高一物理描述运动的基本物理量和物理概念.docx

第二讲：描述运动的基本物理量和物理概念适用学科物理适用年级高中一年级适用区域新课标人教版课时时长（分钟）120分钟知识点1质点2参考系和坐标系、参考系的选取、运动的相对性3时刻与时间间隔4路程与位移教学目标1知识与技能：（1）介绍质点的概念，质点的判断；（2）介绍参考系的概念及与运动的关系；介绍参考系的建立与分析（3）介绍时间和时刻的含义及区别，介绍在实验中测量时间的方法；（4）介绍位移的概念，它是表示质点位置变动的物理量，是矢量，可以用有向线段来表示；（5）比较路程和位移的区别；（6）辨析直线运动的位置和位移的关系。2、过程与方法：（1）质点概念的提出和分析、建立的过程，知道它是一种科学的抽象（2）使了解物理学研究中物理模型的特点（3）联系生活实际（4）通过过的数学方法来突破时刻与时间、直线运动的位置和位移及相关方向3、情感态度与价值观：（1）通过观察、探究体验通过小组讨论，逐步养成相互合作交流的精神（2）验研究问题的方法，学会在研究问题中突出主要矛盾的哲学价值观教学重点1.、质点的概念、参考系的选取、坐标系的建立2.、时间和时刻的概念和区别；位移的矢量性、概念教学难点1、.实际物体可以看作质点的条件2.、位移和路程的区别一、复习预习提问：什么是运动，PPT展示各种运动图片提问：物理学研究的运动是什么样的运动？什么是参照物二、知识讲解考点/易错点1、质点情景展示:运动汽车的模型。提问：(1)要准确描述车身上、车轮上各点的位置随时间的变化不是容易事，困难和麻烦出在哪儿呢？ (2)如果我们研究它从家里出发到你亲戚家做客，需要多长时间，需要了解它各部分运动的区别吗？(3)上述问题中，汽车的大小和形状是次要因素呢还是主要因素呢？讲述：有些时候在研究问题中，为了便于分析，常常把实际物体简化为一个没有大小和形状的点。PPT呈现信息:“神舟”飞船载人舱长7.4m，由直径2.8m,用长58m，重达480t的“长征”2号火箭发射。“神舟”在太空运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点体会。如科学家研究“神舟”飞船在空中的运动位置、高度、快慢等问题时就可把它简化为一个有质量的点。（1）定义：用来代替物体的有质量而没有大小、形状的点叫质点（2）实物简化为质点的条件：物体的大小和形状对研究的问题的影响可忽略不计（3）质点是个理想化的物理模型，实际是不存在的，理想模型:抓住主要特征，忽略次要因素，考点/易错点2、参考系、坐标系情景1：敦煌曲子词中有词一首：“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行” 提问：作者为什么会有“山迎”、“船行”这样两种不同的感觉？ 类比：师生列举生活中类似的体验小结：物体的运动和静止是相对的。同时也说明自然科学与人文科学是相通的.为描述物体的运动，需要另外选取一个物体作为标准，否则无法判断。这个作为标准的物体叫做参考系.它是参照物的科学名称.情景2：飞机投弹。 以地面为参考系 以飞机为参考系 提问：地面上的观察者，飞机上的观察者观察到炸弹运动不同的原因是什么？ 类比：师生列举生活中类似的现象提问：参考系怎样选择比较好呢？如观察研究月球的运动选什么参考系较好？（是地球还是太阳）由此你得出的结论如何？小结：选择不同的参考系来观察同一运动，观察的结果会有不同选择的原则：观测方便和使运动的描述尽可能简单（1）定义：选来作为标准的另外的物体或物体系叫做参考系（2）选择不同的参考系来观察同一运动，观察的结果会有不同（3）选择的原则：观测方便和使运动的描述尽可能简单如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置变化，可以以这条直线为轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度、建立直线坐标系 B O A -2 0 3 x/m 如下图，若某一物体运动到A点，此时它的位置坐标XA=3m，若它运动到B点，则此刻它的坐标XB=-2m考点/易错点3、时刻和时间间隔展示：生活中几种关于时间的表述提问：在时间轴上把它们表示出来，比较长度，发现问题小结：有的时间是有长度的，有的时间只是一个点，把有长度的称为时间间隔，把只一个点的，对应一个瞬间的称为时刻学生举例区分时间和时间间隔（1）时刻：某一瞬间，在时间坐标轴上对应于一点，与状态量相对应（2）时间间隔：两个时刻间的间隔，在时间坐标轴上有长度的，简称为时间，与过程量相对应（4）第几秒初、第几秒末、第几秒内、几秒内概念的理解（5）时刻和时间间隔的关系：时间末时刻初时刻，即（6）实验室中测量时间的方法：用停表；用打点计时器（测量和记录很短的时间） 考点/易错点4、路程、位移情景：中国地图，利用地图测算武汉到北京的距离，；查查看武汉到北京的铁路里程、民航里程、公路里程 路线 里程沿铁路1225千米沿107国道1253千米沿高速公路1105千米沿航空航线1100千米提问1：比较以上四个数值，讨论它们不同的原因？ 2：如何描述北京相对武汉的位置？小结：沿不同路线从武汉到北京走过的路程不同。要把北京相对武汉的方位描述准确需要距离和方向两个量（1）路程：质点运动轨迹的长度，与运动路径有关（2）位移：位移是用来描述物体位置改变的物理量，是由初位置指向末位置的有向线段（线段长即位移大小，初位置指向末位置即位移方向），与运动路径无关，只由初、末位置来决定讨论1：学习过的物理量有些有方向，有些没方向，学生总结所学过的物理量哪些有方向，哪些无方向（1）矢量：既有大小、又有方向的物理量。如位移、速度、力等（2）标量：只有大小没有方向的物理量。如温度、长度、质量、密度、时间、路程等 讨论2：直线运动的位置与位移关系由下图可以看出三、例题精析考点/易错点1、质点【基础巩固】【例题 1】【题干】讨论哪种情况下物体可以看做质点？ A.地球绕太阳公转时，研究公转周期。 B.发任意球时，研究足球旋转对飞行轨迹的影响。C.长约300米的火车通过汉江桥（长约500米）的铁路桥时，求过桥时间D观赏索契冬奥会上金妍儿花样滑冰的舞姿 【答案】A 【解析】足球看成质点就无旋转运动了故B错；火车过桥时车长能明显影响过桥时间故C错；观看舞姿不能把运动员看成质点。【中等强化】【例题 2】【题干】下列关于质点的说法中，正确的是（ ）A、质点就是质量很小的物体B、质点就是体积很小的物体C、质点是一种理想化模型，实际上并不存在D、如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时，即可把物体看成质点 【答案】C 【解析】质点是一种理想化的物理模型，实际上并不存在【培优拔高】【例题 3】【题干】下列说法正确的是A、在研究队伍过桥的时间问题中把队列看成质点B、在研究火车通过某一站牌的时间问题中，由于站牌可以看成一个点，所以可以把火车看成质点C、“神舟”在太空运行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点，所以在控制飞船飞行姿势时可以把飞船看成质点D、曲线运动中有时可以把物体看成质点【答案】 D 【解析】队伍过桥问题中，过桥时间与队伍长度有关；火车通过一站牌问题中，火车长度与通过站牌的时间有关；飞行姿势与飞船的形状有关，故不可以看成质点。考点/易错点2、参考系【基础巩固】【例题 4】【题干】放学时，你骑车由南向北骑行，这时一辆汽车也由南向北从你身边疾驶而过若以这辆汽车为参考系，你是（ ）A向北运动 B向南运动C静止 D运动方向无法判定 【答案】B 【解析】人和车都由南向北行驶，根据车从身边疾驶而过可判断车速更快，人相对于汽车在后退，故选B【中等强化】【例题 5】【题干】李白在望天门山中写到：“两岸青山相对出，孤帆一片日边来”这两句诗中描写“青山”与“孤帆”运动选择的参照系分别是（ ）A帆船，河岸 B河岸，帆船C青山，太阳 D青山，划船的人【答案】A【解析】第一句中的青山在运动，显然参考系不是青山，而是与之有相对运动的物体可以是孤帆，故C、D错；第二句孤帆在运动，参照物不是孤帆可以是河岸，故B错，因此选A【培优拔高】【例题 6】【题干】图11甲乙观察图11中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确是（ ）A甲乙两车一定向左运动B甲乙两车一定向右运动C甲车可能运动，乙车向右运动D甲车可能静止，乙车向左运动 【答案】D 【解析】根据烟的方向可以判断风向向左；根据车上小旗展开方向可判断风向相对甲车向左，故甲车可能向右运动，可能静止，可能向左运动只要比风速慢；风向相对乙向右，说明乙向左运动的比风更快。综上故选D考点/易错点3、时刻和时间间隔【基础巩固】【例题 7】【题干】全班每人说一句有关时间的话，并记录，指出其中关于时间的是（ ），关于时刻的是（ ）如下面收集了5句，A中央电视台新闻联播节目每天19时开播B刘翔的110m栏最好成绩是12秒88C足球比赛上下半场各45分钟D各位同学请明天提前到9时到校E现在是北京时间十一点五十一分，再过九分钟下课 【答案】B、C、E为时间间隔，A、D为时刻、 【解析】A选项是中19时是一个时间点；B选项的12秒88是指持续的时间；足球赛半场是持续45分钟；D选项中“提前到”指的是一个时间点；E选项中”再过九分钟“指时长九分钟【中等强化】【例题 8】【题干】关于时间和时刻，下列说法正确的是( )A、物体在5 s时指的是物体在5 s末时，指的是时刻B、5 s内指的是4 s末到5 s末这1 s的时间C、第5 s内指的是4 s末到5 s末这1 s的时间D、第4 s末就是第5 s初，指的是时刻 【答案】ACD 【解析】5 s时指的是5s末这一时刻，5 s内指的是前5 s这一段时间，A对，B错；第5 s内指的是在4 s末到5 s末这1 s的时间，前1 s末与后1 s初是同一时刻，故第4 s末和第5 s初是同一时刻,C、D对【培优拔高】【例题 9】【题干】关于时刻和时间间隔的下列理解，哪些是正确的（ ）A、时刻就是一瞬间，即一段很短的时间间隔B、不同时刻反映的是不同事件发生的顺序先后C、时间间隔确切地说就是两个时刻之间的间隔，反映的是某一事件发生的持续程度D、一段时间间隔包含无数个时刻，所以把多个时刻加到一起就是时间间隔【答案】BC【解析】时刻是指某一瞬时，无时间长度，在时间轴上表示为一点，与生活中的“一瞬间”有所不同，平常生活中的一瞬间指时间极其短，依然是时间间隔。而时间间隔则是指两个时刻的间隔，指的是时间段。任何一小段时间间隔都有无数个时刻。考点/易错点4、路程、位移【基础巩固】【例题 10】【题干】某中学军训拉练的队伍在匀速，指导员骑自行车将掉队的小王从队尾送到队前，有立即返回当指导员回到队尾时，队伍已前进了200m，队伍长300m，在这整个过程中，指导员的位移大小为 m， 【答案】位移大小为200m， 【解析】根据题意知：指导员的初位置与末位置均在队伍尾，队尾前进了200米，指导前进了200米【中等强化】【例题 11】【题干】老师从学校操场A处开始散步，先向南走了60m到达B处，再向东走了80m到达C处，最后又向北走了120m到达D处则（1）求老师散步的总路程和总位移。（2）要比较确切地表示老师散步的最终位置，应该用位移还是用路程？ 【答案】总路程为260m；总位移100m，方向东偏北约37度。 【解析】总路程为运动轨迹路线长，老师总体上向东移动了80m，向北移动了60m朝，起点到终点的距离为100m，利用三角形知识可求出方向东偏北37度【培优拔高】【例题 12】【题干】运动员在进行折返跑测试时，在运动场的一条直线跑道上，每隔5m放置一个空瓶运动员从中间某一瓶子处出发，跑向最近的空瓶将其扳倒后返回，再扳倒出发点处的第一个瓶子，之后再折返扳倒前面的最近处的瓶子依次下去，当他扳倒第6个空瓶时，他跑过的路程是多大？位移是多大？【答案】路程16m；位移大小2m。【解析】如图扳倒的瓶子顺序如图1-2-3-4-5-6，起点处的瓶子是第二个被扳倒，故起点在2，各段路程为1m、1m、2m、3m、4m、5m，设向右为正，位移为-1m、1m、-2m、3m、-4m、5m.故可求得。四、课堂运用【基础巩固】 1关于参照系，下述说法中正确的是（ ） A参照系必须选择静止不动的物体B参照系必须是和地面连在一起的物体C选择不同的参照系观察同一物体的运动，观察的结果一定不同D任何物体都可以被选作参照系【答案】D，【解析】：考察参考系的选取，参考系的选择可以任意，一般以方便研究问题为准。2篮球运动员在原地拍球，球从1.5m高处落下，又被地板弹回，在离地1m处被接住则球通过的路程和位移的大小分别是（ ）A2.5m，2.5m B2.5m，0.5mC1.5m，1m D1.5m，0.5m【答案】B，【解析】路程是路线长度，往返运动各段路线长相加；位移大小只考虑初末位置之间的距离。【中等强化】 3以下关于位移和路程的说法中，正确的是( )A、位移和路程都是描述质点位置变化的物理量B、质点的位移是直线，而路程是曲线C、在直线运动中位移与路程相同D、只有质点做单向直线运动时，位移大小才和路程相同【答案】D，【解析】位移是描述质点位置变化的物理量，路程是运动路径的长度，在单向直线运动中，位移大小等于路程，其他情况位移大小小于路程，故选D4. 下列关于质点的一些说法，其中正确的是（ ）A研究和观察日食时，可以把太阳看成质点B原子核很小，可把它看成质点C研究地球自转时，不能把地球看成质点D做花样溜冰的运动员可以看作质点【答案】C，【解析】研究观察日食时，太阳大小不能忽略故A错，研究原子核内部结构时原子核大小不能忽略故B错，研究地球自转时地球大小不能忽略，花样溜冰需要考虑花样动作故D错5甲、乙两运动员分别参加了在主体育场举行的400 m和100 m田径决赛，且两人都是在最内侧跑道完成了比赛，则两人在各自的比赛过程中通过的位移大小x甲、x乙和通过的路程大小s甲、s乙之间的关系是(标准体育场内侧跑道为400 m)( )A、x甲x乙，s甲s乙B、x甲s乙C、x甲x乙，s甲s乙D、x甲x乙，s甲s乙【答案】B，【解析】根据题意可以分析知，甲通过的路程为400米，回到出发位置故位移为0；乙做直线运动，路程为100米，位移大小也为100米，故选B【培优拔高】6一质点绕半径是R的圆周运动了一周，则其位移大小是_，路程是_。若质点只运动了1/4周，则路程是_，位移大小是_。 【答案】0，2R，R/2，R【解析】根据位移路程定义可知，在圆上运动，位移大小等于弦长。路程等于弧长。五、课程小结 质点是用来代替物体点，是没有大小、形状但有质量，实物简化为质点的条件：物体的大小和形状对研究的问题的影响可忽略不计，质点是个理想化的物理模型，实际不存在（理想模型:抓住主要特征，忽略次要因素）参考系是选来作为标准的另外的物体或物体系，选择不同的参考系来观察同一运动，观察的结果会有不同，选择的原则：观测方便和使运动的描述尽可能简单为了定量描述物体的运动，需要在在参考系上建立坐标系路程：质点运动轨迹的长度，与运动路径有关位移：位移是用来描述物体位置改变的物理量，是由初位置指向末位置的有向线段（线段长即位移大小，初位置指向末位置即位移方向），与运动路径无关，只由初、末位置来决定矢量：既有大小、又有方向的物理量标量：只有大小没有方向的物理量。时刻：某一瞬间，在时间坐标轴上对应于一点，与状态对应时间间隔：两个时刻间的间隔，在时间坐标轴上对应于一段，简称为时间，与过程对应时刻和时间间隔的关系：时间末时刻初时刻，即六、课后作业【基础巩固】1、地球同步通信卫星总是静止在地球上空某处，这是以 为参考系，如果以太阳为参考系，这颗卫星是 (填“运动”或“静止”)的。【答案】地面、运动【解析】考察参考系的选取，地球同步通讯卫星是相对地面静止的，太阳相对地面在运动故地球同步通讯卫星也相对太阳运动。2、有关参考系的说法正确的( )A、运动的物不能做参考系 B、只有固定在地面上的物体才能做参考系C、只有静止的物体才可以作参考系 D、研究某一物体的运动，必须选定参考系【答案】D【解析】参考系选择是以方便和便于描述运动为标准3、以自己的生活经验各举两个关于质点的例子（1）能被看成质点的是： （2）不能被看成质点的是： 【答案】能看成质点例如研究同学放学回家爬楼所用的时间、校运动会中正在参加长跑的运动员；不能看成质点的例如正在做广播操的同学，研究鸡蛋在盐水中的浮沉情况【解析】考查对质点定义的理解，选取与体积、形状对研究的问题有无影响有关。【中等强化】4、关于时间与时刻，下列说法正确的是（ ）A、作息时间表上标出上午8:00开始上课，这里的8:00指的是时间B、上午第一节课从8:00到8:45，这里指的是时间C、电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻D、在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间【答案】B【解析】直接根据时刻和时间间隔定义可以判断。A图125、质点沿半径为d的圆形轨道以逆时针方向运动，每2s移动1/4圆周，初始位置在某处的A点，如图12所示，分别求出下列各种情况下的路程和位移的大小，并在图上标出各位移矢量的方向（1）从A点开始到第2s末时；（2）从A点开始到第4s末时；（3）从A点开始到第8s末时A图13 （1） （2） （3）【答案】 【解析】如图1-36