运动的描述导学案.doc

第一章 运动的描述 第1节质点 参考系 坐标系导学案一【学习目标】（1）理解质点定义，知道质点是一个理想化的物理模型。初步体会物理模型在探索自然规律中的作用。（2）理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的。（3）理解坐标系概念，会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化。二【自学教材】1机械运动：是指一个物体相对于其他物体的位置变化，简称为运动，是物质运动的一种基本形式。2参照物：为了描述物体的运动而选定为静止不动的物体称为参照物，显然，参照物的选择不同，物体的运动情况可能不相同。3质点（1）质点：用来代替物体的有_的点。（2）物体可以看做质点的条件如果不考虑物体的_和_对所研究问题的影响，就可把物体看做质点。4参考系(1)概念：在描述物体的运动时，用来做_的，假定_的其他物体。(2)参考系的选择具有_性，但是，选择不同的参考系来观察物体的运动，其结果可能不同。(3)物体的运动具有_性，是相对于所选定的参考系而言的。5坐标系（1）建立坐标系的方法描述物体的直线运动时，可以以某一点为原点建立坐标轴，坐标轴的方向表示规定的_，坐标轴上的数值表示物体的_。（2）建立坐标系的意义用于定量地描述物体的_及_。三【重点难点】一、质点：1，当我们在描述物体的运动时，如果物体的形状、大小对运动的描述没有影响或影响很小可以忽略不计时，我们就可以用一个有质量的点来代替物体这个具有质量的点就是质点。2，质点是个理想化的物理模型，所谓理想化模型是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学抽象，实际中并不存在，即突出所研究问题的主要因素，忽略次要或无关因素而建立的物理模型。理想化模型是物理学中常采用的一种研究方法。3物体可以看成质点的几种情况：（1）物体的形状和大小对所研究的问题没有影响；（2）物体上各点的运动情况都相同；（3）物体的自身转动或物体上的某部分的运动与我们对整体的运动的研究无关（如地球的自转对其围绕太阳公转没有影响；汽车轮子的运动与我们研究其整体的直线或曲线运动无关）。【典型例题1】 1.下面关于质点的一些说法，其中正确的有（ ） A、体操运动员在做单臂大回环时，可以视为质点 B、研究地球的公转时，可以把地球看成质点 C、研究地球自转时，可以把地球看成质点 D、细胞很小，可以把它看成质点 【反馈练习1】 下列各种运动物体中，能被视为质点的是 （ ） A、花样滑冰的运动员在比赛中 B、研究人造地球卫星绕地球的转动情况 C、研究砂轮的转动情况 D、研究顺水漂流的小船，它漂流10 km所用的时间【反馈练习2】 下列物体可以看做质点的是 （ ） A、研究一列火车从北京到上海所用的时间 B、在空中作跳伞表演的运动员 C、研究乒乓球的弧圈技术 D、研究自由体操运动员在空中翻滚的动作二参考系1参考系是研究机械运动的标准，要研究一个物体的运动，首先必须选定参考系。2理论上讲，参考系的选取是任意的，但在实际问题中，参考系的选取应以利于观测和描述物体的运动为基本原则，通常选地面、相对地面静止或做匀速直线运动的物体为参考系。 3对于同一个运动，如果选择不同的物体作参考系，观察到的运动情况可能不相同比如甲、乙两汽车都以15 m/s的速度沿同一直线由东向西行驶，若以路旁的树木为参考系，则两车都以15 m/s的速度向西行驶；若以甲车为参考系，则乙车是静止的；若以乙车为参考系，甲车也是静止的。【典型例题2】 在电视连续剧西游记里，常有孙悟空“腾云驾雾”的镜头，这通常是采用“背景拍摄法”：让“孙悟空”站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果；摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头，放映时，观众就感觉到“孙悟空”在“腾云驾雾”。这时，观众所选的参考系是（ ）A “孙悟空” B 平台 C 飘动的白云 D 烟雾【反馈练习3】 下列说法中正确的是 （ ） A、参考系必须选择地面 B、研究物体的运动，参考系选择任意物体时，其运动情况是一样的 C、选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同 D、研究物体的运动，必须选定参考系【反馈练习4】 歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”所描写的运动的参考系分别是（ ） A竹排、江岸 B，江岸、竹排 C竹排、青山 D 青山、竹排三、坐标系1坐标系相对于参考系是静止的，它是为了定量描述物体的位置和位置变化而引入的。2质点的位置对应于坐标系中的点的坐标，而质点位置的改变则用坐标值的变化描述。【典型例题3】一个小球从距地面5m处落下，被地面弹回，在距地面0.5 m处被接住取坐标原点在抛出点下方2m处，向下的方向为坐标轴的正方向则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是 （ ）A -2m, 3m, 2.5m B. 2m, -3m,-2.5m. C. 5m, 0m, 0.5m D. 0m, 5m, 4.5m【反馈练习5】某同学从某一路口A处骑自行车出发，先向北走了500m，接着又向南走了700 m。请你建立合适的坐标系，描述该同学的位置及其位置的变化。 1.2时间和位移 导学案【学习目标】1知道时间和时刻的区别和联系2理解位移的概念，了解路程与位移的区别3知道标量和矢量4能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移5知道时刻与位置、时间与位移的对应关系一、时刻和时间间隔1、我国运动员刘翔在奥运会田径男子110米栏决赛中以时间12秒91的成绩夺得中国男选手在奥运会上的首枚田径金牌2、北京时间8点整 3、各位旅客请注意，由温州开往杭州5114次列车开车时间12点30分，请各位旅客自觉排队等候检票以上几句话中的“时间”是不是同一个意思呢？有什么区别？思考：1、结合上面的学习你能给出时间、时刻的定义吗？时刻： 。时间： ，也是时间坐标轴上两个不同的时刻之差。2、如何用数轴表示时刻和时间间隔? 在表示时间的数轴上，时刻用 表示，时间间隔用 表示。3、时间和时刻有区别，也有联系，在时间轴上，时间表示一段，时刻表示一个点。如图所示，0点表示开始计时，03表示3s的时间，即前3s。23表示第3s，不管是前3s，还是第3s，这都是指 。3s所对应的点计为3s末，也为4s初，这就是 。4.特征：时刻有先后，无大小；时间无先后，有大小例1以下的计时数据中指时间间隔的是( )A“嫦娥一号”卫星于2007年10月24日18时5分点火发射B第29届奥运会于2008年8月8日20时8分在北京开幕C刘翔创造了12.88秒的110米栏最好成绩D在一场NBA篮球赛开赛8分钟时，姚明投中第三个球E.小明同学迟到了例2、请在如图1所示的时间轴上指出下列时刻或时间间隔（填相应的字母）：（1）第1s末，第3s初，第2个两秒的中间时刻；（2）第2s，第5s内，第8s内；（3）第二个2s，头5s，前8s内；二、路程和位移例3、关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是( )A位移是个矢量概念，位移的方向即是质点的运动方向B位移的大小不会比路程大C路程是标量，路程即是位移的大小D当质点做暑假期间小明一家和小强一家分从北京分别乘飞机和坐火车到重庆旅游，两家在红岩革命纪念馆正好走到一块，小明对小强说:北京到重庆也不是很远才1500公里，一会就来了。小强说：嗯，我们是做火车来的，走了2087公里。小明和小强都是从北京到重庆，两人所说的数据有什么区别？思考：1、根据上面的学习你能给出位移及路程的定义吗?路程： 位移：表示 的物理量。定义： ,其大小与路径无关，方向由起点指向终点2、在坐标系中，我们也可以用数学的方法表示出位移实例：观察教材第13页图123质点从A点运动到B点，我们可以用从_A指向_B的_线段表示位移，阅读下面的对话：甲：请问到市图书馆怎么走?乙：从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口，再向东走300m就到了甲：谢谢!乙：不用客气请在图123上把甲要经过的路程和位移表示出来并归纳一下：位移和路程有什么不同?路程位移定义物体实际运动轨迹的长度从初位置指向末位置的一个有向线段大小有有方向无有联系|位移|路程 当物体单向直线运动时才等于从一点到另一点位移一定，但路程却有无数个直线运动时，路程等于位移的大小例4、某物体在水平面上向正南方向运动了30 m，然后又向正东方向运动了40 m，对于这一路程，下列说法正确的是( )A物体的位移大小是50 m B物体的位移大小是70 mC物体的路程是50 m D物体的路程是70 m三、矢量和标量1. 既有 又有 的物理量叫矢量。举例： 2. 只有 没有 的物理量叫标量。 举例:思考：一位同学从操场中心A出发，向北走了40 m，到达C点，然后又向东走了30 m，到达B点用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果的位移)这位同学由A到B的位移和路程的大小各是多少?你能通过这个实例比较出算术相加与矢量相加的法则吗?四、直线运动的位置和位移根据直线运动的位置和位移并完成下列问题。1、如图126所示，物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2那么(x2 x1)就是物体的“位移”，记为x _ 可见，要描述直线运动的位置和位移，只需建立直线坐标系，用_表示位置，用_表示物体位移2、观察教材第14页图，计算物体由A到B坐标变化量x= 那么物体由B到A坐标变化量x= 问:结果一样吗?为什么?【当堂检测】1下列计时数据，指时刻的是( )A高考数学考试的时间是2 h B人造卫星绕地球一圈的时间为1.4 hC四川省汶川县发生8.0级强烈地震是在2008年5月12日14时28分D由青岛开往通化的1406次列车在德州站停车3 min2关于位移和路程，下列说法正确的是( )A位移和路程大小总是不相等，位移是矢量，有方向，而路程是标量，无方向B位移用来描述直线运动，路程用来描述曲线运动C位移取决于物体的初末位置，路程取决于物体实际运动的路径D物体做直线运动时，位移的大小等于路程3下列分析中涉及研究位移的是( )A交管部门在对车辆年检中，了解汽车行程计量值B指挥部通过卫星搜索小分队深入敌方阵地的具体位置C运动员王军霞在第26届奥运会上创造了女子5 000 m的奥运会记录D高速公路路牌标示“上海80 km”4跑道的直道和弯道的交点为A、B、C、D四点，如图所示运动员由A点出发沿跑道经过B、C、D点回到A点、则运动员( )A从A到B与从C到D，经过的位移相同，路程相等B从A到B与从C到D，经过的位移不同，路程相等C从A到C位移的大小比经过的路程要小D从A到C与从B到D经过的路程相等，位移相同5关于矢量和标量，下列说法中正确的是( )A矢量是既有大小又有方向的物理量 B标量是既有大小又有方向的物理量C位移10 m比5 m小 D10 比5 的温度低 1.3运动快慢的描述-速度【学习目标】1知道质点在直线运动中，位移可以用坐标的变化来表示。2掌握速度的概念。3掌握平均速度和瞬时速度的概念，会求平均速度。4了解速率的概念。【教材讲解】1坐标与坐标的变化量物体沿直线运动，并以这条直线为坐标轴，这样，物体的位置就可以用 来表示，物体的位移就可以通过坐标的 x=x2x1来表示，x的大小表示位移的 ，x的正负表示位移的 。2速度 表示质点运动 和 的物理量。（1）定义：质点的位移跟发生这段位移所用时间的 。（2）定义式：v = 。 （3）单位： 、 、 等。（4）矢量性：速度的大小用公式计算，在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体的 。3平均速度（1）定义：在变速运动中，运动质点的位移和所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度，平均速度只能 地描述运动的快慢。 （2）理解：在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同 或不同 内的平均速度一般不同，必须指明求出的平均速度是哪段 或哪段 内的平均速度。4瞬时速度（1）定义：运动质点在某一 或某一 的速度叫做瞬时速度。（2）理解：直线运动中，瞬时速度的方向与质点经过某一位置时的 相同。瞬时速度与时刻或位置对应，平均速度跟 或 对应。当位移足够小或时间足够短时，认为平均速度就等于 。在匀速直线运动中， 和瞬时速度相等。5速率 速度的 叫做速率，只表示物体运动的 ，不表示物体运动的 ，它是 量。【课堂练习】1如图，物体从A运动到B，用坐标表示A、B位置并表示出A、B位置的变化量。x/m-3-2-1B4321A0第 1 题图2下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是（ ）A平均速度，当充分小时，该式可表示t时刻的瞬时速度B匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度C瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动D只有瞬时速度可以精确描述变速运动3下面几个速度中表示平均速度的是 ，表示瞬时速度的是 。 A子弹出枪口的速度是800 m/s B汽车从甲站行驶到乙站的速度是20 m/sC火车通过广告牌的速度是72 km/h D人散步的速度约为1 m/s4下列关于速度的说法中正确的是（ ）A速度是描述物体位置变化的物理量 B速度是描述物体位置变化大小的物理量C速度是描述物体运动快慢的物理量 D速度是描述物体运动路程和时间关系的物理量1.4 实验:用打点计时器测速度一、实验目的1.了解两种打点计时器的结构和工作原理。2.会安装并使用打点计时器。3.理解根据纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度。4.明确速度时间图象的意义，掌握用描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度时间图象。二、实验原理瞬时速度的测定：跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，如图，若测E点的瞬时速度，可测出D、F两个计数点间的位移x和时间t，E点的瞬时速度就可用 D、F间的平均速度v= 来表示。【自主学习】1.电火花计时器的特点和优点？2.电磁打点计时器特点和不足？实验探究1.在本节课的实验中：(1)使用打点计时器是先接通电源还是先拉纸带？(2)手拉纸带速度应快一些还是慢一些？(3)测量各计数点间的位移时，应一次测量出各计数点到起始计数点的距离，还是分段测量各段距离？2.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会带来系统误差，为减小此误差应采用什么方法？实验过程1.实验步骤(使用电磁打点计时器)(1)把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并且压在纸带上面。(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到6V的低压交流电源上。(3)接通电源开关,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,纸带上就打下一系列点。(4)取下纸带，把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后每隔相等时间取一个计数点，分别标上A、B、C、D如图所示，依次测出O到A、A到B、B到C之间的距离x1、x2、x32.数据处理(1)打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D各点的瞬时速度分别为：把数据填入表中，根据数据判断纸带是否做匀速运动 位 置ABCDEFxn+xn+1/mv/ms-1(2)利用v-t图象分析物体的运动.【课堂练习】1 在使用电磁打点计时器时，应先把打点计时器固定，让纸袋穿过_，把复写纸套在_ 上，并且压在纸带上面，然后在打点计时器的两个接线柱上分别接上导线，两根导线的另外一端分别接到_V以下的_电源的两个接线柱上，接通电源后，再放开纸带，即可进行操作。2 根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量有A 时间间隔 B 位移C 速度 D 平均速度练习：利用纸带上的数据求平均速度、瞬时速度【典例1】打点计时器每隔0.02 s打一次点,某次实验中得到的一条纸带，用毫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/s。第五节 速度变化快慢的描述加速度【学习目标】1、掌握加速度的定义公式和单位.2、知道加速度的方向与速度变化量方向一致.3、区别加速度,速度,速度变化量.【自主学习】一、加速度加速度是描述 的物理量，是一个 （标量或矢量），定义式： ，方向： ，单位： 。练习1、下列说法正确的是：A.加速度是物体增加的速度B.加速度反映速度变化的大小C.加速度反映速度变化的快慢D.加速度的方向不能由速度方向确定，要由速度变化的方向来确定二加速度方向与速度方向的关系当 时，物体加速运动；当 时，物体减速运动。加速度的正负 在变速直线运动中,若取初速度v0 的方向为正方向,则 (1) 当vt v0 时, a0, a与v0 方向相同;反之也成立 (2) 当vt v0 时, a0, a与v0 方向相反.反之也成立思考：由加速度为可知： ；三、根据v-t图象分析加速度V图1 B tAVmO通过速度时间图象不但能够了解物体运动的速度随时间的变化情况，还能够知道物体的加速度。如图1所示：OA段物体做 运动，AB段物体做 运动。Ov/ms-1t/s462462前2秒内的加速度 2s4s的加速度 4s6s的加速度 【问题探究】（一）、加速度概念1加速度是表示速度改变快慢的物理量，即速度对时间的变化率。在数值上等于单位时间内速度的变化量，与速度的大小及速度变化的大小没有必然的联系2加速度是矢量，其方向与速度变化量v的方向相同，与速度v的方向没有必然的联系，可能同向，也可能反向，还可能成一定的夹角， 【典型例题1】足球以8 m/s的速度飞来，运动员在0.2s的时间内将足球以12m/s的速度反向踢出，足球在这段时间内的平均加速度大小为_ m/s2，方向与_m/s的速度方向相反。【反馈练习1】一辆汽车从车站出发，做匀加速直线运动，经半分钟速度达到108km/h，求汽车的加速度。【反馈练习2】一个沿光滑水平面以12 m/s的速度运动的小球，撞墙后以原速率被弹回，与墙壁作用的时间为0.2s求小球的加速度（二）、速度v、速度变化v、加速度a三者的区别与联系 速度v速度变化v加速度a含义表示运动的快慢程度表示速度改变的多少表示速度改变的快慢是速度的变化率大小由位移和时间共同确定v=x/t由初、末速度共同确定v=v末-v初由速度变化量和所用时间共同确定a=v/t方向速度方向为物体运动方向指速度变化的方向由v初、v末共同决定与v方向相同，与速度v方向无关【典型例题2】下列说法中正确的是A.物体的速度变化越快，其加速度越大 B.物体的速度变化量越大，其加速度就越大C.有加速度的物体，其速度一定增加 D.只要物体的速度大小不变，物体就没有加速度【反馈练习3】关于加速度，下述说法中正确的是A.加速度大小与速度大小无