质点-参考系和坐标系

1 质点质点 参考系和坐标系参考系和坐标系 学习目标 1 认识建立质点模型的意义和方法 能根据具体情况将物体简化为质点 知道它是一种科学的抽象 知道科 学抽象是一种普遍的研究方法 2 理解参考系的选取在物理中的作用 会根据实际情况选定参考系 3 认识一维直线坐标系 掌握坐标系的简单应用 学习重点 1 理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法 2 在研究具体问题时 如何选取参考系 3 如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系 学习难点 在什么情况下可以把物体看作质点 即将一个实际的物体抽象为质点的条件 知识点一 物体和质点 阅读 P9第一部分 物体与质点并完成下列问题 A 级 1 雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔 足球在绿茵场上飞滚 在这些司空见惯的现象中 雄鹰 足球都在做 机械运动 详细描述物体的运动有什么困难 困难出在哪里 B 级 2 描述物体运动 我们需要了解物体各部分运动的区别吗 可以将问题简化吗 为什么 A 级 3 称质点 思考与交流 B 级 1 地球是一个庞然大物 直径约为 12 800km 与太阳相距 1 5Xl08 km 研究地球绕太阳的公转时 能 不能把它看成质点 研究地面上各处季节变化时 能不能把它看成质点 2 撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目 一般来说可以把撑杆跳运动分为如下几个阶段 助跑 撑杆起 跳 越过横杆 讨论并思考后回答 在下列几种情况下运动员能否被看作质点 从中体会质点模型的建立过 程 1 教练员针对训练录像纠正运动员的错误时 能否将运动员看成质点 2 分析运动员的助跑速度时 能否将其看成质点 3 测量其所跳高度 判断其是否打破纪录 时 能否将其看成质点 C 级 3 物理中的 点 跟几何中的点有什么相同和不同之处 知识点二 参考系参考系 阅读 P10第二部分 参考系并完成下列问题 A 级 1 看教材中的图 1 1 3 车中小孩是运动还是静止的 2 参考系 3 看教材中的图 1 1 4 选择不同参考系来观察同一物体运动 结果如何 思考与交流 A 级 1 电影 闪闪的红星 中有两句歌词 小小竹排江中游 巍巍青山两岸走 这其中分别描述了两种运 动情景 那么它们分别是以什么为参考系的 B 级 2 敦煌曲子词中有这样的诗句 满眼风波多闪烁 看山恰似走来迎 仔细看山山不动 是船行 其 中 看山恰似走来迎 和 是船行 所选的参考系分别是什么 2 C 级 3 一跳伞运动员在下落过程中 看到身旁的直升机在向上运动 则直升机相对于地面的运动情况是怎样 的 知识点三 坐标系 阅读 P11第三部分 坐标系并填空 A 级 1 要准确地描述物体的 及 需要建立坐标系 如果物体在一维空间运动 即沿一条直线运动 只需建立 坐标系 就能准确表达物体的位置 思考与交流 A 级 1 如果物体在二维空间运动 即在同一平面运动 就需要建立 坐标系来描述物体的位置 当 物体在三维空间运动时 则需要建立三维直角坐标系来描述 2 如果物体沿直线运动 为了定量描述物体的位置及变化 可以以这条直线为 x 轴 在直线上规定 和 建立直线坐标系 如图所示 若物体运动到 A 点 此时它的位置坐标 xA 若它运动到 B 点 则此时它的位置坐标 xB 3 阅读教材 科学漫步 栏目并思考书中提出的问题 总结与反思 自我测评 A 级 1 关于质点的概念 下面叙述正确的是 A 任何细小的物体都可以看作质点 B 任何静止的物体都可以看作质点 C 在研究某一问题是 一个物体可以视为质点 那么在研究另一个问题时 该物体也一定可视为质点 D 一个物体可否视为质点 要看所研究问题的具体情况而定 B 级 2 关于质点 下列说法中正确的是 A 只有体积很小的物体才能看作质点 B 研究旋转效应的足球 可把足球看作质点 C 在太空中进行飞船对接的宇航员观察该飞船 可把飞船看作质点 D 从地球上的控制中心跟踪观察在太空中飞行的宇宙飞船 可把飞船看作质点 B 级 3 下列情形中的物体可以看作质点的是 A 跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中 B 一枚硬币用力上抛 猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上 C 奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中 D 花样滑冰运动员在比赛中 A 级 4 关于参考系的选取 以下说法正确的是 A 研究物体的运动 必须选定参考系 B 描述一个物体的运动情况时 参考系是可以任意选取的 C 实际选取参考系时 应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行 如在研究地面上的运动 时 常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系 D 参考系必须选取地面或相对于地面不动的其它物体 B 级 5 在有云的夜晚 抬头望月 觉得月亮在云中穿行 这是选取的参考系是 A 月亮 B 云 C 地面 D 星 C 级 6 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又是运动的 那么 以乙物体为参考系 丙物体的运动情况是 A 一定是静止的 B 运动或静止都有可能 C 一定是运动的 D 条件不足 无法判断 B 级 7 一质点在 x 轴上运动 各个时刻的位置坐标如下表 1 请在下面的 x 轴上标出质点在各时刻的位置 2 哪个时刻离坐标原点最远 有多远 3 时间和位移时间和位移 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 学习重点 1 时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系 2 位移的概念以及它与路程的区别 学习难点 1 正确认识生活中的时间与时刻 2 理解位移的概念 会用有向线段表示位移 知识点一 时刻和时间间隔 阅读 P12第一部分 时刻和时间间隔并完成下列问题 1 结合教材你能列举出哪些关于时刻和时间间隔 2 观察教材第 12 页图 1 2 1 如何用数轴表示时刻和时间间隔 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 0 3 表示 3s 的时间 即前 3s 2 3 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 知识点二 路程和位移 阅读 P13第二部分 路程和位移并完成下列问题 思考与交流 1 观察教材第 13 页图 1 2 2 从北京到重庆 观察地图 你有哪些不同的选择 这些选择有 何相同或不同之处 2 根据上面的学习 你能给出位移及路程的定义吗 3 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 1 2 3 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 4 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 1 2 3 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 知识点三 矢量和标量 阅读 P13第三部分 矢量和标量并完成下列问题 A 级 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 思考与交流 实例 B 级 1 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 知识点四 直线运动的位置和位移 阅读 P13第三部分 直线运动的位置和位移并完成下列问题 1 如图 1 2 6 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 只需建立一维坐标系 用 表示位置 用位置 表示物体位移 2 观察教材第 14 页图 1 2 5 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 自我测评 A 级 1 以下的计时数据指时间的是 A 天津开往德州的 625 次列车于 13h35min 从天津发车 B 某人用 15s 跑完 l00m C 中央电视台新闻联播节目 19h 开播 D 1997 年 7 月 1 日零时中国对香港恢复行使主权 5 A 级 2 学习了时间与时刻 蓝仔 红孩 紫珠和黑柱发表了如下一些说法 正确的是 A 蓝仔说 下午 2 点上课 2 点是我们上课的时刻 B 红孩说 下午 2 点上课 2 点是我们上课的时间 C 紫珠说 下午 2 点上课 2 点 45 分下课 上课的时刻是 45 分钟 D 黑柱说 2 点 45 分下课 2 点 45 分是我们下课的时间 B 级 4 下列关于位移和路程关系的正确说法是 A 物体沿直线向某一方向运动 通过的路程就是位移 B 物体沿直线运动 通过的路程等于位移的大小 C 物体通过的路程不等 位移可能相同 D 物体通过一段路程 位移不可能为零 B级5 关于质点的位移和路程 下列说法正确的是 A 位移是矢量 位移的方向即质点的运动方向 B 路程是标量 路程即位移的大小 C 质点做单向直线运动时 路程等于位移的大小 D 位移大小不会比路程大 B 级 6 如图所示 物体沿半径为 R 的半圆弧线由 A 运动到 C 则它的位移和路 程分别为 A 0 0 B 4R 由 A C 4R C 4R 由 A C D 由 A C 4R2 R 4 R B 级 7 小球从 3m高处落下 被地板弹回 在 1m高处被接住 那么 小球通过的路程和位移的大小分别是 A 4m 3m B 3m 1m C 3m 2m D 4m 2m C 级 8 一辆汽车从A点出发 向东行驶了 40km 到达C点 又向南行驶了 30km 到达B点 此过程中它通过 的路程多大 它的位移大小 方向如何 运动快慢的描述运动快慢的描述 速度速度 学习目标 1 知道速度的意义 公式 符号 单位 矢量性 2 知道质点的平均速度和瞬时速度等概念 3 知道速度和速率以及它们的区别 4 会用公式计算物体运动的平均速度 学习重点 速度 瞬时速度 平均速度三个概念 及三个概念之间的联系 学习难点 平均速度计算 知识点一 坐标与坐标的变化量 阅读 P15 坐标与坐标的变化量 一部分 回答下列问题 A 级 1 物体沿着直线运动 并以这条直线为 x 坐标轴 这样物体的位置就可以用 来表示 物体的位 移可以通过 表示 x 的大小表示 x 的正负表示 思考与交流 1 汽车在沿 x 轴上运动 如图 1 3 l 表示汽车从坐标 x1 10 m 在经过一段时间之后 到 达坐标 x2 30 m 处 则 x x 是正值还是负值 汽车沿哪个方向运动 如果汽车沿 x 轴 负方向运动 x 是正值还是负值 2 如图 1 3 l 用数轴表示坐标与坐标的 变化量 能否用数轴表示时间的变化量 怎么 ABC R R 图2 1 1 6 表示 3 绿妹在遥控一玩具小汽车 她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动 开始时在某一标记点东 2 m 处 第 1s 末到达该标记点西 3m 处 第 2s 末又处在该标记点西 1m 处 分别求出第 1s 内和第 2s 内小车位移的大 小和方向 知识点二 速度速度 阅读 P15第二部分 速度速度完成下列问题 实例 北京时间 8 月 28 日凌晨 2 点 40 分 雅典奥林匹克体育场 这是一个值得所有中国人铭记的日子 21 岁的上海小伙刘翔像闪电一样 挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点 以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子 110 米栏冠军 12 秒 91 的成绩平了由英国名将科林 约翰逊 1993 年 8 月 20 日在德国斯图加特创造的世界纪 录 改写了奥运会纪录 那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢 试举例说明 思考与交流 1 以下有四个物体 如何比较 A 和 B B 和 D B 和 C 的运动快慢 初始位置 m 经过时间 s 末了位置 m A 自行车沿平直道路行驶 0 20 100 B 公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100 C 火车沿平直轨道行驶 500 30 1 250 D 飞机在天空直线飞行 500 10 2 500 A 级 1 为了比较物体的运动快慢 可以用 跟发生这个位移所用 的比值 表示物体运动的快慢 这就是速度 2 速度公式 v 3 单位 国际单位 m s 或 m s 1 常用单位 km h 或 km h 1 s 或 s 1 4 速度的大小在数值上等于 的大小 速度的方向就是物体 的方向 位 移是矢量 那速度呢 问题 问题 我们初中时曾经学过 速度 这个物理量 今天我们再次学习到这个物理量 那大家仔细比较分析一下 我们今天学习的 速度 跟初中学习的 速度 一样吗 如果不一样 有什么不同 知识点三 平均速度和瞬时速度平均速度和瞬时速度 一般来说 物体在某一段时间内 运动的快慢不一定时时一样 所以由 v x t 求得速度 表示的只是 物体在时间 t 内的 快慢程度 称为 速度 平均速度的方向由 的方向决定 它的 表示这段时间内运动的快慢 所以平均速 度是 量 7 1 甲百米赛跑用时 12 5 秒 求整个过程中甲的速度是多少 那么我们来想一想 这个速度是不是代表在整个 12 5 秒内速度一直都是这么大呢 2 前面的计算中我们只能知道百米赛跑中平均下来是每秒 8 米 只能粗略地知道物体运动的快慢 如果我想 知道物体某个时刻的速度如 10 秒末这个时刻的速度 该如何计算呢 总结 质点从 t 到 t t 时间内的平均速度 x t 中 t 取值 时 这个值就可以认为是质点在时 刻的瞬时速度 问题 问题 下列所说的速度中 哪些是平均速度 哪些是瞬时速度 1 百米赛跑的运动员以 9 5m s 的速度冲过终点线 2 经过提速后 列车的速度达到 150km h 3 由于堵车 在隧道中的车速仅为 1 2m s 4 返回地面的太空舱以 8m s 的速度落入太平洋中 5 子弹以 800m s 的速度撞击在墙上 知识点三 速度和速率速度和速率 学生阅读教材第 16 页相应部分的内容并填空 速度既有 又有 是 量 速度的 叫速率 速率是 量 问题 问题 在日常生活中我们也常常用到 速度 这个词 那我们平时所讲的 速度 在物理学中的哪个速度呢 平均速度还是瞬时速度 举例 思考与交流 甲 乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈 都回到了出发点 他们的平均速度相同吗 怎样比较他们运动 的快慢 达标检测 1 下列关于速度的说法正确的是 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与时间的关系的物理量 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 3 下列说法正确的是 A 平均速度就是速度的平均值 B 瞬时速率是指瞬时速度的大小 C 火车以速度 v 经过某一段路 v 是指瞬时速度 D 子弹以速度 v 从枪口射出 v 是平均速度 4 下列关于速度和速率的说法正确的是 8 速率是速度的大小 平均速率是平均速度的大小 对运动物体 某段时间的平均速度不可能为零 对运动物体 某段时间的平均速率不可能为零 A B C D 5 短跑运动员在 100 m 比赛中 以 8 m s 的速度迅速从起点冲出 到 50 m 处的速度是 9 m s 10s 末到达终点 的速度是 10 2 m s 则运动员在全程中的平均速度是 A 9 m s B 10 2 m s C 10 m s D 9 1 m s 6 一列火车沿平直轨道运行 先以 10 米 秒的速度匀速行驶 15 分 随即改以 15 米 秒的速度匀速行驶 10 分 最后在 5 分钟又前进 1000 米而停止 则该火车在前 25 分钟及整个 30 分内的平均速度各为多大 它最后通过 2000 米的平均速度是多大 习题 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 自主学习 1 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 2 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 3 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 4 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 思考与交流 1 下列说法错误的是 A 变速直线运动的速度是变化的 B 平均速度即为速度的平均值 C 瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度 D 瞬时速度可看作时间趋于无穷小时的平均速度 2 一质点在 x 轴上并只朝着 x 轴的正方向运动 各个时刻的位置坐标如下表 则质点开始运动后 t s024681012141618 x m24688812162024 9 1 质点在前 10 s 内的位移 路程各为多大 2 质点在 8s 末的瞬时速度为多大 3 质点在 0 到 18s 这段时间内的平均速度多大 3 一辆汽车以 20m s 的速度沿平直公路从甲地运动到乙地 又以 30m s 的速度从乙地运动到丙地 已知甲 乙两地间的距离与乙 丙两地间的距离相等 求汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度 变题 变题 如果问题改成 物体在前半段时间和后半段时间内的速度分别为 20m s 和 30m s 求它在整个时间内的 平均速度 4 一起重机在竖直向上吊运重物时的速度变化如下表所示 t s00 511 52345678910 v m s 1 00 250 50 7511 21 41 61 61 61 60 80 1 作出重物的速度 时间图线 2 在表格中所列时间内 哪段时间内重物在做加速运动 哪段时间内重物做匀速运动 哪段时间内重物 在做减速运动 达标检测 1 下列速度值指的是平均速度的大小还是瞬时速度的大小 A 某同学百米赛跑的速度约为 9m s 答 B 运动员百米赛跑的冲线速度为 12m s 答 C 汽车速度计指示着的速度为 60km h 答 D 子弹离开枪口时的速度为 600m s 答 2 质点沿 x 轴正方向运动 在 t 2 时刻它的位置坐标为 x1 4m t 6s 时刻它的位置坐标为 x2 6m 则在这段 时间内质点的位置变化 x m 平均速度 v m s 3 下列物体运动最快的是 A 4h 内通过 160km B 10s 内通过了 100m C 1h 内通过 1 2 106cm D 1min 内通过 1000m 4 下列关于速度的说法正确的是 A 速度是描述物体位置变化的物理量 B 速度方向就是物体运动的方向 C 位移方向和速度方向一定相同 D 匀速直线运动的速度方向是可以改变的 5 关于匀速直线运动 下列说法中正确的是 A 瞬时速度不变的运动 一定是匀速直线运动 B 速率不变的运动 一定是匀速直线运动 10 C 相同时间内平均速度相同的运动 一定是匀速直线运动 D 瞬时速度的方向始终不变的运动 一定是匀速直线运动 6 做变速直线运动的质点经过 A 点时的速度为 3m s 这表示 A 质点在过 A 点后 1s 内的位移是 3m B 质点在过 A 点前 1s 内的位移是 3m C 质点在以过 A 点时刻为中间时刻的 1s 内的位移是 3m D 若质点从 A 点开始做匀速直线运动 则以后每 1s 内的位移是 3m 7 下列说法中正确的是 A 匀速运动就是匀速直线运动 B 对于匀速直线运动来说 路程就是位移 C 物体的位移越大 平均速度一定越大 D 物体在某段时间内平均速度越大 在其间任一时刻的瞬时速度也一定越大 8 下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是 A 做变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的 B 瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度 C 平均速度就是初末时刻瞬时速度的平均值 D 某物体在某段时间里的瞬时速度都为零 则该物体在这段时间内静止 9 一个运动员在百米赛跑中 测得在 50m 处的瞬时速度为 6m s 16s 末到达终点时的瞬时速度为 7 5m s 则 全程内的平均速度的大小为 A 6m s B 6 25m s C 6 75m s D 7 5m s 10 一个物体沿平直路运动 由静止起在 10s 内加速到 20m s 共运动了 80m 该物体在 10s 内平均速度是 A 20m s B 10m s C 8m s D 都不对 11 物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为 v1 10m s v2 15m s 则物体在整个运动过程中的 平均速度是 A 13 75m s B 12 5m s C 12m s D 11 75m s 12 作变速直线运动的物体 若前一半时间的平均速度为 4m s 后一半时间的平均速度是 8m s 则全程的平 均速度是 A 7m s B 5m s C 6m s D 5 5m s 实验 用打点计时器测速度实验 用打点计时器测速度 学习目标学习目标 1 了解打点计时器的计时原理 理解纸带中包含的物体运动的信息 时间 位移 2 会安装并使用打点计时器 理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度 3 明确速度一时间图象的物理意义 描点法画图象的方法 并画出该实验中的速度一时间图象 学习重点学习重点 1 学会使用打点计时器 2 能根据纸带计算物体运动的瞬时速度 3 会用描点法描绘物体的速度一时间图象 并从中获取物理信息 11 学习难点学习难点 处理纸带的方法 用描点法画图象的能力 自主学习自主学习 一 电磁打点计时器一 电磁打点计时器 观察打点计时器并阅读教材 了解电磁打点计时器的结构 工作原理及使用方法 1 电磁打点计时器的电源应是 电源 通常的工作电压为 伏 当电源的频率为 50Hz 时 每隔 秒打一次点 思考与交流思考与交流 电磁打点计时器使用低压交流电源工作 大家想一想能不能使用直流电源 为什么 二 电火花计时器二 电火花计时器 观察打点计时器并阅读说明书了解电火花打点计时器的结构 各部分的名称 工作原理及使用方法 1 电火花计时器通常的工作电压为 伏 当电源的频率为 50Hz 时 振针每隔 s 打一次点 三 练习使用打点计时器三 练习使用打点计时器 学生自主阅读教材中的实验步骤提示 学生动手练习使用打点计时器 思考与交流思考与交流 问题 1 怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度 问题 2 如图所示 根据打点计时器打出的纸带 判断哪条纸带表示物体做匀速运动 四 用打点计时器测量瞬时速度四 用打点计时器测量瞬时速度 实例 如图 测量出包括 E 点在内的 D F 两点间的位移 x 和时间 t 算出纸带在这两点间的平均速度 v x t 用这个平均速度代表纸带经过 E 点时的瞬时速度 x t 可以大致表示正点的瞬时速度 D F 两点离 E 点越近 算出的平均速度越接近正点的瞬时速度 然而 D F 两点距离过小则测量误差增大 应该根据实际情况选取这两个点 学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法 选择合适的计数点 测量包含这个点的一段时间内的位移 x 同时 记录对应的时间 t 填下表 位置012345 x m t s v m s 1 根据 v x t 算出刚填完的表 1 中各点附近的平均速度 把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度 填下 12 单位 cm 表 从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况 位置012345 t s v m s 1 五 用图象表示速度五 用图象表示速度 问题 刚才我们从表 2 中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况 图象是表示变化规律的 好方法 我们可以用图象来描述物体的速度变化情况 那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢 请同学们先 看课文并回答 学生具体操作描点 学生用打点计时器测得数据作出图象一一速度时间图象速度时间图象 可以从这些点的走向大致 看出纸带速度的变化规律 更形象直观地显示自己手拉纸带的运动速度变化情况 说一说说一说 百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗 如果有变化 你估 计是怎样变化的 某位运动员的百米赛跑的成绩是 10 57s 按照你的 估计画出他在这段时间的 v t 图象的草图 如果是没有受过训练的同学跑百米 他的 v t 图象的形状可能有 什么不同 达标检测达标检测 1 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 2 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 3 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 4 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 5 如图所示 打点计时器所用电源的频率为 50Hz 某次实验中得到的一条纸带 及毫米刻度尺测量情况如图所示 纸带在 A C 间的平均速度 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 6 如图所示 是某同学抽动纸带打点的一部分纸带 纸带上点迹清晰 所用的电源频率是 50 Hz 试回答 1 A B C D 是选用的计数点 每两个相邻计数 点间的时间间隔是多少 2 测量数据标在图中 试估算出打点 B 时的抽动纸的速度大小 13 7 如图示是某次实验打出的纸带 在纸带上找出连续的 6 个点 分别标上 0 1 2 3 4 5 用直尺测量出 两个相邻点间距离 x1 x2 x3 x4 x5 并把它们填入表格中 根据这些 数据 所用打点计时器的打点周期为 0 02s 1 运用你所学过的知识判断 纸带的这段运动情况 2 求各点的瞬时速度 并画出速度 时间图象 速度变化快慢的描述速度变化快慢的描述 加速度加速度 学习目标 1 理解加速度的意义 知道加速度是表示速度变化快慢的物理量 知道它的定义 公式 符号和单位 能用 公式 a v t 进行定量计算 2 知道加速度与速度的区别和联系 会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速运动还是减速运动 3 理解匀变速直线运动的含义 能从匀变速直线运动的 v t 图象理解加速度的意义 学习重点 1 加速度的概念建立和加速度与匀变速直线运动的关系 2 加速度是速度的变化率 它描述速度变化的快慢和方向 学习难点 1 理解加速度的概念 树立变化率的思想 2 区分速度 速度的变化量及速度的变化率 3 利用图象来分析加速度的相关问题 实例实例 某竞赛用的跑车启动时 4s 内速度达到 108km h 某高速列车启动时 120s 内速度达到 108km h 自行车 4s 内速度达到 6 m s 而 100 m 跑运动员起跑时 0 2s 内速度达到 12m s 推算出这些物体启动时 速 度的增加量和 1 s 内速度的增加量 并填入下列表格 问题问题 1 速度大速度大 速度速度 变化量变化量 v 一定大吗一定大吗 速度变化一定快吗速度变化一定快吗 x1x2x3x4x5x cm0 81 00 91 00 6 启动物体 速度增加 量 m s 经历的时 间 s 1 s 内速度的 增加量 m s 速度增加的快慢程度 最快 较快 较慢 最慢 A 竞赛用跑车 B 高速列车 C 自行车 D 运动员 14 问题问题 2 速度变化量大 速度变化一定快吗速度变化量大 速度变化一定快吗 知识点一 加速度加速度 不同的物体速度变化的快慢往往是不同的 为了描述物体运动中速度变化的快慢 人们引入了加速度的概念 再看下面的例子 案例 1 飞机的速度由 0 增加到 300km h 飞机速度的变化量是多少 发生这一变化用时 30s 则物体的速度 平均每秒增加多少 案例 2 迫击炮射击时 炮弹在炮筒中的速度在 0 005s 的时间内就可以由 0 增加到 250m s 炮弹速度的变化 量与时间的比值是多少 阅读教材 p26 并填空 1 加速度定义 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 注意 当发生变化的时间间隔趋近于零时当发生变化的时间间隔趋近于零时 平均加速度就变为瞬时加速度平均加速度就变为瞬时加速度 问题 1 做加速运动的火车 在 40s 内速度从 10m s 增加到 20m s 求火车加速度 问题 2 汽车紧急刹车时做减速运动 在 2s 内速度从 10m s 减小到零 求汽车的加速度 知识点二 加速度的方向加速度的方向 直线运动中根据下图自我归纳 1 a 与 V0 同向物体做 运动 2 a 与 v0 反向物体做 运动 3 加速度的方向和 加速度的方向和 的方向总相同 的方向总相同 加速度是矢量 不但有大小 而且有方向 而负号只表示加速度是矢量 不但有大小 而且有方向 而负号只表示 其其 不表示其 不表示其 注意 注意 在运动过程中 加速度保持不变的运动叫做匀变速运动 在这种运动中 平均加速度与瞬时加速度相等 问题 3 篮球以 6m s 的速度竖直向下碰地面 然后以 4m s 速度竖直向上反弹 碰地的时间为 0 2 秒 1 求篮球在这 0 2 秒内的速度变化 v 15 2 有的同学这样计算球的加速度 a v2 v1 t 4 6 0 2m s2 10m s2 他的方法对吗 为什么 正确的是多少 思考 思考 1 速度大 加速度小 有可能吗 2 速度变化量小 而加速度大 有可能吗 3 加速度大 而速度小 有可能吗 知识点三 从从图象看加速度图象看加速度tv 思考与讨论 思考与讨论 1 速度 时间图象描述了什么问题 怎样建立速度时间图象 2 右图两条直线分别是两个物体运动的速度时间图象 通过图象比较两 物体运动的异同点 3 在图象中如何表示出物体运动加速度的大小 问题 问题 如图所示 是一电梯由底楼上升到顶楼过程中速度随时间的变化 图象 电梯的运动速度如何变化的 各段时间内电梯的加速度各是多大 达标检测 1 下列关于加速度的说法中正确的是 A 加速度表示物体运动的快慢 B 加速度表示物体 速度变化的快慢 C 物体运动速度越大 其加速度越大 D 物体运动速度为零 其加速度一定也为零 2 物体的加速度为 2m s2 表示这物体 A 每秒运动 2m B 每经过 1 秒 其速度增大 2m s2 C 每经过 1 秒 其速度增大 2m s D 每经过 1 秒 其速度增大 2m 3 下列关于速度和加速度的说法中 正确的是 A 物体运动的速度改变越大 它的加速度一定越大 B 物体运动的加速度为零 它的速度也一定为零 C 物体运动的速度改变越小 它的加速度一定越小 D 加速度的大小是表示物体运动速度随时间变化率的大小 4 一个小球以 3m s 的速度水平向右运动 碰到墙壁后经过 0 1s 后以 2m s 的速度沿同一直线反弹 则小球在 这段时间内的平均加速度为 A 10m s2 方向向右B 10m s2 方向向左 C 50m s2 方向向右D 50m s2 方向向左 5 如图所示 为两个物体的速度图像 由图说明在 0 10s 甲 乙谁作加速运动 谁作减速运动 加速度各是 多少 谁的加速度大 6 汽车以 108km h 的速度行驶 急刹车后 6s 停止运动 那么急刹车过程中 汽车的加速度为多大 急刹车后 2s 时刻汽车的速度是多大 16 习题 速度变化快慢的描述速度变化快慢的描述 加速度加速度 学习目标 1 加深理解加速度的含义及物理意义 2 理解速度与加速度的大小 变化关系 3 能从速度 时间图象中了解物体运动及加速度情况 自主学习 A 级 1 加速度的概念 定义 加速度是 的变化量与发生这一变化的所用的 的比值 性质 加速度是矢量 单位及读法 m s2读作 2 加速度 速度 速度变化量的关系 加速度是描述速度变化快慢的物理量 是速度的变化率 是单位时间的速度的变化量 3 加速度方向与速度方向关系 加速直线运动 减速直线运动 加速度是矢量 不仅有大小而且也有方向 加速度的方向与 的方向相同 如果是加速运动 速度如果是加速运动 速度 变化方向与速度方向相同 则加速度的方向与速度的方向相同 反之 如果是速度减小 速度变化的方向与加变化方向与速度方向相同 则加速度的方向与速度的方向相同 反之 如果是速度减小 速度变化的方向与加 速度的方向相反 加速度的方向与速度的方向相反 速度的方向相反 加速度的方向与速度的方向相反 4 根据 v t 图象分析加速度 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 思考与交流 速度 速度变化量 加速度速 度变化率 速度 速度变化量 加速度速 度变化率 例 1 下列所描述的运动中 可能的有 A 速度变化很大 加速度很小 B 速度变化方向为正 加速度方向为负 C 速度变化越来越快 加速度越来越小 D 速度越来越大 加速度越来越小 针对训练针对训练 B 级 1 关于加速度 以下说法中正确的是 A 运动物体的速度特别大 其加速度也一定大 B 运动物体的速度非常小 其加速度也一定小 C 物体的速度很大 但加速度可能为零 D 物体的速度为零 但加速度可能很大 加速度的理解加速度的理解 例 2 一物体的加速度为 7m s2 下列说法正确的是 A 未速度比初速度小 7m s B 物体每经 1s 速度减小 7m s C 未速度与初速度反向 D 以上说法都不对 针对训练针对训练 B 级 1 汽车沿平直公路做加速度为 0 5m 的匀加速直线运动 那么在任意 1s 内 2 s A 汽车的末速度一定等于初速度的 0 5 倍 B 汽车的初速度一定比前一秒内的末速度大 0 5m s C 汽车的末速度一定比前一秒内的初速度大 0 5m s D 汽车的末速度一定比初速度大 0 5m s V 图 1 B t A Vm O 17 C 级 6 由 a 可知 t v A a 与 v 成正比 B 物体的加速度大小由 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 加速度计算加速度计算 例 3 一辆在公路上以 72km h 运行的汽车 在遇到红灯时 司机立刻采取制动措施 经 5 秒钟汽车停止前 进 问该汽车的加速度为多大 方向怎样 针对训练针对训练 A 级 A 物体速度由 36km h 增加到 54km h 用了 10s 时间 B 物体在 5s 内速度减小了 3m s C 物体的加 速度等于 15cm D 物体每秒钟速度的改变量为 2m s 这四个物体哪个加速最大 哪个加速最小 2 s 速度 时间图象速度 时间图象 例 4 1 在 0 6 内物体速度如何变化 2 算出各秒内的加速度大小 3 0 2 4 6 秒加速度一样吗 2 3 3 4 秒加速度一样吗 针对训练针对训练 A 级 如图所示为某质点运动的 v t 图像 请回答 1 质点在 AB BC CD 段各做什么运动 2 AB CD 段的加速度各是多少 3 质点在 2s 时的速度多大 达标检测 1 关于速度和加速度的关系 下列说法正确的是 A 单位时间内速度变化越大 加速度一定越大 B 速度变化得越多 加速度就越大 C 加速度的方向保持不变 速度的方向也保持不变 D 加速度的大小不断减小 速度大小也不断减小 2 根据给出的速度和加速度的正负 对下列运动性质的判断中 正确的是 A v0 0 a 0 物体做加速运动 B v0 0 a 0 物体做加速运动 C v00 物体做减速运动 D v0 0 a 0 物体做加速运动 3 关于物体的运动 下列说法不可能的是 A 加速度在减小 速度在增大 B 加速度方向始终改变而速度不变 C 加速度和速度大小都在变化 加速度最大时速度最小 速度最大时加速度最小 D 加速度方向不变而速度方向变化 4 一物体的加速度为 2m s2 则下列说法正确的是 18 A 物体一定做减速运动 B 物体一定向反方向运动 C 物体速度可能增加 D 以上说法都不正确 5 甲 乙两个物体在同一直线上运动 它们的速度图象如图所示 下列说 法正确的是 A 在 0 t1时间内 甲的加速度大于乙的加速度 且方向相反 B 在 0 t1时间内 甲 乙加速度方向相同 C 在 0 t2时间内 甲 乙运动方向相同 D 在 0 t2时间内 甲的加速度大于乙的加速度 且方向相同 6 物体甲 乙在同一直线上做匀变速运动 已知 2 2sma 甲 有人说甲的加速度大于乙的加速度 又有人说甲 乙两物体向相反的方向运动 这些说法 2 2sma 乙 是否正确 为什么 7 一辆汽车正在向南行驶 汽车运动的 v t 图像如图所示 求汽车运动时加速度的大小和 方向 运动图象运动图象 自主学习自主学习 1 位移 时间图象 图象可以直观地反映两个量之间的函数关系 位移 时间图象是具体反映运动物体的 随 的变化关系 从图象中不但能确定物体在任意时刻的位置 还能求得任意时间物体的位移 在某一段 时间的平均速度和某一时刻的瞬时速度 2 速度 时间图象 速度 时间图象是反映运动物体的 与 的变化关系 根据图象能确定物体的运 动性质 如是匀速 还是变速 变速运动是加速还是减速 思考与交流思考与交流 v t 图象与 x t 图象 B 级 O t x O t v 1 轴的意义 横轴 横轴 纵轴 纵轴 2 点的意义 任一点 任一点 与纵轴交点 与纵轴交点 两图象交点 两图象交点 3 图象的物理意义 反映 随 变化的规律 反映 随 变化的规律 4 图象的作用 a 可知任一时刻速度的大小和方向 可知任一时刻位移的大小和方向 图象在 t 轴之上表示 图象在 t 轴之上表示 图象在 t 轴之下表示 图象在 t 轴之下表示 b 可判断加速度的大小和方向 可判