果我们用‘位移’代替‘路程’，用‘时间间隔’代

1. 观看视频，感受竞技体育的魅力，思考裁判判定胜负的依据。
2. 回忆初中速度定义，尝试用位移和时间重新表述。
3. 明确本节课的学习主题，产生探究欲望。

通过奥运冠军视频创设真实情境，激发学生兴趣。从生活经验出发，引发认知冲突，自然过渡到高中物理对速度的精确定义，实现初高中知识的有效衔接。

替‘时间’，会得到什么新的定义呢？这就是我们要学习的——速度。”
板书课题：3. 位置变化快慢的描述——速度

二、建构概念，剖析速度内涵

讲授法
类比分析

二、深入剖析，建立概念

（1）、定义速度，明确要素
教师展示教材原文：“物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢，这就是速度（velocity）。”
讲解公式： 。
强调要点：
① 比值定义法：速度由位移和时间决定，但与位移大小、时间长短无直接正比反比关系，它反映的是运动本身的性质。
② 单位：国际单位制中是米每秒（m/s），常用单位还有km/h、cm/s等。举例：汽车速度36km/h换算为10m/s。
③ 矢量性：速度是矢量，既有大小又有方向。方向与位移 的方向相同。在直线运动中，规定正方向后，速度可用正负号表示方向。
（2）、辨析概念，深化理解
教师出示教材图1-3-1汽车速度计图片。
提问：“汽车速度计上显示的数值，是速度还是速率？为什么？”
引导分析：“速度计只能显示快慢，不能显示方向。因此，它显示的是瞬时速度的大小，即速率。”
讲解：“日常生活中所说的‘速度’，有时指速率，需根据上下文判断。但在物理学中，速度严格指矢量。”

1. 阅读教材，记录速度的定义、公式和单位。
2. 理解比值定义法的含义，区分物理量的定义式与决定式。
3. 观察汽车速度计，辨析速度与速率的区别，理解矢量的方向性。
4. 进行单位换算练习，巩固基础知识。

通过严谨的讲解和实例辨析，帮助学生构建完整的速度概念体系。特别强调矢量性和比值定义法，纠正初中形成的片面认知，培养科学的物理观念。

三、突破难点，探究瞬时速度

探究式教学
极限思维

三、思维进阶，领悟极限

（1）、提出问题，引发思考
教师提问：“博尔特在百米赛跑中，每一时刻的快慢都一样吗？显然不是，起跑加速，中途匀速，冲刺再加速。那么，如何描述他在冲过终点线那一瞬间的快慢呢？”
引出概念：平均速度只能粗略描述一段时间内的运动，要精确描述某一时刻，需要引入“瞬时速度”。

（2）、极限思想，逼近真相
 

1. 思考变速运动中如何描述特定时刻的快慢，认识到平均速度的局限性。
2. 跟随教师引导，理解“缩小时间间隔”的操作意义。
3. 观看动画演示，直观感受极限过程，领悟瞬时速度是平均速度在时间

利用极限思想突破瞬时速度这一难点。通过从宏观到微观、从粗略到精确的逻辑推演，让学生在思维训练中掌握这一重要的物理学方法，提升科学思维素养。