位置变化快慢的描述-速度（导学案）原卷版-人教版高中物理必修第一册

第3节位置变化快慢的描述一一速度

学习目标

1.物理观念：能将速度的概念与生活中的相关现象联系起来,能从物理学的视角观察身边的运动现象；

能通过纸带处理，正确辨析平均速度和瞬时速度。

2.科学思维：结合瞬时速度概念的建构，体会研究物理问题的极限方法和抽象思维的方法；理解v-t图像

的含义，能用实验数据描绘v-t图像，能根据图像分析速度随时间的变化特点。

3.科学探究：通过比较平均速度与瞬时速度，了解瞬时速度的测显方法；会使用打点计时器测显物体的

平均速度和瞬时速度，并知道二者的区别和联系。

4.科学态度与责任：知道物理学研究的很多问题就在身边，对自然界有好奇心，具有探索的兴趣;知道物

理学能解决人们生产、生活中的一些问题；培养学生如实记录实验数据，实事求是的科学态度;通过介绍或了

解各种工具的速度，感知科学的价值和应用，培养学生对物理的兴趣。

重点难点

1.掌握速度的物理意义和定义，理解其矢量性(重点)。

2.理解平均速度，能区分平均速度和平均速率并会进行相关计算(重难点)。

3.理解瞬时速度，知道瞬时速度与平均速度的区别与联系，初步体会极限思想在研究物理问题中的应用和

意义(重难点)。

课前预习

【知识回顾】(初中)

一、速度

(1)定义:在物理学中,把物体在一段时间内通过的与通过这段路程所用的之比称为速度。

(2)物理意义:速度是表示物体的物理量。

(3)公式:丫=±，其中s表示/表示,\，表示

t

(4)单位及换算:在国际单位制中，速度的基本单位是______，符号为o在交通运输中速度的单位也

常用，符号为o1m/s=3.6km/ho

二、平均速度

(1)定义:物体运动的一段路程与所用时间的比值

(2)物理意义:用平均速度可以描述运动的物体在•段时间内或一段路程内运动的平均快慢程度。

(3)计算公式:丫=±，公式中的七”是指物体在时间“尸内通过的,是指这段路程所用的.

V即物体在这段时间内(或在这段路程中)的O

【自主预习】(高中)

一、速度

(1)定义：与发生这段位移所用之比。

(2)定义式：v=包。

加

(3)单位：国际单位制单位是米每秒，符号是m/s或nvsL常用单位：千米每时(km/h或kmh').

厘米每秒(cm/s或cms】)等。1m/s=3.6km/h.

(4)物理意义：表示物体运动的。

二、平均速度与瞬时速度

1.平均速度

(1)定义：在变速直线运动中，位移机,加跟发生这段位移所用时间加的比值。

(2)表达式：v=­o

△/

(3)物理意义:地描述物体位置变化的快慢，与物体运动的路径无关。

(4)平均速度是矢量，方向与一段时间2内发生的相同。

2.瞬时速度

(1)定义:物体在(或经过)的速度叫作瞬时速度。

(2)物理意义:地描述物体运动的快慢。

(3)速率:瞬时速度的叫作速率，所以速率是标量，没有方向。

三、测量平均速度和瞬时速度

Ar

1.测量平均速度，根据:v=一

2.测量纸带的瞬时速度

四、速度一时间图像

课堂探究

一、速度

思考与讨论

1.(1)高中对于速度是如何定义的?它和我们初中学的速度的概念有什么不同?

（2）速度是矢量，还是标量?表示速度的单位有哪些?

2.位移是矢量，有方向，速度是位移与时间的比值，速度是什么最？

【例11下列关于速度的说法正确的是（）

A.速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动快

B.速度描述物体的位置变化快慢,速度大表示物体位置变化天

C.速度越大，位置变化越快,位移也就越大

D.*v=—可知，位移越大，则速度越大

【例21（多选）甲、乙两质点在同一直线上做匀速运动，取向右为正方向，甲的速度为2m/s,乙的速度为

-4m/s,则可知（）

A.乙的速度大于中的速度

B.因为+2>-4,所以甲的速度大于乙的速度

C.这里正、负号的物理意义是表示质点的运动方向

D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则l（）s后甲、乙相距60m

二、平均速度与瞬时速度

思考与讨论：

1对于同一个物体，在某一段时间内，运动的快慢也不是每时每刻都一样。我们用公式丫=且计算出的速

Af

度，能否精确地描述物体在任一时刻运动的快慢？

2.平均速度有方向吗?如果有，指向哪个方向？

3.平时生活中除了描述•段时间内的平均速度外,有时候还需要表示物体在某•时刻或经过某•个点的

速度，又该怎么办呢？

4.瞬时速度是什么量?有没有方向?方向表示什么?又如何确定？

5.大家都乘坐过汽车，汽车表盘示数表示的又是什么呢?

6.平均速度和速度的平均值是不是同一个值?它们如何区分？

【例11（多选）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.只有瞬时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6若，当Z充分小时，该式可表示，时刻的瞬时速度

【例21某物体由A点出发做直线运动，前5s向东行驶了30m到达B点,又向东行驶了5s前进了60m

到达。点，在C点停了4s后又向西行驶，经历了6s运动了120m到达A点西侧的D点，如图所示，求：

（1）最后6s内物体的平均速度；

（2）全过程的平均速度；

（3）全过程的平均速率。

【例3】（多选）如图所示,用光电计时装置可以测出气垫导机上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上

的遮光条的宽度为&v=3.0cm,遮光条经过光电门的遮光时间为A/=0.11s,用穿近似代表滑块通过光电门

时的瞬时速度。则下列说法正确的是（）

A.滑块经过光电门位置时的速度大小为0.27m/s

B.滑块经过光电门位置时的速度大小为27m/s

C.为使瞽更接近瞬时速度，可换用宽度更窄的遮光条

D.为使詈更接近瞬时速度，可使滑块的释放点更靠近光电门

三、测量平均速度和瞬时速度

思考与讨论

1.如何通过这些仪器测量物体的运动速度?

2.纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据?

3.通过以上知识的学习,尤其是通过纸带的数据处理，我们可以计算出纸带上某段时间的平均速度,但是,

如何来计算某点的瞬时速度呢？

4.根据下面这条纸带，如何求E点的瞬时速度?有三位同学分别选取了不同的范围来计算，哪个同学计算

出的结果更准确？

【例1】如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz,某次实验中得到的一条纸带，及亳米刻度尺

测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为m/s,在A、D间的平均速度为m/s,B点的

瞬时速度更接近于m/so

四、速度一时间图像

思考与讨论：

1.图像是研究物理问题中经常使用的一种数据处理方式，图像法处理数据直观、方便，我们上一节也学习

了位移一时间图像，请同学们回忆一下，位移一时间图像是如何描绘的？从图像中我们能看到什么有用的信

息？

2.图像是寻找变化规律的好方法，我们也可以用图像来发现物体的速度变化情况。那么怎样用图像来表

示物体运动的速度呢？

【例11如图所示为一个物体沿某一条直线运动的〜图像，至少从以下三个方面分别说明它的速度

是怎样变化的？

（1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度?物体在第2s末的速度大小为多少?

（2）物体的速度大小变化吗?物体是加速运动还是减速运动？

（3）物体运动的方向是否变化?哪个时刻发生变化?第3s末和第5s末的速度是否相同？

【例］2］如图所示，为一物体做直线运动的速度一时间图像，在整个运动过程中，下列说法正确的

是（）

A.AC段和8段的运动方向相反

B.CQ段和。E段的运动方向相反

C.物体在工段做减速运动

D.力4段物体静止

课堂小结：

本节课重点学习/速度，通过举例加深学生对速度的理解。要明确速度是矢量，有方向，并搞清楚速度与

速率和瞬时速度与平均速度的差异和联系。

想当堂检测

1.下列关于速度的说法正确的是（）

A.速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动快

B.速度描述物体的位置变化快慢,速度大表示物体位置变化天

C.速度越大，位置变化越快,位移也就越大

D.由'总可知，位移越大，则速度越大

2.（多选）下面列举的几种速度中，说法正确的是（）

A.某同学百米赛跑的速度是9m/s,指的是平均速度

B.汽车以40km/h的速度通过飞云江大桥，指的是瞬时速度

C.汽车经过路标时的速度是90km/h,指的是平均速度

D•子弹在枪管里的速度是400m/s,指的是平均速度

3.（多选）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.只有瞬时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5噌，当2充分小时，该式可表示I时刻的瞬时速度

4.在“测量纸带的速度”的实验中,得到如图所示的纸带，其中4B、C、。、E、F、G为口数点,相邻两U

数点间的时间间隔为7>1、冷、X3、山、*、X6分别为力仄BC、CD、DE、EF,/G的长度，下列用来计算打

D点时纸带速度的表达式中误差最小的是（）

勺

+%4B.X3+X4

2T

X2+X3+X4+&D争

c.4T

5.一可视为质点的物体沿东西方向的水平线做直线运动，取向东为正方向，其速度一时间图像如图所示,

下列说法正确的是（）

A.8s末,物体的速度为6m/s

B,2-4s内，物体处于静止状态

C6〜7s内，物体速度方向向西，做加速运动

D.1072s内，物体速度方向向东，做加速运动

6.某物体运动的修图像如图所示，下列关于该物体运动的描述正确的是（）

0t

A.该图像就是物体的运动轨迹图像

B.物体做匀速运动

C.物体做来回的往复运动

D.物体向一个方向做直线运动

7.（多选）做直线运动的物体，其v-t图像如图所示，下列判断正确的是（）

A.物体在1s末改变运动方向

B.物体在前3s内运动方向不变

C.物体在3s末运动方向改变

D.物体在2s末和4s末的速度相同

8.某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度’的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示,

图中直尺的单位为cm,点。为纸带上记录到的第一个点，点力、B、C、。、…依次表示点。以后连续打出的

各点,已知打点计时器每隔7=0.02s打一个点。

（fml234567891（）1112）

（OABCQ一户GH\

（1）（3分）纸带的（填“左端”或“右端”）与重锤相连。

（2）（12分尸________cmKoxcm,FH段的平均速度大小为m/s。

（3）（3分）如果当时交变电流的频率＞51Hz,而计算时仍按六50Hz处理，那么速度测量值招（填

“偏大偏小”或“相等”）（已知r=y）＜,

9.（多选）借助运动传感器可以测出物体运动的速度，如图所示,传感器由两个小盒子A、B组成,A盒装有

红外线发射器和超声波发射器，它装在被测小车匕每隔1s可同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲;B

盒固定不动且装有红外线接收器和超声波接收器,B盒收到红外线脉冲时开始计时（红外线速度为3xl（）sm/s,

红外线的传播时间可以忽略不计），收到超声波脉冲时计时停止。在某次测量中,B盒第一次记录的收到红外线

脉冲和超声波脉冲的时间差为0.15s,B盒第二次记录的收到红外线脉冲和超声波脉冲的时间差为0.20s,根据

超声波速度为340m/s,可以判定（）

A.第1次发射脉冲时，小车距B盒的距离为51m

B.第2次发射脉冲时，小车距B盒的距离为68m

C小车运动的平均速度大小为17