2025-2026学年高一物理（人教版2019）导学案必修一学习讲义04第一章3-第1课时速度

3．位置变化快慢的描述——速度第1课时速度[学习目标]1．理解速度的概念，知道速度的方向即物体的运动方向。2．能区分平均速度和瞬时速度，并能进行相应的计算。3．知道速度和速率的区别与联系，能在生活中正确使用速度和速率。4．理解速度—时间图像，能从vt图像中分析速度及其变化。速度1．物理意义：表示物体运动__________的物理量。2．定义：__________与发生这段位移所用__________之比。3．定义式：v＝Δx4．单位：在国际单位制中，速度的单位是__________，符号是m/s或m·s1。常用单位还有千米每时(km/h或km·h1)、厘米每秒(cm/s或cm·s1)等。注意：(1)1m/s＝__________km/h。(2)1m/s＝__________cm/s。5．矢量性：速度是__________，方向与时间Δt内的位移Δx的方向__________。【思考讨论】阅读表格，完成相关问题。初位置/m经过时间/s末位置/m位移/m人在平直道路上跑步01050自行车沿平直道路行驶01080汽车沿平直道路行驶0580问题1将位移分别填入表中。问题2人、自行车、汽车，谁的位置变化快？为什么？【知识归纳】1．对速度的理解(1)公式：v＝ΔxΔt(2)v＝ΔxΔt不表示v与Δx2．三点注意(1)速度既有大小，又有方向，是矢量，方向与Δx的方向相同。(2)在一维坐标系中，速度方向可用带正、负号的数值表示，正号表示与规定的正方向相同，负号表示与规定的正方向相反。(3)比较两个物体的速度是否相同时，既要比较速度的大小是否相等，又要看速度的方向是否相同。【典例1】(对速度的理解)下列关于速度的说法正确的是()A．由v＝ΔxΔt知，v与ΔxB．速度大小不变的运动是匀速直线运动C．v＝ΔxD．速度的方向与对应时间内物体位移的方向一致[听课记录]【典例2】(速度的方向)(多选)下列关于速度方向的说法正确的是()A．速度方向和对应时间内的位移方向相同B．位移的方向和速度的方向一定不同C．匀速直线运动的速度方向是不变的D．匀速直线运动的速度方向是可以改变的[听课记录]平均速度和瞬时速度【链接教材】如图所示的汽车速度计显示的是瞬时速度的大小，我们简称为速率，那么平均速度的大小能简称为平均速率吗？【知识梳理】1．平均速度(1)定义：位移Δx跟发生这段位移__________的比值。(2)公式：v＝Δx(3)物理意义：__________地描述物体运动的快慢。(4)矢量性：平均速度是矢量，其方向与物体的__________方向相同。2．瞬时速度(1)物理意义：描述物体在__________运动的快慢及方向。(2)速率：瞬时速度的__________。(3)矢量性：瞬时速度是矢量，其方向与物体的__________方向相同。3．匀速直线运动：指__________保持不变的运动。【思考讨论】一辆汽车沿直线行驶，从出发地到目的地用时2.0h，行程120km，所以它的速度为60km/h。某时刻，它的速度计显示为35km/h。问题1上面提到的两个速度为什么会不同？有什么区别？问题2测量瞬时速度的思路是什么？问题3能准确测量瞬时速度吗？【知识归纳】1．平均速度和瞬时速度的区别与联系平均速度瞬时速度区别对应关系与某一过程中的一段位移或一段时间对应与运动过程中的某一时刻或某一位置对应物理意义粗略描述物体在一段位移或一段时间内的运动快慢和方向精确描述物体在某一位置或某一时刻运动的快慢和方向矢量性与对应时间内物体的位移方向相同与物体所在位置的运动方向相同联系(1)在公式v＝ΔxΔt中，当Δt(2)在匀速直线运动中，各点的瞬时速度都相等，所以任意一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度2．平均速度和瞬时速度的三点说明(1)平均速度必须指明是哪段时间或哪段位移内的平均速度。(2)平均速度≠速度的平均值，速度的平均值为v1(3)平均速率≠平均速度的大小，平均速率＝路程时间【典例3】(源自鲁科版教材改编)(平均速度和瞬时速度的辨析)关于速度，下列说法正确的是()A．汽车速度计上显示70km/h，指的是汽车一段行程中的平均速度B．某高速公路上的限速为120km/h，指的是平均速度C．子弹以900m/s的速度从枪口射出，指的是瞬时速度D．火车从杭州到北京的速度约为120km/h，指的是瞬时速度[听课记录]【典例4】(平均速度的计算)一质点做变速直线运动。(1)若前t3内的平均速度为6m/s，后2t3时间内的平均速度为9m/s，求这段时间(2)若质点前一半位移的平均速度为3m/s，后一半位移的平均速度为6m/s，求这段位移的平均速度大小。[听课记录]【典例5】(平均速度与平均速率的计算)如图所示为某同学下课后到食堂吃饭的路线图，他从教室先到水房打了一壶水，然后再到食堂吃饭。他从教室到水房的时间为100s，打水的时间为60s，从水房到食堂的时间为40s。若教室到水房的距离为100m，水房到食堂的距离为40m，求：(1)整个过程该同学从教室到食堂的平均速度；(2)整个过程该同学从教室到食堂的平均速率。[听课记录]速度—时间图像的理解及初步应用1．速度—时间图像(vt图像)以__________为横轴，以__________为纵轴，建立直角坐标系，根据测量数据在坐标系中描点，然后用__________把这些点连接起来，即得到物体运动的vt图像。2．vt图像的意义vt图像非常直观地反映了__________随时间变化的情况。【思考讨论】物体运动的速度随时间变化的情况可以用图像来直观表示，图甲、乙为两个质点运动的速度—时间图像。问题1甲、乙质点分别做什么运动？问题2甲、乙质点的初速度分别为多少？问题3甲、乙两质点运动的方向相同吗？【知识归纳】1．vt图像信息(1)能看出物体在每一时刻对应的瞬时速度。瞬时速度为正，说明物体沿选定的正方向运动，如图中的1、4、5图线；瞬时速度为负，说明物体沿与选定正方向的相反方向运动，如图中的2、3图线。(2)判断物体的运动性质。若图线平行于t轴，则表示物体做匀速直线运动，如图中所示的1、2图线；若图线不平行于t轴，则表示物体做变速运动，图线5对应的物体做减速运动，图线3、4对应的物体做加速运动。(3)截距：纵轴截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻。(4)图线交点：两条图线相交，交点表示两物体在该时刻的瞬时速度相同。2．vt图像的两点说明(1)可以从vt图像上直接判断速度的方向。图像位于t轴上方，表示物体向正方向运动；图像位于t轴下方，表示物体向负方向运动。(2)vt图像只能表示直线运动，速度有正、负两个方向。【典例6】(源自教科版教材)(vt图像信息应用)四幅图是不同物体做直线运动的vt图像，回答下面的问题：(1)图(a)所示的物体速度是多大？它5s内的位移是多大？(2)图(b)中物体的初速度是多少？速度的最小值是多少？它出现在哪个时刻？(3)图(c)中物体的速度在前3s和第二个3s两个时间段内，哪一个的速度变化量较大？(4)图(d)中物体的初速度是多少？哪个时刻物体的速度是初速度的一半？[听课记录]【典例7】(多选)如图所示为一物体做直线运动的速度—时间图像，在整个运动过程中，下列说法正确的是()A．BC段和CD段物体的运动方向相反B．CD段和DE段物体的运动方向相反C．物体在D点速度为0，此后运动方向改变D．AB段物体静止[听课记录]1．关于速度，下列说法正确的是()A．速度是描述物体运动快慢及运动方向的物理量，速度大表示物体运动得快B．平均速度只能粗略描述一段物体的运动，而瞬时速度可以精确描述物体的运动；平均速度是矢量，瞬时速度是标量C．速度越大，位置变化越快，位移也就越大D．平均速度的大小是平均速率2．以往公路上用单点测速仪测车速，个别司机由于熟知测速点的位置，在通过测速点时通过刹车以降低车速来逃避处罚，但这样很容易造成追尾事故，所以有些地方已开始采用区间测速，下列说法正确的是()A．区间测速测的是车的瞬时速率B．区间测速测的是车的平均速率C．图中限速值70km/h指的是平均速度D．图中是指车在任何时候瞬时速率都不能超过图中数值3．(多选)一质点沿一边长为2m的正方形轨道运动，每秒钟匀速移动1m，初始位置在bc边上的中点A，由A向c运动，如图所示，A、B、C、D分别是bc、cd、da、ab边的中点，则下列说法正确的是()A．第2s末的瞬时速度大小为1m/sB．前2s内的平均速度大小为22C．前4s内的平均速度大小为0.5m/sD．前2s内的平均速度大小为2m/s回归本节知识，完成以下问题：1．怎样比较物体运动的快慢？2．平均速度和瞬时速度有何区别与联系？3．vt图像能直观地描述物体的速度变化情况，你能在如图所示的图像中获取哪些信息？3．位置变化快慢的描述——速度第1课时速度[探究重构·关键能力达成]知识点一挖掘教材·梳理要点知识梳理1．快慢2．位移时间4．米每秒3.61005．矢量相同互动探究·深化提升思考讨论问题1提示：50，80，80。问题2提示：汽车位置变化快，单位时间内汽车的位移大。典例1D[v是用比值定义法定义的物理量，v与Δx、Δt无关，A错误；匀速直线运动是速度的大小和方向都不变的运动，B错误；v＝ΔxΔt适用于任何运动，C错误；由v＝Δ典例2AC[速度的方向与对应时间内位移的方向相同，A项正确，B项错误；匀速直线运动中速度的大小和方向都不变，C项正确，D项错误。]知识点二挖掘教材·梳理要点链接教材提示：不能。知识梳理1．(1)所用时间Δt(3)粗略(4)位移2．(1)某时刻(2)大小(3)运动3．瞬时速度互动探究·深化提升思考讨论问题1提示：60km/h是行驶全程的平均速度，35km/h是相应时刻的瞬时速度。问题2提示：测量速度的依据是v＝Δx问题3提示：不能。典例3C[汽车速度计上显示的速度是指汽车在某一时刻或者某一位置的速度大小，即为瞬时速度的大小，故A错误；某高速公路上的限速指的是限制的瞬时速度，故B错误；子弹射出枪口的速度，与枪口这一位置相对应，所以是瞬时速度，故C正确；火车从杭州到北京的速度与过程相对应，所以是平均速率，故D错误。]典例4解析：(1)v＝x1＋x2t＝6×t(2)v'＝xt1＋t2＝xx23＋答案：(1)8m/s(2)4m/s典例5解析：(1)从教室到食堂的位移大小为x＝x1－x2＝100m－40m＝60m时间为t＝100s＋60s＋40s＝200s所以平均速度大小为v＝xt＝0.3m/s(2)整个过程该同学从教室到食堂的路程为s＝x1＋x2＝100m＋40m＝140m时间为t＝100s＋60s＋40s＝200s平均速率v'＝st＝0.7m/s答案：(1)大小为0.3m/s，方向由教室指向食堂(2)0.7m/s知识点三挖掘教材·梳理要点1．时间t速度v平滑的曲线2．速度互动探究·深化提升思考讨论问题1提示：甲质点做加速运动；乙质点做减速运动。问题2提示：1m/s；3m/s。问题3提示：相同。典例6解析：(1)题图(a)所示的物体做匀速直线运动，速度是10m/s，它5s内的位移是50m。(2)题图(b)中物体的初速度是8m/s，速度的最小值是2m/s，它出现在t＝4s的时刻。(3)题图(c)中物体的速度在前3s速度变化量为4m/s，在第二个3s内速度的变化量为8m/s，则在第二个3s内的速度变化量较大。(4)题图(d)中物体的初速度是30cm/s，t＝3.5s时刻物体的速度是初速度的一半。答案：见解析典例7BC[物体在0~20s内的速度均为正值，