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

该高中物理导学案聚焦“位置变化快慢的描述—速度”，核心涵盖速度的概念、定义式、矢量性，以及平均速度、瞬时速度、速率的区分和打点计时器的使用。课堂导入通过四种交通工具运动数据表格，设计对比问题引导学生从位移与时间关系过渡到速度概念，搭建从已知到未知的学习支架。 这份资料以比值定义法建构速度概念，结合实例区分平均与瞬时速度，融入打点计时器实验操作，注重物理观念的形成。例题联系机器人比赛、导航骑行等实际情境，培养科学思维中的科学推理与模型建构能力，习题层次分明，助力学生深化对运动描述的理解与应用。

1.3位置变化快慢的描述—速度 教学目标 1. 理解速度概念，知道速度是描述运动快慢和方向的物理量，是矢量。 2. 掌握速度定义式 ，体会比值定义法。 3. 区分平均速度、瞬时速度和速率，知道平均速度与平均速率的区别。 4. 初步理解极限思想。 教学重难点 · 重点：速度的概念及定义式；平均速度、瞬时速度、速率。 · 难点：瞬时速度的理解；平均速度与瞬时速度、平均速度与平均速率的区别；速度的矢量性。 一、速度 【导学】 1．下列四种交通工具分别沿直线行驶，请结合表中数据回答问题。 交通工具 初始位置/m 经过时间/s 末位置/m 自行车 0 20 100 公交车 0 10 100 火车 500 30 1250 飞机 500 10 2500 (1)如何比较自行车和公交车运动的快慢？ (2) 如何比较公交车和飞机运动的快慢？ (3)如何比较公交车和火车运动的快慢？ 【知识整理】 速度 2．物理意义：反映物体运动________和方向的物理量。 3．定义：________跟发生这段位移所用________之比。 4．定义式：v=________。 5．单位：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是________或________。常用单位：千米每时(________或________)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。1m/s=________km/h。 6．矢量性：速度既有大小又有方向，是________(填“标量”或“矢量”)。 【例题】 7．在一次机器人障碍赛中，机器人按照指令由起点向正北方向出发直行了12m，又折向正东方向直行5m，共用了4s，则机器人通过的位移大小和平均速度大小为（     ） A．13m，3.25m/s B．13m，2.25m/s C．17m，3.25m/s D．17m，4.25m/s 二、平均速度 【知识整理】 8．平均速度 (1)物理意义：描述某一段时间内或某一段位移上物体运动的________程度。 (2)公式=________，即________(填“路程”或“位移”)与相应________之比。 (3)矢量性：平均速度是________(填“标量”或“矢量”)。它的方向由________的方向决定。 9．平均速率 定义：________与相应________之比。 【例题】 10．某游客按照如图所示的导航路线骑自行车由A地前往B地，所用时间与预计用时相同，则在此过程中（     ） A．研究游客在地图中的位置时，可把游客视为质点 B．游客的位移大小为6km C．游客的平均速度大小为8km/h D．“45分钟”指的是时刻 11．如图所示，一辆汽车在平直公路上运动，从某时刻开始计时，汽车在第1s、第2s、第3s内前进的距离分别是5.4m、7.2m、9.0m。则汽车在前3s内的平均速度大小为（     ） A． B． C． D． 12．随着数字化技术的发展，机器人书法家横空出世，下图为某一次活动中机器人临摹“龍”字时的笔尖轨迹。a、b、c、d为行笔经过的四个点，下列说法正确的是（　　） A．书写过程中毛笔笔尖可看作质点 B．笔尖由a→b→a，平均速度为0 C．笔尖由a→b→a，平均速率为0 D．笔尖由c→d，位移大于路程 三、瞬时速度 【知识整理】 瞬时速度 13．定义：运动物体在________或经过________时的速度。 (1)某一时刻的瞬时速度，可以通过求运动物体在该时刻前后无穷短________内的平均速度得出。 (2)某位置的瞬时速度，可以通过求无限逼近该位置附近________内的平均速度得出。 14．矢量性：瞬时速度是________(填“标量”或“矢量”)。方向就是物体在该时刻的______方向，即在物体运动轨迹中该点的______方向。 15．物理意义：反映了物体在该时刻的运动____________。 16．瞬时速率：瞬时速度的________。 【例题】 17．2019年3月7日到9日，第13届山东国际电动车新能源汽车展览会在济南国际会展中心举行。某新能源汽车在平直的公路上启动后，在第10s末速度表的指针位置如图所示，前10s内汽车运动的距离为150m。下列说法正确的是（     ） A．第10s末汽车的瞬时速度大小是70m/s B．第10s末汽车的瞬时速度大小是70km/h C．第10s内汽车的平均速度大小是70m/s D．前10s内汽车的平均速度大小是35m/s 18．在G40沪陕高速上，分别有图示的甲、乙两块告示牌，告示牌上面数字含义正确的是（　　） A．甲是位移的大小，乙是平均速度的大小 B．甲是路程的大小，乙是平均速度的大小 C．甲是位移的大小，乙是瞬时速度的大小 D．甲是路程的大小，乙是瞬时速度的大小 19．人们通常所说的“速度”，有时指瞬时速度，有时指平均速度。下列表述中，指瞬时速度的是（     ） A．学生骑自行车上学的速度约 B．足球被踢出时的速度 C．高速公路上的区间测速标识 D．列车从甲站行驶到乙站的速度 四、打点计时器 【知识整理】 20．两种打点计时器（如图所示） (1)实验室中常用打点计时器在_____上打出的点迹分布来记录时间和位移。 (2)电磁打点计时器是一种使用____电源的计时仪器，工作电压为___V，当电源频率是50 Hz时，每隔___打一次点。 (3)纸带上各点之间的距离表示相应______内物体____的大小。 (4)电火花计时器：计时原理与电磁打点计时器______，在纸带上打点的是_____和墨粉。 (5)位移的测量：用刻度尺测量纸带上两个点之间的距离，即为相应时间间隔内物体的______。 21．比较两种打点计时器 比较项 电火花计时器 电磁打点计时器 工作电源 220V交变电源 ①__________ 打点方式 周期性产生电火花 振针周期性上下振动 打点周期（电源频率为50Hz） ②__________ ③__________ 记录信息 位置、时刻或位移、时间 【例题】 22．如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”实验中打出的一条纸带的一段，A、B两点为计数点，中间点迹为实际点迹，打点计时器电源的频率为50Hz，则A、B两点间的时间间隔为（　　） A．0.10s B．0.02s C．0.04s D．0.08s 23．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，不经计算，通过测量可以从纸带上直接得到的物理量是（     ） A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度 24．甲、乙两图是高中阶段常用的两种打点计时器，下列说法正确的是（　　） A．甲图是电火花打点计时器；乙图是电磁打点计时器 B．由于打点不清晰，需要把振针调低，此时振针可以看成质点 C．打点周期取决于电源的频率，数值等于频率的倒数 D．乙图中夹了两条纸带，是为了让墨粉纸盘转动，打出点迹出现在上面纸带上 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．(1)自行车和公交车经过的位移相同，公交车用的时间短。在位移相等的情况下，用时短的物体运动得快，即公交车比自行车运动得快。 (2)公交车和飞机所用的时间相同，公交车的位移比飞机的位移小。在时间相等的情况下，位移大的物体运动得快，即飞机比公交车运动得快。 (3)公交车和火车的位移不同，所用的时间也不同，要比较它们运动的快慢，应计算它们单位时间内位移的大小。单位时间内位移大的物体运动得快，由表中数据可算出公交车、火车每秒位移的大小分别为10m、25m，这说明火车比公交车运动得快。 2．快慢 3． 位移 时间 4． 5． 3.6 6．矢量 7．A 【详解】位移和平均速度都是矢量，根据矢量合成法则，位移大小为 则平均速度大小为 故选A。 8． 快慢 位移 时间 矢量 位移 9． 路程 时间 10．A 【详解】A．研究游客在地图中的位置时，游客的大小和形状对问题的研究的影响可以忽略，故可把游客视为质点，故A正确； B．游客的路程为，位移为初位置指向末位置的有向线段，根据已知条件无法求出，故B错误； C．游客的平均速率为路程与时间的比值，即 平均速度大小为位移大小与时间的比值，因位移未知，故无法求平均速度大小，故C错误； D．“分钟”指的是时间间隔，故D错误。 故选A。 11．B 【详解】根据平均速度的定义可知汽车在前3s内的平均速度大小为 故选B。 12．B 【详解】A．书写过程中毛笔笔尖的大小和形状不能忽略，所以不能看作质点，故A错误； B．根据题意可知笔尖由a→b→a过程位移为0，根据平均速度的定义可知，该过程平均速度为0，故B正确； C．笔尖由a→b→a的过程，路程不为零，根据平均速率的定义可知，该过程的平均速率不为0，故C错误； D．笔尖由c→d过程，轨迹为曲线，路程为运动轨迹的长度；而位移为初位置指向末位置的有向线段，所以位移大小小于路程，故D错误。 故选B。 13． 某一时刻/某个时刻 某一位置/某个位置 时间/时间间隔 无穷小位移/极小位移 14． 矢量 运动 切线 15．快慢和方向/方向和快慢 16．大小 17．B 【详解】AB．速度表显示的是汽车的瞬时速度，从速度表可知第末汽车的瞬时速度大小是，A错误，B正确； C．不知道第内汽车的位移，无法计算汽车在第内的平均速度，C错误； D．前内汽车的平均速度，D错误。 故选B。 18．D 【详解】甲牌标注的是当前位置到南通、海门的公路路径长度，是汽车实际行驶轨迹的长度，属于路程；位移是初末位置的直线距离，高速道路并非严格直线，因此该数值不是位移大小。 乙告示牌的数字含义：乙牌是不同车型的限速标志，代表车辆在该路段任意时刻的允许最大行驶速度，属于瞬时速度的大小，并非车辆全程的平均速度要求。 因此甲对应路程、乙对应瞬时速度大小。 故选D。 19．B 【详解】A．学生骑自行车上学的速度对应上学全程的位移与时间的比值，为平均速度，故A错误； B．足球被踢出时的速度对应足球被踢出这一时刻的速度，为瞬时速度，故B正确； C．高速公路区间测速的限速对应车辆在测速区间这段位移内的平均速度上限，为平均速度，故C错误； D．列车从甲站行驶到乙站的速度对应两站间位移与行驶时间的比值，为平均速度，故D错误。 故选B。 20．(1)纸带 (2) 交流 8 0.02s (3) 时间间隔 位移 (4) 相同 电火花 (5)位移大小 21． 约为8V的交变电源 0.02s 0.02s 22．A 【详解】打点计时器电源的频率为50 Hz，则相邻两点之间的时间间隔为0.02s，故A、B两点间的时间间隔为5×0.02s=0.10s。 故选A。 23．B 【详解】A．时间间隔是通过数纸带上的点的间隔个数，结合已知的打点周期推算得到的，不需要通过测量得到，故A错误； B．位移是纸带上两个点之间的距离，可以直接用刻度尺测量得到，不需要计算，故B正确； CD．平均速度、瞬时速度需要用位移除以对应时间，必须经过计算才能得到，故CD错误。 故选B。 24．C 【详解】A．甲图是电磁打点计时器，乙图是电火花打点计时器，故A错误； B．由于打点不清晰，需要把振针调低，振针的形状大小不能忽略不计，不可以看成质点，故B错误； C．根据可知，打点周期取决于电源的频率，数值等于频率的倒数，故C正确； D．乙图中夹了两条纸带，是为了让墨粉纸盘转动，打出点迹出现在下面纸带上，故D错误。 故选C。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $