1.3 第2课时 测量纸带的平均速度和瞬时速度 速度—时间图像(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第一册（人教版)

该高中物理课件聚焦“测量纸带的平均速度和瞬时速度”及“速度—时间图像”，通过打点计时器安装使用、纸带数据测量与处理的实验操作，搭建从平均速度到瞬时速度近似计算，再到v-t图像绘制与信息提取的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过详细实验步骤（如50Hz电源下每5点取计数点）、数据处理表格及误差分析培养科学思维，结合v-t图像直观理解速度变化深化物理观念。例题与拓展（如传感器测车速）助力学生提升实验能力，教师可依托结构化内容高效开展探究式教学。

3.位置变化快慢的描述——速度 第 2 课时　测量纸带的平均速度和瞬时速度　速度—时间图像 第一章 运动的描述 1 素养目标 1.学会安装和使用打点计时器。（科学探究） 2.掌握测量瞬时速度的原理，会用打出的纸带求瞬时速度。（科学探究） 3.理解速度—时间图像，会通过图像描述物体的运动。（物理观念） 2 目 录 CONTENTS 知识点一　实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 知识点二　速度—时间图像 提能驿站 课时作业 3 知识点一　实验：测量纸带的平均速度和瞬时速度 目 录 4 1. 测量平均速度 （1）实验步骤 ①把打点计时器固定在桌子上。 ②把打点计时器的两个接线柱接到 电源上（电源频率为50 Hz，电 磁打点计时器接约8 V低压交流电源，电火花计时器接220 V交流电源）。 ③启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点。随后立即关闭 电源。 交流 目 录 物 理·必修第一册 ④从纸带上点迹清晰的某一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分 别用1、2、3……标出这些计数点，则两相邻计数点之间的时间间隔 Δt= ⁠s。 ⑤用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离x。记录在表1中。 ⑥计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt。 0.1 目 录 物 理·必修第一册 表1　手拉纸带的位移和平均速度 位置 0 1 2 3 4 … x/m Δx/m Δt/s v/（m•s－1） （2）数据处理 根据Δx和Δt计算纸带在相邻两计数点间的平均速度v= ⁠。 ​ 目 录 物 理·必修第一册 （1）思路：取包含某一位置在内的一小段位移Δx，根据v=算出这一段 位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。如 图所示，时间Δt越短，D、F两点间的 速度越接近E点的 ⁠ 速度，即vE= ⁠。 平均 瞬时 ​ 2. 测量瞬时速度 目 录 物 理·必修第一册 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计算相邻两计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt； ⑤根据Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx这一区间内任意一点的瞬时速 度。将算出的各计数点的速度值记录在表2中。 （2）实验步骤 每隔0.06 s计算一次速度 目 录 物 理·必修第一册 表2　手拉纸带各计数点的瞬时速度 位置 0 1 2 3 4 5 … x/m Δx/m Δt/s v/（m•s－1） 目 录 物 理·必修第一册 （3）数据处理：运动物体在1，2，3，4，…各点的瞬时速度分别为 v1=，v2=，v3=，v4=，… （4）注意事项 ①如果电源频率为50 Hz，在纸带上数出了n个点，那么，它们的间隔数 是 个，它们的总时间间隔为 ⁠ s。 ②使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再 拉动纸带。 ③手拉动纸带时速度应适当快一些，以防点迹太密集。 ④打点计时器不能连续工作太长时间，打点完成后应立即关闭电源。 ⑤计算计数点的瞬时速度时，Δx、Δt应取此计数点前、后两个点之间的位 移和时间，即vn=。 （n－1） （n－1）×0.02 目 录 物 理·必修第一册 （2026•广东汕头高一期中）（1）电磁打点计时器接 ⁠（选填 “交流”或“直流”）电源，当频率是50 Hz时，打点计时器每隔 ⁠ 秒打一个点。 解析： 打点计时器接交流电源。当频率是50 Hz时，打点计时器的打 点时间间隔为T==0.02 s。 交流　 0.02　 目 录 物 理·必修第一册 （2）电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器 打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ⁠（填选项字 母）。 A． 时间间隔 B． 位移 C． 平均速度 D． 瞬时速度 解析： 可以从纸带上直接得到的物理量是时间间隔和位移，故选 A、B。 AB　 目 录 物 理·必修第一册 （3）在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸 带，如图所示是小车拖动纸带用打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、 D、E、F、G为我们在纸带上所选的计数点，相邻两计数点间的时间间隔 为0.1 s，则BD段的平均速度及E点的瞬时速度分别为BD= ⁠m/s； vE= ⁠m/s（结果保留2位有效数字）。 0.21　 0.31　 解析： BD段的平均速度为BD==≈0.21 m/s E点的瞬时速度为vE==≈0.31 m/s。 目 录 物 理·必修第一册 知识点二　速度—时间图像 目 录 15 （阅读教材P24，完成下列填空） 1. 速度—时间图像（v－t图像）：以 为横轴， ⁠为纵 轴，建立直角坐标系，根据测量数据在坐标系中描点，然后用 ⁠ 把这些点连接起来，即得到物体运动的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，但 它不是物体运动的 ⁠。 时间t 速度v 平滑的曲 线 轨迹 目 录 物 理·必修第一册 1. 速度—时间图像中的图线为曲线，则物体做曲线运动。 （　×　） 2. 速度—时间图像能够描述任意时刻速度的大小和方向。 （　√　） 3. 速度—时间图像某段时间内为平行于t轴的线段，表示该段时间内物体 静止。 （　×　） × √ × 目 录 物 理·必修第一册 　如图所示为一个物体沿某一条直线运动的v－t图像，思考下列问题。 （1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？物体在第2 s末的速 度大小为多少？ 提示： 静止开始运动　10 m/s 目 录 物 理·必修第一册 （2）0~1 s和1~3 s物体分别做什么运动？ 提示： 0~1 s物体做加速运动，1~3 s物体做匀速运动。 （3）物体运动的方向是否变化？哪个时刻发生变化？ 提示： 变化；0~4 s沿正方向运动，4~5 s沿负方向运动；在第4 s末运 动方向发生改变。 目 录 物 理·必修第一册 从v－t图像能获得的信息 1. 可以从图像上直接读出某一时刻速度的大小。 2. 可以从图像上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。 3. 可以从图像上直观地看出速度随时间的变化情况。 4. 纵轴截距的意义：表示初始时刻物体的瞬时速度。 5. 如果两条图线相交，表示该时刻两物体的瞬时速度相同。 目 录 物 理·必修第一册 一物体沿某一方向做直线运动，其v－t图像如图所示。关于该物体的 运动情况，下列说法正确的是（　　） A． 当t=1 s时，该物体距离出发点最远 B． 当t=2 s时，该物体回到出发点，运动方向改变 C． 在0~2 s内，该物体运动方向不变，当t=2 s时距离出发点最远 D． t=2 s至t=3 s时间内，速度均匀减小 √ 目 录 物 理·必修第一册 解析：由题图可知，当t=1 s时，该物体速度最大，当t=2 s时，物体的速度 减为0，此时距离出发点最远，运动方向改变，A、B错误，C正确；t=2 s 至t=3 s时间内，物体沿负方向运动，速度均匀增大，D错误。 目 录 物 理·必修第一册 在如图所示的v－t图像中，直线表示甲物体从A地向B地运动的v－t图 像，折线表示同时开始运动的乙物体由静止从A地向B地运动的v－t图像。 下列说法正确的是（　　） A． 在t=4 s时，甲、乙两物体速度大小相等、方向相同 B． 在t=4 s时，甲、乙两物体速度大小相等、方向相反 C． 在0~2 s内，甲、乙两物体的速度都增大 D． 在2~4 s内，乙物体处于静止状态 √ 目 录 物 理·必修第一册 解析：在t=4 s时，甲、乙的图像相交，说明此时速度大小相等且均为正 值，则两物体速度方向相同，选项A正确，B错误；在0~2 s内，甲物体的 速度减小，乙物体的速度增大，选项C错误；在2~4 s内，乙物体速度大小 不变，做匀速直线运动，选项D错误。 目 录 物 理·必修第一册 　如图所示为某质点做直线运动的v－t图像，据此可知以下说法正确的是 （　　） A． 质点始终向同一方向运动 B． 在运动过程中，质点运动方向发生变化 C． 前2 s内质点做加速直线运动 D． 后2 s内质点做减速直线运动 解析：　由v－t图像知，质点的速度由负值变正值，因此速度方向发生变 化，故A项错误，B项正确；前2 s内负方向上速度减小，做减速直线运 动，后2 s内速度正向增大，做加速直线运动，故C、D项错误。 √ 目 录 物 理·必修第一册 提能驿站 目 录 26 　借助传感器与计算机测速度 　　具体方法是：发射一束脉冲信号，测出从发射到折返的时间Δt1。 则发射点到目标的距离x1=v•Δt1，经过Δt时间再发射一束脉冲信号， 测出从发射到折返的时间Δt2，则发射点到目标的距离x2=v•Δt2，则汽 车的速度（假设汽车正迎面匀速驶向测速仪）v==，以 判断汽车是否超速。 目 录 物 理·必修第一册 高速公路上常用位移传感器测车速，它的原理如图所示，汽车D向右 匀速运动，不动的仪器C在某一时刻发射短暂的超声波脉冲，经过0.2 s接 收到被汽车D反射回来的超声波；再经过很短的一段时间0.025 s后又发射 一个短暂的超声波脉冲，发出后经过0.25 s再次接收到反射回来的信号。已 知超声波传播的速度为340 m/s，结果均保留三位有效数字。 （1）计算汽车第一次接收到超声波脉冲时到仪器C的距离。 答案：34.0 m　 目 录 物 理·必修第一册 （2）计算汽车先后两次接收到超声波脉冲的时间间隔。 答案： 0.250 s　 （3）计算汽车行驶的速度大小。 答案： 122 km/h 解析：方法一　（1）汽车第一次接收到超声波脉冲时到仪器C的距离为 x1=v声•=34.0 m。 （2）汽车先后两次接收到超声波脉冲的时间间隔为Δt=＋t＋=0.250 s。 （3）汽车行驶的速度大小为 v==34 m/s≈122 km/h。 目 录 物 理·必修第一册 方法二　作出超声波的位置—时间图像，如图所示 汽车先后两次接收到超声波脉冲的时间间隔为 Δt=（0.1＋0.025＋0.125）s=0.250 s 汽车第一次接收到超声波脉冲时到仪器C的距离为x1=×340 m/s=34.0 m 汽车第二次接收到超声波脉冲时到仪器C的距离为x2=×340 m/s=42.5 m， 汽车行驶的速度大小为v==34 m/s≈122 km/h。 目 录 物 理·必修第一册 课时作业 目 录 31 知识点一　测量纸带的平均速度和瞬时速度 1. （2026•天津河西高一期中）小明用同一个打点计时器在固定频率下， 测量小车拉动纸带甲、乙、丙、丁的运动速度，每次小车都是自右向左运 动，四段纸带的长度都相同，则下列叙述正确的是（　　） A． 纸带甲打点均匀，表示小车的速度一定 B． 纸带乙显示的平均速度最小 C． 纸带丙表示小车的速度越来越小 D． 纸带丁表示小车的速度越来越大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 √ 目 录 物 理·必修第一册 解析：　纸带甲中相邻的计时点的距离相等，所以表示小车的运动是匀 速的，速度一定，故A正确；四段纸带的长度都相同，其中纸带乙花费的 时间最少，所以纸带乙显示的平均速度最大，故B错误；已知小车自右向 左运动，纸带丙相邻的计时点的距离逐渐增大，表示小车的速度越来越 大，故C错误；纸带丁相邻的计时点的距离逐渐减小，表示小车的速度越 来越小，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 2. 如图所示，图甲是电磁打点计时器的示意图，图乙是该打点计时器在某次实验中打出的纸带，则以下说法中正确的是（　　） A． 将该打点计时器接在8 V的直流电源上，它 将在纸带上每隔0.02 s打一个点 B． 当打点计时器正常工作时，纸带上点迹 越疏的地方表示纸带的运动速度越小 C． 若纸带上打出D、F两点的时间间隔为Δt，两点间距离为Δx，则可以 大致表示纸带上D、F之间任何一点的瞬时速度 D． D、F两点间距离过小测量误差会增大，所以实际测量中D、F之间的 距离越大越好 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 解析：　将该打点计时器接在8 V的直流电源上，它不能在纸带上打点， 应接在约8 V的交流电源上，交流电源的频率为50 Hz，故A错误；当打点 计时器正常工作时，纸带上点迹越疏的地方表示纸带的运动速度越大，故 B错误；纸带上打出D、F两点的时间间隔Δt很小时，可以大致表示纸带 上D、F之间任何一点的瞬时速度，故C正确；D、F两点间距离越小，则 越接近D、F之间某点的瞬时速度，实际测量中D、F之间的距离并非越大 越好，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 知识点二　速度—时间图像 3. 某物体运动的v－t图像如图所示，由图像可知物体的运动情况是 （　　） A． 往复运动 B． 折线运动 C． 方向不变的直线运动 D． 不能确定 解析：　由于题图的纵坐标代表速度，速度一直为正值，说明速度方向 不变，物体做方向不变的直线运动，故选项C正确，A、B、D错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 4. 〔多选〕在跳水比赛中，某运动员（可看成质点，进水后立即做减速运 动）的速度与时间关系图像如图所示，选竖直向下为正方向，t=0是其向上 起跳瞬间，则（　　） A． t1时刻该运动员开始进入水面 B． t2时刻该运动员开始进入水面 C． t3时刻该运动员已浮出水面 D． t1~t3时间内运动员始终向下运动 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 解析：　在0~t1时间内，运动员在空中处于上升阶段，t1时刻到达最高 点，t1~t2时间内，运动员在空中下落，t2之后速度减小，运动员已进入水 中，选项A错误，B正确；t3时刻，运动员的速度减为零，此时仍处于水 下，选项C错误；t1~t3时间内运动员始终向下运动，选项D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 5. （2026•浙江宁波期中）如图所示为甲、乙两质点的v－t图像。对于甲、 乙两质点的运动，下列说法中正确的是（　　） A． 质点甲向所选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方 向相反 B． 质点甲、乙的速度相同 C． 在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同 D． 不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动，它们之间的距离一定越来越大 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 解析：　由题图可知，质点甲的速度为正，质点乙的速度为负，则质点 甲向所选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反，选项A正确；质 点甲、乙的速度大小相等，均为2 m/s，但速度方向不同，选项B错误；在 相同的时间内，质点甲、乙的位移大小相同、方向相反，选项C错误；由 于质点甲、乙的出发地点位置关系未知，它们之间的距离不一定越来越 大，当两质点相向运动时，它们之间的距离减小，当两质点相互背离时， 它们之间的距离增大，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 6. 〔多选〕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末改变运动方向 B． 物体在前3 s内运动方向不变 C． 物体在3 s末运动方向改变 D． 物体在2 s时的速度大小为2 m/s 解析：物体在前3 s内的速度方向均为正方向，运动方向没有改变，A错误，B正确；由题图可知物体在3 s末后速度为负，则说明物体改变了运动方向，C正确；从题图可以看出，物体在2 s时的速度大小为2 m/s，D正确。 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 7. 如图a、b分别为甲、乙两物体沿某一直线运动的v－t图像，规定向右为 正方向，关于图像下列说法正确的是（　　） A． 初始时甲、乙两物体的初速度都为4 m/s B． 在8 s内甲始终做匀速直线运动，乙在2~5 s内做匀速直线运动 C． 当t=5 s时甲的速度方向不变，乙的速度方向发生了变化 D． 整个过程中甲离出发点越来越远，乙最终又回到出发点 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 解析：　由题图可知甲的初速度为4 m/s，乙的初速度为0，A错误；题图 a中的图像与题图b中2~5 s都为水平直线，表示该段时间内物体做匀速直线 运动，B正确；甲、乙的速度—时间图像都处于t轴上方，可知速度方向都 未发生变化，距离初始位置都越来越远，C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 8. 在用打点计时器测量速度的实验中，电源频率为50 Hz，一条记录小车运 动情况的纸带如图甲所示，在其上取A、B、C、D、E 5个计数点，每相邻 两个计数点之间还有4个点没有画出。 （1）由纸带上的数据计算vB= m/s，vC= ⁠m/s， vD= ⁠m/s。（计算结果均保留3位有效数字） 0.690　 1.32　 1.95　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 解析： 电源的频率为50 Hz，则每打两个点之间的时间间隔为 T=0.02 s，由每相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出，可得相邻 两个计数点之间的时间间隔t=5T=0.10 s。在计算打下各点时小车的瞬 时速度时，可以用与该点相邻的两个计数点间的平均速度表示打下该 点时小车的瞬时速度。 打B点时小车的速度为vB===0.690 m/s， 打C点时小车的速度为vC===1.32 m/s 打D点时小车的速度为vD===1.95 m/s。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 （2）在如图乙所示的坐标系中作出小车的v－t图像（以A点为计时起点）。 答案：见解析图 解析：根据计算出的小车在各计数点的速度描点、连线，可得小车的v－t图像如图所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 9. 〔多选〕随着信息技术的发展，中学物理的实验手段也在不断进步。用 “位移传感器”把物体运动的位移、时间转换成电信号，从而可以测出运 动物体的速度。如图甲所示是一种测速传感器的工作原理图，在这个系统 中A为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子A向做直线运动的汽 车发出短暂的超声波脉冲，超声波速度为v0，脉冲被汽车反射后又被小盒 子A接收，从小盒子A发射超声波开始 计时，经Δt0时间再次发射超声波脉冲， 图乙是连续两次发射的超声波的位移 —时间图像。则下列说法正确的是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 A． 汽车在远离超声波发射器 B． 脉冲第一次被运动的汽车反射时，汽车距离A的距离x1=v0t1 C． 脉冲第二次被运动的汽车反射时，汽车距离A的距离x2= D． 汽车的平均速度为= √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 解析： 　第二次脉冲追上汽车发生的位移x2＞x1，说明汽车在远离超声 波发射器，故A正确；脉冲第一次追上汽车，所用时间为，故脉冲第一次 被运动的汽车反射时，汽车距离A的距离为x1=，故B错误；由题图乙可 知脉冲第二次追上汽车所用时间为，故脉冲第二次被运动的汽车反 射时，汽车距离A的距离为x2=v0，故C错误；脉冲第一次和第二次追 上汽车的位移差为Δx=x2－x1，相应时间为Δt=＋Δt0－，故汽车的平 均速度为==，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 目 录 物 理·必修第一册 $