1.3 速度 导学案-2026-2027学年高一上学期物理粤教版必修第一册
2026-09-15
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摘要:
该高中物理导学案围绕“速度”展开,核心知识点包括速度的概念、平均速度与瞬时速度的区别、速率的分类及速度—时间图像。课堂以交警测速情境导入,通过知识回顾衔接初中位移、路程和速度概念,自主预习引导学生初步构建速度定义、单位等认知,形成学习支架。
特色在于情境化探究与对比辨析,通过“时间间隔缩短”表格数据引导学生用逼近法建立瞬时速度概念,结合v-t图像作图训练培养科学思维。随堂检测联系生活实例,帮助学生深化物理观念,提升科学探究能力。
内容正文:
第3节 速度
导学案
学习目标
1.理解速度的概念,知道速度是矢量,会用v=s/t进行计算,知道速度的单位。
2.理解平均速度,知道平均速度必须对应一段时间(或一段位移),能区分平均速度与平均速率。
3.知道瞬时速度是怎样由平均速度逼近得到的,理解瞬时速度与瞬时速率的关系。
4.会用描点法作出速度—时间图像,能从v-t图像读出速度随时间的变化。
学习重难点
1.平均速度与平均速率的区别。(重点)
2.瞬时速度概念的建立——用越来越小的时间间隔内的平均速度去逼近。(难点)
3.平均速度/平均速率与瞬时速度/瞬时速率两组关系的对照。(难点)
知识回顾
1.上一节学过:位移是从起始位置指向末位置的 有向线段 ,是矢量;路程是物体 运动轨迹 的长度,是标量。只有物体做 单向直线 运动时,位移的大小才等于路程。
2.初中学过:速度等于 路程 与所用时间之比,计算公式是v= s/t 。这样定义的速度只能反映一段路程上的平均快慢,不能说明运动的 方向 。
自主预习
1.速度是反映物体运动 快慢 和方向的物理量,等于 位移 跟发生这段位移所用时间之比,即v= s/t 。
2.在国际单位制中,速度的单位是 米每秒 ,符号是m/s;常用单位还有km/h、cm/s。
3.速度是 矢量 ,既有大小又有方向。
4.由v=s/t求得的速度只表示物体在时间t内的平均快慢程度,称为 平均速度 ;它的方向由 位移 的方向决定。
5.路程与相应时间之比称为 平均速率 。初中定义的速度实际上就是它。
6.时间间隔Δt取得越小,物体在t到t+Δt内的平均速度就越接近物体在时刻t的速度,这个速度叫作 瞬时速度 ;它的大小叫作 瞬时速率 。
课堂探究
一、认识速度
【情境】一名司机因超速被交警拦下。交警说:“您刚才的车速是100 km/h!”司机反驳:“不可能!我才开了7分钟,还不到一个小时,怎么可能走100 km呢?”
交警说的“100 km/h”和司机理解的“100 km/h”,是同一个意思吗?学完本节我们再回来回答。
【思考与讨论】
在直线运动中,比较物体运动快慢有两种办法:
(1)相等时间内比较 位移 的大小。例如平直公路上,甲车2 h行驶80 km,乙车2 h行驶100 km,则 乙 车更快。
(2)相同位移时比较 所用时间 的长短。例如百米赛跑中,甲的成绩是10 s,乙的成绩是12 s,则 甲 更快。
如果两个物体各自在不同的时间内运动不同的位移,就需要一个统一的比较标准,为此引入速度。
1.定义:速度是反映物体运动 快慢 和方向的物理量,等于位移跟发生这段位移所用时间之比。
2.公式:v= s/t 。
3.单位:国际单位是 米每秒 (m/s),常用单位还有 千米每时 (km/h)等。
4.矢量性:速度是 矢量 ,方向就是 位移 的方向。
二、平均速度
1.定义:由v=s/t求得的速度,只表示物体在时间t内的平均快慢程度,称为 平均速度 。
2.矢量性:平均速度也是矢量,方向由 位移 的方向决定,大小表示这段时间内运动的快慢。
3.平均速率: 路程 与相应时间之比。初中物理定义的“速度”,其实是平均 速率 。
4.平均速度描述的是某一段时间内(或某一段位移上)的平均快慢,所以提到平均速度时,必须明确是 哪一段时间内 的平均速度。
【思考与讨论】
甲、乙、丙三个可视为质点的物体同时从点A出发,沿不同的路径同时到达点B,如图所示。
(1)三个物体的位移 相同 ,所用时间 相同 ,所以三者在这个过程中的平均速度 完全相同 。
(2)三条路径的长度 不同 ,所以三者的平均速率 不同 。时间相同时路径越长平均速率越大,所以 甲 的平均速率最大,沿直线运动的 乙 平均速率最小。
(3)由此可见,“平均速率就是平均速度的大小”这种说法是 错误 的,因为平均速度等于 位移 除以时间,平均速率等于 路程 除以时间。
注意:只有物体做单向直线运动时,平均速度的大小才等于平均速率。物体往返一周回到出发点时,位移为零,平均速度为零,但路程不为零,平均速率不为零。
三、瞬时速度
【情境】城市A和城市B之间的距离是300 km,一汽车从A行驶到B所用时间是4 h 10 min,平均速度的大小是20 m/s。但汽车途中有加速、有减速,甚至中途加油停车,这个平均速度并不能反映它在任意时刻的快慢。
【思考与讨论】
一辆汽车在平直公路上运动,如何描述它经过点A时运动的快慢?在AA1之间依次取A2、A3、A4、A5,如图所示,把测量区间一次次缩短,算出各段的平均速度:
时间间隔Δt/s
4.0
2.0
1.0
0.5
0.2
平均速度/(m/s)
25.0
20.0
17.5
16.3
15.5
(1)时间间隔Δt越小,算出的平均速度越接近 15 m/s。这个值就是汽车经过点A时运动的快慢。
(2)当位移足够小、时间间隔也足够小时,可以认为这段时间内汽车做 匀速直线 运动。
1.定义:Δt取得越小,物体在t到t+Δt内的平均速度就越接近物体在时刻t的速度,我们把在时刻t的这个速度叫作 瞬时速度 。
2.矢量性:瞬时速度是矢量,大小反映该时刻运动的 快慢 ,方向就是该时刻的运动方向,即轨迹上该点的 切线 方向。
3.在直线运动中,速度的方向可用 正、负号 表示。通常把瞬时速度简称为 速度 。
4.瞬时速率:瞬时速度的 大小 。汽车上的车速表显示的是 瞬时速率 ,因为它不能显示运动的方向。
5.匀速直线运动是 瞬时速度 保持不变的运动,在这种运动中瞬时速度与平均速度 相等 。
结论总结
把两组关系并排放在一起,这是本节最容易混的地方:
平均量
瞬时量
位移/时间
平均速度(矢量)
瞬时速度(矢量)
路程/时间
平均速率(标量)
瞬时速率(标量)
两者关系
平均速率不是平均速度的大小
瞬时速率就是瞬时速度的大小
注意:平均的一组,速率与速度大小不等(分子一个是路程、一个是位移);瞬时的一组,速率就是速度的大小(时间间隔趋于零时,那一小段的路程与位移大小相等)。
四、速度—时间图像
用纵坐标表示物体运动的 速度 ,用横坐标表示 时间 ,把各时刻的(t, v)描点连线,得到的图像称为速度—时间图像,简称 v-t 图像。
【作图训练】
小汽车甲向右做直线运动,0~4 s内各秒的速度依次为5、10、15、20、25 m/s;小汽车乙向右做直线运动,各秒的速度依次为25、20、15、10、5 m/s。请把两组数据描在下图中并连线。
(1)甲的图像是一条向右 上方 倾斜的直线,说明甲的速度越来越 快 。
(2)乙的图像是一条向右 下方 倾斜的直线,说明乙的速度越来越 慢 。
(3)第2 s末,甲、乙的速度都是 15 m/s。
注意:v-t图像与上一节的s-t图像都不是物体的运动轨迹图。s-t图像的纵坐标是位移,看的是位置变化;v-t图像的纵坐标是速度,看的是快慢变化——两张图长得像,读图前先看清纵坐标是什么。
【回到开头】
交警说的“车速100 km/h”指的是汽车经过测速点那一瞬间的 瞬时速度 ;司机把它当成了一小时内的 平均速度 ,所以才会说“我才开了7分钟,走不了100 km”。
随堂检测
1.深大实验某教师从学校驾车去中科附高,导航如图显示:全程7.0km,历时24分钟,途经光明大道时限速60km/h。下列说法正确的是( )
A.此处“7.0km”是指位移 B.此处“24分钟”是指时刻
C.此处“60km/h”是指瞬时速度的大小 D.导航定位时,汽车不能看成质点
【答案】C
【详解】A.“7.0km”是指路程,故A错误;
B.“24分钟”是指时间间隔,故B错误;
C.限速“60km/h”指当前瞬间瞬时速度的大小,故C正确;
D.汽车的大小和形状对导航定位没有影响,可以看成质点,故D错误。
故选C。
2.大环线江西自驾游路线全程约1800 km,自驾游时间为25天左右。下列说法正确的是( )
A.“1800 km”指的是位移 B.“25天”指的是时刻
C.大环线自驾游全程的平均速度为零 D.研究全程路线的长度时,不能将自驾车视为质点
【答案】C
【详解】A.“1800 km”是运动轨迹的总长度,属于路程,位移是初始位置和末位置间的有向线段,二者概念不同,故A错误;
B.“25天”是自驾游过程对应的时间间隔,时刻指某一瞬时,故B错误;
C.平均速度定义为位移与时间的比值,即,大环线自驾游初末位置重合,位移,因此全程平均速度为零,故C正确;
D.研究全程路线长度时,自驾车的尺寸远小于总路程,其大小形状对研究问题无影响,可将车视为质点,故D错误。
故选C。
3.生活中会接触到许多有关道路交通的知识,如图所示,下列说法正确的是( )
A.图甲:高速公路指示牌上标的“280km”“294km”指的是位移的大小
B.图乙:高速公路指示牌上标的“120”“110”指的是平均速度的大小
C.图丙:汽车时速表上显示的“62km/h”指的是瞬时速度的大小
D.图丁:由图中信息可求出车辆的平均速度的大小
【答案】C
【详解】A.图甲:高速公路指示牌上标的“280km”“294km”指的是路程,故A错误;
B.图乙:高速公路指示牌上标的“120”“110”为限速标志,指的是最大瞬时速度的大小,故B错误;
C.图丙:汽车时速表上显示的“62km/h”为该时刻的速度大小,指的是瞬时速率的大小,故C正确;
D.平均速度等于位移除以时间,图丁中由于不知道位移大小,所以不可以求出车辆的平均速度的大小,故D错误。
故选C。
课堂小结
概念:速度=位移/时间,是矢量;平均速度对应一段时间,瞬时速度对应某一时刻;平均速率=路程/时间,瞬时速率=瞬时速度的大小。
方法:瞬时速度由平均速度逼近得到——把时间间隔取得越来越小,那一小段的平均速度就越来越接近该时刻的速度。
易错:①平均速率不是平均速度的大小,但瞬时速率就是瞬时速度的大小;②往返一周位移为零,平均速度为零而平均速率不为零;③说平均速度必须指明是哪一段时间;④车速表显示的是瞬时速率;⑤平均速度不是速度的平均,前后两段的平均速度不能直接取算术平均。
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第3节 速度
导学案
学习目标
1.理解速度的概念,知道速度是矢量,会用v=s/t进行计算,知道速度的单位。
2.理解平均速度,知道平均速度必须对应一段时间(或一段位移),能区分平均速度与平均速率。
3.知道瞬时速度是怎样由平均速度逼近得到的,理解瞬时速度与瞬时速率的关系。
4.会用描点法作出速度—时间图像,能从v-t图像读出速度随时间的变化。
学习重难点
1.平均速度与平均速率的区别。(重点)
2.瞬时速度概念的建立——用越来越小的时间间隔内的平均速度去逼近。(难点)
3.平均速度/平均速率与瞬时速度/瞬时速率两组关系的对照。(难点)
知识回顾
1.上一节学过:位移是从起始位置指向末位置的 ,是矢量;路程是物体 的长度,是标量。只有物体做 运动时,位移的大小才等于路程。
2.初中学过:速度等于 与所用时间之比,计算公式是v= 。这样定义的速度只能反映一段路程上的平均快慢,不能说明运动的 。
自主预习
1.速度是反映物体运动 和方向的物理量,等于 跟发生这段位移所用时间之比,即v= 。
2.在国际单位制中,速度的单位是 ,符号是m/s;常用单位还有km/h、cm/s。
3.速度是 ,既有大小又有方向。
4.由v=s/t求得的速度只表示物体在时间t内的平均快慢程度,称为 ;它的方向由 的方向决定。
5.路程与相应时间之比称为 。初中定义的速度实际上就是它。
6.时间间隔Δt取得越小,物体在t到t+Δt内的平均速度就越接近物体在时刻t的速度,这个速度叫作 ;它的大小叫作 。
课堂探究
一、认识速度
【情境】一名司机因超速被交警拦下。交警说:“您刚才的车速是100 km/h!”司机反驳:“不可能!我才开了7分钟,还不到一个小时,怎么可能走100 km呢?”
交警说的“100 km/h”和司机理解的“100 km/h”,是同一个意思吗?学完本节我们再回来回答。
【思考与讨论】
在直线运动中,比较物体运动快慢有两种办法:
(1)相等时间内比较 的大小。例如平直公路上,甲车2 h行驶80 km,乙车2 h行驶100 km,则 车更快。
(2)相同位移时比较 的长短。例如百米赛跑中,甲的成绩是10 s,乙的成绩是12 s,则 更快。
如果两个物体各自在不同的时间内运动不同的位移,就需要一个统一的比较标准,为此引入速度。
1.定义:速度是反映物体运动 和方向的物理量,等于位移跟发生这段位移所用时间之比。
2.公式:v= 。
3.单位:国际单位是 (m/s),常用单位还有 (km/h)等。
4.矢量性:速度是 ,方向就是 的方向。
二、平均速度
1.定义:由v=s/t求得的速度,只表示物体在时间t内的平均快慢程度,称为 。
2.矢量性:平均速度也是矢量,方向由 的方向决定,大小表示这段时间内运动的快慢。
3.平均速率: 与相应时间之比。初中物理定义的“速度”,其实是平均 。
4.平均速度描述的是某一段时间内(或某一段位移上)的平均快慢,所以提到平均速度时,必须明确是 的平均速度。
【思考与讨论】
甲、乙、丙三个可视为质点的物体同时从点A出发,沿不同的路径同时到达点B,如图所示。
(1)三个物体的位移 ,所用时间 ,所以三者在这个过程中的平均速度 。
(2)三条路径的长度 ,所以三者的平均速率 。时间相同时路径越长平均速率越大,所以 的平均速率最大,沿直线运动的 平均速率最小。
(3)由此可见,“平均速率就是平均速度的大小”这种说法是 的,因为平均速度等于 除以时间,平均速率等于 除以时间。
注意:只有物体做单向直线运动时,平均速度的大小才等于平均速率。物体往返一周回到出发点时,位移为零,平均速度为零,但路程不为零,平均速率不为零。
三、瞬时速度
【情境】城市A和城市B之间的距离是300 km,一汽车从A行驶到B所用时间是4 h 10 min,平均速度的大小是20 m/s。但汽车途中有加速、有减速,甚至中途加油停车,这个平均速度并不能反映它在任意时刻的快慢。
【思考与讨论】
一辆汽车在平直公路上运动,如何描述它经过点A时运动的快慢?在AA1之间依次取A2、A3、A4、A5,如图所示,把测量区间一次次缩短,算出各段的平均速度:
时间间隔Δt/s
4.0
2.0
1.0
0.5
0.2
平均速度/(m/s)
25.0
20.0
17.5
16.3
15.5
(1)时间间隔Δt越小,算出的平均速度越接近 m/s。这个值就是汽车经过点A时运动的快慢。
(2)当位移足够小、时间间隔也足够小时,可以认为这段时间内汽车做 运动。
1.定义:Δt取得越小,物体在t到t+Δt内的平均速度就越接近物体在时刻t的速度,我们把在时刻t的这个速度叫作 。
2.矢量性:瞬时速度是矢量,大小反映该时刻运动的 ,方向就是该时刻的运动方向,即轨迹上该点的 方向。
3.在直线运动中,速度的方向可用 表示。通常把瞬时速度简称为 。
4.瞬时速率:瞬时速度的 。汽车上的车速表显示的是 ,因为它不能显示运动的方向。
5.匀速直线运动是 保持不变的运动,在这种运动中瞬时速度与平均速度 。
结论总结
把两组关系并排放在一起,这是本节最容易混的地方:
平均量
瞬时量
位移/时间
平均速度(矢量)
瞬时速度(矢量)
路程/时间
平均速率(标量)
瞬时速率(标量)
两者关系
平均速率不是平均速度的大小
瞬时速率就是瞬时速度的大小
注意:平均的一组,速率与速度大小不等(分子一个是路程、一个是位移);瞬时的一组,速率就是速度的大小(时间间隔趋于零时,那一小段的路程与位移大小相等)。
四、速度—时间图像
用纵坐标表示物体运动的 ,用横坐标表示 ,把各时刻的(t, v)描点连线,得到的图像称为速度—时间图像,简称 图像。
【作图训练】
小汽车甲向右做直线运动,0~4 s内各秒的速度依次为5、10、15、20、25 m/s;小汽车乙向右做直线运动,各秒的速度依次为25、20、15、10、5 m/s。请把两组数据描在下图中并连线。
(1)甲的图像是一条向右 倾斜的直线,说明甲的速度越来越 。
(2)乙的图像是一条向右 倾斜的直线,说明乙的速度越来越 。
(3)第2 s末,甲、乙的速度都是 m/s。
注意:v-t图像与上一节的s-t图像都不是物体的运动轨迹图。s-t图像的纵坐标是位移,看的是位置变化;v-t图像的纵坐标是速度,看的是快慢变化——两张图长得像,读图前先看清纵坐标是什么。
【回到开头】
交警说的“车速100 km/h”指的是汽车经过测速点那一瞬间的 ;司机把它当成了一小时内的 ,所以才会说“我才开了7分钟,走不了100 km”。
随堂检测
1.深大实验某教师从学校驾车去中科附高,导航如图显示:全程7.0km,历时24分钟,途经光明大道时限速60km/h。下列说法正确的是( )
A.此处“7.0km”是指位移 B.此处“24分钟”是指时刻
C.此处“60km/h”是指瞬时速度的大小 D.导航定位时,汽车不能看成质点
2.大环线江西自驾游路线全程约1800 km,自驾游时间为25天左右。下列说法正确的是( )
A.“1800 km”指的是位移 B.“25天”指的是时刻
C.大环线自驾游全程的平均速度为零 D.研究全程路线的长度时,不能将自驾车视为质点
3.生活中会接触到许多有关道路交通的知识,如图所示,下列说法正确的是( )
A.图甲:高速公路指示牌上标的“280km”“294km”指的是位移的大小
B.图乙:高速公路指示牌上标的“120”“110”指的是平均速度的大小
C.图丙:汽车时速表上显示的“62km/h”指的是瞬时速度的大小
D.图丁:由图中信息可求出车辆的平均速度的大小
课堂小结
概念:速度=位移/时间,是矢量;平均速度对应一段时间,瞬时速度对应某一时刻;平均速率=路程/时间,瞬时速率=瞬时速度的大小。
方法:瞬时速度由平均速度逼近得到——把时间间隔取得越来越小,那一小段的平均速度就越来越接近该时刻的速度。
易错:①平均速率不是平均速度的大小,但瞬时速率就是瞬时速度的大小;②往返一周位移为零,平均速度为零而平均速率不为零;③说平均速度必须指明是哪一段时间;④车速表显示的是瞬时速率;⑤平均速度不是速度的平均,前后两段的平均速度不能直接取算术平均。
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