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(共28张PPT)
— 1.3 位置变化快慢的描述—速度—
探索运动的奥秘 · 构建严谨的物理思维体系
第一章 运动的描述
课程目录
01
课程导入
结合生活实例，探讨描述物体运动快慢的方法，引出速度的概念。
02
核心概念
深入解析速度的定义、物理意义、单位换算及其矢量特性。
03
深化理解
辨析平均速度与瞬时速度的区别，掌握不同运动状态下的计算方法。
04
实验探究
学习使用打点计时器，通过纸带数据处理，测量物体的瞬时速度。
05
图像分析
理解v-t图像的物理意义，通过图像分析物体的运动性质与规律。
06
课堂小结
系统回顾本课重点知识，通过典型例题巩固对速度概念的应用。
07
作业布置与拓展
完成课后基础练习题，巩固速度计算；结合数学知识加强v-t图像的认识和深度理解。
01 课程导入：如何描述运动的快慢？
①新课导入 ②新课讲解 ③随堂练习 ④课堂小结 ⑤课后作业
△x=100m
△x=100m
t=12s
t=10s
01 课程导入：如何描述运动的快慢？
①新课导入 ②新课讲解 ③随堂练习 ④课堂小结 ⑤课后作业
01 课程导入：如何描述运动的快慢？
在生活和科学研究中，我们经常需要判断物体运动的快慢与方向。回顾初中物理知识，我们曾用两种经典方法来比较运动的快慢：
方法一：位移相同比时间
在位移相同的情况下，比较所用时间的长短。时间越短，运动越快。例如：百米赛跑，先到达终点者获胜。
方法二：时间相同比位移
在时间相同的情况下，比较位移的大小。位移越大，运动越快。例如：相同时间内，跑的距离越远，速度越快。
思考新问题： 如果两个物体的位移和时间都不同，我们该如何公平地比较它们运动的快慢呢？这就需要引入一个新的核心物理量—— 速度 (Velocity) 。
①新课导入 ②新课讲解 ③随堂练习 ④课堂小结 ⑤课后作业
02 核心概念：速度的定义与性质
01 速度的定义
定义： 位移与发生该位移所用时间的比值。
公式： v = Δx / Δt
意义： 描述物体运动的快慢和方向，是位移对时间的变化率。
注：必须指出正方向
02 速度的单位
国际单位： 米/秒 (m/s)，是速度的标准单位。
常用单位： 千米/小时 (km/h)、厘米/秒 (cm/s)。
换算关系： 1 m/s = 3.6 km/h
03 速度的矢量性
本质： 速度是矢量，既有大小，又有方向。
大小： 即速率，表示物体运动的快慢程度。
方向： 与物体实际运动的方向相同，是判断运动状态的关键。
核心提示： 速度的方向是其作为矢量的核心特征，它决定了物体的运动趋势，这也是它与标量“速率”最本质的区别。
①新课导入 ②新课讲解 ③随堂练习 ④课堂小结 ⑤课后作业
02 核心概念：速度的矢量性
观察公路上的车流，
速度不仅有大小，更有方向。
这正是矢量的核心特征。
思考：两辆汽车从某地出发，速度都是20m/s，他们的运动情况完全相同吗？
答案：可能不同（速度必须指出大小、方向）。
随堂练习：关于几个物理量的说法正确的是
A. 速度越大，位移越大 B. 速度越大，位置变化越大
C. 描述位置变化快慢的物理量 D. 描述单位时间内位移的物理量
正确答案：CD
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03 深化理解：平均速度 vs 瞬时速度
结论：v2只反应了兔子跑的平均效果，而不能反应兔子跑的全过程的真实情况！
龟兔赛跑位移时间图像如图所示
t/min
x/m
10
50
60
200
500
乌龟
兔子
求：乌龟的速度；求兔子的速度。分析说明兔子的运动过程。
1.v1= = =10m/min
2.v2= = =8.3m/min
解：
3.三个阶段：①兔子的速度为20m/min；②静止40min；
③兔子的速度为30m/min。
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03 深化理解：平均速度 vs 瞬时速度
1、平均速度：
定 义：位移与发生位移所用时间的比值。叫物体在这段时间（位移）内的平均速度。
定义式：v=
物理意义：粗略地描述物体在某段时间内运动的平均快慢和方向。（时间越短，描述越准确）
矢 量：方向与对应时间内位移方向相同。
注：平均速度不是速度的平均值！！！平均速度的大小不叫平均速率！！！
2、平均速率
平均速率=路程/时间
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03 深化理解：平均速度 vs 平均速率
运动轨迹示意图
题干：甲、乙、丙三个物体，同时从O点出发，在相同时间(10s)内都走过了70m的路程，分别到达C、B、A三点，求三个物体的平均速度和平均速率。
解：取正东方向为正方向。
平均速度：（位移/时间）
甲为7 m/s，方向为正东方向；乙为5m/s，方向为东偏北53°；丙为-7m/s，方向为正西方向。
平均速率：
平均速率 (路程/时间)：三者均为 7 m/s。
结论：三个物体的平均速率相同，但平均速度不同。
o
C
B
A
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03 深化理解：瞬时速度
思考：物体x-t图像如下所示，如何求5s末的速度？
x-t图像与瞬时速度
x-t图像上某点切线的斜率表示该时刻的瞬时速度；可通过割线不断逼近切线的过程，理解瞬时速度的极限思想。
t/s
x/m
5
8
9
200
500
o
9
10
先求5-9s内的平均速度v1
v1= →AB斜率
A
B
C
v2= →AC斜率
先求5-8s内的平均速度v2
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03 深化理解：瞬时速度
图示：汽车仪表盘显示的即为瞬时速度，反映当下的运动快慢。
思考：如何描述“瞬间”？
平均速度描述一段时间的平均情况，需物理量精确描述物体某一时刻/位置的运动状态。
定义：极短时间的极限
某一时刻/位置的速度。当Δt趋近于0时，平均速度的极限值即为瞬时速度。
v= (Δt→0)
方向：这一时刻（位置）运动轨迹的切线方向。
物理意义：精确描述运动状态
瞬时速度是矢量，有大小和方向，精准反映每一“瞬间”的快慢和方向，是研究变速运动的基础。(瞬时速度的大小叫速率，速率是标量)
特殊情况：匀速直线运动
匀速直线运动中，速度大小和方向均不变，任意时刻的瞬时速度与平均速度始终相等。
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03 深化理解：瞬时速度案例分析
案例背景：一小球沿斜面由静止开始做匀加速直线运动，在第1s内、第2s内、第3s内、第4s内通过的位移分别为1m、2m、3m、4m，请结合平均速度与瞬时速度的定义，判断以下选项的正误：
A. 4s末的瞬时速度为4m/s
分析：错误。仅知道每秒内的位移，无法直接确定某一时刻的瞬时速度，缺乏运动状态的具体方程或加速度信息。
B. 第2s内的平均速度为1.5m/s
分析：错误。第2s内的位移为2m，时间间隔为1s，平均速度应为 2m ÷ 1s = 2 m/s。
C. 4s内的平均速度为2.5m/s
分析：正确。总位移=1+2+3+4=10m，总时间=4s，平均速度=10m÷4s=2.5m/s。
D. 1s末的速度为1m/s
分析：错误。第1s内平均速度为1m/s，并非1s末的瞬时速度。
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①新课导入 ②新课讲解 ③随堂练习 ④课堂小结 ⑤课后作业
物理量 公式 矢 量/ 标量 对应
速度 v=△x/△t 矢量 位移与发生这段位移所用时间的比值
平均速度 v=△x/△t 矢量 物体发生的位移与发生这段位移总时间之比
平均速率 v=s/t 标量 一段时间、一段路程
瞬时速度 v=△x/△t (△t→0) 矢量 某一时刻（或某一位置）物体的速度
瞬时速率 瞬时速度大小 标量 某时刻、某位置，瞬时速度的大小
知识总结
04 实验探究：用打点计时器测速度
01 电磁打点计时器
工作电源： 6-8V 低压交流电，安全易获取
打点频率： 50Hz 交流电，每隔 0.02s 打一个点
工作原理： 利用电磁感应原理，使振针在交变磁场中周期性振动，从而在纸带上打点。
02 电火花计时器
工作电源： 220V 家庭交流电，无需额外变压器
打点频率： 50Hz 交流电，打点周期同样为 0.02s
工作原理： 利用高压电火花放电，将墨粉熔化并附着在纸带上，形成清晰的点迹。
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04 实验探究：打点计时器的使用步骤
图示：电火花打点计时器及配套实验器材
01. 仪器固定
将打点计时器用夹具稳固在桌面边缘，保持机身水平，避免实验中晃动影响点迹。
02. 纸带安装
纸带穿过限位孔，压在墨粉纸盘下方，轻拉纸带末端，确保其能无阻碍顺畅移动。
03. 启动电源
先接通电源，待打点稳定后，再匀速拉动纸带，保证点迹清晰、分布均匀。
04. 停止打点
纸带拉完后立即关闭电源，防止仪器空转；取下纸带并做好标记，便于后续分析。
05. 选取计数点
舍去开头密集点，每隔4个点取一个计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1秒。
06. 测量与记录
用刻度尺测量相邻计数点间的距离，读数需估读到毫米下一位，记录到数据表格中。
核心注意事项
严格遵守“先通电，后拉纸带”的操作顺序，确保打点稳定；实验结束后务必及时断电，既保护仪器又节约能源。若点迹模糊，需检查墨粉纸盘是否失效或电源接触情况。
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04 实验探究：打点计时器的使用步骤
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04 实验探究：数据处理
01 根据纸带判断运动规律
点迹越密，运动越慢
相同时间内位移越小，平均速度越小
间距相等 → 匀速直线运动
任意相等时间内的位移均相等
间距增大 → 加速直线运动
相同时间内位移逐渐增大，速度增加
间距减小 → 减速直线运动
相同时间内位移逐渐减小，速度降低
02 瞬时速度的计算（微元法）
原理：利用“微元法”，用极短时间内的平均速度近似瞬时速度，实现“以恒代变”。
O ··· A ··· B ··· C ··· D ··· E （纸带示意）
方法一：VC = XBD / tBD（取C点紧邻的B、D两点）
方法二：VC = XAE / tAE（取C点两侧较远的A、E两点）
核心思想：准确性 vs 可行性（权衡取舍）
操作步骤：
① 选取包含目标点的相邻（或较远）两点；② 测量位移 Δx 并记录时间 Δt；③ 代入公式计算近似值。
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05 图像分析：v-t图像
图示：包含匀速、匀加速、正向变速、反向变速四种运动轨迹的v-t图像，直观呈现速度随时间的变化规律。
v-t图像的物理意义解读
1、匀速直线运动：
图像是一条平行于时间轴的直线（轨迹①）。
2、变速直线运动：
图像是一条曲线或倾斜的直线（轨迹2、3、4）。
3、运动方向：
时间轴上方：速度为正，运动方向与正方向相同（轨迹1/2/3）。
时间轴下方：速度为负，运动方向与正方向相反（轨迹4）。
4. 面积的物理意义：图像与时间轴围成的面积，表示物体在这段时间内的位移。
t(s)
v(m/s)
1
2
3
4
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06 课堂巩固练习
01 基础概念辨析
速度是表示物体______的物理量，它的国际单位是______。请结合定义填空。
参考答案：
运动快慢；m/s。速度是矢量，既有大小又有方向。
02 匀速运动特性
物体做匀速直线运动，第5s内速度为10m/s，则第3s内速度是多少？10s内的位移是多少？
参考答案：
速度为10m/s；位移为100m。匀速直线运动中，速度不随时间变化，位移s=vt。
03 平均速度计算
汽车在平直公路行驶，前半段路程平均速度30m/s，后半段60m/s，求全程平均速度。
参考答案：
设总路程为2s，则总时间t = s/30 + s/60 = s/20。全程平均速度 v = 2s/t = 40 m/s。
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06 课堂巩固练习
01 新高考改编
关于速度、平均速度、瞬时速度、速率，下列说法正确的是（ ）
A. 平均速度就是速度的平均值
B. 瞬时速度的大小叫作瞬时速率
C. 平均速率就是平均速度的大小
D. 速度是标量，只有大小没有方向
02 全国卷改编
下面描述的速度，属于瞬时速度的是（ ）
A. 百米赛跑运动员冲完全程的速度 10 m/s
B. 汽车从固原开到西吉平均速度 70 km/h
C. 子弹射出枪口时速度 800 m/s
D. 某同学绕操场跑一圈平均速度为 0
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06 课堂巩固练习
03 （2025 福建高考改编）
“祝融号” 火星车从 O 点出发，61 天走到 M，运动路程 585 m；再经 23 天走到 N，路程 304 m。O 到 M 直线距离 463 m，M 到 N 直线距离 234 m。下列说法正确的是（ ）
A. 火星车从 O 到 N 的位移大小为 889 m
B. 火星车从 O 到 N 的路程为 697 m
C. O 到 M 全过程平均速度大小等于 m/s
D. O 到 M 全过程平均速率等于 m/s
04 经典高考题
在 100 m 短跑比赛中，运动员 5 s 末瞬时速度 10.6 m/s，10 s 末冲过终点瞬时速度 11.0 m/s。该运动员全程平均速度大小为（ ）
A.10.6 m/s
B.11.0 m/s
C.10.0 m/s
D. 条件不足无法计算
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06 课堂巩固练习
05 计算题（高考高频题型）
一物体向东以v1=4m/s运动 5 s；原地静止 5 s；再原路向西以v2=6m/s运动 5 s。求：
(1) 全程位移；
(2) 全程平均速度大小与方向；
(3) 全程平均速率。
解：
向东位移：x1=v1t1=4x5=20m 向西位移：x2=v2t3=6x5=30m 总时间：t总=5+5+5=15s
(1) 以向东为正方向
△x = 20-30 = -10m，位移大小 10 m，方向向西。
(2) 平均速度：
v=△x/t总=-10/15=-2/3m/s，大小为2/3m/s，方向向西。
(3) 总路程：s=20+30=50m
平均速率：v=s/t=50/15}=10/3m/s。
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06 课堂小结：知识梳理
01 速度 (v)
定义： v = Δx / Δt，是描述物体运动快慢和方向的物理量。
矢量性： 速度是矢量，既有大小又有方向，速度的方向即为物体运动的方向。
02 平均速度 (v )
定义： 物体的位移与发生这段位移所用时间的比值。
意义： 粗略地描述物体在一段时间内运动的平均快慢，其方向与位移方向相同。
03 瞬时速度
意义： 精确描述物体在某一时刻（或某一位置）的运动快慢及方向。
极限思想： 当时间间隔Δt趋近于0时，平均速度的极限值即为瞬时速度。
04 实验与图像
实验工具： 打点计时器（电磁式/电火花式），用于记录物体运动的时间和位移。
v-t图像： 图像的斜率表示加速度，图像与时间轴围成的面积表示位移。
①新课导入 ②新课讲解 ③随堂练习 ④课堂小结 ⑤课后作业
06 课堂小结：知识梳理
①新课导入 ②新课讲解 ③随堂练习 ④课堂小结 ⑤课后作业
速度
├─速度
│ ├─定义
│ ├─定义式
│ ├─单位
│ ├─矢量
│ └─物理意义
├─平均速度
│ ├─定义
│ ├─定义式
│ ├─单位
│ ├─矢量
│ └─物理意义
├─平均速率
├─瞬时速度
│ ├─定义
│ ├─定义式
│ ├─单位
│ ├─矢量
│ └─物理意义
├─瞬时速率
└─打点计时器
├─原理
└─使用步骤
07 作业布置
课后任务清单
基础巩固 · 习题练习
完成教材课后习题第1题，重点掌握匀变速直线运动的速度与时间关系公式，夯实基础计算能力。
能力提升 · 思维拓展
挑战课后习题第3题，通过复杂情境分析，加深对加速度与位移变化规律的理解，提升解题逻辑。
生活中的物理观察
尝试运用本节课所学的速度、加速度概念，观察并描述生活中的运动现象：
电梯升降过程中的速度变化与失重感体验
雨滴从高空下落的速度变化规律分析
汽车启动与紧急刹车时的瞬时速度变化
小贴士：建议将你的观察记录在笔记本上，尝试用物理语言描述其运动状态，下节课我们将邀请同学分享你的发现！
①新课导入 ②新课讲解 ③随堂练习 ④课堂小结 ⑤课后作业
Thanks!
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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