新课标物理必修1学案

1 1 质点 参考系和坐标系 班级 姓名 学号 学习目标学习目标 1 理解质点的概念 知道它是一种科学抽象 知道实际物体在什么条件下可看作 质点 知道这种科学抽象是一种常用的研究方法 2 知道参考系的概念和如何选择参考系 学习重点学习重点 质点的概念 学习难点学习难点 主要内容主要内容 一 一 机械运动机械运动 1 定义 物体相对于其他物体的位置变化 叫做机械运动 简称运动 2 运动的绝对性和静止的相对性 宇宙中的一切物体都在不停地运动 无论是 巨大的天体 还是微小的原子 分子 都处在永恒的运动之中 运动是绝对 的 静止是相对的 二 物体和质点二 物体和质点 1 定义 用来代替物体的有质量的点 质点是用来代替物体的具有质量的点 因而其突出特点是 具有质量 和 占有位置 但没有大小 它的质量就是它所代替的物体的质量 质点没有体积 因而质点是不可能转动的 任何转动的物体在研究其自转 时都不可简化为质点 质点不一定是很小的物体 很大的物体也可简化为质点 同一个物体有时 可以看作质点 有时又不能看作质点 要具体问题具体分析 2 物体可以看成质点的条件 如果在研究的问题中 物体的形状 大小及物体 上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素 就可以把物体看做一个质点 3 突出主要因素 忽略次要因素 将实际问题简化为物理模型 是研究物理学 问题的基本思维方法之一 这种思维方法叫理想化方法 质点就是利用这种 思维方法建立的一个理想化物理模型 例一 下列情况中的物体 哪些可以看成质点 A 研究绕地球飞行时的航天飞机 B 研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮 C 研究从北京开往上海的一列火车 D 研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱 课堂训练 课堂训练 问题 1 能否把物体看作质点 与物体的大小 形状有关吗 2 研究一辆汽车在平直公路上的运动 能否把汽车看作质点 要研究这 辆汽车车轮的转动情况 能否把汽车看作质点 3 原子核很小 可以把原子核看作质点吗 1 下述情况中的物体 可视为质点的是 A 研究小孩沿滑梯下滑 B 研究地球自转运动的规律 C 研究手榴弹被抛出后的运动轨迹 D 研究人造地球卫星绕地球做圆周运动 2 下列各种情况中 可以所研究对象 加点者 看作质点的是 A 研究小木块的翻倒过程 B 研究从桥上通过的一列队伍 C 研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱 D 汽车后轮 在研究牵引力来源的时 三 参考系三 参考系 1 定义 宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中 在描述一个物体的运动时 必须选择另外的一个物体作为标准 这个被选来作为标准的物体叫做参考系 一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的 2 选择不同的参考系来观察同一个运动 得到的结果会有不同 例二 人坐在运动的火车中 以窗外树木为参考系 人是 的 以车厢为 参考系 人是 的 3 参考系的选择 描述一个物体的运动时 参考系可以任意选取 选取参考系 时要考虑研究问题的方便 使之对运动的描述尽可能的简单 在不说明参考 系的情况下 通常应认为是以地面为参考系的 4 绝对参考系和相对参考系 例三 对于参考系 下列说法正确的是 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 课堂训练 课堂训练 1 甲物体以乙物体为参考系是静止的 甲物体以丙物体为参考系是运动的 那么 以乙物体为参考系 丙物体是 A 一定是静止的 B 一定是运动的 C 有可能是静止的或运动的 D 无法判断 2 关于机械运动和参照物 以下说法正确的有 A 研究和描述一个物体的运动时 必须选定参照物 B 由于运动是绝对的 描述运动时 无需选定参照物 C 一定要选固定不动的物体为参照物 D 研究地面上物体的运动时 必须选地球为参照物 四 坐标系四 坐标系 例四 例五 阅读材料阅读材料 理想模型及其在科学研究中的作用理想模型及其在科学研究中的作用 在自然科学的研究中 理想模型 的建立 具有十分重要的意义 第一 引入 理 想模型 的概念 可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差 把现实世界中 有 许多实际的事物与这种 理想模型 十分接近 在一定的场合 一定的条件下 作为一种 近似 可以把实际事物当作 理想模型 来处理 即可以将 理想模型 的研究结果直接 地应用于实际事物 例如 在研究地球绕太阳公转的运动的时候 由于地球与太阳的平均 距离 约为 14960 万公里 比地球的半径 约为 6370 公里 大得多 地球上各点相对于太阳的 运动可以看做是相同的 即地球的形状 大小可以忽略不计 在这种场合 就可以直接把 地球当作一个 质点 来处理 在研究炮弹的飞行时 作为第一级近似 可以忽略其转动性 能 把炮弹看成一个 质点 作为第二级近似 可以忽略其弹性性能 把炮弹看成一个 刚 体 在研究一般的真实气体时 在通常的温度和压强范围内 可以把它近似地当作 理想 气体 从而直接地运用 理想气体 的状态方程来处理 第二 对于复杂的对象和过程 可 以先研究其理想模型 然后 将理想模型的研究结果加以种种的修正 使之与实际的对象 相符合 这是自然科学中 经常采用的一种研究方法 例如 理想气体 的状态方程 与 实际的气体并不符合 但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程 就能够与实际气体较好地符 合了 第三 由于在 理想模型 的抽象过程中 舍去了大量的具体材料 突出了事物的主 要特性 这就更便于发挥逻辑思维的力量 从而使得 理想模型 的研究结果能够超越现有 的条件 指示研究的方向 形成科学的预见 例如 在固体物理的理论研究中 常常以没 有 缺陷 的 理想晶体 作为研究对象 但应用量子力学对这种 理想晶体 进行计算的结果 表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍 由此 人们想到 既然 理想晶体 的强度 应比实际晶体的强度大一千倍 那就说明常用金属材料的强度之所以减弱 就是因为材料 中有许多 缺陷 的缘故 如果能设法减少这种 缺陷 就可能大大提高金属材料的强度 后来 实践果然证实了这个预言 人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝 其强度 接近于 理想晶体 的强度 称之为 金胡须 总之 由于客观事物具有质的多样性 它们 的运动规律往往是非常复杂的 不可能一下子把它们认识清楚 而采用理想化的客体 即 理想模型 来代替实在的客体 就可以使事物的规律具有比较简单的形式 从而便于人们 去认识和掌握它们 1 2 时间和位移 二 班级 姓名 学号 学习目标学习目标 1 理解匀速直线运动和变速直线运动的概念 2 知道什么是位移 时间图象以及如何用图象来表示位移与时间的关系 3 知道匀速直线运动的 s t 图象的意义 4 知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具 且各有所长 相互 补充 学习重点学习重点 s t 图像 学习难点学习难点 s t图像的应用 主要内容主要内容 一 一 匀速直线运动匀速直线运动 1 定义 物体在一条直线上运动 如果 在相等的时间里位移相等 这种运动称 为匀速直线运动 2 严格的匀速直线运动的特点应该是 在任何相等的时间里面位移相等 的 运动 现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的 是一种理想化的物理模型 其特点是位移随时间均匀变化 即位移和时间的关系是一次函数关系 二 变速直线运动二 变速直线运动 1 定义 物体在一条直线上运动 如果在相等的时间内位移不相等 这种运 动叫变速直线运动 2 变速直线运动的位移和时间的关系不是一次函数关系 其图象为曲线 例一 物体在一条直线上运动 关于物体运动的以下描述正确的是 A 只要每分钟的位移大小相等 物体一定是作匀速直线运动 B 在不相等的时间里位移不相等 物体不可能作匀速直线运动 C 在不相等的时间里位移相等 物体一定是作变速直线运动 D 无论是匀速还是变速直线运动 物体的位移都跟运动时间成正比 三 位移三 位移 时间图象 时间图象 s ts t 图 图 1 表示位移和时间的关系的图象 叫位移 时间图象 简称位移图象 2 物理意义 描述物体运动的位 移随时间的变化规律 3 坐标轴的含义 横坐标表示时 间 纵坐标表示位移 由图象可 知任意一段时间内的位移或发生 某段位移所用的时间 4 匀速直线运动的 s t 图 匀速直线运动的 s t 图象是一 条倾斜直线 或某直线运动的 s t 图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动 s t 图象中斜率 倾斜程度 大小表示物体运动快慢 斜率 倾斜程度 越大 速度越快 s t 图象中直线倾斜方式 方向 的不同 意味着两直线运动方向相反 s t 图象中 两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇 s t 图象若平行于 t 轴 则表示物体静止 s t 图象并不是物体的运动轨迹 二者不能混为一谈 s t 图只能描述直线运动 5 变速直线运动的 s t 图象为曲线 6 图象的应用 1 求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间 2 求速度 3 判断物体的运动性质 例二 某同学以一定速度去同学家送一本书 停留一会儿后 又以相同的速 率沿原路返回家 图 3 中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态 例三 如图所示为甲 乙两物体相对于同一原点运 动的 s t 图 下列说法正确的是 A 在 0 t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动 B 甲 乙运动的出发点相距 S1 C 乙比甲早出发 t1时间 D 乙运动的速率大于甲运动的速率 例四 如图所示为 A B C 三个物体作直线运动 的 s t 图 由图可知 物体作匀速直线运 动 物体作变速直线运动 三个物体运动 的总路程分别是 课堂训练 课堂训练 1 下列关于匀速直线运动的说法中正确的是 A 匀速直线运动是速度不变的运动 B 匀速直线运动的速度大小是不变的 C 任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动 D 速度方向不变的运动一定是匀速直线运动 2 关于质点作匀速直线运动的位移 时间图象以下说法正确的是 A 图线代表质点运动的轨迹 B 图线的长度代表质点的路程 C 图象是一条直线 其长度表示质点的位移大小 每一点代表质点的位置 D 利用 s t 图象可知质点任意时间内的位移 发生任意位移所用的时间 3 如图示 是 A B 两质点沿同一条直线运动的位移图象 由图可知 A 质点 A 前 2s 内的位移是 1m B 质点 B 第 1s 内的位移是 2m C 质点 A B 在 8s 内的位移大小相等 D 质点 A B 在 4s 末相遇 课后作业课后作业 1 下列关于匀速直线运动的说法中正确的是 A 匀速直线运动是速度不变的运动 B 匀速直线运动的速度大小是不变的 C 任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动 D 速度方向不变的运动一定是匀速直线运动 2 如图所示为甲 乙两质点作直线运动的位移 时间图象 由图象可知 A 甲 乙两质点在 1s 末时相遇 B 甲 乙两质点在 1s 末时的速度大小相等 C 甲 乙两质点在第 1s 内反方向运动 D 在第 1s 内甲质点的速率比乙质点的速率要大 1 2 时间和位移 二 班级 姓名 学号 学习目标学习目标 1 理解匀速直线运动和变速直线运动的概念 2 知道什么是位移 时间图象以及如何用图象来表示位移与时间的关系 3 知道匀速直线运动的 s t 图象的意义 4 知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具 且各有所长 相互 补充 学习重点学习重点 s t 图像 学习难点学习难点 s t图像的应用 主要内容主要内容 一 一 匀速直线运动匀速直线运动 1 定义 物体在一条直线上运动 如果 在相等的时间里位移相等 这种运动称 为匀速直线运动 2 严格的匀速直线运动的特点应该是 在任何相等的时间里面位移相等 的 运动 现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的 是一种理想化的物理模型 其特点是位移随时间均匀变化 即位移和时间的关系是一次函数关系 二 变速直线运动二 变速直线运动 1 定义 物体在一条直线上运动 如果在相等的时间内位移不相等 这种运 动叫变速直线运动 2 变速直线运动的位移和时间的关系不是一次函数关系 其图象为曲线 例一 物体在一条直线上运动 关于物体运动的以下描述正确的是 A 只要每分钟的位移大小相等 物体一定是作匀速直线运动 B 在不相等的时间里位移不相等 物体不可能作匀速直线运动 C 在不相等的时间里位移相等 物体一定是作变速直线运动 D 无论是匀速还是变速直线运动 物体的位移都跟运动时间成正比 三 位移三 位移 时间图象 时间图象 s ts t 图 图 1 表示位移和时间的关系的图象 叫位移 时间图象 简称位移图象 2 物理意义 描述物体运动的位 移随时间的变化规律 3 坐标轴的含义 横坐标表示时 间 纵坐标表示位移 由图象可 知任意一段时间内的位移或发生 某段位移所用的时间 4 匀速直线运动的 s t 图 匀速直线运动的 s t 图象是一 条倾斜直线 或某直线运动的 s t 图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动 s t 图象中斜率 倾斜程度 大小表示物体运动快慢 斜率 倾斜程度 越大 速度越快 s t 图象中直线倾斜方式 方向 的不同 意味着两直线运动方向相反 s t 图象中 两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇 s t 图象若平行于 t 轴 则表示物体静止 s t 图象并不是物体的运动轨迹 二者不能混为一谈 s t 图只能描述直线运动 5 变速直线运动的 s t 图象为曲线 6 图象的应用 1 求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间 2 求速度 3 判断物体的运动性质 例二 某同学以一定速度去同学家送一本书 停留一会儿后 又以相同的速 率沿原路返回家 图 3 中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态 例三 如图所示为甲 乙两物体相对于同一原点运动的 s t 图 下列说法正 确的是 A 在 0 t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动 B 甲 乙运动的出发点相距 S1 C 乙比甲早出发 t1时间 D 乙运动的速率大于甲运动的速率 例四 如图所示为 A B C 三个物体作直线运动 的 s t 图 由图可知 物体作匀速直线运 动 物体作变速直线运动 三个物体运动 的总路程分别是 课堂训练 课堂训练 1 下列关于匀速直线运动的说法中正确的是 B 匀速直线运动是速度不变的运动 B 匀速直线运动的速度大小是不变的 C 任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动 D 速度方向不变的运动一定是匀速直线运动 2 关于质点作匀速直线运动的位移 时间图象以下说法正确的是 A 图线代表质点运动的轨迹 B 图线的长度代表质点的路程 C 图象是一条直线 其长度表示质点的位移大小 每一点代表质点的位置 D 利用 s t 图象可知质点任意时间内的位移 发生任意位移所用的时间 3 如图示 是 A B 两质点沿同一条直线运动的位移图象 由图可知 A 质点 A 前 2s 内的位移是 1m B 质点 B 第 1s 内的位移是 2m C 质点 A B 在 8s 内的位移大小相等 D 质点 A B 在 4s 末相遇 课后作业课后作业 2 下列关于匀速直线运动的说法中正确的是 A 匀速直线运动是速度不变的运动 B 匀速直线运动的速度大小是不变的 C 任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动 D 速度方向不变的运动一定是匀速直线运动 2 如图所示为甲 乙两质点作直线运动的位移 时间图象 由图象可知 A 甲 乙两质点在 1s 末时相遇 B 甲 乙两质点在 1s 末时的速度大小相等 C 甲 乙两质点在第 1s 内反方向运动 D 在第 1s 内甲质点的速率比乙质点的速率要大 1 4 实验 用打点计时器测速度 学习目标 细解考纲 1 学会使用打点计时器 能根据纸带研究物体的运动情况 2 能根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度 3 能够根据纸带粗略测量物体的瞬时速度 4 认识 v t 图象 能根据图象分析物体运动情况 5 了解误差和有效数字 知识梳理 双基再现 1 仪器构造 1 下图为电磁打点计时器的构造图 图中标出了几个主要部件的代号 它们的名称 分别是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 下图为电火花计时器的构造图 2 仪器原理 电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定 内发生 的仪器 它使用 电源 由学生电源供电 工作电压在 以下 当电源的频率是 50 Hz 时 它每隔 打一个点 通电前把纸带穿过 再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面 接通电 源后 在线圈和永久磁铁的作用下 便振动起来 带动其上的 上下振动 这 时 如果纸带运动 振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点 如果把纸带跟运动的物 体连在一起 即由物体带动纸带一起运动 纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中 物体的 电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似 这种计时器工作时 纸带运动受到的阻 力比较 实验误差也就比较 3 速度时间图象 v t 图象 用来描述 随 变化关系的图象 4 偶然误差是指由 因素造成的 用 的方法可以减小偶然误差 系统误差差是由 造成的 特点是 多次重复测量的结果总是 真实值 呈现单一倾向 5 相对误差等于 6 有效数字是指带有一位 的近似数字 小试身手 轻松过关 1 关于误差 下列说法正确的是 A 仔细测量可以避免误差 B 误差是实验中产生的错误 C 采用精密仪器 改进实验方法 可以消除误差 D 实验中产生的误差是不可避免的 但可以设法尽量减小误差 2 用毫米刻度尺测量物体的长度 下列哪些读数符合有效数字要求 A 1 502 m B 1 6214 m C 12 40 cm D 4 30 mm 3 关于接通电源和释放纸带 物体 的次序 下列说法正确的是 A 先接通电源 后释放纸带 B 先释放纸带 后接通电源 C 释放纸带同时接通电源 D 先接通电源或先释放纸带都可以 4 电磁打点计时器和电火花计时器都是使用 电源的仪器 电磁打点计时器的 工 作电压是 电火花计时器的工作电压是 V 其中 实验误差较 小 当电源频率是 50 Hz 时 它每隔 s 打一次点 基础训练 锋芒初显 5 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或直接测量得 到的物理量是 A 时间间隔 B 位移 C 平均速度 D 瞬时速度 6 当纸带与运动物体连接时 打点计时器在纸带上打出点痕 下列说法正确的是 A 点痕记录了物体运动的时间 B 点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移 C 点在纸带上的分布情况 反映了物体的形状 D 点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况 7 利用打点计时器打出的纸带 A 能准确地求出某点的瞬时速度 B 只能粗略地求出某点的瞬时速度 C 能准确地求出某段时间内的平均速度 D 可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度 举一反三 能力拓展 8 如图所示为某质点做直线运动的速度 时间图 象 下列说法正确的是 A 质点始终向同一方向运动 B 在运动过程中 质点运动方向发生变化 C 前 2 s 内做加速直线运动 D 后 2 s 内做减速直线运动 9 如图所示是一个物体的 v t 图象 从以下三 个方面说明它的速度是怎样变化的 1 物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度 2 运动的方向是否变化 3 速度的大小是否变化 怎样变化 名师小结 感悟反思 打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内位移 的仪器 分为电磁打点计时器和电火花计时器 工作电 压分别为 10 V 以下和 220 V 均为交流电 打点间隔 0 02 s 利用v t图象可以读出初速度和运动方向 可以判断出物体的运动情况 1 4 实验 用打点计时器测速度 1 D 2 BC 3 A 4 交流 10V 以下 220 电火花计时器 0 02 5 AB 6 ABD 7 BC 8 B 9 1 物体具有一定的初速度 2 在 t3时刻后物体运动反向 3 先变大后不变再变小最后 反向变大 1 5 速度变化快慢的描述 加速度 学习目标 细解考纲 1 理解加速度的概念 知道它是表示速度变化快慢的物理量 知道它的含义 公式 符号和单位 2 知道加速度是矢量 在直线运动中 如果速度增加 加速度的方向与速度的方向相 同 如果速度减小 加速度的方向与速度方向相反 3 知道什么是匀变速运动 能从匀变速直线运动的 v t 图象中理解加速度的意义 知识梳理 双基再现 1 加速度 1 定义 加速度等于速度的 跟发生这一改变所用 的比值 用 a 表 示加速度 2 公式 a 3 物理意义 表示速度 的物理量 4 单位 在国际单位制中 加速度的单位是 符号是 常用的单 位还有 cm s2 5 加速度是矢量 其方向与速度变化的方向相同 即在加速直线运动中 加速度的 方向与 方向相同 在减速直线运动中 加速度的方向与 方向相反 2 速度变化量 速度变化量 v 3 v t 图象 1 v t 图象中曲线的 反映了 2 所以即为直线的 即为 t v a t v tan tan a 加速度的大小 即为加速度的正负 小试身手 轻松过关 1 关于加速度的概念 下列说法中正确的是 A 加速度就是加出来的速度 B 加速度反映了速度变化的大小 C 加速度反映了速度变化的快慢 D 加速度为正值 表示速度的大小一定越来越大 2 由可知 t v a A a 与 v 成正比 B 物体加速度大小由 v 决定 C a 的方向与 v 的方向相同 D v t 叫速度变化率 就是加速度 3 某物体运动的 v t 图象如图所示 则该物体 t s v m s v a b t 0 A 做往复运动 B 做匀速直线运动 C 朝某一方向做直线运动 D 以上说法都不正确 4 如图是一质点的速度时间图象 由图象可知 质点在 0 2 s 内的加速度是 在 2 3 s 内的加速度是 在 4 5 s 内的加速度是 基础训练 锋芒初显 5 关于小汽车的运动 下列说法哪些是可能的 A 小汽车在某一时刻速度很大 而加速度为零 B 小汽车在某一时刻速度为零 而加速度不为零 C 小汽车在某一段时间 速度变化量很大而加速度较小 D 小汽车加速度很大 而速度变化很慢 6 关于速度和加速度的关系 下列说法正确的是 A 速度变化得越多 加速度就越大 B 速度变化得越快 加速度就越大 C 加速度方向保持不变 速度方向也保持不变 D 加速度大小不断变小 速度大小也不断变小 7 一枚火箭由地面竖直向上发射 其速度 时间图 象如图所示 由图象可知 A 0 ta段火箭的加速度小于ta tb 段火箭的加速 度 B 在 0 tb 段火箭是上升的 在tb tc段火箭是下 落的 C tb时刻火箭离地面最远 D tc时刻火箭回到地面 8 一子弹击中木板的速度是 800 m s 历时 0 02 s 穿出木板 穿出木板时的速度为 300 m s 则子弹穿过木 板的加速度大小为 m s2 加速度的方向 举一反三 能力拓展 9 物体做匀加速 加速度恒定 直线运动 加速度为 2 m s2 那么在任意 1 s 内 A 物体的末速度一定等于初速度的 2 倍 B 物体的末速度一定比初速度大 2 m s C 物体这一秒的初速度一定比前一秒的末速度大 2 m s D 物体这一秒的末速度一定比前一秒的初速度大 2 m s 10 1 一物体做匀加速直线运动 经 0 2 s 时间速度由 8 m s 增加到 12 m s 则该 物体的加速度为 m s2 2 一足球以8 m s 的速度飞来 运动员在0 2 s 时间 内将足球以 12 m s 的速度反向踢出 足球在这段时间内平均加速度的大小为 m s2 方向 1 5 速度变化快慢的描述 加速度 1 C 2 CD 3 C 4 1 5m s2 0 3m s2 5 ABC 6 B 7 A v m s 1 t s 2 3 23451 第第 4 题图题图 01 8 2 5 104 与 v 的方向相反 由加速度的定义式求解 t vv t v a t0 9 B 10 20 100 与足球飞来的方向相反 名师小结 感悟反思 加速度是反映速度变化快慢的物理量 又叫做速度的变化率 其定义式与速 t v a 度无必然联系 匀变速运动的加速度恒定 当 a 与 v0同向时 匀加速 当 a 与 v0反向时 匀减速 加速度是矢量 注意过程中速度方向是否变化 v vt v0是矢量式 2 1 实验 探究小车速度随时间变化的规律 学习目标 细解考纲 1 会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带 2 会用描点法作出 v t 图象 3 能从 v t 图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律 4 培养学生的探索发现精神 知识梳理 双基再现 一 实验目的 探究小车速度随 变化的规律 二 实验原理 利用 打出的纸带上记录的数据 以寻找小车速度随时间变 化的规律 三 实验器材 打点计时器 低压 电源 纸带 带滑轮的长木板 小车 细线 复写纸片 四 实验步骤 1 如课本 34 页图所示 把附有滑轮的长木板平放在实验桌上 并使滑轮伸出桌面 把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端 连接好电路 2 把一条细线拴在小车上 使细线跨过滑轮 下边挂上合适的 把纸带穿过 打点计时器 并把纸带的一端固定在小车的后面 3 把小车停在靠近打点计时器处 接通 后 放开 让小车拖着纸带 运动 打点计时器就在纸带上打下一行小点 随后立即关闭电源 换上新纸带 重复实验 三次 4 从三条纸带中选择一条比较理想的 舍掉开头比较密集的点迹 在后边便于测量的 地方找一个点做计时起点 为了测量方便和减少误差 通常不用每打一次点的时间作为时 间的单位 而用每打五次点的时间作为时间的单位 就是 T 0 02 s 5 0 1 s 在选好的计 时起点下面表明 A 在第 6 点下面表明 B 在第 11 点下面表明 C 点 A B C 叫做计数点 两个相邻计数点间的距离分别是 x1 x2 x3 5 利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表 位置ABCDEFG 时间 s 00 10 20 30 40 50 6 v m s 6 以速度 v 为 轴 时间 t 为 轴建立直角坐标系 根据表中的数据 在直角坐 标系中描点 7 通过观察思考 找出这些点的分布规律 五 注意事项 1 开始释放小车时 应使小车靠近打点计时器 2 先接通电源 计时器工作后 再放开小车 当小车停止运动时及时断开电源 3 要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞 当小车到达滑轮前及时用手按住它 4 牵引小车的钩码个数要适当 以免加速度过大而使纸带上的点太少 或者加速度 太小而使各段位移无多大差别 从而使误差增大 加速度的大小以能在 60cm 长的纸带上 清楚地取得六七个计数点为宜 5 要区别计时器打出的点和人为选取的计数点 一般在纸带上每 5 个点取一个计数点 间隔为 0 1 s 小试身手 轻松过关 1 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中 按照实验进行的先后顺序 将下述步 骤地代号填在横线上 A 把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面 B 把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端 并连好电路 C 换上新的纸带 再重做两次 D 把长木板平放在实验桌上 并使滑轮伸出桌面 E 使小车停在靠近打点计时器处 接通电源 放开小车 让小车运动 F 把一条细线拴在小车上 细线跨过定滑轮 下边吊着合适的钩码 G 断开电源 取出纸带 2 在下列给出的器材中 选出 探究小车速度随时间变化的规律 的实验中所需的器 材并填在横线上 填序号 打点计时器 天平 低压交流电源 低压直流电源 细线和纸带 钩码和小车 秒表 一端有滑轮的长木板 刻度尺 选出的器材是 3 某同学在 探究小车速度随时间变化的规律 的实验中 算出小车经过各计数点的 瞬时速度如表格中所示 计数点序号123456 计数点对应时刻 s 0 10 20 30 40 50 6 通过计数点的速度 m s 44 062 081 0100 0110 0138 0 请作出小车的v t图象 并分析运动特点 4 两做直线运动的质点 A B 的 v t图象如图 所示 试分析它们的运动情况 v v1 v2 0 t2t1 t B A 第第 4 题图题图 基础训练 锋芒初显 5 一个人沿平直的街道匀速步行到邮局去发信 又以原速率步行返回原处 设出发时 的方向为正 在下列四个图中近似描述他的运动的是 6 甲 乙两物体在同一直线上运动 它们的 v t 图 象如图 可知 A 在 t1时刻 甲和乙的速度相同 B 在 t1时刻 甲和乙的速度大小相等 方向相反 C 在 t2时刻 甲和乙的速度方向相同 加速度方 向也相同 D 在 t2时刻 甲和乙的速度相同 加速度也相同 举一反三 能力拓展 7 在 探究小车速度随时间变化的规律 的实验中 如图给出了从 0 点开始 每 5 个 点取一个计数点的纸带 其中 0 1 2 3 4 5 6 都为计数点 测得 s1 1 40 cm s2 1 90 cm s3 2 38 cm s4 2 88 cm s5 3 39 cm s6 3 87 cm 那么 1 在计时器打出点 1 2 3 4 5 时 小车的速度分别为 v1 cm s v2 cm s v3 cm s v4 cm s v5 cm s 2 在平面直角坐标系中作出速度 时间图象 3 分析小车运动速度随时间变化的规律 A t v 0 B t v 0 C t v 0 D 第第 5 题图题图 t v 0 s6s5s4s3s2s1 第第 7 题图题图 0123456 第第 6 题图题图 甲甲 t1 t 0t2 乙乙 v 名师小结 感悟反思 在纸带上选取合适的测量点作为计时起点 在选好计数点后利用平均速度近似为该点瞬 时速度的方法 得出各计数点的瞬时速度 描点连线作图建立速度 时间图象可直观地描 绘出质点的运动情况 2 1 实验 探究小车速度随时间变化的规律 1 DBFAEGC 2 3 解析 用描点法做出 v t 图象如下图所示 4 解 对 A 而言 0 t1时间内速度随时间均匀增加 达到 v1后做匀速直线运动 5 B6 A 7 1 16 50 21 4026 3031 3536 30 2 如图示 3 v 随 t 均匀增加 详解 1 显然 两个相邻计数点之间的时间间隔为 T 0 02 5s 0 1s 各点对应的速 度分别为 v2 v3 v4 v5同理可得 2 利用scm s cm T ss v 50 16 1 02 90 1 40 1 2 21 1 描点法作出 v t 图象 2 2 匀变速直线运动的速度与时间的关系 班级 姓名 学号 学习目标学习目标 1 知道什么是速度时间 图象以及如何用图象来表示速度与时间的关系 2 知道匀速直线运动和匀变速直线运动的 v t 图象的物理意义 能用 v t 图象来 表示物体的运动规律 3 知道什么是匀变速直线运动和非匀变速运动 4 能正确区分 s t 图象和 v t 图象 学习重点学习重点 v t 图 学习难点学习难点 主要内容主要内容 一 一 匀变速直线运动匀变速直线运动 1 定义 在变速直线运动中 如果在相等的时间内速度的改变相等 这种运动 称为匀变速直线运动 2 匀加速直线运动 3 匀减速直线运动 二 速度时间图象二 速度时间图象 v t 图 1 速度 时间图象反映了物体的速度随时间变化的规律 简称速度图象 2 匀速直线运动的 v t 图 3 变速直线运动的 v t 图 4 根据速度 时间图象可以作出如下判断 读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻 求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时 间 判断物体的运动方向 判断物体的运动性质 情况 比较物体速度变化快慢 求加速度 直线倾斜程度 求各段时间内质点的位移 注 v t 图象交点不表示相遇 v t 图象不是质点运动轨迹 纵轴截距表示运动物体的初速 v0 横轴截距表示过一段时间才开始运 动 例一 如图示 是甲 乙两质点的 v t 图象 由图可知 A t O 时刻 甲的速度大 B 甲 乙两质点都做匀加速直线运动 C 相等时间内乙的速度改变大 D 在 5s 末以前甲质点速度大 例二 A B 两物体在同一直线上从某点开始计时的速度图像 如图中的 A B 所示 则由图可知 在 0 t2时间内 A A B 运动始终同向 B 比 A 运动的快 B 在 t1时间 AB 相距最远 B 开始反向 C A B 的加速度始终同向 B 比 A 的加速度大 D 在 t2时刻 A B 并未相遇 仅只是速度相同 课堂训练课堂训练 1 关于直线运动的位移 速度图象 下列说法正确的是 A 匀速直线运动的速度 时间图象是一条与时间轴平行的直线 B 匀速直线运动的位移 时间图象是一条与时间轴平行的直线 C 匀变速直线运动的速度 时间图象是一条与时间轴平行的直线 D 非匀变速直线运动的速度 时间图象是一条倾斜的直线 2 甲 乙两物体的 v t 图象如图所示 下列判断正确的是 A 甲作直线运动 乙作曲线运动 B tl时刻甲乙相遇 C tl时间内甲的位移大于乙的位移 D tl时刻甲的加速度大于乙的加速度 3 如图示 是一质点从位移原点出发的 v t 图象 下列说法正确 的是 A 1s 末质点离开原点最远 B 2S 末质点回到原点 C 3s 末质点离开原点最远 D 4s 末质点回到原点 4 如图所示 是一个物体向东运动的速度图象 由图可 知 0 10s 内物体的加速度大小是 方向是 在 10s 40s 内物体的加速度大小是 在 40s 60s 内物体的加速度大小是 方向是 5 A B C D 四个物体做直线运动的速度图象如图示 以向东为正方向 由图看 出 物体在 10s 内是往返运动 且 lOs 末在出发点的东边 物体在 10s 末在出发点的西边 物体只向东运动 速度 方向不变 6 如图是 A B 两个物体从同一地点向同一方向做匀加速直线运动的速度图 象 从图可知 A 物体运动初速度是 m s 加速度是 m s2 B 物体运动初速度是 m s 加速度是 m s2 A 比 B 运动 s 当 B 物体开始运动时 A B 间距 s0 m B 运动 s 时 A B 间距是 4so 阅读材料 活动人行道阅读材料 活动人行道 有一种设备 是根据这种相对运动的原理建造的 就是所谓 活动人行道 不过这 种设备直到目前为止 也还只有在展览会里可以看到 这种设备的构造 你看 这里有五条环形的人行道 一条挨着一条套在 起 它们各 有单独的机械来开动 速度各不相同 最外圈的那一条走得相当慢 速度只有每小时 5 公 里 等于平常步行的速度 要走上这样慢慢爬行的人行道 显然并不因难 在这条里侧 同它并行的第二条人行道 速度是每小时 1 0 公里 如果从不动的街道直接跳上第二条人 行道 当然是危险的 可是从第一条跨到这一条就不算什么了 事实上 对速度每小时 5 公里的第一条人行道来说 速度每小时 10 公里的第二条人行道也不过是在做每小时 5 公里 的运动 这就是说 从第一条跨到第二条 是和从地面跨到第一条一样容易的 第三条已 经是用每小时 15 公里的速度前进了 可是从第二条跨上去 当然也不困难 从第三条跨到 用每小时 20 公里的速度前进的第四条 以及最后从第四条跨到用每小时 25 公里的速度奔 驰的第五条 也都一样容易 这第五条人行道就可以把旅客送到要去的地方 到了目的地 旅客又可以一条条地往外跨 他就可以走到不动的地面上 2 4 匀变速直线运动的位移与速度的关系 学案 匀变速直线运动的位移与速度的关系 学案 一 学习目标一 学习目标 1 知道位移速度公式 会用公式解决实际问题 2 知道匀变速直线运动的其它一些扩展公式 3 牢牢把握匀变速直线运动的规律 灵活运用各种公式解决实际问题 二 课前预习二 课前预习 1 匀变速直线运动的位移速度关系是 2 匀变速直线运动的平均速度公式有 3 匀变速直线运动中 连续相等的时间 T 内的位移之差为 4 匀变速直线运动某段时间内中间时刻的瞬时速度等于 某段过程中间位置 的瞬时速度等于 两者的大小关系是 假设初末速度均已知为 0 v t v 5 物体做初速度为零的匀加速直线运动 则 1T 秒末 2T 秒末 3T 秒末 速度之比为 前 1T 秒 前 2T 秒 前 3T 秒 位移之比 第 1T 秒 第 2T 秒 第 3T 秒 位移之比 连续相等的位移所需时间之比 三 经典例题三 经典例题 例例 1 1 某飞机起飞的速度是 50m s 在跑道上加速时可能产生的最大加速度是 4m s2 求飞 机从静止到起飞成功需要跑道最小长度为多少 例例 2 2 物体由静止从 A 点沿斜面匀加速下滑 随后在水平面上做匀减速直线运动 最后停 止于 C 点 如图所示 已知 AB 4m BC 6m 整个运动用时 10s 则沿 AB 和 BC 运动的加速 度 a1 a2大小分别是多少 例例 3 3 一质点做匀加速直线运动 在连续相等的两个时间间隔内通过的位移分别为 24m 和 64m 每个时间间隔是 2S 求加速度 a 例例 4 4 如下图 某质点做匀加速直线运动从 A 到 B 经过 1S 从 B 到 C 也经过 1S AC 间 距离为 10m 求质点经过 B 位置时的速度 例例 5 5 完全相同的三个木块 固定在水平地面上 一颗子弹以速度 v 水平射入 子弹 穿透三块木块后速度恰好为零 设子弹在木块内做匀减速直线运动 则子弹穿透三木块所 用的时间之比是 如果木块厚度不同 子弹穿透三木块所用的时间相同 则三 木块的厚度之比是 子弹在三木块中做匀减速直线运动的加速度是一 样的 四 巩固练习四 巩固练习 1 某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时 发动机产生的最大加速度为 5m s2 所 需的起飞速度为 50m s 跑道长 100m 通过计算判断 飞机能否靠自身的发动机从舰上起 飞 为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度 航空母舰装有弹射装置 对于该型号的 舰载飞机 弹射系统必须使它具有多大的初速度 2 汽车从甲地由静止出发 沿直线运动到丙地 乙地在甲丙两地的中点 汽车从甲地匀加 速直线运动到乙地 经过乙的速度为 60km h 接着又从乙地匀加速到丙地 到丙地时的速 度为 120km h 求汽车从甲地到丙地的平均速度 3 一个做匀加速直线运动的物体 初速度 0 v 2 0m s 它在第 3 秒内通过的位移为 4 5m 则它的加速度为多少 4 一质点做初速度为零的匀加速直线运动 若在第 3 秒末至第 5 秒末的位移为 40m 则质 点在前 4 秒的位移为多少 5 观察者站在列车第一节车厢前端一侧的地面上 列车由静止开始匀加速直线运动 测得 第一节车厢通过他用了 5 秒 列车全部通过他用了 20 秒 则列车一共有几节车厢 车厢 等长且不计车厢间距 参考答案参考答案 该学案可以结合与之配套的教案 一种非常适合学生自学的详细教案 模拟真实的课堂教 学情境 力争无坡度引入 使用 例题答案见教案 1 不能 不能 39m s39m s 据公式02 2 2 0 2 0 2 asvv a vv s t t 初速度不能为零 所 以不能靠自身发动机起飞 smasvv a vv s t t 392 2 2 0 2 0 2 2 45km h45km h 整个过程并不是一个完整的匀加速直线运动 两段过程的加速度并不一样 用 a vv s t 2 2 0 2 计算即可知 则不能对整个过程用 2 0t vv v 只能用原始定义式 t s v 甲到乙是匀加速 则由t vv s t 2 0 计算出从甲到乙的时间 同样用此公式可以算出从 乙到丙的时间 最后用公式 t s v 即可计算出结果 45km h 3 1m s1m s2 2 第 3 秒位移 4 5m s 据公式vvt 2 有smv 5 4 5 2 则 20 1 5 2 25 4 sm t vv a t 4 40m s40m s 由vvt 2 可得smv 20 2 40 4 由公式t vv s t 2 0 有 ms404 2 200 5 1616 方法一 根据初速度为零的匀加速直线运动连续相等位移的时间之比为 1 23 12 1 nn一节车厢的时间为 t0 5 秒 则 n 节总时间为 00000 1 23 12 1tntnntttt 20 n 16 方法二 连续相等的时间内位移之比为 1 3 5 2n 1 20 内共有 4 个 5 秒 则连 续四个 5 秒的位移之比为 1 3 5 7 则有 7 5 3 1 16 个单位车厢长度 方法三 一节车厢长度25 2 1 2 1 2 01 aattvs 20 秒内总长度 400 2 1 2 1 2 02 aattvs 有16 1 2 s s 2 5 自由落体运动 学习目标 细解考纲 1 理解自由落体运动的概念 2 确认自由落体运动是匀加速直线运动 3 理解重力加速度 g 4 掌握自由落体运动的规律 5 会解决有关自由落体运动的问题 知识梳理 双基再现 1 地球表面或附近的物体都受到地球施加给它的 的作用 所以物体会下落 2 物体只在重力作用下从静止开始的下落运动叫 这种运动只有在 的空间中才能发生 在有空气的空间中 如果空气阻力的作用 物体的下落也可以看成自由落体运动 3 自由落体运动是 的匀加速直线运动 4 自由落体运动的加速度叫做 或 一般取值 g 在课 本必修 1 中 如果没有特别说明 都按 g 进行计算 5 在地球上不同的地方其大小 一般 处较大 处较 小 小试身手 轻松过关 1 关于自由落体运动 下列说法正确的是 A 物体竖直向下的运动一定是自由落体运动 B 自由落体运动是初速度为零 加速度为 g 的竖直向下的匀加速直线运动 C 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫自由落体运动 D 当空气阻力的作用比较小 可以忽略不计时 物体自由下落可视为自由落体运动 2 关于重力加速度的说法中正确的是 A 重力加速度表示自由下落的物体运动的快慢 B 重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的大小 C 重力加速度表示自由下落物体运动速度变化的快慢 D 轻物体和重物体的重力加速度不同 所以重的物体先落地 3 在忽略空气阻力的情况下 让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落 则关 于两块石块的运动情况 下列说法正确的是 A 重的石块落得快 先着地 B 轻的石块落得快 先着地 C 在着地前的任一时刻 两块石块具有相同的速度 相同的位移 相同的加速度 D 两块石块在下落段时间内的平均速度相等 4 一个做自由落体运动的物体 速度 v 随时间 t 变化的图象如图所示 正确的是 基础训练 锋芒初显 5 对下列关于自由落体运动的说法正确的是 A 物体开始下落时速度为零 加速度也为零 B 物体下落过程中速度增加 加速度不变 C 物体下落过程中 速度和加速度同时增大 D 物体下落过程中 速度的变化率是个恒量 6 人从发现问题到采取相应行动所用的时间称为反应时间 该时间越小说明人的反应 越灵敏 反应时间可用自由落体运动来测试 请一同学用两个手指捏住直尺的顶端 你用 一只手在直尺下端做捏住直尺的准备 但手不能碰到直尺 记下这时手指在直尺上的位置 当看到那位同学放开直尺时 你立即捏住直尺 测了直尺下落的高度为 10 cm 那么你的 第第 4 题图题图 A t v 0 B t v 0 C t v 0 D t v 0 反应时间是多少 7 为了测出楼房的高度 让一石块从楼顶自由落下 不计空气阻力 测出下列哪个 物理量就可以算出楼房的高度 A 石块下落到地面的总时间B 石块落地前的瞬时速度 C 石块落地前最后一秒的位移D 石块通过