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

位置变化快慢的描述——速度 导学案（教师版）

人教版高中物理必修第一册 · 第一章 运动的描述

【学习目标】

1. 物理观念：理解速度的概念和定义，知道速度是矢量，理解平均速度、瞬时速度和速率的含义。

2. 科学探究：会用打点计时器打出的纸带测量物体的平均速度和瞬时速度。

3. 科学思维：理解速度—时间图像的意义，会通过图像描述物体的运动。

4. 科学态度与责任：体会比值定义法在物理学中的应用，培养严谨的实验态度。

【学习重难点】

重点：理解速度的概念，会计算平均速度和瞬时速度，理解v－t图像的意义。

难点：理解瞬时速度的极限思想，区分平均速度与平均速率，会用纸带测瞬时速度。

【学习过程】

一、知识纲要导引

请同学们阅读教材，尝试完成以下知识框架：

位置变化快慢的描述——速度 ├─ 速度 │   ├─ 定义：位移与发生这段位移所用时间之比 │   ├─ 定义式：v =Δx/Δt │   ├─ 单位：m/s，1 m/s =3.6km/h │   └─ 矢量性：速度是矢量，方向与位移方向相同 ├─ 平均速度和瞬时速度 │   ├─ 平均速度：描述物体在Δt内运动的平均快慢程度 │   ├─ 瞬时速度：描述物体某一时刻运动的快慢及方向 │   ├─ 速率：瞬时速度的大小 │   └─ 匀速直线运动：瞬时速度保持不变的运动 ├─ 测量纸带的平均速度和瞬时速度

│   ├─ 平均速度：v =Δx/Δt │   └─ 瞬时速度：用包含该点的较小Δt内的平均速度近似代表 └─ 速度—时间图像     ├─ 横轴：时间t，纵轴：速度v     └─ 意义：反映速度随时间变化的情况，不是运动轨迹

 

二、基础导学

（一）速度（自学教材“速度”部分）

1．定义：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。通常用字母v表示。

2．定义式：v＝Δx/Δt。

3．单位：国际单位制单位是米每秒，符号是m/s。常用单位还有千米每时（km/h）等。换算关系：1 m/s＝3.6 km/h。

4．矢量性：速度是矢量，它既有大小，又有方向。速度的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。

5．物理意义：速度是描述物体运动快慢的物理量。

（二）平均速度和瞬时速度（自学教材“平均速度和瞬时速度”部分）

1．平均速度：由v＝Δx/Δt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。

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v＝Δx/Δt叫作物体在时刻t的瞬时速度。

3．匀速直线运动：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。

4．速率：瞬时速度的大小通常叫作速率。瞬时速度是矢量，而速率是标量。

（三）测量纸带的平均速度和瞬时速度（自学教材“实验”部分）

1．测量平均速度：若想计算纸带在D、G两点间的平均速度v，只需测出D、G间的位移Δx和所用时间Δt，就可以算出平均速度v＝Δx/Δt。

2．测量瞬时速度：E点的瞬时速度，可由包含E点在内的D、G两点间的平均速度粗略地代表。如果把包含E点在内的间隔取得小一些（如DF段），那么用两点间的位移Δx和时间Δt算出的平均速度代表纸带在E点的瞬时速度，就会更精确一些。

（四）速度—时间图像（自学教材“速度—时间图像”部分）

1．概念：以时间t为横轴，速度v为纵轴，坐标系中的图像即为速度—时间图像或v－t图像。

2．物理意义：v－t图像非常直观地反映了物体运动的速度随时间变化的情况。

3．注意：v－t图像描述的是速度随时间变化的规律，不是物体运动的轨迹；v－t图像只能描述直线运动。

（五）思考判断（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）速度大的物体通过的位移一定大。（×）

（2）两物体的速度分别是v₁＝2 m/s，v₂＝－3 m/s，则它们的大小关系为v₁＞v₂。（×）

（3）物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态。（×）

（4）时间越短，平均速度越接近某点的瞬时速度。（√）

（5）子弹以速度v从枪口射出，v指瞬时速度。（√）

（6）作v－t图像时，所取的点越多，图线就越准确。（√）

（六）思考与讨论

在2008年北京奥运会中，牙买加选手博尔特在男子100 m和200 m决赛中分别以9.69 s和19.30 s的成绩破两项世界纪录。则他在100 m决赛中的平均速度约为10.32 m/s，在200 m决赛中的平均速率约为10.36 m/s。（结果均保留四位有效数字）

【解析】100 m决赛中，位移大小为100 m，平均速度v₁＝100/9.69 ≈ 10.32 m/s；200 m决赛中，路程为200 m，平均速率v₂＝200/19.30 ≈ 10.36 m/s。注意200 m跑道有弯道，位移大小不等于200 m。

 

（七）典例示范与训练