1.3 速度 课时作业-2026-2027学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

高中物理（鲁科版）必修第一册　第1章　运动的描述 第3节　速度　课时作业 班级：________　姓名：________　学号：_____　用时：_____分钟　得分：_____ 一、学习目标 1．理解速度的概念和定义式，知道速度是矢量，会进行速度单位的换算。 2．理解平均速度和瞬时速度的含义，体会用极短时间内的平均速度表示瞬时速度的极限思想。 3．知道速率和平均速率，能区分平均速度和平均速率。 4．会用位移—时间（x-t）图像描述物体的运动，知道图像斜率表示速度。 二、知识点梳理 知识点1　速度 1．定义：物体的位移Δx与发生这段位移所用时间Δt之比，叫作速度。 2．定义式：。 3．物理意义：描述物体运动的快慢和运动的方向。 4．单位：国际单位是米每秒，符号m/s或m·s-1；常用单位还有千米每时（km/h），1 m/s=3.6 km/h。 5．矢量性：速度既有大小又有方向，是矢量。速度的方向就是物体运动的方向。 知识点2　平均速度和瞬时速度 1．平均速度：物体在某段时间内的位移与所用时间之比，即。它粗略地描述物体在一段时间（或一段位移）内运动的快慢，方向与这段时间内位移的方向相同。说平均速度时，必须指明是哪段时间或哪段位移内的平均速度。 2．瞬时速度：物体在某一时刻（或经过某一位置）的速度。它精确地描述物体运动的快慢，方向沿运动轨迹在该点的切线方向，即物体在该时刻的运动方向。 3．两者联系：当Δt非常小时，可以看作物体在该时刻的瞬时速度（极限思想）。在匀速直线运动中，各时刻的瞬时速度都相等，平均速度等于瞬时速度。 知识点3　速率与平均速率 1．速率：瞬时速度的大小叫作速率，是标量。汽车速度计显示的是速率。 2．平均速率：物体运动的路程与所用时间之比，即，是标量。 3．注意：由于位移大小一般小于路程，所以平均速度的大小一般小于平均速率，只有在单向直线运动中二者才相等。平均速率不是平均速度的大小。 知识点4　位移—时间图像（x-t图像） 1．图像意义：以时间t为横轴、位置坐标x为纵轴，描述物体位置随时间变化的规律。图像不是物体的运动轨迹。 2．匀速直线运动：x-t图像是一条倾斜的直线，直线的斜率等于物体的速度。斜率越大（绝对值），速度越大；斜率为正，物体沿正方向运动；斜率为负，物体沿负方向运动。 3．静止：x-t图像是一条平行于时间轴的直线。 4．交点：两条x-t图线的交点表示两物体在该时刻处于同一位置，即相遇。 图1　甲匀速正向、乙静止、丙匀速反向 易错警示 ①平均速度等于位移与时间之比，一般不等于速度的平均值。 ②平均速率等于路程与时间之比，一般不等于平均速度的大小。 ③x-t图像描述的是位置随时间的变化，不是物体的运动轨迹；x-t图像只能描述直线运动。 ④速度单位换算：由km/h换算为m/s，除以3.6；由m/s换算为km/h，乘以3.6。 三、典型例题 【例1】某物体沿直线运动，其位移—时间图像如图所示。求： （1）0～2 s、2～4 s、4～7 s内物体的速度； （2）0～7 s内物体的平均速度和平均速率。 【答案】（1）3 m/s，0，-3 m/s；（2）平均速度大小为 m/s，方向沿负方向；平均速率为 m/s 【解析】（1）0～2 s内： m/s=3 m/s；2～4 s内位置不变，物体静止，v2=0；4～7 s内： m/s=-3 m/s，负号表示沿x轴负方向运动。 （2）0～7 s内位移 m=-3 m，平均速度 m/s≈-0.43 m/s，大小为 m/s，方向沿x轴负方向。 路程s=6 m+9 m=15 m，平均速率 m/s≈2.14 m/s。 【方法点拨】x-t图像中，倾斜直线的斜率表示速度；求平均速度用“总位移÷总时间”，求平均速率用“总路程÷总时间”。 【例2】一辆汽车沿平直公路从甲地开往乙地，前一半位移的平均速度为v1=40 km/h，后一半位移的平均速度为v2=60 km/h。求汽车在全程的平均速度。 【答案】48 km/h 【解析】设全程位移为2x，则前一半位移所用时间，后一半位移所用时间。 全程平均速度。 代入数据： km/h=48 km/h。注意：平均速度不等于=50 km/h。 【方法点拨】求平均速度必须紧扣定义式“总位移÷总时间”，不能简单地求速度的算术平均值。 【例3】为测量滑块经过某位置时的速度，在滑块上安装宽度d=0.50 cm的遮光条，滑块经过光电门时，遮光条挡光的时间Δt=0.010 s。（1）求滑块经过光电门时的速度；（2）为了使测量值更接近滑块经过该位置的瞬时速度，遮光条宽度应该宽一些还是窄一些？ 【答案】（1）0.50 m/s；（2）窄一些 【解析】（1）遮光条挡光时间极短，可以用这段时间内的平均速度表示滑块经过光电门的瞬时速度： m/s=0.50 m/s。 （2）遮光条越窄，挡光时间Δt越短，平均速度就越接近该位置的瞬时速度，所以应选窄一些的遮光条。 四、课时作业 【基础巩固】 1．关于速度，下列说法正确的是（　　） A．速度是描述物体位置变化大小的物理量 B．速度是描述物体运动快慢和方向的物理量 C．速度大的物体通过的位移一定大 D．物体的瞬时速度方向总是与位移方向相同 2．下列速度中，指平均速度的是（　　） A．子弹射出枪口时的速度为800 m/s B．汽车速度计某时刻显示60 km/h C．百米运动员冲过终点时的速度为10.2 m/s D．某同学从家步行到学校的速度约为1.2 m/s 3．如图所示为某汽车速度计的指针位置，此时汽车行驶的速度大小为________km/h，合________m/s（保留三位有效数字），速度计显示的是________（填“平均速率”或“瞬时速率”）。 4．在100 m直道赛跑中，某运动员的成绩为10.00 s，他在50 m处的速度为9.6 m/s，冲过终点时的速度为11.0 m/s。则他在全程的平均速度为（　　） A．9.6 m/s B．10.0 m/s C．10.3 m/s D．11.0 m/s 5．某同学在400 m环形跑道上跑完一圈回到起点，用时80 s。他在这一圈中的平均速度大小和平均速率分别为（　　） A．0，5 m/s B．5 m/s，5 m/s C．0，0 D．5 m/s，0 6．（多选）甲、乙、丙三个物体沿同一直线运动，它们的x-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲做匀速直线运动，速度为2 m/s B．乙做匀速直线运动 C．丙的速度为-2 m/s，表示丙沿x轴负方向运动 D．0～5 s内甲、丙的位移相同 7．（多选）关于平均速度和瞬时速度，下列说法正确的是（　　） A．平均速度等于初、末速度的平均值 B．瞬时速度可以精确描述物体在某时刻运动的快慢 C．匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度 D．平均速度的方向就是物体在每一时刻运动的方向 8．某人沿一条直线先向东走了60 m，用时50 s；接着又向西走了20 m，用时30 s。求此人在这80 s内的平均速度和平均速率。 【能力提升】 9．（多选）A、B两物体沿同一直线运动的x-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．A的速度比B的速度大 B．t=4 s时两物体速度相同 C．t=4 s时A追上B D．0～4 s内A、B的位移相同 10．一物体沿直线运动，前位移的速度为v，后位移的速度为2v。则物体在全程的平均速度为（　　） A． B． C． D．2v 11．一物体做直线运动，前一半时间的平均速度为4 m/s，后一半时间的平均速度为6 m/s，则全程的平均速度为________m/s；若改为前一半位移的平均速度为4 m/s，后一半位移的平均速度为6 m/s，则全程的平均速度为________m/s。 12．一列长200 m的火车以恒定速度通过一座长1000 m的大桥，从车头上桥到车尾离开桥共用时60 s。求：（1）火车的速度；（2）火车全部在桥上的时间。 13．一辆汽车以20 m/s的速度沿直线匀速驶向一座山崖，司机鸣笛后经过2 s听到回声。已知声音在空气中的传播速度为340 m/s，求司机鸣笛时汽车与山崖的距离。 【拓展创新】 14．高速公路上常采用“区间测速”：在同一路段上相距一定距离的两点各设一个监测点，测出汽车通过两点的时刻，从而计算汽车在该区间的平均速度。某区间测速路段长33 km，限速120 km/h。一辆汽车通过第一个监测点时速度为110 km/h，通过第二个监测点时速度为100 km/h，通过两监测点所用时间为15 min。 （1）汽车通过两个监测点时的速度是平均速度还是瞬时速度？ （2）该汽车在这一区间是否超速？请通过计算说明。 15．甲、乙两人同时从同一地点出发，沿同一直线跑向同一终点。甲在前一半时间内以速度v1跑，后一半时间内以速度v2跑；乙在前一半路程上以速度v1跑，后一半路程上以速度v2跑（v1≠v2）。谁先到达终点？请说明理由。 五、参考答案及解析 选择题答案速查：1.B　2.D　4.B　5.A　6.AC　7.BC　9.AC　10.A 1．【答案】B 【解析】速度描述物体运动的快慢和方向，即位置变化的快慢，A错误，B正确；位移的大小还与时间有关，速度大的物体位移不一定大，C错误；曲线运动或往返运动中，瞬时速度的方向与位移方向可能不同，D错误。 2．【答案】D 【解析】“射出枪口时”“某时刻”“冲过终点时”都对应某一时刻或某一位置，是瞬时速度；“从家步行到学校”对应一段过程，是平均速度。故选D。 3．【答案】70；19.4；瞬时速率 【解析】由图可读出指针指在60与80之间的中点，示数为70 km/h。 换算：70 km/h= m/s≈19.4 m/s。速度计显示的是汽车在该时刻速度的大小，即瞬时速率。 4．【答案】B 【解析】平均速度等于位移与时间之比，与中途某位置的速度无关： m/s=10.0 m/s。故选B。 5．【答案】A 【解析】跑完一圈回到起点，位移为0，平均速度为0；路程为400 m，平均速率 m/s=5 m/s。故选A。 6．【答案】AC 【解析】甲的图线是倾斜直线，速度 m/s=2 m/s，A正确；乙的图线平行于t轴，位置不变，乙静止，B错误。 丙的速度 m/s=-2 m/s，负号表示沿x轴负方向运动，C正确；0～5 s内甲的位移为10 m，丙的位移为-10 m，二者大小相等、方向相反，位移不同，D错误。 7．【答案】BC 【解析】平均速度由“位移÷时间”定义，一般不等于初、末速度的平均值，A错误；瞬时速度精确描述某时刻运动的快慢，B正确；匀速直线运动中速度处处相同，平均速度等于瞬时速度，C正确；平均速度的方向与位移方向相同，不一定是每一时刻的运动方向，D错误。 8．【答案】平均速度0.5 m/s，方向向东；平均速率1 m/s 【解析】取向东为正方向，总位移 m=40 m，平均速度 m/s=0.5 m/s，方向向东。 总路程s=60 m+20 m=80 m，平均速率 m/s=1 m/s。可见平均速率大于平均速度的大小。 9．【答案】AC 【解析】由图可知 m/s=5 m/s， m/s=2.5 m/s，A的速度大，A正确，B错误。 t=0时B在A前方10 m处，t=4 s时两图线相交，两物体位于同一位置，A追上B，C正确；0～4 s内A的位移为20 m，B的位移为10 m，D错误。 10．【答案】A 【解析】设全程位移为3x，前x所用时间，后2x所用时间。 全程平均速度。故选A。 11．【答案】5；4.8 【解析】前后各一半时间：设总时间为2t，总位移，=5 m/s。 前后各一半位移： m/s=4.8 m/s。 12．【答案】（1）20 m/s；（2）40 s 【解析】（1）从车头上桥到车尾离桥，火车通过的位移等于桥长加车长：x1=1000 m+200 m=1200 m， m/s=20 m/s。 （2）火车全部在桥上，是指从车尾上桥到车头离桥，位移x2=1000 m-200 m=800 m， s=40 s。 13．【答案】360 m 【解析】设鸣笛时汽车到山崖的距离为L。2 s内汽车行驶的距离 m=40 m，声音传播的距离 m=680 m。 声音从汽车传到山崖再返回与汽车相遇，有，即 m=360 m。 14．【答案】（1）瞬时速度；（2）超速 【解析】（1）“通过监测点时”的速度对应某一位置，是瞬时速度。 （2）汽车在区间内的平均速度15 min= h=0.25 h， km/h=132 km/h>120 km/h，所以汽车在该区间超速。 可见，即使汽车经过两个监测点时都没有超速，区间测速仍能发现其在途中超速的行为。 15．【答案】甲先到达终点 【解析】甲的平均速度；乙的平均速度。 作差：。 因为v1≠v2，所以，即甲的平均速度大。两人位移相同，甲用时短，甲先到达终点。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $