第1章 第3节 速度(Word讲义)-【满分思维】2026-2027学年高中物理必修第一册学生用书（鲁科版）

第3节　速度 学习任务一　平均速度 [科学探究] 自行车在平直公路上30 min内行驶了8 km,运动员在百米比赛中的成绩为10 s,自行车和运动员哪个快?       [教材链接] 阅读教材,完成下列填空: (1)定义:物体运动的位移与　　　　　　之比,称为这段位移(这段时间)内的平均速度.  (2)公式:　　　　.  (3)单位:国际单位是　　　　　,符号是　　　　,常用单位有km/h、cm/s等,1 m/s=　　　　km/h.  (4)方向:平均速度是　　　量,其方向与　　　　的方向相同.  (5)物理意义:大致描述一段时间内物体运动的快慢和方向. 【辨别明理】 (1)平均速度即为速度的平均值. (　) (2)物体的平均速度为零,则物体一定处于静止状态. (　) 例1 [2024·龙岩一中高一期中] 一无人机从地面由静止起飞沿竖直方向上升,经过10 s到达40 m高处后悬停了5 s,之后沿水平方向运动了5 s,水平位移为30 m.则运动的全过程中无人机的路程为　　　　 m,位移的大小为　　　　 m,平均速度大小为　　　　 m/s.  例2 [2024·南平一中高一月考] 一个人骑自行车沿平直的公路行驶,第1 s内通过的位移是2 m,第2 s内通过的位移是3 m,第3 s内通过的位移是4 m.求: (1)前2 s内的平均速度是多少? (2)3 s内的平均速度是多少? (3)后2 s内的平均速度是多少? 学习任务二　瞬时速度 [科学思维] 瞬时速度的推导 (1)求经过某个位置时的瞬时速度:在该位置附近取一段很短的位移Δs,测出经过这段位移的时间Δt,即可求出这段位移内的平均速度=,当位移趋近无限小的时候,对应某一位置,此时求出来的平均速度即为该位置的瞬时速度. (2)求某个时刻的瞬时速度:在该时刻附近取一段很短的时间Δt,测出这段时间内走过的位移Δs,即可求出这段时间内的平均速度=,当时间趋近无限小的时候,对应某一时刻,此时求出来的平均速度即为该时刻的瞬时速度. 可见,瞬时速度是由极限法来定义的. [教材链接] 阅读教材,完成下列填空: (1)瞬时速度 ①定义:物体在某　　　　(时刻)时的速度.  ②方向:瞬时速度为　　　量,瞬时速度的方向与物体的　　　　方向相同.  ③物理意义: 准确描述物体在某　　　　(时刻)运动的快慢.  (2)瞬时速率:瞬时速度的大小,简称速率.瞬时速率为标量. 【辨别明理】 (1)物体的瞬时速度越大,则平均速度越大. (　) (2)只有瞬时速度才可以精确描述变速运动. (　) (3)瞬时速度的方向与运动的方向相同. (　) (4)时间越短,平均速度越接近某点的瞬时速度. (　) 例3 (多选)[2024·龙海一中高一期中] 关于平均速度和瞬时速度,下列说法正确的是 (　) A.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度 B.只有平均速度可以精确描述运动的快慢 C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述运动的快慢 D.平均速度=,当 Δt足够小时,该式可表示这一时刻的瞬时速度 [反思感悟] 　   例4 (多选)在学校举行的秋季运动会20×60 m迎面接力项目比赛的最后一棒中,高一1班王同学与高一2班李同学并排站立,他们同时接到队友的接力棒(不计两位同学的反应时间),接到棒后,他们立即起步,用频闪照相机记录下他们在60 m内的运动情况如图所示.下列分析正确的是 (　) A.全程王同学所用的时间大于李同学所用的时间 B.撞线时王同学的瞬时速度一定大于李同学的瞬时速度 C.全程王同学的平均速度小于李同学的平均速度 D.撞线时王同学的瞬时速度一定小于李同学的瞬时速度 [反思感悟] 　   【要点总结】 平均速度 瞬时速度 区别 物理 意义 反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,与一段位移或一段时间相对应 描述物体瞬时运动的快慢及方向,与某一时刻、某一位置相对应 大小 由公式=求出(习惯上平均速度用表示) 根据v=(在t~t+Δt内,且Δt极小)近似得到t时刻的速度 方向 与该段过程的位移方向相同,与运动方向不一定相同 与物体运动的方向相同 联系 (1)瞬时速度总为零时,平均速度一定为零;平均速度为零时,瞬时速度不一定为零 (2)当位移足够小或时间足够短时,可以认为平均速度就等于瞬时速度 (3)在匀速直线运动中,平均速度和瞬时速度相等 学习任务三　平均速度与平均速率 [教材链接] 阅读教材,完成下列填空: 平均速率:物体运动的　　　　与　　　　　　　之比,平均速率为　　　　量.  特别提醒:日常生活说到的“速度”,有时指平均速度或瞬时速度,有时指平均速率或瞬时速率,具体含义需根据具体情景判断. 例5 升降电梯从30米的高度下降到地面,载入乘客后,又升到距离地面10米的高度,整个过程用时20秒,则电梯的平均速度为　　　　 m/s,平均速率为　　　　 m/s.  变式1 (多选)如图所示,运动员在某个弯道从A运动到B的实际轨迹长为60 m,A到B的直线距离为50 m,用时10 s.下列说法正确的是　 (　) A.A到B过程中运动员的位移为60 m B.A到B过程中运动员的平均速率为6 m/s C.A到B过程中运动员的平均速度大小为5 m/s D.A到B过程中运动员的平均速度大小为6 m/s 【要点总结】 平均速度与平均速率的区别和联系 平均速度 平均速率 区别 定义 平均速度= 平均速率= 标矢性 矢量 标量 物理 意义 粗略描述物体位置变化的快慢 粗略描述物体运动的快慢 联系 都对应某段位移(或路程、时间),是过程量 都是描述物体运动快慢的物理量 单位相同,国际单位是m/s 计算公式都可以写成=的形式,但s的意义不同(表示平均速度时,s指位移;表示平均速率时,s指路程) 在单向直线运动中,平均速度的大小等于平均速率 学习任务四　用位移—时间图像(s⁃t图像)求速度 [科学思维] 1.通过位移—时间图像(s⁃t图像)能读出s、t的信息.如果是匀速直线运动,则s⁃t图像是一条直线;如果是变速直线运动,则s⁃t图像是一条曲线. 2.斜率的意义:s⁃t图像的斜率表示速度.图像平行于横轴时,斜率为零,表示物体静止,如图线①;图像斜率为正值,表示物体沿与规定的正方向相同的方向运动,如图线②;图像斜率为负值,表示物体沿与规定的正方向相反的方向运动,如图线③;图像斜率的绝对值(倾斜程度)越来越大,表示物体的速度越来越大,如图线④. 斜率k的绝对值表示速度的大小: (1)直线越“陡峭”→k越大→v越大→运动越快; (2)直线越“平缓”→k越小→v越小→运动越慢 例6 [2024·福州一中高一月考] 如图所示,A、B、C是三个物体同时同地开始运动的位移—时间图像,在时间t0内,下列说法正确的是 (　) A.A、C两个物体做的都是曲线运动 B.B物体的路程比C物体的路程长 C.A、B、C三个物体平均速度不相等 D.B物体做匀速运动,C物体做加速运动 [反思感悟] 　   变式2 [2024·古田一中高一月考] 甲、乙两辆车同时沿同一平直公路做直线运动,它们运动的位置s随时间t变化的图像如图所示,下列说法正确的是 (　) A.第2 s末甲、乙相遇 B.4 s内甲、乙位移相同 C.第2 s末甲的速度比乙的速度大 D.第4 s末甲、乙速度相同 素养提升 光电计时器测瞬时速度——极限思维的应用 光电计时器测瞬时速度的基本原理是利用遮光板通过光电门很短的时间内的平均速度近似等于瞬时速度.如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为t1,通过第二个光电门的时间为t2,已知遮光板的宽度为d,可以求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门的速度大小分别为v1=和v2=. 示例　光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来.图乙中MN是水平桌面,Q是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,长木板顶端P点悬有一重锤,实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3 s.用仪器测量出滑块的宽度为d=1.20 cm. 　 (1)滑块通过光电门1时的速度v1=　　　m/s,滑块通过光电门2时的速度v2=　　　　m/s.(结果均保留两位有效数字) (2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是近似值,它们实质上是通过光电门1和2的　　　　　　.要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将滑块的宽度　　　　(选填“减小”或“增大”)一些. 变式3 (多选)如图所示,在气垫导轨上安装有两个光电门A、B,A、B间距离为L=30 cm.为了研究滑块的运动情况,在滑块上安装了一宽度为d=1 cm的遮光条.现让滑块依次通过光电门A、B,并记录了遮光条通过两光电门A、B的时间分别为0.010 s、0.005 s,滑块从光电门A到电光门B的时间为0.200 s,则下列说法正确的是 (　) A.滑块经过A时的速度为1 m/s B.滑块经过B时的速度为2 cm/s C.滑块在A、B间的平均速度为1.5 m/s D.滑块在A、B间的平均速度为3 m/s 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(对速度的理解)下列关于速度的说法,正确的是 (　) A.速度是描述物体位置变化的物理量 B.速度大小不变的运动是匀速直线运动 C.v1=2 m/s、v2=-3 m/s,因为2>-3,所以v1>v2 D.瞬时速度的方向与物体运动的方向一致 2.(平均速度和瞬时速度)(多选)王老师从家开车到学校,要先向东行驶4000 m,然后再向北行驶6000 m,最后再向东行驶4000 m,才能到达学校,所用时间为20 min.如图所示,整个过程位移为10 km,路程为14 km,某时刻车上的速度计显示为35 km/h.下列说法中正确的是 (　) A.王老师从家到学校的平均速度为30 km/h B.王老师从家到学校的平均速度为42 km/h C.速度计显示的速度是平均速度 D.速度计显示的速度是瞬时速度 3.(由s⁃t图像求速度)如图所示是a、b两物体运动的位移—时间图像,关于瞬时速度、速率、平均速率、平均速度,下列说法正确的是 (　) A.瞬时速度是矢量,平均速率是指平均速度的大小,是标量 B.图中a物体在t1~t2内的平均速率大于平均速度的大小 C.图中b物体在t1~t2内的平均速率大于平均速度的大小 D.图中a、b两物体在t1~t2内的平均速率相等 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节　速度 [科学探究] 通过比较两物体单位时间内的位移,可比较两物体运动的快慢.自行车:==≈4.4 m/s;运动员:==10 m/s,所以运动员快. [教材链接] (1)所用时间　(2)=　(3)米每秒　m/s或m·s-1　3.6　(4)矢　位移s　 【辨别明理】 (1)× 　(2)× 例1　70　50　 2.5 [解析] 全过程无人机的路程为l=40 m+30 m=70 m;全过程位移大小为s= m=50 m;平均速度大小为v== m/s=2.5 m/s. 例2　(1)2.5 m/s　(2)3 m/s　(3)3.5 m/s [解析] (1)前2 s内的平均速度为 == m/s=2.5 m/s (2)3 s内的平均速度为 == m/s=3 m/s (3)后2 s内的平均速度为 == m/s=3.5 m/s [教材链接] (1)①位置　②矢　运动　③位置 【辨别明理】 (1)×　(2)√　(3)√　(4)√ 例3　AD　[解析] 匀速直线运动任意时刻速度都相等,平均速度等于瞬时速度,故A正确;瞬时速度对应某一时刻或某一位置的速度,可以精确描述运动的快慢,平均速度只能粗略地描述运动的快慢,故B、C错误;平均速度=,当 Δt足够小时, Δt可认为是一个时间点,此时平均速度可代表这一时刻的瞬时速度,故D正确. 例4　AC　[解析] 频闪照相机闪光间隔的时间相同,由图可知,李同学先到终点,所用时间较短,而两人位移相同,根据=可知,全程王同学的平均速度小于李同学的平均速度,A、C正确;根据题意,无法比较撞线时王同学的瞬时速度和李同学的瞬时速度大小,B、D错误. [教材链接] 路程　所经历时间　标 例5　1　2 [解析] 取向下为正方向,位移指初位置到末位置的有向线段,根据题意可知,整个过程电梯的位移为s=30 m-10 m=20 m,则电梯的平均速度为== m/s=1 m/s,路程为物体运动轨迹的长度,根据题意可知,整个过程电梯的路程为l=30 m+10 m=40 m,则电梯的平均速率为v== m/s=2 m/s. 变式1　BC　[解析] 根据题意可知,A到B过程中运动员的位移为50 m,故A错误;A到B过程中运动员的平均速率等于v== m/s=6 m/s,故B正确;根据平均速度的定义可知,A到B过程中运动员的平均速度大小为== m/s=5 m/s,故C正确,D错误. 例6　D　[解析] 位移—时间图像描述的是直线运动,故A错误;B、C做单向直线运动,路程相同,故B错误;根据=可知,三个物体位移相同,经历时间也相同,故平均速度相同,故C错误;图像斜率表示速度,B物体的图像斜率不变,则B物体做匀速直线运动,而C物体的图像斜率变大,速度变大,则C物体做加速运动,故D正确. 变式2　C　[解析] 由图像可知,第2 s末甲、乙两物体没有到达同一位置,则此时没有相遇,选项A错误;4 s内甲的位移为40 m,乙的位移为20 m,则位移不相同,选项B错误;图像的斜率表示速度,则第2 s末甲的速度比乙的速度大,选项C正确;图像的斜率表示速度,则第4 s末甲、乙速度不相同,选项D错误. 素养提升 示例　(1)1.2　3.0　(2)平均速度　减小 [解析] (1)滑块通过光电门1时的速度v1== m/s=1.2 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2== m/s=3.0 m/s. (2)瞬时速度v1和v2是通过平均速度近似计算得来的,要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将滑块的宽度减小些. 变式3　AC　[解析] 滑块经过A时的速度vA== m/s=1 m/s,A正确;滑块经过B时的速度vB== m/s=2 m/s,B错误;滑块在A、B间的平均速度为== m/s=1.5 m/s,C正确,D错误. 随堂巩固 1.D　[解析] 速度是描述物体位置变化快慢的物理量,A错误;匀速直线运动是速度的大小、方向都不变的运动,B错误;速度是矢量,正、负号表示方向,绝对值表示大小,C错误;瞬时速度的方向与物体运动的方向一致,D正确. 2.AD　[解析] 平均速度应为位移与所用时间之比,为== km/h=30 km/h,选项A正确,B错误;35 km/h是某一时刻的瞬时速度,反映了汽车在某一瞬间运动的快慢,选项C错误,D正确. 3.C　[解析] 瞬时速度是矢量,平均速率是路程与时间之比,是标量,平均速度是位移与时间之比,是矢量,只有当物体做单向直线运动时,平均速度的大小才等于平均速率,故A错误;由图可知,a物体做单向直线运动,所以a物体在t1~t2内的平均速率等于平均速度的大小,故B错误;由图可知b物体做了往返运动,所以b物体在t1~t2内的路程大于其位移的大小,所以平均速率将大于平均速度的大小,故C正确;由图可知,在t1~t2内,a物体一直沿负方向运动,b物体先沿负方向运动,后沿正方向运动,b物体的路程大于a物体的路程,所以两物体的平均速率不相等,故D错误. 学科网（北京）股份有限公司 $