高一物理必修一第一章学案

第一章 运动的描述 第一章 第 1 页 1 1 1 1 质点质点 参考系和坐标系学案参考系和坐标系学案 一 一 机械运动机械运动 1 定义 物体相对于其他物体的 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 静止是 二 物体和质点二 物体和质点 1 定义 用来代替物体的有 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 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 3 原子核很小 可以把原子核看作质点吗 三 参考系三 参考系 1 定义 2 选择不同的参考系来观察同一个运动 得到的结果会 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 为参考系的 四 坐标系四 坐标系 思考题思考题 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 第一章 运动的描述 第一章 第 2 页 1 坐标系 为了定量研究运动 必须在参考系上建立坐标系 这样才能应用数学工具来 研究运动 2 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 x 线上规定原点 正方向和单位长度 建立直线坐标系 3 一般来说 为了定量地描述物体的位置的变化 需要在参考系上建立适当的坐标系 五 当堂检测五 当堂检测 1 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 2 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 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 学习心得学习心得 课后练习与提高课后练习与提高 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 可以把研究对象 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 在研究牵引力的时 3 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 第一章 运动的描述 第一章 第 3 页 1 2 1 2 时间和位移时间和位移 学案学案 知识回顾 知识回顾 1 在描述一个物体的运动时 选来作为 的另一个物体叫做参考系 电影 闪 闪的红星 中有歌词 小小竹排江中游 巍巍群山两岸走 描述竹排的运动是 以 为参考系的 描述群山的运动是以 为参考系的 学习过程学习过程 一 时刻和时间间隔一 时刻和时间间隔 阅读教材 1 结合教材你能列举出哪些关于时刻和时间间隔 2 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 二 路程和位移二 路程和位移 1 路程 物体运动轨迹的长度 2 位移 从 到 的有向线段 叫做位移 它是表示 的物理量 位移既有 又有 它是一个矢量 3 物体只有作 的 运动时 位移大小才等于路程 一般情况下位 移大小不大于路程 三 矢量和标量三 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 四 直线运动的位置和位移四 直线运动的位置和位移 阅读 P15 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 2 某物体沿直线运动 计算物体由 A 到 B 坐标变化量 x 第一章 运动的描述 第一章 第 4 页 那么物体由 B 到 A 坐标变化量 x 思考 结果一样吗 为什么 当堂检测当堂检测 1 下列说法正确的是 A 时刻表示时间极短 时间表示时间很长 B 某人跑步成绩 13 秒是时间 C 作息时间表上的数字均表示 时刻 D min 只能分成 60 个时刻 2 正确的是 A 物体在 5 秒时指的是物体在 5 秒末时 指的是时刻 B 物体在 5 秒内指的是在 4 秒末到 5 秒末这 1 秒的时间 C 物体在第 5 秒内指的是在 4 秒末到 5 秒末这 1 秒的时间 D 第 4 秒末就是第 5 秒初 指的是时刻 3 正确的是 A 物体沿直线向某一方向运动 通过的路程就是位移 B 物体沿直线向某一方向运动 通过的路程等于位移的大小 C 物体通过一段路程 其位移可能为零 D 物体通过的路程不等 但其位移可能相同 4 一支队伍前进时 通信兵从队尾赶到队首又立即返回 当通信兵回到队尾时队伍已经 前进了 200m 求整个过程中通信兵的位移 5 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 6 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 学习心得学习心得 第一章 运动的描述 第一章 第 5 页 1 3 1 3 运动快慢的描述运动快慢的描述 速度速度 学案学案 知识回顾知识回顾 1 一个质点在 x 轴上运动 其位置坐标如下表 t s012345 x m20 4 1 7 6 请在 x 轴上画出各时刻物体的位置 该质点 0 2s 末的位移大小是 方向是 该质点在开始运动后 s 内位移数值最大 该质点在第 s 内位移数值最大 大小是 方向是 1 略 2 6m x方向 3 4 4 5 13m x方向 学习过程学习过程 一 坐标及坐标变化量 一 坐标及坐标变化量 1 位移是描述 变化的物理量 2 一个人从 A 点出发沿直线到达 C 点后再返回到 B 点静止 如图 已知 AC 80m BC 30m 则他走完全程所通过的路程为 人的位移为 位移的方 向为 二 速度速度 1 定义 物理学中用 的比值称为物体的速度 通常用字 母 V 表示 公式 2 物理意义 就是描述物体 的物理量 3 如果在时间 t 速度越大 表示物体运动越快 其位置变化也越快 4 速度是矢量 既有大小 又有方向 5 单位 在国际单位制中 速度的单位是 符号是 常用单位还有千 米每小时 厘米每秒 cm s 等 三三 瞬时速度和平均速度 瞬时速度和平均速度 1 平均速度 在变速直线运动中 运动质点的 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 瞬时速度 运动物体在 的速度 瞬时速度 地描述了物 体运动的快慢及方向 是矢量 一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度 四 四 速度和速率 速度和速率 第一章 运动的描述 第一章 第 6 页 1 速率 当堂检测当堂检测 1 下列说法中正确的是 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 v 是平均速度 2 下列说法正确的是 A 若物体在某段时间内每个时刻的速度都等于零 则它在这段时间内任意一段时 间的平均速度一定等于零 B 若物体在某段时间内平均速度为零 则它在这段时间内任一时刻的速度一定等 于零 C 匀速直线运动中 物体任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速 度 D 变速直线运动中一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度 3 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 4 一质点做变速直线运动 若前 t 3 内的平均速度为 6m s 后 2t 3 时间的平均速度为 9m s 则这段时间 t 内的平均速度为 m s 若质点前一半位移的平均速度为 3m s 后一半位移的平均速度为 6m s 则这段位移的平均速度为 m s 5 一汽艇在相距 2km 的甲乙两码头之间往返航行 逆水时用 1 5h 顺水时用 1h 则往 返一次的平均速度为 平均速率为 6 短跑运动员在 100m 竞赛中 测得 7s 末的速度是 9m s 10s 末到达终点的速度是 10 2m s 则运动员登程中的平均速度是多少 7 汽车沿着指向从甲地开往乙地 1 若在一半路程的平均速度为 v1 后一半路程为 v2 则汽车全程的平均速度为多少 2 若汽车在全程所用时间的前一半和平均 v 3 两种情况下的平均速度哪个大 学习心得学习心得 第一章 运动的描述 第一章 第 7 页 1 4 1 4 实验实验 用打点计时器测速度用打点计时器测速度 学案学案 知识回顾知识回顾 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 学习过程学习过程 一 电磁打点计时器电磁打点计时器 阅读书 工作电压 打点周期 频率 振针打点不清晰或打不出 点的原因可能是什么 应怎样调节 二 电火花式计时器电火花式计时器 阅读书 工作电压 打点周期 频率 从原理上讲两种打点计时器 哪中误差更小 为什么 三 练习使用电磁打点计时器三 练习使用电磁打点计时器 1 把电磁打点计时器固定在桌子上面 2 接通 10V 以下交流电源 用手水平拉动纸带 纸带上就打出一行小点 立即关闭电 源 3 取下纸带 从能够看清的某个点开始 往后数出若干个点 如果数出 n 个点 点之 间的间隔数为 n 1 个 用 t 0 02 n 1 s 计算出纸带从第一个点到第 n 点 的运动时间 4 用刻度尺测量出从第一个点到第 n 个点的距离 利用公式 v t 计算出 纸带在这段时间内的平均速度 把测量和计算的结果填入表 1 中 表 1 纸带在某段时间内的平均速度 点数 n点间隔数 n 1运动时间 t s 位移 m 平均速度 v m s 思考 纸带上有的地方点密集有的地方点稀疏 哪个地方代表手移动的快 5 在纸带上方选取点能看清的一段 将某个能看清的点表为 0 以后每隔 0 1s 标一个 测量点 测量包含某个测量点在内的一段位移 记录在表 3 中 同时记录对应的时 间 t 设电源频率是 50Hz 表 3 纸带在几段时间中的位移和平均速度 第一章 运动的描述 第一章 第 8 页 位置012345 m t s v m s 7 建立 v t 坐标系 在坐标纸上画出小车的速度时间图像 并从图像上说明小车的运动 情况 当堂检测当堂检测 1 根据打点计时器打出的纸带 我们可以从纸带上直接得到的物理量是 A 时间间隔 B 平均速度 C 位移 D 瞬时速度 7 质量都是 m 的物体在水平面上沿直线运动 图 1 4 中 A B C D 是它的运动图象 由图象可知 图 A 表明物体做 运动 1 图 B 表明物体做 运动 2 图 C 表明物体做 运动 3 图 D 表明物体做 运动 4 8 如图 1 5 所示是用打点计时器测 瞬时速度实验时得到的一条纸带 的一部分 从 0 点开始依照打点的先后依次标为 0 1 2 3 4 5 6 现在量得 0 1 间的距离 x1 5 18 cm 1 2 间的距离 x2 4 40 cm 2 3 间的距离 x3 3 62 cm 3 4 间的距离 x4 2 78 cm 4 5 间的距离 x5 2 00 cm 5 6 间的距离 x6 1 22 cm f 50Hz 2据上面记录 计算打点计时器在打 1 2 3 4 5 点时的速度并填在下表中 根据 1 中表格 在图 1 6 中画出小车的速度时 间图象 并说明小车速度变化特点 第一章 运动的描述 第一章 第 9 页 学习心得学习心得 1 5 1 5 速度变化快慢的描述速度变化快慢的描述 加速度加速度 学案学案 知识回顾知识回顾 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 2 某同学在百米比赛中 以 6m s 的速度讯速从起点冲出 到 50m 处的速度是 8 2m s 在他跑完全程中间时刻 t1 6 25s 时速度为 8 3m is 最后以 8 4m s 的速度冲过终点 他 的百米平均速度大小为 m s 学习过程学习过程 思考 速度 m s 初速度 v0末速度 vt 所用 时间 s 速度改变 m s vt v0 速度变化率 m s2 vt v0 t 铅球 0170 2 炮弹 02500 005 4 在这两种运动中 谁的末速度大 谁的速度改变量大 谁的速度变化得快 一 加速度 1 物理意义 2 定义 与 的比值 3 公式 4 单位 符号 或 5 加速度是 量 有 有 思考 1 加速度大时 速度是否一定大 2 加速度小时速度是否一定小 二 加速度方向与速度方向的关系 例 一个物体沿水平直线运动 考查某一段时间间隔t 其初速度 1 v 2 v v a 第一章 运动的描述 第一章 第 10 页 1 v方向向右 而末速度 2 v方向也向右 且 12 vv 即加速情况 那么速度矢量的变化量 v 2