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

该高中物理课件聚焦“速度”核心概念，涵盖速度定义（矢量）、平均速度、瞬时速度及速率。课堂导入通过百米赛跑情境，对比初中“路程速度”与高中“位移速度”，以问题链（相同路程比时间、能否反映方向等）搭建学习支架，衔接旧知与新知。 其亮点在于以科学思维（比值定义法、极限思想）和科学探究（苏炳添赛跑数据、纸带实验）为核心，分析平均速度差异，用Δt→0的极限思想建立瞬时速度概念。通过分层练习巩固，小结系统梳理。助力学生形成运动观念，提升科学思维，为教师提供结构化资源，提高教学效率。

人教版 高中物理（必修一）· 第一章 运动的描述 位置变化快慢的描述——速度 §1.3 速度 | 第一课时 位置变化快慢的描述 · 平均速度与瞬时速度 学习目标 学习目标1 通过对比初中“路程速度”与高中“位移速度”，说出速度的定义式 v = Δx/Δt 及单位，辨别速度是矢量。 学习目标2 通过分析苏炳添百米赛跑数据，比较全程、最后40 m、最后10 m的平均速度，解释平均速度的概念与意义。 学习目标3 通过极限思想分析 Δt→0 的过程，说出瞬时速度的定义，区分平均速度与瞬时速度。 学习目标4 通过观察汽车速度计等实例，解释速率的概念，辨别速率与速度的区别。 学习目标5 通过完成练习与应用中的问题，用速度概念分析具体运动，计算平均速度或瞬时速度。 2 问题 怎样描述物体运动的快慢？ 真实情境：百米赛跑中，不同运动员用时不同。生活中，我们经常需要比较物体运动的快慢。 问题① 相同路程比谁快，怎么办？ 比较所用时间的长短——用“路程/时间”反映快慢（生活经验）。 问题② 初中用“路程/时间”描述快慢，它能反映物体运动的方向吗？ 绕操场跑一圈回到起点，路程>0 但位移=0——用路程定义无法反映方向。（认知冲突） 问题③ 要既描述快慢又描述方向，应怎样定量描述位置变化的快慢？ 引出核心概念——速度（位置变化的快慢）。 3 一、速度 从“路程速度”到“位移速度” 问题：如何定量描述物体运动的快慢？为什么不用“路程/时间”？ 初中： 速度 = 路程 / 时间 用“路程”反映运动快慢 绕操场跑一圈回到起点： 路程 > 0，但位移 = 0 高中： 速度 = 位移 / 时间 v = Δx / Δt 用“位移”描述位置变化的快慢 速度是矢量，有大小、有方向 这里的速度和初中所学的速度含义不完全相同。 思考：用“位移/时间”定义的速度是矢量（有方向），用“路程/时间”定义的只有大小，高中为什么这样定义？ 4 一、速度 定义式 · 单位 · 方向 · 意义 问题：速度是矢量还是标量？它的方向如何确定？ 定义式 v = Δx / Δt 位移与发生这段位移所用时间之比（比值定义法） 单位 m/s、km/h、cm/s 国际单位制：米每秒（m/s），常用 km/h、cm/s；1 m/s = 3.6 km/h 方向 与 Δt 时间内的位移方向相同 速度 v 的方向与 Δt 时间内位移 Δx 的方向相同（矢量） 意义 描述物体运动的快慢和方向 速度越大，位置变化越快；方向与位移方向一致 5 二、平均速度 苏炳添百米赛跑 问题：全程10.2 m/s 能代表每一时刻的快慢吗？三个平均速度为何不同？ 在2021年东京奥运会男子100米半决赛中，我国运动员苏炳添以9.83 s的成绩打破亚洲纪录，他也是百米赛跑中第一个突破10 s的黄种人。 t/s 0.00 3.73 6.29 8.92 9.83 x/m 0.00 30.00 60.00 90.00 100.00 ① 苏炳添百米赛跑中“速度”大小？ v = 100 m / 9.83 s ≈ 10.2 m/s ② 苏炳添最后40米中“速度”大小？ v = (100 − 60) m / (9.83 − 6.29) s ≈ 11.3 m/s ③ 苏炳添最后10米中“速度”大小？ v = (100 − 90) m / (9.83 − 8.92) s ≈ 11.0 m/s 思考：三个平均速度大小不同，说明什么？平均速度能描述运动员某一时刻运动的快慢吗？ 6 二、平均速度 定义 · 方向 · 意义 问题：平均速度能否描述物体某一时刻运动的快慢？ 1. 定义：v = Δx/Δt 求得的速度，表示物体在一段时间内运动的平均快慢程度。 2. 方向：与 Δt 时间内的位移方向相同（矢量）。 3. 意义：粗略地描述一段位移（或一段时间）内物体运动的平均快慢。 注意：平均速度对应“一段时间、一段位移”，不是“某一时刻”；是过程量。 思考：平均速度大，是否一定说明物体运动得快？为什么？ 7 三、瞬时速度 极限思想 · 某时刻的速度 问题：如何精确描述物体在某一时刻运动的快慢和方向？ 怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向？ 用时刻 t 到 t + Δt 一小段时间内的平均速度来代替时刻 t 的速度，Δt 越小，平均速度越接近该时刻的瞬时速度；当 Δt → 0 时，平均速度即为瞬时速度。 1. 定义：物体在某一时刻（或某一位置）的速度。 2. 方向：与运动方向相同（矢量）。 3. 意义：精确描述物体运动的快慢和方向。 思考：Δt→0时平均速度“趋近”瞬时速度，“极限”思想你是怎样理解的？Δt能真正取0吗？ 测量：用光电门（或纸带）测极短时间内的平均速度近似代替瞬时速度。 8 四、速率与匀速直线运动 问题：汽车速度计的示数是速度还是速率？为什么？ 1. 速率 瞬时速度的大小叫作速率（标量）。 汽车速度计不能显示运动方向，其示数实际是速率。 思考：为什么说速度计的示数是速率而不是速度？日常生活中说“速度”有时指什么？ 2. 匀速直线运动 瞬时速度保持不变的运动（理想化模型）。 匀速直线运动中，平均速度与瞬时速度相等。 9 课堂练习 辨析“速度” （多选）关于“速度”的描述，下列说法错误的是（ ） A. 台风中心以 30 km/h 的速度向东南方向移动，指的是瞬时速度 B. 汽车通过 1 km 拥堵路段（近似直线运动）耗时 0.5 h，车速仅为 2 km/h，指的是平均速度大小 C. 子弹射出枪口时的速度大小为 500 m/s，指的是瞬时速度大小 D. 高速上限速 100 km/h，指的是平均速度大小 答案：AD A 中台风移动速度是对较长时间运动的宏观描述，更接近平均速度而非瞬时速度，故 A 说法错误；D 中限速针对的是某一时刻的速度，指瞬时速度而非平均速度，故 D 说法错误；B、C 说法正确。 10 练习与应用 · 第1题 1. 把纸带的下端固定在重物上，纸带穿过打点计时器，上端用手提着。接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图1.3-8所示。 （1）图中所示的纸带，哪端与重物相连？ （2）怎样计算在纸带上打A点时重物的瞬时速度？说出你的理由。 答案：（1）纸带的左端与重物相连（该端点迹较密，是重物刚开始下落、速度较小时打出的）；（2）测出包含A点的一段纸带的位移Δx和对应时间Δt，用v＝Δx/Δt估算A点的瞬时速度；Δt取得越小，估算值越接近真实瞬时速度。 11 练习与应用 · 第2题 2. 图1.3-9是甲、乙两物体沿某一直线运动的v-t图像，至少从以下三个方面分别说明它们的速度是怎样变化的。 （1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？ （2）速度的大小变化吗？是加速还是减速？ （3）运动的方向是否变化？ 答案：（1）甲有一定初速度（v-t图线不过原点，t=0时v>0），乙从静止开始运动（图线过原点）；（2）甲速度大小不变（匀速），乙速度大小先增大后减小（先加速、后匀速、再减速）；（3）甲、乙的运动方向均不变（速度始终为正值，即沿正方向运动）。 12 练习与应用 · 第3题 3. 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（图1.3-10）。 （1）求汽车前1 s、前2 s、前3 s、前4 s和全程的平均速度。在这五个平均速度中，哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些还是略小些？ （2）汽车运动的最后2 s的平均速度是多少？ 答案：（1）前1 s：v＝9/1＝9 m/s；前2 s：v＝(9＋7)/2＝8 m/s；前3 s：v＝(9＋7＋5)/3＝7 m/s；前4 s：v＝(9＋7＋5＋3)/4＝6 m/s；全程：v＝(9＋7＋5＋3＋1)/5＝5 m/s。最接近刚制动瞬时速度的是前1 s的平均速度（9 m/s），它比刚制动时的瞬时速度略小（因汽车做减速运动）；（2）最后2 s的平均速度 v＝(3＋1)/2＝2 m/s。 13 课堂小结 速度 位移与时间之比，矢量；方向与位移 Δx 方向相同 平均速度 一段时间内的平均快慢（过程量），方向与位移相同 瞬时速度 某一时刻的速度，方向与运动方向相同（极限思想） 速率 瞬时速度的大小，标量 研究方法：比值定义法（速度）、极限思想（瞬时速度） 14 作业布置 1. 基础性作业：教材练习与应用（本节《位置变化快慢的描述——速度》练习与应用）。 2. 提高性作业：教材31面练习第2、3题（v-t图像与汽车制动）。 3. 放飞性作业：查阅资料，了解火箭发射的速度，结合自己的感悟写一篇小论文。 速度是描述运动的重要物理量，理解“平均”与“瞬时”的区别是本节关键。 15 $