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人教版 物理必修第一册
第一章 第3节 教学设计
第3节 位置变化快慢的描述——速度
第1课时　速度
目录
一、学习任务
二、新知探究
（一）梳理要点
（二）启发思考
（三）深化提升
三、课堂小结
第3节 位置变化快慢的描述——速度
第1课时　速度
一、学习任务
1．理解速度的概念，知道速度的方向即物体的运动方向。
2．能区别平均速度和瞬时速度，并能进行相应的计算。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。
3．理解速度—时间图像，能从v-t图像中分析速度及其变化。
二、新知探究
知识点一：速度
（一）梳理要点
1．物理意义：表示物体运动快慢的物理量。
2．定义：位移与发生这段位移所用时间之比。
3．定义式：v＝。
4．单位：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或m·s-1。常用单位还有千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。
注意：(1)1 m/s＝3.6 km/h；(2)1 m/s＝100 cm/s。
5．矢量性：速度是矢量，方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。
（二）启发思考
小明、小红和小兵由家到学校选择了三条不同的路径，所用时间如图所示。三人同时出发。
问题1　小明、小红和小兵在运动过程中哪个物理量是相同的？谁更“快”到达学校？
提示：位移；小红。
问题2　对于问题1中的这个“快”是怎么比较的？可以用哪个物理量来表示？
提示：通过相同的位移，小红所用的时间少；平均速度。
问题3　能说小红在任何时刻的速度都大于小明和小兵的速度吗？
提示：不能。
问题4　比较两个速度是否相同时，为什么既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同？
提示：因为速度是矢量。
（三）深化提升
1．对定义式v＝的理解
(1)公式v＝中的Δx是物体运动的位移，不是路程。
(2)v＝是速度的定义式，不是决定式，不能认为v与位移成正比、与时间成反比。
2．速度是矢量
(1)速度既有大小，又有方向，是矢量。瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向
(2)比较两个速度是否相同时，既要比较其大小是否相等，又要比较其方向是否相同
3．路程与速度的关系
(1)物体在某一阶段的路程为零时，速度一定为零。
(2)物体在某一阶段的路程不为零时，由于位移可能为零，也可能不为零，所以物体的速度可能为零，也可能不为零。
知识点二：平均速度和瞬时速度
（一）梳理要点
1．平均速度
(1)定义：在变速直线运动中，位移Δx跟发生这段位移所用时间Δt的比值。
(2)公式：＝。
(3)物理意义：粗略地描述物体运动的快慢。
(4)矢量性：平均速度是矢量，其方向与物体的位移方向相同。
2．瞬时速度
(1)物理意义：描述物体在某时刻运动的快慢及方向。
(2)速率：瞬时速度的大小。
(3)矢量性：瞬时速度是矢量，其方向与物体的运动方向相同。
3．匀速直线运动：指瞬时速度保持不变的运动。
4．测量纸带的平均速度和瞬时速度
(1)根据纸带计算平均速度，如图所示是打点计时器打出的一条纸带示意图。测出D、G间的位移Δx和所用时间Δt，利用v＝计算平均速度。
(2)测量瞬时速度：纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示，即根据v＝，当Δt较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。如图所示，E点的瞬时速度可用DF段的平均速度代表，即vE＝。
（二）启发思考
一辆汽车沿直线行驶，从出发地到目的地用时2.0 h，行程120 km，所以它的速度为60 km/h。某时刻，它的速度计显示为35 km/h。
问题1　上面提到的两个速度为什么会不同？有什么区别？
提示：60 km/h是行驶全程的平均速度，35 km/h是相应时刻的瞬时速度。
问题2　测量瞬时速度的思路是什么？
提示：测量速度的依据是v＝，当时间很短时，可以用平均速度代替瞬时速度。
问题3　能准确测量瞬时速度吗？
提示：不能。
问题4　平均速度和瞬时速度分别反映了什么？
提示：前者反映了汽车在全程的运动快慢，后者反映了汽车在某一瞬间的运动快慢
（三）深化提升
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＝中，当Δt→0时，平均速度即瞬时速度 (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)平均速度必须指明哪段时间或某段位移内的平均速度。
(2)平均速率≠平均速度的大小，平均速率＝，是标量。
(3)速率为瞬时速度的大小，是瞬时速率的简称，而平均速率不是速率的平均值。
知识点三：速度—时间图像的理解及初步应用
（一）梳理要点
1．图像的建立：以时间t为横轴，速度v为纵轴，根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的速度—时间(v-t)图像
2．物理意义：速度—时间(v-t)图像可直观地表示物体速度随时间的变化规律。
如图所示，从图中可看出物体的速度大小随时间不断变化；速度方向不变，与规定的正方向相同，做直线运动。
（二）启发思考
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？
提示：甲质点做加速运动，乙质点做减速运动。
问题2　甲、乙质点的初速度分别为多少？
提示：1 m/s；3 m/s。
问题3　甲、乙两质点运动的方向相同吗？
提示：相同。
问题4　运动物体的图像是不是物体运动的轨迹？
提示：不是。
（三）深化提升
1．从v-t图像中可获得的信息
(1)可以从图像上直接读出某一时刻速度的大小。
(2)可以从图像上直接判断速度的方向。若图像位于t轴的上方，表示物体向正方向运动；若图像位于t轴的下方，表示物体向负方向运动，如图中t0后物体向负方向运动。
(3)可以从图像上直观地看出速度随时间的变化情况。如图所示，a为匀速直线运动的v-t图像，b为加速直线运动的v-t图像，c为减速直线运动的v-t图像。其中匀速直线运动的v-t图像是一条平行于t轴的直线，速度的大小和方向都不随时间变化
2．截距的意义
(1)纵轴上的截距：表示初始时刻物体的瞬时速度。
(2)横轴上的截距：表示该时刻物体的速度为零，该时刻前后物体的速度方向相反。
3．图线交点的意义：两条图线相交，表示该时刻两物体的瞬时速度相同。
三、课堂小结
回归本节知识，自我完成以下问题：
1．怎样比较物体运动的快慢？
提示：(1)在相同时间Δt内，物体的位移Δx越大，说明物体运动得越快。
(2)经过相同位移Δx，物体所用的时间Δt越短，说明物体运动得越快。
(3)当物体运动的Δx和Δt均不相同时，在物理学中用来比较物体运动的快慢，即速度。
2．平均速度和瞬时速度有何区别与联系？
提示：(1)平均速度粗略地描述物体在一段时间或一段位移内运动的快慢及方向，与一段位移或一段时间相对应，是过程量；瞬时速度精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢及方向，与某一位置或某一时刻相对应，是状态量。
(2)v＝中，当Δt→0时，平均速度约等于瞬时速度。
(3)平均速度的方向与物体的位移方向相同，瞬时速度的方向为物体在运动轨迹上过该点的切线方向相同。
3．v-t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？
提示：物体的初速度；物体运动的速度先均匀减小，t0时刻速度为零，后反向均匀增加。

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