武城二中高一物理学案第一章运动的描述

1、武城二中高一物理学案武城二中高一物理学案第一章第一章 运动的描述运动的描述 一、质点、参考系和坐标系一、质点、参考系和坐标系 【学习目标细解考纲】 1掌握质点的概念，能够判断什么样的物体可视为质点。 2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。 3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。 要点导学要点导学 1本节学习研究物体运动的最简单、 也最重要的模型质点模型， 以及研究物体运动时 必不可少的参考系、坐标系等概念。用坐标系描述物体的位置以及位置变化是重点， 也是难 点。 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机械运动” ， 即 “

2、机械运动机械运动” （以后往往简称为运动）的定义。 “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。 2质点：质点：在某些情况下，在研究物体的运动时，不考虑其和， 把物体看成 是一个具有的点，这样的物体模型称为“质点” 。 需要注意的是， “质点”是一种为了研究方便而引入的“理想模型” ，是一种最简单的 模型（以后还会遇到弹性体模型、理想气体模型等等）。 既然是模型，就不可能在任何情 况下都能够代替真实的物体。因此，要通过教材、例题及习题，知道什么情况下可以用质点 模型，要逐渐积累知识，而不必一开始就去死记硬背。 3参考系：参考系：为了研究物体的运

3、动，被选来作为对照（参考）的称为“参考 系” 。 （以前的中学物理教科书上称为“参照物” ，也很直观易懂。 ） 研究物体运动时需要参考系的意义在于， 有了参考系，才能确定物体的位置；选定 了参考系后，才能知道和研究物体的运动。试设想，在茫茫的大海里，水天一色，如果没有 太阳或星辰作参考，水手根本无法确定自己船舰的位置和向什么方向运动。 参考系选的 不同，则对同一个物体的运动作出的结论也不同（见课本和后面例题） 。 通常在研究地面上物体的运动时，如果不声明参考系，则默认以地面为参考系。 4坐标系坐标系：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。 如果物体沿直线

4、运动，可以在这条直线上规定原点、 正方向和单位长度，即以这条直线为 坐标轴（x 轴） 。这样物体的位置就可以用一个坐标值（x）来确定。 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。 范例精析范例精析 例例 1 1 在研究火车从上海站到苏州或南京站的运动时间（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？ 例例 2 2 敦煌曲子词中有一首：“满眼风光多闪烁，满眼风光多闪烁， 看山恰似走来迎，看山恰似走来迎， 仔细看山山不动，仔细看山山不动，

5、 是船行是船行” 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？ 例例3 3 A、 B 两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶， 若以地球为参考系， A 速度为 6m/s， B 速度为 10m/s。若以 A 为参考系，B 的速度多大？方向如何？若以 B 为参考系， A 的速度多大？方向如何？以A 或 B 为参考系，地面的运动情况如何？ 能力训练能力训练 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。 2、下列说法中，

6、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，可以把火车视为质点 C研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面问题，自行车都不能 视为质点 D地球虽大，且有自转，但有时仍可能被视为质点 3、 某人坐在甲船中， 他看到乙船在运动， 那么相对河岸两船的运动情况不可能是 （） A甲船不动，乙船在运动B甲船运动，乙船不动 C甲、乙两船都在运动D甲、乙两船运动方向一样，且运动快慢相同 4、下列情况中的运动物体，一定不能被看成质点的是 （） A研究绕地球飞行的航天飞机B研究飞行中直升飞机上的螺旋桨 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

7、平地面运动的木箱 5、 美国发射的哈勃望远镜在宇宙空间绕着地球沿一定轨道高速飞行， 因出现机械故障， 用航天飞机将宇航员送上轨道对哈勃望远镜进行维修以作参照系，宇航员相 对静止时就可以实行维修工作；以作参照系时，宇航员是在做高速运动 【名师小结感悟反思】 本课时学习了质点质点、参考系参考系、坐标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研究问题的角度，跟物体本身的形状、 大小无关。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。

8、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。 二、时间和位移二、时间和位移 【学习目标细解考纲】 1认清时刻与时间的区别和联系。 2掌握位移和路程两个概念。 3知道什么是矢量和标量。 4能够在数轴上表示位置和位移。 要点导学要点导学 1本节教材首先要求我们区分时刻和时间间隔、路程和位移这两对既有联系又有区别、容 易混淆的物理量，并由此介绍“矢量”的概念，最后介绍在直线运动中怎样由“位置坐标” x 得出位移x。 其中位移概念是重点，也是难点。 2如果用一条数轴表示时间，则时刻t 就是时间轴上的，时间间隔t 就是时间轴上 的。但是在日常语言中，我们用语比

9、较混淆，大都不加区别地说成时间。如“时 间还早”里的时间，就是时刻；说“一堂课时间有45 分” ，则是指时间间隔；有时“时间” 又是指与“空间”对偶的概念无限的时间轴的整体。 因此我们在看书时要结合上下文正 确理解。 3位移：从的有向线段，叫做位移。它是表示的物理量。位移既 有又有， 它是一个矢量。 矢量相加和标量相加遵从不同的法则 （见后面 “力 的合成” ） 。 物体只有作单一方向的直线运动时，位移大小才等于路程，一般情况下位移大小中小于 路程。 4很多同学可能对物理学里引入“位移矢量”来研究运动觉得迷惑不解。当物体作曲线运 动时，位移直线段与走过的“路径轨迹”完全不同，位移大小跟“路程”

10、数值也大不相同， 尤其是当物体走一封闭曲线如一圆周时， 路程可以很大，而位移却总是为零，有人觉得很荒 谬。其实这只是初学时的一种错觉，物理学家也是经过长期研究才克服“常识思维”的桎梏 找到“位移”这个有效的物理量的。 确实，人走路的劳累程度、汽车耗油的多少是跟路程大小有关， 但是只有位移才能仅由 初、末位置唯一确定。而研究物体运动的目的就是找到“确定物体在任意时刻的位置”的方 法。注:无论物体是作直线运动还是曲线运动，一段“无限小”的运动，其位移与路径总是可以看成重合， 而用“高等数学”工具来研究物理，都是从研究“无限小运动”着手，因此，位移也可以用来研究曲线运 动。 5如果是直线运动，则位移

11、x 和初、末位置坐标x1、x2的关系十分简单：x=。而 且此式有着丰富的含义： x 的数值表示位移的，x 的正负表示位移的 正表示位移x 的方向与 x 轴的正方向相同，负表示位移x 的方向与 x 轴的正方向相 反。 范例精析范例精析 例例 1 1 ：分清几个概念和说法。 以后，我们在研究运动时，常常会要求出“物体在1 秒 末、2 秒末（或第 1 秒末、第 2 秒末）的速度及位置” ，也会要求“物体在 1 秒内、 2 秒内（或 第 1 秒内、第 2 秒内）的位移和平均速度” 。请问： （1）其中哪个表示时刻、哪个表示时间间隔？ （2） “1 秒内”和“第 1 秒内”的位移（以及平均速度）是同一概

12、念吗？“2 秒内”和“第 2 秒内”的位移（以及平均速度）是同一概念吗？ （3） “第 2 秒末的速度”与“第 2 秒内的平均速度”相同吗？ 例例 2 2如图 1-2-1 所示，一辆汽车在马路上行驶，t=0 时，汽车在十字路口中心的左侧 20m 处，过了2 秒钟，汽车正好到达十字路口的中心，再过3 秒钟，汽车行驶到了十字路口 中心右侧 30m 处，如果把这条马路抽象为一条坐标轴x，十字路口中心定为坐标轴的原点， 向右为 x 轴的正方向，试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表， 并说出前 2 秒内、后 3 秒内汽车的位移分别为多少？这5 秒内的位移又是多少？ 左右 x2 x1x2 x3 x x

13、1 0 图 1-2-1 观测时刻t=0 时过 2 秒钟再过 3 秒钟 位置坐标x1=x2=x3= 能力训练能力训练 1下列说法中，关于时间的是（） ，关于时刻的是（） A学校上午 8 点开始上第一节课，到8 点 45 分下课 B小学每节课只有 40 分钟C我走不动了，休息一下吧 D邢慧娜获得雅典奥运会女子10000m 冠军，成绩是 30 分 24 秒 36 一列火车从上海开往北京，下列叙述中，指时间的是（） A火车在早上 6 点 10 分从上海出发B列车共运行了 12 小时 C列车在 9 点 45 分到达中途的南京站D列车在南京停了 10 分钟 3. 关于位移和路程，下列四种说法中正确的是（）

14、 A.位移和路程在大小上总相等，只是位移有方向，是矢量，路程无方向，是标量 B位移用来描述直线运动，路程用来描述曲线运动 C位移取决于物体的始末位置，路程取决于物体实际通过的路线 D位移和路程是一回事 4、下列说法中指时刻的有（） A学校每天上午 8 点整开始上课B学校每节课 40min C某次测验时间是 100min 钟D考试 940 结束 5、一个皮球从 2m 高处落下，与地面相碰后反弹跳起0.5m，则此过程中皮球通过的路程为 m，位移为m，该球经过与地面多次碰撞后，最终停在地面上，则在整个运动过程中， 皮球的位移是m 6. 如图 1-2-2 所示， 物体沿着两个半径均为R 的半圆 弧由

15、A 点运动到 C 点，A、B、C 三点在同一直线 C 上 在此过程中， 物体位移的大小是， A 方向 B 为，物体通过的路程为 素质提高素质提高 图 1-2-2 7、一个质点在 x 轴上运动，其位置坐标如下表： t/s x/m 0 2 1 0 2 4 3 1 4 7 5 6 请在 x 轴上画出各时刻物体的位置 该质点02s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 【名师小结感悟反思】 本节重点是理解并能计算物体运动过程中的路程和位移， 最根本的方法是掌握其定义， 领悟二者的物理意义及其区别与联系，学完本节请填写下表中内容。 定义

16、 性质 路程位移 单位 联系 三、运动快慢的描述速度三、运动快慢的描述速度 【学习目标细解考纲】 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。 4了解速率的概念。 要点导学要点导学 1本节主要学习速度这个重要的物理量。 如果细细分析，可以发现速度不是一个简单概念， 它是一个“大家族” ，里面有“平均速度”和“瞬时速度”这些成员，还有“速率”这个“近 亲” 。其中瞬时速度是难点，又是重点。有时往往把瞬时速度简称为速度，这一点同学们须 特别注意。 2速度的物理意义是“描述物体运动快慢和方向的物理量”，定义是“位移与发生这个

17、位移 所用的时间之比” ，即v x 。速度是矢量。 t 3上面式子所给出的其实是“平均速度” 。对于运动快慢一直在变化的“非匀速运动” （又 叫变速运动） ，如果要精确描述物体每时每刻运动的快慢程度，就必须引入“瞬时速度”这 个概念。当t 非常小（用数学术语来说，t0）时的 x 就可以认为是瞬时速度。也就 t 是说，要真正理解瞬时速度概念，需要数学里“极限”的知识，希望同学们结合数学相关内 容进行学习。 4速度是矢量，与“速度”对应的还有一个“速率”的概念。按书上的说法，速率（瞬时 速率）就是速度（瞬时速度）的大小。它是一个标量，没有方向。不过，日常生活中人们说 的速度其实往往就是速率（日常语

18、言词汇中几乎没有速率这个词） 。 *其实速率的原始定义是 “运动的路程与所用时间之比” ， 而不是 “位移与所用时间之比” ， 在物体作曲线运动时， “平均速率”与“平均速度的大小”通常并不相等（因为在作曲线运 动时，路程是曲线轨迹的长度，比位移直线长， “平均速率”总是比“平均速度的大小”要 大些） 。 但是，在发生一段极小的位移时，位移的大小和路程相等，所以瞬时速度的大小就等于 瞬时速率。因此书上的说法只能理解成“瞬时速率就是瞬时速度的大小” 。 范例精析范例精析 例例 1 1一辆汽车以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

19、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。 能力训练能力训练 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 2 速度有许多单位， 在国际单位制里速度的单位是m/s， 但汽车速度常用 km/h 作单位， 1m/s= km/h，1km/h=m/s。高速公路上某类汽车的限速为120km/h=m/s。 3 3质点沿 x 轴正方向运动，在t=2s 时刻它的位置坐标为 x1=4m

20、，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= 4 4对于做变速直线运动的物体，有如下几句话 A物体在第 2 s 内的速度是 4 m/sB物体在第 3 s 末的速度是 4 m/s C物体在通过某一点的速度是8 m/s D物体在通过某一段位移时的速度是8 m/s 在以上叙述中，表示平均速度的是，表示瞬时速度 5 5一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（） A6m/sB6.25m/sC6.75m/sD7.5m/s 6 6某人骑自行车，开始用 10

21、0s 的时间行驶了 400m，接着又用 100s 的时间行驶了 600m， 关于他骑自行车的平均速度的说法中正确的是（） A他的平均速度是 4 m/sB他的平均速度是 5 m/s C他的平均速度是 6 m/sD 他在后 600m 的路程中的平均速度是 6 m/s 素质提高素质提高 7 7一质点在 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，则此质点开 始运动后： t/s x/m 0 2 2 4 4 6 6 8 8 8 10 8 12 12 14 16 16 20 18 24 m/s。 （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

22、？ （3）质点在 0 到 18s 这段时间内的平均速度多大？ 【名师小结、感悟反思】 掌握某一物理量的最根本方法是紧扣定义， 因此准确把握各物理量的确切含义、 区分是 标量还是矢量，是学习本节的关键。 平均速度（粗略） 速度 速率 瞬时速度（精确） 注意：平均速率不是平均速度的大小，平均速率 路程。 时间 四、实验：用打点计时器测速度四、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。

23、要点导学要点导学 1本节学习中学实验室里测速度的常用仪器电磁打点计时器和电火花计时器的构造、 原理和使用方法，学习用计时器测量瞬时速度的方法。 本节还学习了用图像表示速度， 即速 度-时间图像。 测量瞬时速度的方法和速度-时间图像是重点。速度图像的理解也是难点。 2打点时间间隔 T 与所用交流电的频率 f 的关系是：T=1/ f。50Hz 交流电时，每隔 0.02s 打一次点。 3利用打点纸带测量速度的方法就是应用速度的定义式“v x ” 。但是，这样得到的其 t 实是平均速度，只有当时间t 很小的情况下，算出的v 才能认为是瞬时速度。 4教材 P23 的图 1.4-5 中，测 E 点的瞬时速

24、度时用了位移DF 与对应时间（为 3T，0.06s） 之比，但DE 和 EF 的时间不等（前者小，后者大，为1：2） 。其实，为了减小误差，在求E 点速度时，最好使E 点处于所用位移的中间时刻（在图1.4-5 中，只要取原来的F 点左边一 点为 F 点） 。特别是我们以后马上要学习的匀变速直线运动，这样做的话，从理论上讲，没 有系统误差。 5以时间t 为横坐标、瞬时速度v 为纵坐标，画出的表示物体速度随时间变化关系的图线， 称为速度-时间图线（v-t 图线） ，简称速度图线（或速度图像） 。 6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

25、结果总是呈现单一倾向。 7相对误差等于。 范例精析范例精析 例例 1 1 图 1-4-1 是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带， 相邻点的时间间隔为 002s，纸带旁边是一支最小刻度为1mm 的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体在AC 这段时间内的平均速度和在B 点的瞬时速度。 03 4561 2 BAC 图 1-4-1 例例 2 2 。如图是某物体的速度图像，根据图像求它在（1）10s 时刻的速度， （2）从 t=10s 到 t=50s 时间内的速度变化 v， （3）从 t=40s 到 t=60s 时间内的速度变化 v ， v/(m.s-1) 40 30 20 10 0t/s 10

26、20 30 40 50 60 能力训练能力训练 1运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点打点计时器打下的点直 接记录了() A物体运动的时间B、物体在不同时刻的位置 C物体在不同时刻的速度D物体在不同时间内的位移 一同学从家中出发，沿平直街道以一定的速度走到邮局， 发信之后沿原路以相同的速率 返回家中，设出发时方向为正，则图14-3 中能描述他的运动情况的是 () ssss 图 1-4-3 3.图 14-4 是某同学用打点计时器研究某物体运动规律时得到的一条纸带根据图中的数 据，计算物体在 AB 段、BC 段、CD 段和 DE 段的平均速度大小，并猜测物体运动的性 质 BDCE

27、A cm 1.902.402.381.20 图 14-4 素质提高素质提高 4.对于物体运动的情况，可以用列表法进行描述下面表格中的数据就是某物体做直线运动 过程中测得的位移 x 和时间 t 的数据记录，试根据表中的记录分析，并寻找x 随 t 变化的规 律 物体运动起 始点 AB V00 BA V00 所测物理量 时间 ts 位移 xm 时间 ts 位移 xm 测量次数 l 0.55 0.89 2 1.09 1.24 3 1.67 1.52 4 2.23 1.76 5 2.74 1.97 0.25110.50520.74931.00141.2547 0.25450.50090.74501.00

28、361.2549 【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。 五、速度变化快慢的描述加速度五、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，

29、能从匀变速直线运动的v-t图象中理解加速度的意 义。 要点导学要点导学 1本节学习物理学里一个非常重要的物理量加速度。既是重点，又是难点。 2加速度的物理意义：反映运动物体速度变化快慢的物理量。 加速度的定义：速度的变化与发生这一变化所用的时间的比值，即a = vv 2 v 1 =。 tt 加速度是矢量。加速度的方向与速度方向并不一定相同。 3加速度与速度是完全不同的物理量，加速度是速度的变化率。所以，两者之间并不存在 “速度大加速度也大、速度为 0 时加速度也为 0”等关系，加速度和速度的方向也没有 必然相同的关系，加速直线运动的物体，加速度方向与速度方向相同；减速直线运动的 物体，加速度方

30、向与速度方向相反。 4还有一个量也要注意与速度和加速度加以区分， 那就是“速度变化量” v，v = v2 v1。v 越大，加速度并不一定越大，还要看所用的时间的多少。 5在“速度-时间”图像中，加速度是图线的斜率。速度图线越陡，加速度越大；速度图 线为水平线，加速度为 0。 范例精析范例精析 例例 1 1 试举出下列实例： （1）速度很大而加速度较小，甚至为 0； （2）速度很小而加速度很大； （3）加速度为0 而速度不为 0； （4）速度为0 而加速度不为 0。 （5）速度方向与加速度方 向相反。 例例 2 2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

31、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 v 2 v 1 46 m/s2 10m/s2。他的方法对 t0.2 吗？为什么？正确的是多少？ 例例 3 3 如图1-5-1 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？ v/(m.s-1) 8 6 4 2 t/s 0 2468 10 12 能力训练能力训练 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

32、定也为零 2物体的加速度为 2m/s2，表示这物体（） A 每秒运动 2mB 每经过 1 秒，其速度增大 2m/s2 C 每经过 1 秒，其速度增大 2m/sD 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加速度越大，速度变化的越快 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（） A10m/s2，方向向右B10m/s2，方向向

33、左 C50m/s2，方向向右D50m/s2，方向向左 5 图 1-5-2 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。 v/(m.s-1) 甲 4 2 乙 0 246810 12 t/s 图 1-5-2 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？ 【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a v 与速度 t 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

34、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。 第一章第一章 运动的描述答案运动的描述答案 一、质点、参考系和坐标系一、质点、参考系和坐标系 范例精析范例精析 例例 1 1 在研究火车从上海站到苏州或南京站的运动时间（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？ 解析：解析：前者可以，后者不可以。前者由于火车的大小（长度）带来的确定时间方面的误差比 较小，可以忽略不计；而后者却必须考虑火车的长度。由此可见，能否看成质点与物体看成 质点后带来的误差大小

35、有关。 拓展拓展 ：当然，以“误差大小”来决定是否能够应用“质点模型”只是一个方面。更多的情 况下不能用质点模型是因为有别的更加根本的原因。 例如，在研究地球自转、杠杆受力矩而 转动等物体转动的问题时，就不能把地球、杠杆看成质点。很小的物体也不一定就能看成是 质点。例如，在研究原子的结构时，原子尽管很小，也不能看成是质点。 例例 2 2 敦煌曲子词中有一首：“满眼风光多闪烁，满眼风光多闪烁， 看山恰似走来迎，看山恰似走来迎， 仔细看山山不动，仔细看山山不动， 是船行是船行” 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？ 解析：解析：作者得出“山走来”是以自己（即

36、船）作为参考系；得出“山不动，是船行”则是以 大地为参考系。 可见参考系不同，对于物体运动的结论是不同的。 拓展拓展：其实，对于不同的参考系，非但得出某物体是运动还是静止的结论可能会不同，其他 一些结论（例如运动的方向、速度有多大、是直线运动还是曲线运动等）也会不同。前者见 例 3，后者见教科书 P12。 例例4 4A、B 两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶，若以地球为参考系， A 速度为 6m/s，B 速度为 10m/s。若以 A 为参考系，B 的速度多大？方向如何？若以 B 为参考系， A 的速度多大？方向如何？以A 或 B 为参考系，地面的运动情况如何？ 解析：解析：B 的速度大小为

37、 4m/s（=10m/s - 4m/s） ，方向向东。 A 的速度大小也为 4m/s（=10m/s - 4m/s） ，方向向西。 （也可以说成 A 的速度 为-4m/s，方向向西。 ） 以 A 为参考系，地面的运动速度向西，大小6m/s；以 B 为参考系，地面的运动 速度也是向西，大小 10m/s。 拓展拓展：我们看到， 参考系选择不同， 结论也不同， 为了避免每次都要说明参考系， 一般约定， 研究地面上物体的运动，如果不指明参考系，就默认地面为参考系。 1.参考地面竹排2. D3. D4. B5. 哈勃望远镜地球 二、时间和位移二、时间和位移 范例精析范例精析 例例 1 1 ：分清几个概念和

38、说法。 以后，我们在研究运动时，常常会要求出“物体在1 秒 末、2 秒末（或第 1 秒末、第 2 秒末）的速度及位置” ，也会要求“物体在1 秒内、2 秒内 （或第 1 秒内、第 2 秒内）的位移和平均速度” 。请问： （2）其中哪个表示时刻、哪个表示时间间隔？ （2） “1 秒内”和“第1 秒内”的位移（以及平均速度）是同一概念吗？“ 2 秒内”和“第 2 秒内”的位移（以及平均速度）是同一概念吗？ （3） “第 2 秒末的速度”与“第 2 秒内的平均速度”相同吗？ 解析解析 （1） “1 秒末、2 秒末（或第 1 秒末、第 2 秒末） ”表示时刻； “1 秒内、2 秒内（或 第 1 秒内、

39、第 2 秒内） ”表示时间间隔。 （2） “1 秒内”和“第1 秒内” 的位移（以及平均速度）是同一概念。 “2 秒内”和 “第 2 秒内”的位移（以及平均速度）不是同一概念。 “2 秒内的位移”表示2 秒长的时间 里的位移， “第 2 秒内的位移” 表示“第 2 秒”这 1 秒长的时间里的位移。 （3）不相同。前者是瞬时速度；后者是平均速度。 拓展拓展 时间间隔t=t2- t1，如果初始时刻 t1取为零时刻，则t = t2，也就是说在这种情况下 时间间隔t 就等于末时刻 t2；反之，一般情况下时间间隔t 不等于末时刻 t2。 例例 2 2如图1-2-1 所示，一辆汽车在马路上行驶， t=0

40、时，汽车在十字路口中心的左侧 20m 处，过了 2 秒钟，汽车正好到达十字路口的中心，再过3 秒钟，汽车行驶到了十字路 口中心右侧 30m 处，如果把这条马路抽象为一条坐标轴x，十字路口中心定为坐标轴的原 点，向右为 x 轴的正方向，试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表，并说出前2 秒 内、后 3 秒内汽车的位移分别为多少？这5 秒内的位移又是多少？ 观测时刻 位置坐标 解析解析：马路演化为坐标轴，因为向右为x 轴的正方向， 所以，在坐标轴上原点左侧的点的 坐标为负值。右侧的点的坐标为正值，即： x1=20m， x2=0， x3=30m。 前 2 秒内的位移x 1 x 2 x 1 0(20

41、)m 20m; 后 3 秒内的位移x 2 x 3 x 2 30m030m。 这 5 秒内的位移x 3 x 3 x 1 30m(20m)50m 上述位移 x1、x2和 x3都是矢量，大小分别为20、30 和 30m，方向都向右，即与x 轴 同方向。 t=0 时 x1= x1 图 1-2-1 过 2 秒钟 x2= 再过 3 秒钟 x3= x1 x2 0 x2 x3 x 左右 1.BCDA2.BD3.C4.AD 5.2.51.526.4R,由 A 指向 C,2R 7.(1)略,(2)6m,x 方向， （3）4,(4)5,13m,+x 方向 三、运动快慢的描述速度三、运动快慢的描述速度 范例精析范例精

42、析 例例 1 1一辆汽车以 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。 解析：解析：根据平均速度的定义，汽车从甲地到丙地的平均速度，等于甲、丙两地间的总位移与 总时间的比值，即v s ，设甲、乙两地间 t 甲 和乙、丙两地间的距离为L，则位移 乙 图 1-3-1 丙 的 距 离 s s 甲乙 s 乙丙 L L 2L，时间t t 甲乙 t 乙丙 ，而t甲乙 LL ,t 乙丙 ,所以， v 1 v 2 v 2L LL v 1 v 2 2v 1v2 22030 m/

43、s 24m/s, 2030v 1 v 2 拓展：拓展：有的同学可能会认为平均速度v=（v1+ v2）/ 2=25m/s，但其实这是不对的。计算 平均速度还是要根据其定义。 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？”则v=（v1+ v2）/ 2=25m/s。 1.平均速度瞬间速度瞬间速度瞬间速度2. 3.61/3.633.3 3. 102.54. ADBC5.B6. BD 7. （1）6m ,6m ； (2 )0 ； (3) 22/18m/s 8（1）略。 （2）0-5s 内作加速运动，5-8s 内作匀速运动，8-10s

44、内作减速运动。 四、实验：用打点计时器测速度四、实验：用打点计时器测速度 例例 1 1 图 1-4-1 是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔 为 002s，纸带旁边是一支最小刻度为1mm 的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体 在 AC 这段时间内的平均速度和在B 点的瞬时速度。 解析解析： 0 12 3456 BAC 图 1-4-1 AC 这段时间内的平均速度就等于A 到 C 的位移跟所用的时间的比值。位移的大小从 刻度尺上读出：s=4.40cm，A 到 C 共 11 个点，10 个时间间隔，所以A 到 C 所用的时间 t=0.02s10=0.2s，所以 4.2010

45、2m 0.220m/s.v 0.2s 根据公式vB x 计算B点的瞬时速度， 为了尽量精确地反映物体在B点的运动快慢， t 我们尽量在靠近 B 点的地方取得数据，例如取靠近B 点的左右两个点子，左边一个点子在 刻度尺上的读数是 1.73cm，右边一个点子在刻度尺上的读数是 2.61cm，那么x=2.61 1.73cm=0.88cm，两点间相隔的时间为t=0.02s2= 0.04s，所以 x0.88102m 0.220m/s.v B t0.04s 拓展：拓展： 用最小刻度是 mm 的尺，读数时应该估读到0.1mm 位，不能为了“方便”而“凑 整数” ，这是实验的规则。 例例 2 2 。 图 1-

46、4-2 是某物体的速度图像， 根据图像求它在 （1） 10s 时刻的速度，（2） 从 t=10s 到 t=50s 时间内的速度变化 v， （3）从 t=40s 到 t=60s 时间内的速度变化 v ， 解析解析： （1）10s 时刻的速度约为 26m/s， （2）v = 35m/s - 26m/s = 9m/s， (3)v= = 30m/s 33m/s = -3m/s， 符号在这里表示t=60s时的速度比t=40s时的速 度小。 拓展：拓展：由 v-t 图像求某时刻的瞬时速度和某段时 间里的速度变化 v 非常方便，由上面（3）的解 可知， 求 v 时也如同求位移一样， 只需要比较始、 末时刻的

47、速度，与这段时间内速度是否“单调变 化”无关。 1.AB2.D3. 物体在 AB 段、BC 段、CD 段和 DE 段的平均速度大小分别是 19.0cm/s、 60cm/s、60cm/s、59.5cm/s，物体运动的性质可能是是先加速，后匀速。 4.A 到 B 时位移与时间成正比,B 到 A 时位移与时间的平方成正比(提示:可用图象法寻找规 律) 五、速度变化快慢的描述加速度五、速度变化快慢的描述加速度 范例精析范例精析 例例 1 1 试举出下列实例： （1）速度很大而加速度较小，甚至为 0； （2）速度很小而加速度很 大； （3）加速度为 0 而速度不为 0；*（4）速度为 0 而加速度不为 0。 （5）速度方向与 20 10 30 40 v/(m.s-1) 0 102030 4050 60t/s 图 1-4-2 加速度方向相反。 解析：解析： （1）高速飞行的飞机速度很大，但加速度不一定也很大，甚至可能为0（当飞机高 速匀速飞行时） ； （2）子弹在枪膛里刚被激发时，速度很小而加速度很大； （3）一切匀速运 动的物体加速度为 0 而速度不为 0；*（4）刚启动时刻的汽