物理必修一第一章-运动的描述-导学案终

物理必修一第一章 运动的描述 导学案1 质点 参考系和坐标系导学案【学习目标】 1．本节知识点及要求掌握质点的概念，能够判断什么样的物体可视为质点知道参考系的概念，并能判断物体在不同参考系下的运动情况认识坐标系，并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化2．重点质点模型的建立参考系的重要性3．难点把实际物体抽象成质点，体会这种研究方法【导学提纲】1．机械运动 物体 位置 的变化，也就是物体的 空间位置 随时间的变化，是自然界中最 简单 、最 基本 的运动形态，称为机械运动，简称为运动。2．质点 我们在研究物体的运动时，在某些情况下，可以不考虑物体的 大小 和形状 ，而突出“物体具有 ___质量____”这一要素，把它简化为一个有质量的物质点 ，称为质点。一个物体能否看成质点是由 问题的性质_决定的。3．参考系 在描述物体的运动时， 要选定某个其他物体做参考， 观察物体相对于它的位置是否随时间变化， 以及怎样变化。这种用来做 参考 的物体称为参考系。 为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的 坐标系 。【学习探究】本章章首语中有一句最核心的话：“物体的空间位置随时间的变化,,，称为机械运动”。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。 当我们要详细描述这些物体的运动时就有些困难 ?这里我们引入一个质点的概念，其实“质点”，就是其中“物体”的一种最简单模型；而“参考系、坐标系”是确定位置及其变化的工具。一、质点：在某些情况下，在研究物体的运动时，不考虑其形状和大小，把物体看成是一个具有质量的点，这样的物体模型称为“质点”。注意:1．“质点”是一种科学的抽象，是一种理想化模型，是在研究物体运动时，抓住了物体的主要因素，忽略了次要因素，它是实际物体的近似，是一种最简单的模型（以后还会遇到更多的模型）。2．一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的，一般在以下两种情况下能把物体抽象成质点1）物体上各部分的运动情况都相同时。如沿斜面下滑的木块可看成质点。2）物体本身的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时。如研究地球绕太阳公转时，地球大小相对于地球到太阳的距离可忽略， 地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的大小可忽略不计 ,在这种情况下,地球当做质点来处理。数据：地球直径d1.3104km日地距离r1.5108km地球绕太阳公转示意图例1．在研究火车从上海站到北京站的运行时间（通常只须精确到“分”） ，能不能把火车看成质点？在研究整列火车经过一个隧道的时间（通常精确到“秒”） ，能不能把火车看成质点？由此你得出什么看法？ (同一物体有时看做质点 ,有时又不能看做质点 ,要具体问题具体分析.如研究火车从北京到上海时 ,可把火车看做质点 ,不考虑火车的长度 ,而研究火车通过某一座桥时 ,这时就不能把火车看做质点 )实例分析1.在下列运动中 ,研究对象可当做质点的有远洋航行的巨轮研究飞行中直升飞机上的螺旋浆的转动情况绕地球运动的人造卫星从斜面上滑下的物体火车从车站开出通过站口的时间只有体积很小或质量很小的物体2．下列关于质点的说法中，正确的是 D．质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以，引入这个概念没有多大意义．只有体积很小的物体才能看作质点C．凡轻小的物体，皆可看作质点D．如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时， 即可把物体看作质点二、参考系：为了研究物体的运动，被选来作参考的其他物体称为“参考系”。注意：有了参考系，才能确定物体的位置，并且假设参考系是不运动的。选定了参考系后，才能知道和研究物体的运动。研究地面上物体的运动时，通常取地面或相对地面不动的物体做参考系。例2．敦煌曲子词中有一首：“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”．请用物理学知识解释“山走来”和“山不动，是船行”。你由此又得到什么看法？几点提醒a.描述同一个物体运动时,若以不同的物体为参考系观察的结果可能不同在空中,“空姐”热情为旅客服务,为了描述“空姐”的运动情况,应选下列哪个物体为参考系A飞机场B飞机C沿航线的山,树或云彩D都可以b.参考系的选取原则上是任意的,在实际问题中应以研究问题方便为原则.c.应认识到运动是绝对的,静止是相对的唯物辨证思想.例1．某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。如果以地面为参考系，那么，上述观察说明DA．甲车不动，乙车向东运动B．乙车不动，甲车向东运动C．甲车向西运动，乙车向东运动D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动问题分析“坐在火车里的人看到窗外相邻轨道上的另一辆火车开动了,此时他感到自己坐的火车在后退实际上,他坐的火车并没有动”这句话中,所选则的参考系有多少?三、坐标系：为了定量研究运动，必须在选定的参考系上建立坐标系，这样才能应用数学工具来研究质点的运动。注意：1．如果物体沿直线运动，则以这条直线为坐标轴（x轴），在这条直线上规定原点、正方向和单位长度，这样物体的位置就可以用一个坐标值（x）来确定。见下图张菜桥宁东公路01234x/km2．如果物体在一个平面内运动，则需要建立平面坐标系。用两个坐标值（ x，y）来确定物体的位置。如在台球比赛中，要确定某个台球在桌上的位置，怎么办？3.对于曲线运动的质点 ,可建立二维、三维或多维坐标系 .【当堂检测】1．下列说法中，正确的是 （ ）A．质点一定是体积极小的物体B．当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，不能把火车视为质点C．研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以不能把自行车视为质点D．宇航英雄杨利伟在太空观察地球，可以把地球视为质点２．下列情况中，可将物体看成质点的是（ ）A．研究某同学骑自行车返校的速度B．对自己骑车姿势进行生理学分析C．研究火星探测器从地球到火星的飞行规迹D．研究火星探测器在火星着陆后如何探测火星表面３．关于参考系的选择，有四位同学展开了讨论，其中正确的是（ ）A．甲说，只有静止的物体才可以被选作参考系B．乙说，任何物体都可以被选作参考系C．丙说，选择地面作参考系是最好的D．丁说，参考系必须选与地面连在一起的物体４．一个小球从距地面 4m的高的A点开始下落，被地面 B点弹回，在距地面 1m高的C点被接住。如果取竖直向下为坐标轴的正方向，原点定在 A点正下方 2m处，那么 A、B、C三点的位置坐标分别是（ ）A．-2m、2m、1m B ．-4m、0、-1mC．4m、0、1m D ．2m、-2m、1m５．一列火车停靠在站台上，车厢内的人看着窗外的另一列火车，感觉到自己乘坐的火车开动了，可等了一会儿却发现自己乘坐的火车还在站台上未动。你有过类似的经历吗，出现这种现象的原因是什么？【课后寄语】本次课时学习了质点、参考系、坐标系三个基本概念，质点是重点，是理想化模型，是一种科学抽象。判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度，跟物体本身的形状、大小无直接关系。因此，分析题目中所给的研究角度，是学习质点概念的关键。运动是绝对的， 运动的描述是相对的；对同一运动，不同参考系描述形式不同；一般选大地为参考系。坐标系是建立在参考系之上的数学工具；坐标系的建立，为定量研究物体的运动奠定了数学基础。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，知道路程与位移的区别．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间隔、位置和位移．【重点】理解位移的概念，知道位移是矢量，会用有向线段表示位移的大小和方向【难点】区别路程和位移【自主探究】知识点一：时刻和时间间隔1时刻：指的是某一瞬间,在时间坐标轴上用一点表示2时间间隔：指的是两个时刻的间隔.在时间坐标轴上用一线段表示3平时所说的“时间’’.有时指的是时刻,有时指的是时间间隔讨论交流 材料1:电台报时时一般是这样说 :“现在是北京时间八点整” .听评书连播等节目时,最后播音员往往说“请明天这个时间继续收听” .这里的两个“时间”是什么意思 ?材料2:“1s末”“1s时”“2s初”物理意思是否相同 ?【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，是第3s，这都是指

0～3表示3s的时间，即前。3s所对应的点计为 3s

3s，2～3表示第3s，不管是前末，也为4s初，这就是

3s，还。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?结论:路程与物体运动轨迹有关 ,而位置的变化仅与物体起点与终点的位置有关2、根据上面的学习，你能给出位移及路程的定义吗 ?路程：物体运动轨迹的长度位移：表示物体位置的变化①表示方法：用初始位置指向末位置的有向线段表示②大小：线段的长短表示位移的大小③方向：线段的指向表示位移的方向，由初位置指向末位置说明：①一般地路程大于位移的大小， 只有物体做单向直线运动 时，位移的大小才等于路程。②时刻与质点的位置对应，时间与质点的位移相对应。③位移和路程永远不可能相等（类别不同，不能比较）3、在坐标系中，我们也可以用数学的方法表示出位移．位移是连接起点和终点的有向线段（指向终点）观察教材第 13页图1．2—3质点从A点运动到B点，我们可以用从由线段表示位移，（特别注意位移是有方向的）结合以上问题归纳一下：位移和路程有什么不同 ?

A指向

B的_______说明：①一般地路程大于位移的大小，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。②时刻与质点的位置对应，时间与质点的位移相对应。③位移和路程永远不可能相等（类别不同，不能比较）针对训练1 关于位移和路程 ,下列说法正确的是 ( )A 沿直线运动的物体 ,位移和路程是相等的质点沿不同的路径由A到B,其路程可能不同而位移是相同的质点通过一段路程,其位移可能是零质点运动的位移大小可能大于路程2.气球上升到 100m的高空时,从气球上落下一物体 ,物体又上升了 10m后开始下落为正方向,则物体从离开气球开始到落到地面时的位移为多少 ?通过的路程为多少 ?

,若取向上3.下列哪种情况下指的是位移

(

)机动车里程表上所显示的千米数B.标准田径尝跑道的周长是 400mC.乘火车或飞机由北京到上海的直线距离约为 1080kmD.计量跳远运动员的比赛成绩4.一质点在 x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后t/s0 1 2 3 4 5x/m0

5

-4

-1

-7

11.几秒内位移最大

?2.几秒内路程最大 ?提示 注意初始时刻质点位于坐标原点，质点位移的起点在坐标原点。解析 位移最大时，质点距离原点的距离最大。 由表中提供的数据可知， 此质点开始运动后4s内位移最大，是 7m。质点的位置坐标在不断变化，说明它在不断运动，所以此质点开始运动后 5s内路程最大。点悟 有的同学可能会认为该质点在开始运动后 1s内位移最大，而7s内位移却是最小，因为1s内位移为 5m，4s内位移为－7m，5＞－7。其实，位移的大小要看其绝对值，正负号只能表示它的方向。－ 7m表示位移大小为 7m，负号表示位移方向沿 x轴的负方向。5.一个质点沿两个半径为 R的半圆弧由 A经B到达C,在此过程中,它的位移和路程分别为CBAxA.4R,2πRB.4R,-2πRC.-4R,2πRD.-4R,-2πR3．某人沿着半径为R的水平圆周跑道跑了1.75圈时，他的CA．路程和位移的大小均为3.5πRB．路程和位移的大小均为2RC．路程为3.5πR、位移的大小为2RD．路程为0.5πR、位移的大小为2R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。1. 既有 大小 又有 方向 的物理量叫矢量。2. 只有 大小 没有 方向 的物理量叫标量。注意点：矢量计算→平行四边形定则标量计算→算术加法法则在一条直线上遇到矢量问题时,可以规定一个正方向,凡是与正方向相同的用“+”来表示,与正方向相反的用“－”来表示.【思考与交流】一位同学从操场中心 A出发，向北走了 40m，到达C点，然后又向东走了 30m，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 ?知识点四、直线运动的位置和位移【阅读】P14直线运动的位置和位移并完成下列问题。1、如图1—2—4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?【当堂检测】1、以下的计时数据指时间间隔的是 （ ）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l00mC.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2、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 ,位移不可能为零3、关于质点的位移和路程，下列说法正确的是位移是矢量，位移的方向即质点的运动方向路程是标量，路程即位移的大小质点做单向直线运动时，路程等于位移的大小位移大小不会比路程大4、如图所示，物体沿半径为R的半圆弧线由A、0，0B、4R，由A→C，4RC、4R，由A→C，2 R

（ ）A运动到C，则它的位移和路程分别为 （ ）RA B R C图21 1D、4 R，由A→C，4R5、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,2m6、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——速度【学习目标】1．理解物体运动的速度，了解比值定义法。知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性。理解瞬时速度与平均速度的区别与联系，体会极限思想。理解平均速度意义，会用公式计算物体运动的平均速度。知道速率，理解平均速度与平均速率的区别与联系。【导学提纲】一、自主学习：速度：（1）物理学中用位移与发生这个位移所用的时间的比值表示物体运动的快慢，即速度。v

x（2）表达式 t（3）国际单位制中的单位km/h ；

；米每秒

，符号

m/s

或

；常用单位其中1km/h=1000/3600m/s 。4）速度是矢量（“标量”“矢量”）。大小数值上等于单位时间内物体位移的大小，方向就是物体运动的方向。物理意义：表示物体运动快慢的物理量2．平均速度和瞬时速度vxt求得的速度，是物体在时间间隔△t内的（1）平均速度：由公式快慢程度，称为平均速度；只能粗略（“粗略”“精确”）描述运动的快慢。平均速度是矢量,它的方向由位移方向决定(2)瞬时速度：当△t非常非常小（△t→0）时，可以认为表示的是物体在时刻的速度，称为速度；可以精准“粗略”“精确”）描述运动的快慢。▲在匀速直线运动中，瞬时速度保持不变，平均速度和瞬时速度。直线运动可分为直线运动和直线运动。▲瞬时速度的大小叫做，简称，是“标量”“矢量”）。汽车速度计显示的是汽车的。（“瞬时速度”“瞬时速率”）瞬时速度的大小叫瞬时速率,有时简称速率名称共同点区别联系粗略描述,对应某段时间 ,方向与平均速度所对的时间内位移方向相同 匀速运动中,平均速度等描述物体运动快慢于瞬时速度,瞬时速度是和方向,都是矢量精确描述,对应某一时刻 ,方向与 极短时间内的平均速度瞬时速度质点所在位置的运动方向一致二、合作探究1、比较这里的速度与初中所学的速度的区别与联系。2、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?3、⑴瞬时速率是瞬时速度的大小，平均速率是平均速度的大小吗？⑵平均速度与平均速率的区别与联系平均速率定义：路程与所用时间的比值v

s(2)定义式： t物理意思：仅粗略描述物体运动的快慢2.瞬时速率定义：瞬时速度的大小xv ,(t 0)(2)定义式： t物理意思：精确描述物体运动的快慢几个比较1.速度和速率的比较速度 速率意义 描述运动的快慢和方向 仅表示运动快慢定义位移与时间的比值路程与时间的比值性质矢量标量关系在匀速直线运动中,速度大小等于速率2.平均速度和瞬时速度的比较平均速度瞬时速度意义粗略描述物体运动快慢和方向精确描述物体运动快慢和方向指物体经过某一时刻(或位定义 位移与发生位移所对应时间的比值置)的速度公式vxvx,(t0)tt性质 矢量,方向与位移方向相同 矢量,方向：物体运动方向联系 匀速运动中,平均速度等于瞬时速度 ,瞬时速度是极短时间内的平均速度3.平均速度和平均速率的比较平均速度 平均速率意义 粗略描述物体运动快慢和方向 粗略描述物运动快慢位移与发生位移所对应时间的定义 路程与所用时间的比值比值性质 矢量,方向：物体位移的方向 标量对于单方向直线运动,平均速度的大小和同一时间段的平关系均速率相等注意:1.在谈到平均速度或平均速率时 ,都必须要指明是哪段时间2.对于往复的直线运动或曲线运动 ,平均速度大小小于同一时间段内的平均速率两潜艇相距一段距离， 以相同速度 v成单行纵队航行，后艇的水声定位器发出的信号到达前艇并被反射回来，声音在水中的传播速度为v0，已知从发出信号到收到回声的时间为t，则两艇相距为多少？某人在O点，与一平直公路 AB相距h=50m。一辆汽车以速度 v1=10m/s沿公路驶来。当人与车相距L＝200m时，人开始匀速跑动，如图所示，求此人可以与汽车相遇的奔跑速度的最小值？3．某中学正在举行班级对抗赛， 张明明同学是短跑运动员，在百米竞赛中，测得他在 5s末的速度为 10.4m/s，10s末到达终点的速度为 10.2m/s，则他在全程中的平均速度为 DA．10.4m/s B．10.3m/s C．10.2m/s D．10m/s4．下面的几个速度中表示平均速度的是 BA．子弹射出枪口的速度是 800m/s，以 790m/s的速度击中目标B．汽车从甲站行驶到乙站的速度是 40km/hC．汽车通过站牌时的速度是 72km/hD．小球第3s末的速度是 6m/s课堂检测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. 速度方向就是物体运动方向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下列说法正确的是（ ）A.平均速度不能描述物体运动快慢 B. 子弹以速度 v从枪口射出， v是平均速度C.瞬时速率指瞬时速度的大小 D. 火车以速度 v经过某一段路， v是瞬时速度3、（1）在《龟兔赛跑》中，乌龟和兔子同时从起点出发，当兔子远远超过乌龟时，便s骄傲地睡起了大觉， 当它醒来后，发现乌龟已悄悄地爬到了终点。 在龟兔赛跑的全程中，下列说法正确的是（ ）乌龟的速度始终大于兔子的速度兔子的速度始终大于乌龟的速度乌龟的平均速度大于兔子的平均速度兔子的平均速度大于乌龟的平均速度（2）用初中学过的 s-t 图像表述故事的大致情景4、如图所示，是一小球从 A点沿直线运动到 F点的频闪照片，若频闪照相机每隔 0.2s闪拍一次。分析照片可知：小球从 A点到F点是作 （填“匀速”或“变速” ）直线运动；共运动了 cm 的路程；小球从 A点运动到 F点的平均速度为m/s 。A B C D E F012345678910111213cm5、一质点沿直线Ox轴做变速运动，它离开O点距离x随时间变化关系式为x=(5+2t3)m，则该质点在t=0至t=2s的时间内的平均速度为；在t=2s至t=3s时间内的平均速度。【课后反思】描述物体运动的方法─图象法一.x─t图象(1)描绘图象有一小球沿水平的长木板运动,运动位移随时间变化,如下表所示:运动时间t/s0123456小球位移X/m00.20.40.60.81.01.2以x为纵坐标,t为横坐标,画出物体的位移时间图象认识图象①直线运动的物体ｘ－ｔ图象是反映直线运动的物体位移随时间变化的规律，横轴表示时间，纵轴表示位移②图象可能是直线，也可能是曲线理解图像x③

①②

①表示物体做匀速直线运动②表示物体静止③表示物体反方向做匀速直线运动Ot应用图象a.判断运动性质(匀速、变速、静止)x③Xb.判断运动方向(正方向、负方向)①

①②②OtOt1tOtc.比较运动快慢d.确定位移或时间等Xx1Ott1t2问题探究一做直线运动的物体的位移─时间图象如图,根据图象判断下列说法正确的是()A.物体在AB段做匀速直线运动,速度大小x2/t2xB.物体在BC段做匀速直线运动,速度大小为x2/(t3-t2)BCx2C.物体从出发点运动到B的过程中的平均速度大小为x2/t2D.物体在从O到t3时间内的平均速度大小为x2/t2x1A二．V─t图象Ot(1)描绘图象t1t2t3,运动速度几乎不变,可看有一小球沿水平放置的长木板运动作匀速直线运动,现在用秒表记录该物体在一些时刻的速度,如下表所示运动时间t/s01234小球速度v/(m/s)0.20.20.20.20.2以v为纵坐标,t为横坐标,画出物体的速度时间图象x/(m/s)(2)认识图象0.2①v－ｔ图象是反映物体速度随时间变化的规律，横轴表示时间，纵轴表示速度．②匀速直线运动速度图象是一条平行于时间轴的直O1234t/s线．③变速直线运动的速度图象随时间而变化(3)理解图象①若图象位于时间轴的上方,表示物体运动方向与正方向相同,位于时间轴下方,表示物体运动方向与正方向相反.②速度图线与t轴所围成的“面积”的值等于物体的位移(4)应用图线a.确定某时刻的速度b.求位移c.判断运动性质(静止、匀速、匀变速、非匀变速)x/md.判断运动的方向(正方向、负方向)x0e.比较加速度的大小等例1：如图所示位移图象,表示三个物体都在做直线运动,试分ot1t2t0析三个物体的运动情况:从0～t0时刻三个物体发生的位移是否相同?经过的路程是否相同?例2一支长120m的队伍正在前进,某时刻通讯员从队尾赶到队前传达命令后立即返回通讯兵回到队尾时队伍已前进了288m,整个过程中通讯员和队伍的速率保持不变,求:

t/s,当通讯员通过的位移通讯员通过的总路程例3．甲、乙两小分队进行军事演习，指挥部通过现代通信设备，在屏幕上观察到两小分队的具体行军路线如图所示，两小分队同时同地由O点出发，最后同时到达A点，下列说法中正确的是ABA．小分队行军路程s甲＞s乙B．小分队平均速度v甲＞v乙C．y-x图象表示的是速率v-t图象D．y-x图象表示的是位移s-t图象例4．如图所示为甲、乙两质点的v-t图象。对于甲、乙两质点的运动，下列说法中正确的是A．质点甲向所选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反．质点甲、乙的速度相同C．在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同．不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动，它们之间的距离一定越来越大问题探究分析下表:(设所有物体都做直线运动)初始速度经过时间末速度1s内速度增v0(m/s)t(s)vt(m/s)加量自行车下坡2311公共汽车出站036某舰艇出航02010火车出站010020飞机在天空飞行30010300试根据上述数据,推算出这些物体在1s内速度的增加量,且根据上表数据,你能说明“速度快”“速度变化大”“速度变化得快”物理意义一样吗?速度改变快慢的描述─加速度4《实验：用打点计时器测速度》导学案【学习目标】、了解打点计时器的结构、原理和使用方法。2、会用纸带求平均速度和瞬时速度。3、会用纸带求得的数据作 v-t 图像。【导学提纲】知识点一、 打点计时器的结构和原理阅读P19—20第一和第二小标题的内容回答：问题1、打点计时器是 的仪器，它的打点周期是

。问题2、我们使用的打点计时器有哪两种（1）计时器的频率为：

和，工作电压为：

。。（2）、计时器的频率为 ，工作电压为

。问题3、电磁打点计时器使用时，纸带穿过

孔，并压在

下。电火花计时器使用时，纸带穿过 孔并

。问题4、你认为两种计时器哪种更准确，为什么？知识点二、练习使用打点计时器阅读P20“练习使用打点计时器”相关内容。问题1、固定好打点计时器后是接通电源再拉动纸带，还是先拉动纸带再接通电源？按照正确方法打出你的纸带，关闭电源。问题2、取下纸带如下，看看纸带上的点迹，能不能猜测一下纸带所代表的手的运动是一个什么运动？你猜测的理由是什么？问题

3、从某一个看得清的点作为

0点，开始往后数

n个点.(

取

n=25)求出这段的时间间隔

:

t

=

。量出这段的位移： x= 。求出这段的平均速度：

v=

。知识点三、 用打点计时器测瞬时速度问题1、在纸带上是如何求瞬时速度的？

P20图1.4-4

和P21图

1.4-5

的两个图中算出的速度哪个更接近 E点的瞬时速度，为什么？问题

2、在你打的纸带上从能看得清的某个点开始作为起始点

O,以后的点每隔

0.1秒分别标上

1、2、3、4、5、6,,

作为“计数点”测量包含这个点的一小段位移

x

，记录在下表中并完成下表。表1 手拉纸带在几段时间内的位移和平均速度位012345置x/mt/sv问题3、把上表算得的v当做0、1、2、3、4、5、各点的瞬时速度记录在下表中。从表中看出速度是怎样变化的？表2 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度位

0

1

2

3

4

5置t/s

0v/m/s知识点四 图象表示速度问题1、根据你在表 2中算得的速度，在下列坐标中做出

v-t

图象。根据你做出的图象回答手的速度是怎样变化的？【课堂小结】二.实验原理及注意事项1、实验原理：电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，

其工作电压是

4~6V，电源的频率是

50Hz，它每隔

0.02s打一次点。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，纸带运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小。2、注意事项：1.打点计时器使用的电源是交流电源，电磁打点计时器电压是 4~6V；电火花打点计时器电压是220V。2.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是小横线、重复点或点迹不清晰，应调整振针距复写纸片的高度，使之大一点。3.复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，若点迹不够清晰，应考虑更换复写纸。4.纸带应捋平，减小摩擦，从而起到减小误差的作用。5.使用打点计时器，应先接通电源，待打点计时器稳定后再放开纸带。6.使用电火花计时器时，还应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。7.处理纸带数据时，密集点的位移差值测量起来误差大，应舍去；一般以五个点为一个计数点。8.描点作图时，应把尽量多的点连在一条直线（或曲线）上不能连在线上的点应分居在线的两侧。误差过大的点可以舍去。9.打点器不能长时间连续工作。每打完一条纸带后，应及时切断电源。待装好纸带后，再次接通电源并实验。10.在实验室使用打点计时器时，先将打点计时器固定在实验台上，然后接通电源。三.实验步骤1.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面2.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一侧，并连好电路3.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码。4.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面5.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6.断开电源，取出纸带7.换上新的纸带，再重做两次4.测量并处理数据五.实验结论1、自由落体运动初始点的分析：看纸带的前两个点的距离是否接近 2mm，接近2mm的纸带才是由静止开始的自由落体运动实验纸带。2、实验纸带是否研究匀变速运动的分析：测量纸带上相邻各点的距离之差是否相等，若相等就是匀变速运动，否则就不是；即匀变速运动的纸带相邻两点的距离差满足s(n+1)-s(n)=aT*T3、计算匀变速运动中某点瞬时速度；由匀变速运动物体在某段位移的平均速度等于物体在该段位移中点时刻的瞬时速度；即V（n）=〔s(n)+s(n+1)〕/2ts(n)指第N-1个计时点到第N个计时点的位移,s(n+1）指第N个计时点到第N+1个计时点的位移？〔s(n)+s(n+1)〕指第N-1个计时点到第N+1个计时点的位移.(即把要求的点包括在了他们中间即N处)，t指发生两个相邻计数点(N-1到N,N到N+1)之间的时间间隔.2T就是时间间隔总和4、计算匀变速运动的加速度：（1）、理想纸带的加速度计算：由于理想纸带描述的相邻两个计数点间的距离之差完全相等，即有：S2-S1=S3-S2==S(n)-S(n-1)=△S=aT*T；故其加速度a=△S/(T*T)(2)、实际的实验纸带加速度计算：由于实验过程中存在一定的误差，导致各相邻两个计数点间的距离之差不完全相等，为减小计算加速度时产生的偶然误差，采用隔位分析法计算，可以减小运算量，方法是，用S1,S2,S3.......表示相邻计数点的距离，两计数点间的时间间隔为

T,根据=aT*T

有

S4-S1=(S4-S3)+(S3-S2)+(S2-S1)=3a1T*T

同理S5-S2=S6-S3=3a2T*T

求出

a1=(S4-S1)/3T*T a2=(S5-S2)/3T*T a3=(S6-S3)/3T*T

再求平均值计算加速度 ：a=(a1+a2+a3)/3例1．某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示， 图中直尺的单位为 cm，点O为纸带上记录到的第一点， 点A、B、C、D 依次表示点 O以后连续的各点。已知打点计时器每隔 T=0.02s打一个点。（1）打点计时器打下点 G时重锤的速度可用表达式 vG=____________进行计算，式中各量的意义是________________________________________________2）用上式计算出打下点G时重锤的速度为vG=____________m/s解（1）vGFH，FH表示F、H两点间的距离2T（2）vG=1.30m/s1．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(C)A．时间间隔B．平均速度C．位移D．瞬时速度2.在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是()A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车B．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.01S。D．实验中应使小车速度尽量小些。课后练习与提高：3．在练习使用打点计时器的实验中，某同学操作中有以下实验步骤，步骤顺序排列正确的是( )①把计时器上的电源插头插在交流220V电源插座上，按下脉冲输出开关，用手水平的拉动两条纸带，纸带上就打下一列小点②把电火花计时器固定在桌子上③将纸带穿过打点计时器的限位孔，检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确的穿好，墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间④用刻度尺测量纸带通过的距离 x⑤取下纸带数一下纸带上共有多少个点，记为

N，则点子的间隔数为（

N-1

），纸带的运动时间为（N-1） 0.02s⑥计算纸带运动的平均速度：

v=

x/

t，把结果填入下表：A．①②③④⑤⑥ B. ②③①④⑤⑥ C. ②③①⑤④⑥ D. ②①③⑤④⑥4．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=5.18cm，1、2间的距离 x2=4.40cm，2、3间的距离x3=3.62cm，3、4间的距离x4=2.78cm，4、5间的距离 x5=2.00cm，5、6间的距离x6=1.22cm （f=50Hz）⑴根据上面记录，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。⑵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。【当堂检测】1、如图1—4—6所示，是一条利用打点计时器打 出的纸带，O、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到 0的距离如图所示．求出1、2、3、4、5等计数点的瞬时速度．画出速度一时间图线，【课后反思】速度变化快慢的描述——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．．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．．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：．加速度的概念建立和加速度与匀变速直线运动的关系．．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．【学习探究】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6m／s；而100m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1s内速度的增加量，并填入下列表格：速经历1s内速度增加的时间速度增加的快慢程度启动物体（s）度的增加量量(m／(最快、较快、较慢、最慢)s)(m／s)A竞赛用跑车高速列车自行车运动员问题1:速度大,速度变化量( v)一定大吗?速度变化一定快吗 ?问题2:速度变化量大，速度变化一定快吗 ?知识点一：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，引入了加速度的概念，再看下面的例子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

人们30s，则物体的速度平均每秒增加多少？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。怎样求速度的变化△ v速度的变化△ v是矢量如果物体在一条直线上运动,在求时,可先选取正方向,表示出初速度v0,与末速度Vt,(其方向用正、负表示),代入△V=Vt－V0计算出,若△V为正值,说明△V的方向与正方向相同,若△V为负值,说明的方向与规定的正方向相反2)如果不在一条直线上 ,用矢量三角形法则注意：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：加速度的方向直线运动中根据下图自我归纳： 1、a与V1同向物体做________________________运动.2、 a与v1反向物体做_________________________运动.。3、加速度的方向和方向，而负号只表示其

的方向总相同，加速度是矢量，不但有大小，而且有，不表示其 ．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，然后以时间为0.2秒。（1）求篮球在这 0.2秒内的速度变化 v。（2）有的同学这样计算球的加速度： a=(v2－v1)/t=他的方法对吗？为什么？正确的是多少？

4m/s速度竖直向上反弹，碰地的（4－6）/0.2m/s2=－10m/s2。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 v t图象看加速度思考与讨论：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：．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？【当堂检测】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C．物体运动速度越大，其加速度越大

B

．加速度表示物体速度变化的快慢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/s2C每经过1秒，其速度增大 2m/s D 每经过1秒，其速度增大3．下列关于速度和加速度的说法中，正确的是（ ）

2mA．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