教师用运动的描述教案3.doc

1.3 运动快慢与方向的描述速度一、 速度1、 定义：位移与发生这段位移所用时间的比值2、 定义式：3、 物理意义：描述物体运动的快慢和方向。（注意：这里的“运动的快慢”指的是“位置变动的快慢”与日常生活中描述“运动的快慢”的平均速率不一样。）4、 1m/s=3.6km/h二、 速度的分类：（一）、 平均速度：1、 定义：物体做任意运动，发生的位移与运动时间的比值叫做平均速度。2、 定义式： 3、 物理意义：粗略描述物体的运动快慢和位移方向。对运动的描述不准确，但仍然是科学的。就好像平均分能反映一个班某学科的整体成绩好坏一样。4、 性质：矢量，其方向为位移方向；过程量。5、 求解方法：适用于一切运动（二）、 瞬时速度（简称速度）1、 定义：物体在某一时刻或经过某一位置的速度。2、 物理意义：精确描述物体在某时刻或经过某位置时的运动快慢和运动方向3、 性质：矢量，状态量。它的方向就是物体在某一时刻（或某一位置）运动的方向，也就是运动路线在该点的切线方向。4、 速率：瞬时速度的大小叫做瞬时速率，简称速率。汽车速度表的示数，道路旁限速牌上的数字都是指速率，判断是否超速用瞬时速度。5、 如何求瞬时速度：1）、 求瞬时速度的方法：（1）、 公式法：某时刻附近无限小时间内的平均速度。（某位置附近无限小位移内的平均速度）。( 注意：在匀速直线运动中，任意一段时间内的平均速度等于任意时刻的瞬时速度。（2）、 图像法：x-t图像的斜率2）、 运用举例：（1）、 光电门传感器：令遮光条的宽度为b，遮光条从刚好遮住红外线运动到刚好不遮住红外线的时间为，由于b很小，导致很小，不管遮光条在通过b的过程中做什么运动，平均速度均可看作遮光条在A点位置时的瞬时速度，这样我们就求出了物体运动到光电门位置时的瞬时速度。（2）、 运动传感器：由发射器和接收器两个部分组成，固定在运动物体上的发射器，同时发射出一组红外线信号和超声波信号；接受器保持静止，它将接收到的光信号和声波信号的时间差输入计算机，计算机按照这个时间差和声波的传播速度计算出运动物体到接收器之间的距离，。发射器相隔发射第二组信号，测得运动物体的新位置到接收器之间的距离，。计算机根据算出的两个位置之间的距离与两次信号发射时间之差，就可算出物体在发生位移内的平均速度，由于足够小，可以将看作物体在A位置的瞬时速度。6、 表示：1）、 几何法表示：用一条有向线段表示，线段的长度表示速度的大小，箭头的指向表示速度的方向。2）、 代数法表示：物体在直线上运动，选好参考系（通常选地面），建立一维速度坐标系。这样，物体在任意时刻的速度就与坐标系中的速度坐标值对应。坐标值的绝对值表示速度的大小，正负号分别表示速度的方向和与坐标轴的正方向对应的真实空间中的方向相同和相反。( 注意：一条速度坐标轴描述的速度要么和与速度坐标轴正方向对应的方向相同，要么相反，所以，一条速度坐标轴描述的运动只能是直线运动。7、 物体的运动状态：物体具有某一个瞬时速度，就处于某一运动状态。物体运动状态的改变就是瞬时速度的改变，一共有大小和（或）方向3种改变形式。三、 速度图像（速度时间图像）1、 定义：描述瞬时速度v与时刻t关系的图像 2、 物理意义：全面形象地反映了速度随时刻的变化规律3、 图像的建立：1）、 确定参考系（通常选地面），任选一点作为坐标原点O，它表示速度为零，过O点画横、纵两条坐标轴建立二维坐标系，以纵轴表示速度，规定向上为纵轴的正方向，确定好真实空间中与之对应的方向，确定好标度；以横轴表示时间，规定横轴的正方向，确定好标度。2）、 将速度用代数法表示，将与速度和时刻对应的点描在直角坐标系上3）、 用光滑的线将坐标系上的点连接起来。由于速度图像中表示速度的坐标轴只有一条，所以，速度图像只能用来描述直线运动。4、 适用范围：直线运动5、 从图像上能读出的信息：1）、 速度方向：图像在时间轴的上方和下方分别表示物体向正方向和反方向运动；2）、 速度大小变化：图像中各点坐标绝对值的增大和减小表明物体做加速和减速运动。3）、 位移：图像与坐标轴以及初、末时刻线所围图形的面积的代数和4）、 路程：图像与坐标轴以及初、末时刻线所围图形的面积的算术和5）、 交点的意义：两物体某时刻速度相等6、 图像不是轨迹由于坐标原点表示速度为零，从图像上得不到物体运动的起点，只能读出物体的运动形式。因此，7、 由V-t图像不能描述物体的运动过程。四、 平均速率1）、 ；该物理量才是人们感受到的运动快慢， 2）、 性质：标量，过程量。3）、 理解：（1）、 适合于一切运动（2）、 平均速度和平均速率是两个不同的物理量。只有在单向直线运动中，平均速率等于平均速度的大小。1.4 速度变化快慢的描述加速度一、 速度的变化量：1、 定义：末速度与初速度的差值2、 表达式：（“”仅仅是减法运算的符号，并不表示的方向一定与规定的正方向相反）3、 物理意义：描述物体速度变化的多少和变化方式（加速或减速）4、 性质：矢量，过程量。5、 表示：1）、 几何法：用一条有向线段表示，线段的长度表示的大小，箭头的指向表示的方向。2）、 代数法：物体在直线上运动，选好参考系（通常选地面），建立一维速度坐标系。将质点初、末时刻速度转化为速度坐标系中的位置坐标。将初、末时刻的速度坐标值代入表达式计算，得到一个带正（或负）号的数字，数字的绝对值表示的大小，正负号分别表示的方向和与速度坐标轴的正方向对应的真实空间中的方向相同和相反。二、 加速度a1、 定义：速度变化量与发生这一变化所用时间的比值叫做加速度。2、 定义式：3、 物理意义：定量描述物体的速度变化快慢和变化方式（加速或加速）。4、 性质：矢量，其方向和的方向一致。5、 加速度的分类：1）、 平均加速度：（1）、 定义：速度变化量与发生这一变化所用时间的比值，与一段时间相对应，过程量。（2）、 求解方法：A、 公式法：，适用于一切运动。B、 图像法：在任意形状的v-t图像中，也就是连接时间内初、末时刻图像的直线与时间轴正方向所成夹角的正切值。2）、 瞬时加速度：（1）、 定义：物体在某一时刻或经某位置时的加速度，状态量。在不加说明的情况下，加速度均指瞬时加速度。（2）、 求解方法：A、 公式法：某时刻附近无限小时间内的平均加速度。（某位置附近无限小位移内的平均加速度）。B、 图像法：v-t图像的斜率3）、 表示：（1）、 几何法：用一条有向线段表示，线段的长度表示a的大小，箭头的指向表示a的方向。（2）、 代数法：物体在直线上运动，选好参考系（通常选地面），根据需要建立一维速度坐标系。这样，质点在任意时刻的加速度就与坐标系中的坐标值对应。坐标值的绝对值表示加速度的大小，正负号分别表示加速度的方向和与坐标轴的正方向对应的真实空间中的方向相同和相反。6、 运动性质的判断：1）、 与正方向的选取无关的情形：（1）、 和a方向相同物体做加速运动，加速度的大小变化仅仅影响速度增加的快慢（2）、 和a方向相反物体做减速运动，加速度的大小变化仅仅影响速度减小的快慢2）、 在规定运动方向为正方向的前提下，为正物体做加速运动，a为负物体做减速运动7、 、三者的比较物理意义不同运动的快慢速度的变化速度变化的快慢定义不同极短时间内的平均速度相互关系1、与的大小和方向都无关；（匀速直线运动的加速度为零）2、与的大小无关，与的方向一定相同。8、 比值法定义物理量的特点：被定义的物理量与定义它的物理量在大小上没有必然联系。加速度是高中阶段第一个用比值法定义的物理量，所以加速度的大小与和无关，而是由其比值共同决定。一、 匀速直线运动：物体在一条直线上运动，任意相等时间内发生的位移都相等。二、 匀变速直线运动的基本知识、 定义：物体在一条直线上运动，速度随时间均匀变化的运动 、 特点：速度随时间均匀变化、 实质：加速度a恒定、 分类：1）、 按速度变化分：匀加速直线运动和匀减速直线运动。2）、 按是否具有往返性分：（1）、 单向匀变速直线运动（2）、 往返匀变速直线运动。处理方法：A、等效成单向的匀变速；B、分段处理。三、 匀变速直线运动的一般规律：、 表达式：1）、 独立公式：（1）、 速度公式：，不含；若，则有：（2）、 位移公式：，不含；若，则有：2）、 导出公式（由独立公式导出）（1）、 ，不含；若，则有：（2）、 ，不含（3）、 ，不含；若，则有：（特别适用于末速度已知的情形）、 对匀变速直线运动的一般规律的理解：1）、 描述运动的物理量一共有等5个物理量，在任意一个运动过程中，只要知道其中的任意3个，其余2个物理量由运动学公式可以唯一确定。由此可知，A、如果两个匀变速直线运动中有3个物理量对应相等，那么另外的2个物理量也一定对应相等，即这两个匀变速直线运动就是同一个运动；B、一个运动学问题能否由运动学公式求解。2）、 每一个公式中都包含4个物理量，当已知其中的任意三个而要求解另一个时，往往选定一个公式就可以了。例如，已知量和未知量都不涉及a，往往选择进行计算，已知量和未知量都不涉及，往往选择进行计算。3）、 物体具有多个运动过程时，当每一过程有两个已知量，每一过程有两个未知量相同时，可通过方程组的形式进行求解。4）、 描述运动的等5个物理量中，除了时间t之外的物理量都是矢量，在计算时一般以的方向为正方向，其余物理量与的方向相同时取正，与方向相反时取负；正负不明确的物理量其方向统统假设成为正，其真实的正负由计算结果确定。5）、 适用范围：单向和有往返的匀变速直线运动。四、 匀变速直线运动的特殊规律、 单向匀变速直线运动（不管初速度度是否为零，不管是匀加速还是匀减速）1）、 在相邻相等时间间隔（T）内的位移之差为恒量，即，该关系还可以推广到：，其中T为任意时间常数。2）、 在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，即3）、 某段位移中间位置的瞬时速度为，总有、 初速度为0的匀加速直线运动的特殊规律1）、 将运动分成相等的时间段，设每个时间段为T ，那么（1）、 前1T末、前2T末、前3T末前nT末的瞬时速度之比为（2）、 前1T内、前2T内、前3T内前nT内的位移之比为 （3）、 第T内、第T内、第T内第T内的位移之比为2）、 将运动分成相等的位移段，设每个位移段为S，那么（1）、 前1S、前2S、前3S前nS内的时间之比为： （2）、 第S内、第S内、第S内第S内的时间之比 （3）、 第S内、第S内、第S内第S内的平均速度之比 五、 位移时间图像（位置时刻图像）1、 定义：描述位置x与时刻t关系的图像2、 物理意义：全面形象地反映位置坐标x随时刻的变化规律3、 图像的建立：1）、 确定好参考系（通常选地面），任选一点作为坐标原点O，并确定好空间中与之对应的真实位置。过O点画横、纵两条坐标轴建立二维坐标系，以纵轴表示位置，规定向上为纵轴的正方向，确定好真实空间中与之对应的方向，确定好标度；以横轴表示时间，规定横轴的正方向，确定好标度。2）、 将位置矢量用代数法表示，将与位置坐标和时刻对应的点描在直角坐标系上3）、 用光滑的线将坐标系上的点连接起来。 由于表示位置的坐标轴只有一条，所以，位移图像只能用来描述直线运动。4、 适用范围：直线运动5、 从图像上能读出的信息：1）、 位置矢量的正负：图像在时间轴上方，位置矢量为正，图像在时间轴下方，位置矢量为负。2）、 运动方向：图像所在的直线能够过一、三象限，物体往正方向运动；图像所在的直线能够过二、四象限，物体往反方向运动。3）、 位移：将初、末时刻的位置坐标值代入表达式即可得到位移，若，位移方向和与位置坐标轴正方向对应的真实空间中的方向相同；若，位移方向和与位置坐标轴正方向对应的真实空间中的方向相反。平均速度可用公式法计算（），也可用图像法计算。4）、 在任意形状的x-t图像中，连接时间内初、末时刻图像的直线与时间轴正方向所成夹角的正切值表示内的平均速度。5）、 在任意形状的x-t图像中，位移图像在各点的切线斜率表示瞬时速度。6）、 交点的意义：两物体某时刻相遇6、 图像不是轨迹7、 x-t图像能描述物体的运动过程。六、 自由落体运动、 定义：物体只受重力，由静止开始的运动、 自由落体运动的规律： 、 速度公式：、 位移公式：、 推论：七、 竖直上抛运动、 定义：物体只在重力作用下，以竖直向上的初速度开始的向上的运动。、 实质：加速度为g的匀减速直线运动、 规律：1）、 前提：规定运动方向为正方向。2）、 规律：（1）、 速度公式：（2）、 位移公式：（3）、 推论：八、 竖直上抛运动和随后的自由落体运动的对称性和多解性、 对称性：1）、 速度大小对称：即上升和下落过程中物体经过同一位置的速度等大反向。2）、 时间对称：即上升和下落过程中物体经过相同空间距离所用的时间相等。、 多解性：物体被竖直上抛后，同一位移可能对应2个时刻，同一大小的位移可能对应3个时刻。九、 解决运动学问题的方法总结：1、 公式法：1）、 步骤：（1）、 确定研究对象，抽象出两类模型。由实际物体抽象出物体模型，由实际运动抽象出运动类型；（2）、 选好参考系（通常选地面），规定正方向（通常规定初速度的方向为正方向）建立坐标系。 （3）、 根据题意，画出运动简图，理清运动过程。根据题意和规定的正方向在运动简图上标出表示物体所在位置的字母和用代数法表示的描述运动的已知物理量，理清物体的运动过程，明确前后过程中发生关联的物理量有哪些；（4）、 理清已知和未知的物理量，统一已知和未知量的单位。假设未知量，若未知量的方向已知，则只需假设它的大小，若未知量的方向未知，则假设成正方向。（5）、 将已知量和未知量带入灵活选用的运动学的公式（一般规律和特殊规律）进行求解。（6）、 对矢量的正负进行说明。2）、 规范性要求：（1）、 书写方程式时只能用题给的表示物理量的符号按照公式的原始形式进行书写，不能写方程的变形形式；（2）、 在解答过程中要有简要的文字说明，文字说明部分主要是：、指定研究对象，、对未知量进行假设、说明，、对正方向进行规定，、对所使用的定律、定理、公式、方法、所遵循的条件进行说明。（3）、 用语要科学，不能用符号代替文字说明，比如不能用表示增大、减小，题中没有提及的物理量要用通用符号表示，比如电阻最好用R表示；涉及其它学科的量时，要用该量在其它学科的通用符号表示，比如物质的量要用mol表示，正弦要用sin表示。2、 图像法：主要用于定性分析和多过程的定量计算3、 逆向观察法:1）、 内容:正方向的匀减速可以看成加速度大小不变的反方向的匀加速2）、 理解:（1）、 条件：加速度大小为，运动时间为t，且。相同时间t内，正方向匀减速的初速度大小为，反方向匀加速的末速度大小为，由于，故，即正方向匀减速的初速度与反方向匀加速的末速度等大反向。正方向匀减速的位移大小为，反方向匀加速位移大小为，正方向匀减速的位移与反方向匀加速的位移等大反向。（2）、 结论：正方向匀减速的初速度与反方向匀加速的末速度等大反向，即；正方向匀减速的位移与反方向匀加速的位移等大反向，即4、 巧选参考系法: 主要用于多对象同时运动的情形.1）、 巧妙地选取参考系，可使物体的运动形式变得简单更易于计算2）、 参考系变换后，必须把、a、v等矢量全部用新参考系表示（1）、 ； “”为运算符号；（2）、 为定值、=0，则相对运动为匀速直线运动，则满足；（3）、 为定值，则相对运动为匀变速直线运动，若和反向，则相对运动为匀减速直线运动，若和同向，则相对运动为匀加速直线运动。（4）、 在相对运动中，运动学公式同样成立，只是把相应的矢量变成相对矢量。A.B.C.D.E.3）、 巧用参考系法的解题步骤：（1）、 选好参考系，建立坐标系（2）、 规定正方向（3）、 求出和，判断相对运动的运动性质（4）、 利用相应的公式求解5、 等效法：把多个物体在某一瞬间的运动情形等效成一个物体的连续性运动情形。第一节 追击与相遇问题第一部分：相向相遇一、 相向相遇是指两物体分别从相距的两地相向运动到同一位置的现象。二、 特点：两物体运动的距离之和等于三、 分析时的注意事项：1、 画出运动过程图：2、 两物体是否同时开始运动，两物体运动至相遇时，运动时间是否可以建立某种关系；3、 两物体各做何种形式的运动；4、 由两者之间的时间关系，根据两者的运动形式建立方程；第二部分：同向追击一、 同向追击一般情况下是指两物体同向运动，同时到达同一位置的现象。二、 分析时的注意事项：1、 画好运动简图。2、 两者间的时间关系、位移关系是解题的关键，3、 追及物与被追及物的速度相等是两物体“刚好碰撞”、或者“刚好不碰撞”或者“相距最近”或者“相距最远”的临界条件，是解决问题的重要条件。三、 追及现象的分类：1、 追不上： （1）、 条件：追及者速度等于被追及者速度时，追及者在被追击者后面，且此后追击者的速度小于被追击者的速度。（2）、 特点：速度相等时，追击者与被追击者之间有最小距离2、 恰好追上：（1）、 条件：追及者速度等于被追及者速度时，两物体刚好到达同一位置，且此后追击者的速度小于被追击者的速度。这种情形也叫做恰能追上或者恰好追不上。（2）、 特点：追上时二者间的位移存在一个等量关系。第一次追上第二次追上3、