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(共60张PPT)
第一章 运动的描述
第三节 速度
图解课标要点
1.通过抽象概括，理解速度的含义.知道速度的定义式、单位和方向.
2.理解平均速度和瞬时速度的区别与联系，体会极限法在研究物理问题
中的应用和意义.
3.理解图像的含义，会根据 图像分析物体运动的速度随时间的
变化情况.
百米赛跑是奥运会田径赛场上最短的直道项目，被称为“飞人大战”.它根据什么
确定选手的名次呢？百米赛跑世界纪录保持者为什么被称为“世界上跑得最快的
人”？#2.1
续表
必备知识解读
知识点1 速度
1 定义
物体运动的位移（【避易错】特别注意是位移，不是路程.）与发生这段位移所
用时间之比叫作速度.
2 物理意义
反映物体运动快慢和方向的物理量.
. .
. .
3 定义式
4 单位
在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是或 .常用单位有千米
每时或、厘米每秒或 等.单位换算关系：
（【推导】 .）.
. .
. .
. .
5 矢量性
速度是矢量，它既有大小，又有方向.
深度理解 对速度的理解
1.现在学习的“速度”与初中时学习的“速度”不同.初中时用路程与时间相比计算
速度，现在用位移与时间之比来定义速度.
路程很大时，位移可能为零.如运动员绕操场运动一周，此时路程不为零，位移
为零，这种情况下运动员的速度为零.
2.计算物体的速度时，既要计算速度的大小，又要确定速度的方向.比较两个速
度是否相同时，必须同时考虑它们的大小和方向是否都相同.
3.物体的位移大，不一定运动得快.由可知，只有在相同的情况下， 越
大， 才越大.
学思用·典例详解
例1-1 （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，甲质点
的速度为,乙质点的速度为 ,则下列说法正确的是( )
ACD
A.乙质点的速度大于甲质点的速度
B.因为 ,所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C.这里速度的正、负表示质点的运动方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发，则后甲、乙两质点相距
【解析】速度是矢量，其正、负表示质点的运动方向，故A、C正确，B错误；甲、
乙两质点在同一直线上沿相反方向运动，内甲运动了,乙运动了 ，若两
质点同时由同一点出发，则后甲、乙两质点相距 ,D正确.
【想一想丨问题辨析】
路程等于0，速度一定等于0吗？路程不等于0，速度一定也不等于0吗？
提示 路程等于0，则物体静止，位移为0，速度为0；路程不等于0，但位移可能等
于0，速度为0,如运动员绕操场运动一周.
知识点2 平均速度
1 平均速度
（1）定义：在某段时间内，物体的位移与发生这段位移所用时间 之比，叫作
这段时间（或位移）内的平均速度，通常用 表示.
（2）公式： （【点技巧】可推导出物体在时间内的位移 .）
（3）标、矢性：平均速度是矢量，它的方向由位移的方向决定.
. .
特别提醒
1.平均速度一般不等于速度的平均值（易错点），要依据定义来计算.
2.只有指明是在哪段位移或哪段时间内，平均速度才有意义.
3.计算物体的平均速度时，既要计算平均速度的大小，又要确定其方向.
4.物体的位移大，平均速度不一定大.由可知，只有在相同的情况下， 越
大， 才越大.
. .
2 平均速率
（1）定义：路程与相应时间之比，可称为这段时间（或路程）内的平均速率.
（2）标、矢性：平均速率是标量，只有大小，没有方向.
辨析比较 平均速度和平均速率的区别与联系#1.3
平均速度 平均速率
区别 定义式 平均速度 平均速率
方向性 有方向（矢量） 无方向（标量）
物理意义 描述物体运动的快慢和方向. 描述物体运动的快慢.
联系 都是描述物体运动情况的物理量.
单位相同.
表达式都可写成 的形式，但要注意“ ”的意义不同.
跟位移和路程关系相类似，平均速度的大小一般不等于平均
速率，只有在单向直线运动中，相等时间内位移的大小等于
路程时，平均速度的大小才等于平均速率，但不能说在这种
情况下平均速度就是平均速率，因为平均速度有方向，是矢
量，平均速率无方向，是标量.
续表
学思用·典例详解
例2-2 （多选）学校举办了校园运动会，竞争激烈.如图1-3-1所示，在男子200米赛
跑项目中，有8名参赛选手进入男子200米决赛且均顺利完成比赛，小鑫同学以25.90
秒的成绩夺得桂冠.8名参赛选手在完成200米比赛的过程中( )
BD
图1-3-1
A.他们的位移相等 B.他们的路程相等
C.他们的平均速度方向相同 D.小鑫同学在比赛中的平均速率最大
【解析】
选项 分析 正误
A 各选手的起点不一样，但终点是一样的，所以他们的位移不相等.
B 各选手在200米赛跑比赛中跑过的路程是相等的. √
C 由于各选手的位移方向不同，故平均速度的方向不同.
D 小鑫同学用时最短，故在比赛中的平均速率最大. √
【学会了吗丨变式题】
1.某人骑自行车沿一直线斜坡从坡底到坡顶，再从坡顶到坡底往返一次，已知上坡
时的平均速度大小为，下坡时的平均速度大小为 ，则此人往返一次的平
均速度大小与平均速率分别是( )
A
A.0， B.，
C.0， D.，
【解析】此人往返一次的位移为0，由平均速度的定义可知，此人往返一次的平均速
度的大小为0；设由坡顶到坡底的路程为 ，上坡和下坡时的平均速度大小分别为
、，则此人往返一次的总路程为，运动的总时间为 ，根据平均速率
的定义可得此过程的平均速率为 .选项A正确.
知识点3 瞬时速度
1 定义
物体在某位置（时刻）的速度，称为瞬时速度.
科学思维 极限法
极限法，就是把所思考问题及其条件进行理想化假设，当假设被推到极端时，
问题的实质便会凸显出来的一种方法.平均速度转化为瞬时速度就是利用了极限法.在
公式中，如果时间 足够小，趋近于零，这时的速度就称为瞬时速度.也就是说
瞬时速度等于物体在某时刻前后无穷短的时间内的平均速度.
. .
. .
. .
. .
. .
. .
2 物理意义
瞬时速度能精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢.瞬时速度对应的
是某一瞬时、某一位置.
3 方向
瞬时速度既有大小又有方向，是矢量.瞬时速度方向为该时刻物体的运动方向.
（【点技巧】即运动轨迹在该点的切线方向.）
. .
. .
4 瞬时速率
瞬时速度的大小.（【举实例】汽车时速表的示数是汽车的瞬时速率.）瞬时速率
是标量，只有大小，没有方向.
【说明】匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动.在匀速直线运动中，平均速
度与瞬时速度相等.
. .
5 瞬时速度的测量
（1）可以用无限短时间内的平均速度来代替瞬时速度.据此，可利用光电门实
验装置测物体的瞬时速度.
（2）在生活中，人们通过一些仪器可直接读出瞬时速率.如交警可通过测速仪
等装置直接读出过往车辆的瞬时速率.
特别提醒 生活中的速度
日常生活中说到的速度有时指瞬时速度，有时指平均速度，有时也指瞬时速率
或平均速率，具体指什么需要根据上下文判断.如某同学沿操场跑步一圈的速度指的
就是平均速率.
学思用·典例详解
例3-3 直线运动中，下列关于瞬时速度、平均速度、瞬时速率的说法正确的是
( )
A
A.200米短跑运动员以 的速度冲过终点，这个速度是瞬时速度
B.平均速度一定等于初、末速度的平均值
C.运动方向不变时，瞬时速率就是平均速度
D.汽车时速表上的示数指的是平均速度
【解析】瞬时速度对应某一时刻或某一位置，200米短跑运动员以 的速度冲
过终点，这个速度是瞬时速度，A正确；平均速度是质点在某段时间内运动的位移
与所用时间的比，不一定等于初、末速度的平均值，B错误；瞬时速率是标量，而平
均速度是矢量，二者没有必然联系，C错误；汽车时速表显示的是汽车在某一位置时
的速度大小，是瞬时速率，D错误.
【学会了吗丨变式题】
2.如图1-3-2为京港高铁车厢内可实时显示相关信息的显示屏.关于显示屏上的甲、乙
两数据，下列说法正确的是( )
A
图1-3-2
A.甲表示时刻，乙表示列车该时刻的瞬时速度大小
B.甲表示时刻，乙表示列车从启动到该时刻内的平均速度大小
C.甲表示列车运行的时间，乙表示列车在该时间内的平均速度大小
D.甲表示列车运行的时间，乙表示列车在该时间内的瞬时速率
【解析】甲表示的是时刻，乙表示列车该时刻的速度大小，所以是瞬时速度大小，
选项A正确.
知识点4 速度 — 时间图像
1 图像的建立
用纵坐标来表示物体运动的速度,用横坐标表示时间 ，在坐标纸上建立直角坐
标系，根据物体在各个时刻的速度，将 作为一组坐标在坐标系中描点，将点连
线后得出的图像称为速度—时间图像或 图像（【避易错】同 图像一样，
图像也只能描述直线运动.）.
. .
2 图像的应用
学思用·典例详解
例4-4 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—时间图像如图1-3-3所示，下列说法正确的是( )
C
图1-3-3
A.末，物体的速度为
B. 内，物体处于静止状态
C. 内，物体速度方向向西，做加速运动
D. 内，物体速度方向向东，做加速运动
【解析】由题图知，末，物体的速度为，选项A错误； 内，物体做
匀速直线运动，速度不为零，选项B错误；取向东为正方向， 内，物体的速度
为负值，且绝对值在增大，可知 内，物体速度方向向西，做加速运动，选项C
正确；内，物体的速度为负值，且绝对值在减小，则 内，物体速
度方向向西，做减速运动，选项D错误.
释疑惑 重难拓展
知识点5 平均速度与瞬时速度的比较
平均速度 瞬时速度
区别 对应关系 与运动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 描述物体在一段位移或一段时间内 的运动快慢和方向. 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.
平均速度 瞬时速度
联系 （1）在公式中，当 趋近于0时，平均速度可近似认为是瞬 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. 续表
特别提醒 对平均速度和瞬时速度的三点提醒
1.物体的平均速度为0，瞬时速度不一定为0.物体的平均速度为0，说明物体在此
过程中的位移为0，物体可能是静止的，瞬时速度为0,也可能是运动一周回到了出发
点，瞬时速度不为0.
2.平均速度的大小与瞬时速度的大小无必然联系.物体在一段时间内某时刻的瞬
时速度大，并不能说明这段时间内的平均速度大.
3.平均速度和瞬时速度都是矢量，但它们的方向不一定相同.#1.1.3
. .
. .
. .
. .
学思用·典例详解
例5-5 如图1-3-4所示，某赛车手在一次野外训练中，先用地图计算出出发地 和目的
地的直线距离为，实际从运动到用时 ，赛车上里程表的示数增加了
，当他经过某路标时，车内时速表的示数为 ，下列说法错误的是
( )
D
图1-3-4
A.整个过程中赛车的平均速度大小为
B.整个过程中赛车的平均速率为
C.赛车经过路标时的瞬时速度大小为
D.赛车由到的位移大小是
【解析】赛车由到的位移大小，路程 ,则平均速度大小
；平均速率
；车内时速表的示数为 ，只有大
小，没有方向，为瞬时速度大小.故本题应选D.
探考法 教材深挖
深挖点 借助传感器与计算机测速度
链接教材第17页“资料活页”
1 区间测速
图1-3-5
（1）区间测速原理
区间测速的原理如图1-3-5所示，在同一路段
上布设前后两个监控点，通过测出车辆经过这两
个监控点的时间来计算车辆在该路段上的平均行
驶速度，并依据该路段上的限速标准判定车辆是否超速违章，并在 大屏幕上实
时发布交通违章车辆信息，以对违章车辆进行告知及警示其他车辆.
（2）计算平均行驶速度的方法
若某车辆经过某一路段上两个监控点的时间为，这两个监控点之间的路程为 ，
则该车辆在该路段上的平均行驶速度（ 【点关键】区间测速情况下所说的平均行
驶速度指的是平均速率.） .
. .
2 借助传感器与计算机测速
图1-3-6
如图1-3-6所示，该系统由发
射器与接收器组成，发射器 能够发射
红外线和超声波信号，接收器 可以接收
红外线和超声波信号.发射器 固定在被测
该方案利用了声和光在空气中传播速度的不同来确定物体和接收器之间的距离 .
若经过时间，两者之间的距离由变为，则物体运动的平均速度 .
的运动物体上，接收器固定在桌面上.测量时向 同时发射一个红外线脉冲和一个
超声波脉冲（持续时间都很短的一束红外线和一束超声波） 接收到红外线脉冲时
开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时.
图1-3-7
如图1-3-7所示，该系统中小
盒不动，工作时小盒 向被测的运动物体
发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动物
体反射后又被小盒 接收.
该方案中，小盒发出的信号到达被测物体所用的时间是小盒发射信号到接收到
反射信号所用时间的一半，再根据空气中声速即可得小盒到被测物体的距离 .若经
过时间，两者之间的距离由变为，则物体运动的平均速度 .
明考向·出题考法
考法 利用超声波测量速度
例6 汽车在高速公路上超速行驶是非常危险的，为防止汽车超速，高速公路上都装
有测汽车速度的装置.图1-3-8甲所示为超声波测速仪测汽车速度的示意图，测速仪
可发出并接收超声波信号，根据发出和接收到的信号可以推测出被测汽车的速度，
图乙是以测速仪所在位置为参考点，测速仪发出的两个超声波信号的 图像，则
( )
C
图1-3-8
A.汽车离测速仪越来越近
B.在测速仪发出两个超声波信号的时间间隔内，汽车通过的位移大
小为
C.汽车在时间内的平均速度大小为
D.超声波信号的速度大小是
【解析】超声波信号从发出到接收所用的时间越来越长，说明汽车离测速仪越来越
远，故A错误.由图乙可知第一次超声波与车相遇发生反射时的时刻为 ，汽车离参
考点的距离为，第二次超声波与车相遇发生反射时的时刻为 ，汽车离参考点的
距离为 ，故在两个超声波信号发生反射的时间间隔内，汽车通过的位移大小为
,汽车在该时间内的平均速度大小为 ，而测速仪发出两个超声波信号的时
间间隔与两个超声波信号发生反射的时间间隔不相同，故B错误，C正确.根据 图
像可知超声波信号的速度大小应为 ,故D错误.
关键能力构建
题型1 平均速度和瞬时速度的计算
例7 为了提高百米赛跑运动员的成绩，教练分析了运动员跑百米全程的录像带，测
得运动员在前内跑了，第末到达终点时的速度为 ，则下列说法
正确的有( )
C
A.运动员在第末的瞬时速度为
B.运动员在前内的平均速度为
C.运动员在第 末到达终点时的速度为瞬时速度
D.运动员在全过程中做匀速直线运动
【解析】
选项 分析 正误
A 运动员在前内跑了，可得，即前 内的平均 速度为，而运动员在第末的瞬时速度不一定是 .
B 运动员第末到达终点时的速度 是瞬时速度，运动员在前 内的平均速度 .
C √
D 百米赛跑要经历加速过程，运动员在全过程中做变速直线运动.
根据公式 求平均速度时，一定要明确是哪段时间（或位移）内的平均速度.当质
点运动的时间 无限短时，可以将这一小段时间当成一个时刻，而这一小段时间内
的平均速度可以认为等于这一时刻的瞬时速度.利用极限法处理瞬时速度是常见的解
题思路.
【学会了吗丨变式题】
3.[链接教材第17页图1-3-5（a）]汽车从制动到停止共用了 .这段时间内，汽车每
前进的距离分别是、、、、 （如图1-3-9）.
图1-3-9
（1）求汽车前、 前、前、 前 和全程的平均速度.在这五个平均速度中，
哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度？它比这个瞬时速度略大些，还是略小些？
【答案】 前 的平均速度 略小些
【解析】汽车全程的平均速度大小是
.
同理，求得汽车前的平均速度大小是;前 的平均速度大小是
;前的平均速度大小是；前的平均速度大小是 .
最接近汽车刚制动时的瞬时速度，它比汽车刚制动时的瞬时速度略小些.
（2）汽车运动的最后 的平均速度是多少？
【答案】
【解析】汽车运动的最后的平均速度 .
题型2 匀速直线运动问题的求解
例8 在一条笔直的公路上依次设置三盏交通信号灯、和，和相距,
和相距.三盏信号灯每次显示绿色的时长都是 ,显示红色的时长都是
和同时显示绿色，在变为红色 后开始显示绿色，规定车辆通过三
盏信号灯所用的时间不得超过.若有一辆向前行驶的汽车通过的时刻正好是
刚开始显示绿色的时刻.求：
（1）若该汽车可以匀速通过三盏信号灯，则汽车的速度最大为多少？
【答案】
【解析】要使汽车匀速通过三盏信号灯，必须在汽车到达信号灯、 时，信号灯
显示绿色.
汽车通过
由题意知开始显示绿色后,变为绿色，后 变为红色.所以车速应满足
,即
【点关键】汽车到达时刚好变为绿色对应速度最大，刚过时 变为红色对应
速度最小.
汽车通过
分析可知在汽车通过后的 变为绿色.
所以车速应满足，即 .
【点关键】汽车到达时刚好变为绿色对应速度最大，刚过时 变为红色对应
速度最小.
综上所述，汽车能匀速通过三盏信号灯的速度最大为 .
【点技巧】要使汽车匀速通过三盏信号灯，应取两个速度范围的交集.
（2）一辆向前行驶的自行车通过的时刻是变为绿色 后,若此自行车也能匀速
通过三盏信号灯，则自行车的速度最小为多少？
【答案】
【解析】由题意知自行车通过后的或内应通过， 或
时间内应通过 .
【避易错】注意车辆通过三盏信号灯所用的时间不得超过 .
可得自行车通过 的最小速度范围为
自行车通过 的最小速度范围为
解得,
以上两范围取交集，所以自行车的最小速度为 .
求解匀速直线运动问题的基本方法
物体做匀速直线运动时，在任意相等时间内的位移都相等.分析求解匀速直线运动问
题时，可按如下步骤进行：
【学会了吗丨变式题】
4.一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动.
司机发现其将要通过正前方悬崖下的隧道时开始鸣笛， 后听到回声.听到回声
后又行驶后司机第二次鸣笛， 后听到回声.请根据以上数据计算一下
客车的速度，判断客车在此段公路上是否超速行驶.已知此段高速公路限速 ，
声音在空气中的传播速度为 .
【答案】客车未超速
【解析】设客车的速度为，声速为，客车第一次鸣笛时离悬崖的距离为 .
由题意知，在第一次鸣笛并听到回声的过程中，应有
当客车第二次鸣笛时，客车离悬崖的距离
在第二次鸣笛并听到回声的过程中，有
联立以上各式并代入数据解得
因，小于 ，故客车未超速.
题型3 应用图像描述物体的运动
图1-3-10
例9 [易错题]如图1-3-10所示，甲图是 图像即位
置—时间图像，乙图是 图像，图中给出的四条曲
线，分别代表1、2、3、4四个不同物体的运动情况，
关于它们的物理意义，下列描述正确的是( )
C
A.图像中， 时刻表示物体4已经向负方向运动
B.图像中，物体1和物体2在 时刻速度相等
C.图像中， 时间内物体1和物体2的平均速度相等
D.图像中， 时间内物体3和物体4的平均速度相等
易混易错 应用图像分析运动问题的常见误区
1.不要把 图像误认为是物体的运动轨迹.
2.不要把图像和图像混淆，在 图像中两图线的交点表示速度相同，而
不是相遇.
3.不要误认为图线的倾斜方向代表物体的运动方向. 图像中纵坐标的正负表
示速度的方向，正号表示速度方向与正方向相同，负号表示速度方向与正方向相反.
【解析】
图像与 图像的比较
比较项目 图像 图像
坐标轴 横轴表示时间，纵轴表示位置. 横轴表示时间，纵轴表示速度.
点 表示某时刻质点所处的位置. 表示某时刻质点的速度.
图线斜率 表示质点运动的速度. 表示质点速度变化的快慢.
图线纵截距 表示质点的初始位置. 表示质点的初速度.
两图线交点 表示两质点相遇的时刻和位置. 表示两质点在此时刻速度相同.
【学会了吗丨变式题】
图1-3-11
5.如图1-3-11（a）、所示分别为物体甲的 图像和物
体乙的 图像，关于两物体的运动情况，下列说法正确
的是( )
B
A.物体甲在 时间内做往返运动，平均速度为零
B.物体甲在 时间内一直向正方向运动，平均速度大
小为
C.物体乙在 时间内运动方向一直不变，平均速度为
零
D.物体乙在 时间内一直向正方向运动，平均速度大
小为
【解析】根据图像的斜率表示速度，知物体甲在 时间内一直向正方向
运动，通过的位移为 ，平均速度大小为
，选项A错误，B正确；物体乙在前 内沿负方向运动，
后内沿正方向运动，物体乙在 时间内通过的位移为0，则平均速度为0，
选项C、D错误.
核心素养聚焦
考情揭秘 素养点击
基本考 查点 速度、平均速度、瞬时速度概 念的理解及计算.
热点及 难点 图像的应用. 题型及 难度 选择题或填空题，难度中等偏 易. 高考中 地位 一般与其他知识联合命题，运 动学的重要基础. 考向1 考查平均速度和平均速率的计算
图1-3-12
例10 (2023·福建卷)“祝融号”火星车沿如图1-3-12所示路线行驶，在
此过程中揭秘了火星乌托邦平原浅表分层结构，该研究成果被列为
“2022年度中国科学十大进展”之首.“祝融号”从着陆点 处出发，经
过61天到达处，行驶路程为585米；又经过23天，到达 处，行驶
路程为304米.已知、间和、 间的直线距离分别约为463米和
234米，则火星车( )
D
A.从处行驶到 处的路程为697米
B.从处行驶到 处的位移大小为889米
C.从处行驶到 处的平均速率约为20米/天
D.从处行驶到 处的平均速度大小约为10米/天
本题以火星车的行驶路线为背景命题，考查考生对运动学基本概念的理解，要求考
生能够运用所学知识分析求解实际问题,体现了高考对物理观念的考查.
【解析】由题意可知从到处的路程为 ，
A错误；位移的大小为两点之间的直线距离，、、 三点大致在一条直线上，则
从到处的位移大小为 ，B错误；平均
速率为路程与时间的比，故从处行驶到处的平均速率为 米/天
米/天，C错误；平均速度大小为位移与时间的比，则从处行驶到 处的平均
速度大小 米/天 米/天，故D正确.
考向2 考查运用 图像描述物体的运动
图1-3-13
例11 (广东高考题改编)如图1-3-13所示是物体做直线运动的 图
像.由图可知，该物体( )
B
A.第内和第 内的运动方向相反
B.第内和第 内的运动方向相反
C.第末和第 末的瞬时速度大小不相等
D.和 内的平均速度大小相等
本题考查速度—时间图像的应用，重在考查考生利用速度—时间图像分析问题的能
力.通过本题可培养考生应用数学处理物理问题的能力和核心素养中的科学思维等.
【解析】

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