高中物理必修1学案

《第一章运动的描述》学案第1课时质点参考系和坐标系一、课前自主学习㈠课本导读1．物体的_____________随时间的变化，称为机械运动。机械运动是自然界最_______、最_____的运动形态。研究_____________________的分支叫做力学。我们在学习力学的过程中，不仅要学习机械运动的规律，还要学习其中的科学研究的方法。无论从逻辑上还上从历史上讲，力学都是________的基础。2．要准确地描述物体的运动不是一件容易的事，原因是：任何物体都有一定的_______和_______，物体各部分的运动情况___________________________。我们要同时把物体上的各个点（无数个）的位置随时间的变化情况都描述清楚不是一件容易的事。如果物体只有一个点，就不存在这样的问题。3．在一些情况下，我们如果忽略物体的大小和形状，把物体抽象为一个点，并不会对所研究的问题带来大的偏差。把物体抽象成一个点，尽管与真实的自然界不相符，但是它使复杂的问题得以简单化，使我们对物体运动的描述得以进行，不至于寸步难行。例1．地球在绕太阳公转，同时又在自转，如果只研究地球公转，我们______（可以、不可以）把地球看成一个点，如果我们研究地球的自转_________（可以、不可以）把地球看成一个点。例2．火车在铁轨上行驶，如果我们只研究火车整体的运动时，_________（可以、不可以）用一点来表示火车，这是因为：_____________________________________________________。如果要研究火车车轮的运动，_________（可以、不可以）把火车看成一个点。4．质点的概念：⑴质点：用来代替物体的有质量的点叫做质点。质点没有形状、大小、体积而具有物体的全部质量。⑵我们把物体看成质点时忽略了物体的_________、_________和转动等次要因素，抓住了物体具有一的空间位置和________等主要因素。⑶质点是一种理想化的物理模型，在现实生活中_____________（存在、不存在）。所谓物理模型，是为了方便探索和揭示复杂的物理事物的本质和规律，根据研究对象和问题的特点、性质、程度和内容，在一定条件下对研究对象进行抽象，排除非本质的因素干扰，舍弃次要因素和无关因素，抽取本质的、起决定作用的主要因素，把复杂的物理现象或过程进行简化，得到的理想化的研究对象。引入理想化模型，是物理学上经常用到的一种科学研究方法。⑷建立质点模型的目的：使复杂的问题简单化，便于研究。⑸质点的物理意义：质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型。它忽略次要因素、突出主要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。这是一种重要的科学研究方法。5．实际物体可以抽象为质点的条件⑴物体的大小和形状对研究问题的影响很小，可以忽略时。这时即使实际尺寸很大的物体如星球也可当质点处理，但并不是实际尺寸小就一定可以看作质点，如：电子、原子核虽小，在研究它们的旋转时，就不能看成质点。⑵物体上的各点运动情况都相同时（物体做平动时）。所以研究它上面某一点运动规律就可以代替整体运动情况，这种情况下物体也可当质点处理，不过是取该物体上的一点来研究，并不一定是不计物体大小，如火车过桥。⑶转动的物体不研究它的转动时，也可以看成质点。例如研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看质点。⑶转动的物体不研究它的转动时，也可以看成质点。例如研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看质点。注意：物体质量的大小，或体积的大小不能作为物体能否视为质点的 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。同一个物体在一种问题中不能看作质点，而在另一种问题中可能就可看作质点，所以要具体问题，具体分析。6．关于参考系⑴为了描述物体的运动，被选作参考（标准），假定为不动的物体称为___________。如果物体相对于参考系的位置在变化，则表明物体相对于该参考系在__________；如果物体相对于参考系的位置不变，则表明物体相对于该参考系是__________的。⑵一个物体一旦被选为参考系，就被假定为是静止的。在选定参考系后要假定自己站在参考系中去观察物体的运动。⑶选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果______________________。⑷参考系的选取原则：描述一个物体的运动时，参考系________（可以、不可以）任意选择。但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。例如，描述地面上物体的运动时，通常选地面或相对于地面而静止不动的其他物体作为参考系。在没有特别说明时，通常以地面为参考系。⑸怎样理解运动是绝对的又是相对的？6．坐标系⑴为了定量地描述物体的__________及____________，需要在___________上建立适当的坐标系。⑵坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。⑶如果物体在一条直线运动（在一维空间运动），只需建立_______坐标系，用一个坐标值就能准确表达物体的位置；如果物体在同一平面内做曲线运动（在二维空间运动），就需要建立平面直角坐标系，用两个坐标值来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维坐标系，用三个坐标值来描述物体的位置。平面直角坐标系三维坐标系㈡通过以下几个问题回顾记忆所学知识1．什么是机械运动？力学在物理学中处于什么地位？2．什么是质点？在哪些情况下可以把物体抽象为质点？3．建立质点模型的目的是什么？建立质点模型时，忽略了哪些因素？抓住了物体的哪些主要因素？4．质点的物理意义是什么？5．什么是参考系？选择不同的参考系观察同一个物体的运动结果相同吗？参考系可以任意选取吗？通常怎样选取参考系？6．在参考系上建立坐标系的目的是什么？物体在一维空间运动、在二维空间运动、在三维空间运动时应分别建立怎样的坐标系？㈢课前自测题1．下列关于质点的说法中，正确的是（）A．地球很大，一定不能看做质点B．原子核很小，一定能看做质点C．体积很大的物体一定不能看成质点D．若研究物体的转动，物体一定不能看成质点2．下列关于质点的说法中，正确的是（）A．建立质点模型是为了使所研究问题简单化B．质点是一种理想化模型，实际不存在，无实际意义C．同一物体在不同的情况中，有时可看做质点，有时则不可看做质点D．转动的物体一定不能看成质点3．下列说法中正确的是（　　　）A．参考系一定是固定不动的物体B．在研究物体运动时，参考系可以任意选取C．不选定参考系，就无法研究某一个物体是怎么运动的D．选取不同的参考系，所得出的关于物体运动的结论一定不同4．某校高一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，上述观察说明（）A．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5．从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球，它上升5m后回落，最后到达地面，如图，分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向均以向上为正，填写以下表格： 坐标原点的设置 出发点的坐标 最高点的坐标 落地点的坐标 以地面为原点 x1= x2= x3= 以抛出点为原点 x1= x2= x3=㈣提出疑惑：同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 疑惑点 疑惑内容 二、课堂学习1．组内讨论有疑问的问题，向老师提出不理解之处。2．老师检查自学情况。3．讨论以下问题：⑴判断：只有体积很小或质量很小的物体才能看成质点。（）⑵判断：转动的物体都不能看成质点。（）⑶下列情况中的物体，哪些可以看作质点（）A．研究从重庆开往上海的一列火车的运行速度B．研究汽车后轮上一点运动情况的车轮C．绕地球运动的卫星D．研究地球的自转时的地球⑷关于参考系的描述中正确的是（）A．参考系可以任意选取B．参考系不能任意选取C．选取不同的参考系描述同一物体的运动，结果可能不同D．参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体⑸如右图，汽车以5m/s的速度向右匀速运动，人在车厢内以3m/s的速度相对于车向右运动。如果以车为参考系人的速度是________，如果以地面为参考系人的速度是_________。如果汽车停在地面上，人在车厢内以3m/s的速度相对于车向右运动，则以车为参考系人的速度是__________，以地面为参考系人的速度是___________。⑹在匀速行驶的火车内，某人让一小铁球自然下落，则在车内的人认为铁球怎样运动？在车外地面上的人看来，认为铁球做什么运动？为什么会这样？⑺地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的列车车厢中的乘客看雨滴是（）A．向前运动B．向后运动C．倾斜落向前下方D．倾斜落向后下方⑻在公路上向左匀速运动的汽车，经过一棵果树时，恰有树上一个果子从上面自由落下，下图为运动的轨迹，在地面上观察到的运动轨迹是_____车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是______ABCD第2课时时间和位移一、课前自主学习㈠课本导读1．时刻和时间时刻是指某一瞬时；时间是时间间隔的简称，指一端持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间。在表示时间的数轴上，时刻用__________表示，时间间隔用_________表示。在上图中，A、B、…、M表示时间轴上的各个点，N、O、…、S表示时间轴上的线段。请你指出下列时间或间刻对应的哪一点或哪一段：⑴第3秒内：_________；⑵前3秒：________；⑶第2秒末：________；⑷第3秒初：________；⑸第3秒末：_______；⑹t=10s时：_______；⑺第5秒：_______；⑻前12秒的中点时刻：_______。2．路程和位移⑴路程：是物体（质点）运动轨迹的实际长度。⑵位移：表示物体（质点）的位置变化（从运动的起点指向终点的有向线段）。有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向。⑶位移的大小和方向只由始末位置决定，与物体的具体路径无关。即同一位移可能有多条不同的路径。如右图所示，分别沿ACB和ADB两条路径从A地到达B地。在这两个过程中，路程_________（相同、不相同），但位移________（相同、不相同）。⑷例1．某人从O点出发，他先在前5s内向正北方向走了4m，到了A点，紧接着的3s内，他向正东方向走了3m，到达了B点。则整个8s内的总位移是否是7m呢？这两段时间内的位移的大小和方向如图甲所示。要得到8s内的总位移，可以有两种途径：第一种途径：如图乙所示，把两有向线段首尾相连，然后从始端向末端画一有向线段，即为合位移。第二种途径：如图丙所示，把两有向线段始端重合，再以这两个有向线段为邻边画一平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合位移的大小和方向。（平行四边形定则、三角形定则见课本P62、P65）由以上分析可知：人在8s内的总位移的大小为______m，方向为____________。⑸位移的大小不大于路程。只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，在其他情况中，路程要大于位移的大小。⑹直线运动的位置和位移：如果物体做直线运动，则位移在数值上等于末位置的坐标减去初位置的坐标（即位移等于位置坐标的变化）。公式：或其中l和Δx都表示位移。计算结果的正负号表示方向，不表示大小。若结果为正，表示位移方向与坐标正方向相同；若结果为负，表示位移方向与坐标正方向相反。例如，不能说位移-9m比6m小。⑺位移与路程的区别：①位移表示质点______________的物理量。路程则是表示质点________________________的物理量。②位移是矢量，有大小有方向，其运算遵从平行四边形定则（或三角形定则）。路程是标量，只有大小没有方向，其运算遵从算术加法法则。③位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关。路程不仅与质点的初末位置有关，还与路径有关。3．矢量和标量矢量：在物理学中，既有大小又有方向的物理量叫矢量。矢量运算遵循平行四边形法则（或三角形法则）。如：位移、力、速度、加速度等等。标量：在物理学中，只有大小而没有方向的物理量叫标量。标量运算遵循算术加法法则。如：时间，路程，质量，温度，长度，能量等等。㈡通过以下几个问题回顾记忆所学知识1．说说时间与时刻的区别。2．什么是位移？路程与位移有什么区别？3．物体做直线运动时，怎样求位移？4．什么是矢量？什么是标量？分别列举几例。㈢课前自测题1．以下的计时数据指时间的是（）A．由北京开往深圳的列车于22时18分从北京站开出B．期中物理考试时间为1.5hC．中央电视台每晚的新闻联播节目19：00时开播D．一节课45min2．如图所示，一物体沿三条不同的路径由A运动到B，下列关于它们的位移的大小说法正确的是（）A．沿Ⅰ较大B．沿Ⅱ较大C．沿Ⅲ较大D．一样大3．矢量和标量，下列说法中正确的是（）A．矢量是既有大小又有方向的物理量B．标量是既有大小又有方向的物理量C．位移－10m比5m小D．－10℃比5℃的温度低4．小球从距地面5m高处落下，碰到地面反弹后，在距地面2m高处被接住，则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移的大小分别是（）A．7m、7mB．5m、2mC．5m、3mD．7m、3m5．如图所示，物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2那么物体t1~t2内的位移大小为Δx＝___________，方向_____________。㈣提出疑惑：同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 疑惑点 疑惑内容 二、课堂学习1．组内讨论有疑问的问题，向老师提出不理解之处。2．老师检查自学情况。3．讨论以下问题：⑴下列关于时间和时刻说法正确的是（）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⑵关于位移和路程，下列说法正确的是(　　)①出租汽车按路程收费②出租汽车按位移的大小收费③在曲线运动中，同一运动过程的路程一定大于位移的绝对值(即大小)④在方向不变的直线运动中，位移就是路程A．①③　　B．②③　　C．①④　　D．②④⑶一质点绕半径是R的圆周运动了一周，则其位移大小是________，路程是________。若质点只运动了1/4周，则路程是_______，位移大小是_________。⑷做直线运动的物体，在t=0时，质点距坐标原点的距离为2m，质点在接下来的3s内时，通过的位移是3.0m，接着返回，经过2s位移为-3m，再经过2s位移也为-3m，在7s末物体的位置坐标是（原运动方向沿坐标系正方向）（）A．－3mB．－1mC．5mD．2m⑸一支队伍匀速前进，通讯兵从队尾赶到队前并又立即返回．当通讯兵回到队尾时，队伍已前进了200m．在这个过程中，通讯兵的位移大小是（）A．400m　　　B．100mC．200m　　　D．300m⑹有一质点在x轴上运动,已知各时刻质点位置如图：①质点在3s内的路程S=_______；②质点在3s内的位移x1=________；③质点在前3s内的位移x2=________；④质点在第3s内的位移x3=________；⑤质点在___s内位移最大；⑥质点在第___s内位移最大。⑺如图所示是某物体在0～10s内的x－t图象，说说物体在0～10s内做怎样的运动？下列说法中正确的是（）A．物体在第1s内的位移为4mB．物体在第5s内的位移为8mC．物体在前5s内的位移为8mD．物体在后5s内的位移为16m第3课时运动快慢的描述—速度一、课前自主学习㈠课本导读1．物体的位移可以通过坐标的_______来表示。例1．⑴一辆汽车正在向东行驶，若以向东为正方向建立坐标，如图1所示，t1=2s时刻位于x1=10m处，一段时间之后，t2=4s时刻位于x2=30m处。则这段时间的位移：Δx=x2－x1=________；这段时间：Δt=t2－t1=________；该段时间内的平均速度：_______________。⑵若以向东为正建立坐标，若以向西为正方向建立坐标（坐标原点位置不变，只改变坐标的正方向），如图2所示，t1=2s时刻位于x1=－10m处，一段时间之后，t2=4s时刻位于x2=－30m处。则这段时间的位移：Δx=x2－x1=________；这段时间：Δt=t2－t1=________；该段时间内的平均速度：__________。（计算时Δx带正负号进行运算，速度的正、负号表示方向。）⑶两种情况下得到的位移、速度的方向是相同还是相反？为什么？2．⑴物理学中用_________与____________________的比值表示物体运动的快慢，这就是速度。速度的定义式为：_____________________。1m/s=__________km/h。⑵速度是用_______定义的物理量。位移Δx越大，速度_________（一定、不一定）越大；时间Δt越小，速度不_________（一定、不一定）越大；比值越大，速度________（一定、不一定）越大。用比值定义的物理量，我们还学过_______________。⑶速度既有大小，又有方向，相速度相加遵从平行四边形定则（或三角形定则），是_______量。速度的大小在数值上等于____________________________内物体位移的大小，速度的方向就是____________。3．平均速度和瞬时速度⑴由公式求得的速度，是物体在Δt时间内的平均速度。平均速度只能__________地描述运动的快慢。平均速度也是矢量，其方向与位移Δx的方向相同。注意：平均速度与平均速率的区别。平均速度是矢量，平均速率是标量。平均速度=位移/时间平均速率=路程/时间思考：平均速度的大小是否也叫平均速率呢？__________________。例2．某人沿周长是300m的环形跑道跑了一圈，用时50s，则这个人在这50s内的平均速度是_______，平均速率是__________。⑵瞬时速度：运动物体在某一时刻或某一位置时的速度，叫做瞬时速度。瞬时速度精确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。例3．右图为某质点从左向右运动过程中每隔1s的位置，由图看出，质点运动得越来越______（快、慢），从左向右质点依次经过A、B、C、…各点时的瞬时速度依次增大。设为DH段的平均速度，为DH段的位移，为DH段的时间，为质点经过D点时的瞬时速度。__________；__________；__________；__________；__________；、、、、、按从小到大排顺为：_____<_____<_____<_____<_____<_____。由此可见，当把Δt取得越小时，t到t+Δt时间段内的比值就越接近t时刻的瞬时速度。当Δt取得非常小时，我们把称做物体在t时刻的_______速度。想一想：对于这种速度逐渐增大的直线运动，为了计算经过D点时的瞬时速度，怎样计算可能更准确？⑶瞬时速度的大小叫做瞬时速率。速率是标量。⑷匀速直线运动是__________保持不变的运动。在匀速度直线运动中，平均速度______（<、=、>）瞬时速度。4．从位移图象求速度在如图所示的匀速直线运动的位移图象中，比值越大，直线OP就越陡。所以我们把叫做直线的斜率。比值是匀速直线运动的速度。所以，在匀速直线运动中，位移图象的斜率等于运动的速度。在同一个坐标平面上，斜率越大，即直线越陡，表示速度越大。例4．右图是两个匀速直线运动的位移图象。哪条直线所表示的运动的速度大?各是多大？㈡通过以下几个问题回顾记忆所学知识1．怎样通过坐标来求位移？计算得到的Δx的正负表示什么？2．速度是怎样定义的？这种定义物理量的方法称为什么？3．什么时瞬时速度？瞬时速度、瞬时速率、平均速率有什么区别？4．怎样从位移图象求速度？㈢课前自测题1．下列说法中正确的是（）A．平均速度就是速度的平均值B．平均速度的方向就是物体运动的方向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2．一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/sB．10m/sC．8m/sD．都不对3．关于瞬时速度，下列正确的是（）A．瞬时速度是物体在某一段时间内或在某一段位移内的速度的平均值B．瞬时速度可以看成是时间趋于无穷小时的平均速度C．瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度D．物体做匀速直线运动时，瞬时速度等于平均速度4．三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，设无往返运动，下列说法正确的是（）A．三个质点从N到M的平均速度相同B．三个质点任意时刻的速度方向相同C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D．三个质点从N点到M点的平均速率相同5．一辆汽车在一条直线上行驶，第1s内通过8m，第2s内通过20m，第3s内通过30m，第4s内通过10m，则此汽车最初2s内的平均速度是______m/s，中间2s内的平均速度是______m/s，全部时间内的平均速度是______m/s。㈣提出疑惑：同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中： 疑惑点 疑惑内容 二、课堂学习1．组内讨论有疑问的问题，向老师提出不理解之处。2．老师检查自学情况。3．讨论以下问题：⑴图为某物体的x—t图象，该图象描述的是直线运动还是曲线运动？为什么？___________________________。在第1ｓ内物体的速度是_________，从第2ｓ至第3ｓ内物体的速度是__________，第3ｓ内物体的速度是________，4ｓ内通过的路程是________，位移是________，4ｓ内物体的平均速度是__________。⑵一辆汽车沿平直公路从甲地开往乙地，它在前半程以20m/s匀速行驶，在后半程以30m/s匀速行驶，则它在全程的平均速度是多少？⑶一辆汽车沿平直公路从甲地开往乙地，它在前半段时间以20m/s匀速行驶，在后半段时间以30m/s匀速行驶，则它在全程的平均速度是多少？⑷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内的平均速度是多少？⑸一质点做变速直线运动，若前1/3路程内的平均速度为6m/s，后2/3路程内的平均速度为9m/s，则这全程的平均速度是多少？第4课时实验：用打点计时器测速度一、课前自主学习㈠课本导读1．打点计时器的原理⑴电磁电打计时器①电磁打点计时器各部分名称：A_________，B___________，C________，D_________，E_________，F___________，G________，H_________，I定位轴。②工作原理：如右图，线图与振片构成一个电磁铁。当线圈中的电流方向如图甲所示时，振片的左端为____极，右端为_____极，在永磁体的作用下振片向______运动。当线图中的电流方向如图乙所示时，振片的左端为______极，右端为______极，在永磁体的作用下振片向______运动。由于交流电的方向周期性的变化，振片就周期性的上下振动，带动振针通过复写纸在纸带上打点。打点计时器，在交流电的每一个周期内打点一次。③电磁打点计时器，使用________（直流、交流）电源，工作电压在______以下。交流电源频率是50Hz，即该交流电在1s内有________个周期，所以它每隔_________打一个点。⑵电火花计时器①电火花打点计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器。其工作电源是220V交流电，当电源频率是50Hz时，打点周期是________。②由于放电针与纸带没有接触，电火花计时器的阻力比较______（大、小）。而电火花计时器在使用时安全、稳定、可靠。2．使用打点计时器时的注意事项：⑴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。⑵使用打点计时器时，应先接通电源，待打点稳定后再拉动纸带。⑶在拉动纸带前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。⑷电磁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。⑸使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。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。⑹使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间。用两条纸带的原因是为了增大摩擦，带动墨粉纸盘运动，使放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度。⑺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。3．对打上点的纸带进行数据处理⑴用纸带分析物体的运动情况：在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s（电源频率为50Hz），所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度_______（大、小）。怎样判断纸带是否匀速运动？_________________。怎样判断纸带是否做加速运动？_____________________。怎样判断纸带是否做减速运动？_____________________。⑵计算平均速度：设打点计时器打点的时间间隔为T，那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是T。如果数出纸带上一系列点的总数为N，则打这些点所用的总时间为Δt=(N-1)T。用刻度尺测出这N个点之间的总距离Δx（注意测量值应估读到0.1mm），则Δt时间内纸带运动的平均速度为：⑶粗略计算瞬时速度：某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。①打点计时器打在纸带上的每一个点都称为计时点。为了计算方便，在纸带上每隔一定的点选取的点称为计数点。若要求每隔0.1s选一个计数点，在下图中，已标出了0点，请你图上标出1、2、3等计数点。②想一想，要测1计数点的瞬时速度，Δx测哪一段较好？Δt取多少？__________________________。要测2计数点的瞬时速度，Δx测哪一段较好？Δt取多少？__________________________。③如果上图是某人加速（速度越来越快）地拉纸带得到的点，他拉的是纸带的_______（左、右）端。⑷v-t图象与其画法：为了更_________地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用_________曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。㈡通过以下几个问题回顾记忆所学知识1．电磁打点打点计时器与火花打点计时器分别用什么电源？打点周期分别是多少？电磁打点计时器为什么不能用直流电？为什么火花打点计时器误差较小？2．使用打点计时器时，有哪些注意事项？3．怎样纸带上某两点之间的平均速度？4．怎样计算打某一点时的瞬时速度？计时点和计数点有什么区别？5．描好点以后，为什么要用平滑曲线把这些点连接起来？㈢课前自测题1．电磁打点计时器使用的电源是，当电源是50Hz时，它每隔打一个点。操作时，应先（“接通电源”或“释放纸带”）后。2．电火花打点计时器使用的电源是，当电源是50Hz时，它每隔打一个点。3．纸带上的点有疏有密，点迹密集的地方表示物体运动的速度（“较大”或“较小”）。4．在速度—时间图象（或v—t图象）中，以_______为横轴，以_________为纵轴。5．在用打点计时器测定小车速度的实验中得到一条纸带，从比较清楚的点开始，每五个打印点取一个计数点，分别表明0、1、2、3…，量的0与1两点间的距离＝30mm，2与3两点间的距离为＝48mm，则小车在0与1两点间的平均速度＝​​m/s，在2与3两点间的平均速度＝​​m/s，据此可判断小车做运动。6．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（　　）A．　B．C．　　D．7．试根据纸带上各个计数点间的距离，每个0.10s测一次速度，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表（要求保留3位有效数字） 数值（m/s） 将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。㈣提出疑惑：同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 疑惑点 疑惑内容 二、课堂学习1．组内讨论有疑问的问题，向老师提出不理解之处。2．老师检查自学情况。3．按以下步骤完成实验：⑴把打点计时器固定在木板上，接好电路。⑵安装纸带。⑶先接通电源，再用手水平拉动纸带，取下纸带。设计一个表格用以记录测量值。⑷在纸带上每隔0.1s取一个计数点，并用数字0，1，2，…标出，测量包含这个点的一小段位移Δx，同时记录对应的时间Δt，记录在下表中： 位置 0 1 2 3 4 5 Δx/m Δt/s v/(m.s-1) ⑸把上表中各段平均速度分别当做计时器打下这些点的瞬时速度，抄入下表，点0作为计时的开始t=0。 位置 0 1 2 3 4 5 t/s 0 v/(m.s-1) ⑹在下图1中描点画出v—t图⑺用右图所示的装置，重复以上步骤。v—t图作在图2中 位置 0 1 2 3 4 5 Δx/m 0 Δt/s v/(m.s-1) 第5课时速度变化快慢的描述---加速度一、课前自主学习㈠课本导读1．“速度大”、“速度变化大”与“速度变化快”的区别。速度大，可以速度不变化，例如在高空以600m/s匀速飞行的飞机。速度变化大，不一定变化快，例如太阳帆飞行器在飞行一昼夜之后速度可达到每小时160公里，100天后，它的时速将达到惊人的1.6万公里，其速度变化很大，但速度变化却非常慢。速度变化快的物体，速度不一定大，速度变化也不一定大。例如，子弹在枪筒中的加速时间大约是0.001s，但在子弹加速的最初10-6s内（或更短的时间内）速度并不大，速度的变化也不大，但速度的变化即很快。2．加速度⑴为什么要引入这个物理量：引入加速度是为了描述物体速度_____________________。⑵加速度：加速度是________________与______________________的比值。⑶加速度的定义式：a=________。加速度的单位是________________，符号：_____________。加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量。自然界中某量（D）的变化量与发生这个变化量所用的时间的比值称为这个量的变化率。变化率是描述变化快慢的量。加速度就是速度的变化率。⑷加速度的方向：加速度是矢量，加速度的方向与的方向相同（也是矢量）。在直线运动中，如果速度增加，加速度的方向与速度的方向________；如果速度减小（甚至反向），加速度的方向与初速度的方向________。⑸的计算及方向的判断①方法一：计算，的正负表示方向，为正，表示其方向与规定的正方向相同，为负，表示其方向与规定的正方向相反。（其中v1是初速度、v2是末速度，v1、v2带正负号表示方向。）②作图法找的方向：如右图例1．做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车加速度的大小。汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度。（以运动方向为正方向）解：⑴火车加速过程：Δv1=v2-v1=(20-10)m/s=10m/s火车加速度度：⑵汽车刹车过程：Δv2=v2-v1=(0-10)m/s=－10m/s汽车加速度：负号表示与规定的正方向相反。例2．足球以水平速度10m/s击中球门横梁后以8m/s的速度水平弹回，与横梁接触的时间为0.1s，求足球在此过程中的平均加速度。解：以初速度方向为正，则：初速度v1=10m/s，末速度v2=－8m/s加速度负号表示与初速度方向相反。3．从v—t图象看加速度⑴若在v—t图是直线，表示物体的加速度恒定不变，称为匀变速直线运动。若速度均匀地增大，称为匀加速直线运动；若速度均匀地减小，称为匀减速直线运动。⑵若v—t图象是直线，由倾斜程度可以判断加速度的大小。倾斜程度大的加速度大，倾斜程度小的加速度小。图中直线甲、乙、丙、丁四条线所表示的四个物体分做什么样的运动？甲：初速度为2m/s的向正向的匀加速直线运动；乙：先匀减速运动，减为零后沿反向的匀加速运动；丙：向______方向的___________________运动；丁：向______方向的_____________________运动。由倾斜程度比较甲、乙、丙、丁四条线所表示的四个物体的加速度大小关系。____________________。⑶若v—t图象是直线，图象的斜率等于加速度：计算时，在直线找已知坐标的两点（t1、v1）、（t2、v2），代入公式：进行计算，计算结果的正负代表方向。例3．计算右图中直线甲所代表物体的加速度时，我们取其上的（0，2m/s）、（2，3m/s）两点，代入公式有：。计算右图中直线丙所代表物体的加速度，我们取其上的（0，0）、（6，-3m/s）两点，代入公式有：。负号表示加速度方向与正方向相反。直线丁所代表物体的加速度_______________。直线乙所代表物体，在0~4s内的加速度_________；在t=4s之后的加速度________。在计算直线乙所代表物体的加速度时，有必要分成两段（t=4s前和t=4s后）算吗？____________。总结：①在v—t图上，加速度的正负由直线的倾斜方向决定。只要直线向上倾斜，加速度为_______（正、负）；只要直线向下倾斜的加速度为_______（正、负）。②直线如果穿过了时间轴（如直线乙），虽然速度的方向发生了变化，但加速度的大小和方向均_________（不变、变化）。③在v—t图上，相互平行的直线所代表的加速度_________（相同、不相同）。④加速度的正负并不一定代表物体是加速运动还是减速运动。物体做加速度运动还是做减速运动，取决于加速度的方向与速度方向是相同还是相反。⑷若v—t图象是曲线，表示物体的加速度不是恒定的。（曲线上某处切线的斜率表示该时刻的瞬时加速度。）如右图，曲线1的倾斜程度越来越_____（大、小），表示物体的加速度逐渐_______（增大、减小）；曲线2的倾斜程度越来越_____（大、小），表示物体的加速度逐渐_______（增大、减小）；曲线3的倾斜程度越来越_____（大、小），表示物体的加速度逐渐_______（增大、减小）；曲线4的倾斜程度越来越_____（大、小），表示物体的加速度逐渐_______（增大、减小）。注意：加速还是减速与加速度本身的正负及增减无关。加速还是减速关键是看a与v是否同号（方向是否相同）。它们的关系可以总结如下：㈡通过以下几个问题回顾记忆所学知识1．说说“速度大”、“速度变化大”、“加速度大”的区别。（速度大，加速度就一定大吗？速度变化大，加速度就一定大吗？）2．什么是加速度？写出加速度的定义式。加速度是用来描述什么的物理量？加速度的方向怎样确定？3．怎样计算速度变化量？的方向怎样确定？4．加速度的正负表什么意思？加速度为正，物体一定加速吗？加速度为负，物体一定减速吗？5．在v—t图上怎样判断加速度的大小？怎样判断是加速还是减速？怎样判断加速度的正负？若v—t图是直线，怎样计算加速度的大小？㈢课前自测题1．下列说法正确的是（）A．速度越大，加速度就越大B．速度变化得越多，加速度就越大C．速度变化越快，加速度就越大D．速度的变化率就是加速度2．一列说法正确的是（）A．加速度是描述物体运动快慢的物理量B．加速度的方向与速度变化的方向相同C．加速度为负值，表示物体做减速运动D．加速度为正值，表示物体做加速运动3．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．v0<0，a>0，物体做减速运动D．v0>0，a>0，物体做加速运动4．一只鹰沿直线在俯冲时，速度从15m/s增加到22m/s，所需时间是4s，它的加速度是_________m/s2，方向__________。5．如图所示，物体A的初速度为m/s，加速度为m/s2。物体B的初速度为m/s，加速度为m/s2。6．小球以5m/s的速率撞击墙壁，沿原路弹回的速率为3m/s，设撞击的时间为0.02s，则在撞击的过程中的加速度大小为m/s2，方向与速度方向相同。㈣提出疑惑：同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中 疑惑点 疑惑内容 二、课堂学习1．老师检查自学情况。向老师提出不理解之处。2．讨论以下问题：⑴一个做变速直线运动的物体，加速度逐渐变小，直至为零，那么该物体运动的速度如何变化？⑵下述运动可能出现的是（）A．物体的加速度增大，速度反而减小B．物体的加速度减小，速度反而增大C．物体的速度为零时，加速度却不为零D．物体的加速度始终不变，速度也始终不变⑶物体做匀加速运动的加速度为2m/s2，那么（）A．在任意时间内，物体的末速度一定等于初速度的2倍B．在任意时间内，物体的末速度一定比初速度大2m/sC．在任意一秒内，物体的末速度一定比初速度大2m/sD．第ns的初速度一定比第（n－1）s的末速度大2m/s⑷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/sB．物体每经1s速度减小7m/sC．物体的速度越来越小D．以上说法都不对⑸一质点做直线运动的v—t图，如图所示，质点在0~1s内做___________运动，加速度为________m/s2；在1~3s内质点做___________运动，加速度为________m/s2；在3~4s内做___________运动，加速度为______m/s2；在1~4s内做___________运动，加速度为______m/s2。⑹某物体的v—t图如右图所示，由图可判断：①在0~t2内物体的加速度怎样变化？____________。②物体加速度在什么时刻反向？___________。③物体的速度在什么时刻反向？④物体在什么时刻离出发点最远？__________。⑺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Δv。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？第6课时《第一章运动的描述》复习【知识结构】【重点基础知识回顾】1．质点⑴建立质点模型的目的是：使复杂的问题简单化，便于研究。⑵建立质点模型时忽略了大小、形状等次要因素，突出了物体具有质量等主要因素。⑶把物体简化为质点的条件有：①物体的大小、形状对所研究的问题可以忽略；②物体上的各点运动情况都相同；③转动的物体不研究它的转动。2．位移和路程⑴位移：从初位置指向末位置的有向线段。路程：物体运动轨迹的实际长度。⑵位移与物体运动路径无关，在直线运动中位移可用坐标差值来表示。⑶矢量：既有大小又有方向，且其运算遵循平行四边形法则的物理量。标量：只有大小而没有方向的物理量。列举你所知道的矢量和标量。矢量：____________________，标量：_____________________。3．速度与速率⑴矢量：，方向为位移的方向。瞬时速度是平均速度的极限，方向为物体的运动方向。⑵标量：瞬时速率是瞬时速度的大小。⑶，4．加速度、速度变化、速度变化率⑴速度变化量Δv＝vt－v0，Δv为正表示与规定的正方向相同，Δv为负表示与规定的正方向相反。⑵加速度是描述速度变化快慢的物理量。a=Δv/Δt，也就是速度变化率，在数值上等于单位时间内速度变化量。加速度的方向与Δv的方向相同。加速度大表示速度变化快，不表示速度大，也不含有速度变化大的含义。⑶从v—t图上看加速度在v－t图象中图线的斜率表示了物体的加速度，即，斜率的数值表示了加速度的大小，斜率的正负反映了加速度的方向，正值表示与规定的正方向一致，负值则表示与规定的正方向相反。若v－t图象（如图甲）是一条倾斜的直线，表示物体做匀变速直线运动。若v－t图象（如图乙）是一条曲线，各点切线的斜率在变化，即加速度是变化的，图乙表示物体的加速度越来越小。【问题讨论】1．如图所示为一物体沿直线运动的x—t图象，则（）A．第2s内的位移10ｍB．第4s内的位移15ｍC．前5s的总路程50ｍD．前5s的位移10ｍ2．小船匀速逆流而上，经过桥下时箱子落水了，船继续前进一段时间后才发现，并立即调头以相同的静水船速顺流而下，经过1h在下游距桥7.2km处追上。则河水流动速度为（）A．7.2km/hB．3.6km/hC．1m/sD．条件不足，无法确定3．两个质点甲和乙，同时由同一地点向同一方向做直线运动，它们的v－t图象如图所示，则下列说法中正确的是（）A．质点乙静止，质点甲的初速度为零B．质点乙运动的速度大小、方向不变C．第2s末质点甲、乙速度相同D．第2s末质点甲、乙相遇4．如图所示为甲、乙物体运动的x-t图象，则下列说法正确的是（）A．甲物体做曲线运动，乙物体做直线运动B．两物体的初速度都为零C．在0~t1时间内两物体平均速度相等D．相遇时，甲的速度大于乙的速度5．一枚火箭由地面竖直向上发射，其v-t图象如图所示，由图象可知（）A．0－t1时间内火箭的加速度小于t1－t2时间内火箭的加速度B．在0－t2时间内火箭上升，t2－t3时间内火箭下落C．t2时刻火箭离地面最远D．t3时刻火箭回到地面6．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s，在这1s内该物体的（）A．速度变化的大小可能小于4m/sB．速度变化的大小可能大于10m/sC．加速度的大小可能小于4m/s2D．加速度的大小可能大于10m/s27．甲、乙两物体在同一直线上运动的x－t图象如图所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点，则从图象可以看出（）A．甲、乙同时出发B．乙比甲先出发C．甲开始运动时，乙在甲前面x0处D．甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙8．下列给出的四组图象中，能够反映同一直线运动的是（）A．B．C．D．9．一艘船以恒定的速度，往返于上、下游两码头之间．如果以时间t1和t2分别表示水的流速较小和较大时船往返一次所需的时间，那么，两时间的长短关系为（）A．t1＝t2　　B．t1>t2C．t1<t2D．条件不足，不能判断10．甲、乙两位同学多次进行百米赛跑，每次甲都比乙提前10m到达终点，现让甲远离起跑点10m，乙仍在起跑点起跑，则（）A．甲先到达终点　　　B．两人同时到达终点C．乙先到达终点D．不能确定11．相距12km的平直公路两端，甲乙两人同时出发相向而行，甲的速度是5km/h，乙的速度是3km/h，有一小狗以6km/h的速率，在甲、乙出发的同时，由甲处跑向乙，在途中与乙相遇，即返回跑向甲，遇到甲后，又转向乙．如此在甲乙之间往返跑动，直到甲、乙相遇，求在此过程中，小狗跑过的路程和位移。12．在高架道路上，一般限速80km/h，为监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车（在本题中可看作质点）匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为Δt，经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据。根据以上信息，回答下列问题：⑴试写出微型计算机计算汽车速度的表达式v＝________。⑵若L＝5m，Δt＝0.3s，则照相机将________工作。(填“会”或“不会”)13．一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动．司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，5s后听到回声；听到回声后又行驶10s司机第二次鸣笛，3s后听到回声．请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度，看客车是否超速行驶，以便提醒司机安全行驶．已知此高速公路的最高限速为110km/h，声音在空中的传播速度为340m/s.14．如图是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表，设火车在每个车站都能准点到达，准点开出。⑴阜阳至聊城的路程为________km.⑵T107次列车由聊城站开出直至到达菏泽站，运行的平均速率为________km/h.⑶T108次列车由阜阳站开出直至到达菏泽站，运行的平均速率为________m/s。⑷T108次列车在9时30分的瞬时速度为______km/h. T107 车次 T108 北京西深圳 自北京西起公里 站名 北京西深圳 20∶30 0 北京西 13∶35 0∶2432 350 聊城 369∶28 1∶5355 528 菏泽 078∶05 4∶2634 853 阜阳 405∶32 … … … …《第二章匀变速直线运动的研究》学案第1课时实验：探究小车速度随时间变化的规律一、课前自主学习㈠课本导读1．进行实验：⑴如课本31页图所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使____________（有滑轮端、无滑轮端）伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上_____________（有滑轮端、无滑轮端），连接好电路。⑵把一条细线拴在小车上，使细线跨过滑轮（细绳应与木板平行），下边挂上适当的。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。⑶释放小车时，小车应停在________（靠近、远离）打点计时器处，先接通后，再放开，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________________。换上新纸带，重复实验三次。注意：钩码个数适当，以免加速度过大，纸带上的点迹过少，或加速度过小，纸带上的点迹过密。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。为了仪器的安全，实验时要防止钩码落地和小车与滑轮碰撞，当小车到达滑轮前及时用手按住。2．处理数据：⑴选纸带：从三条纸带中选择一条_________的。⑵取点：舍掉开头一些过于_________的点迹，找一个适当的点做计时起点，在其下方标0，然后相隔0.1s取一个计数点（即每隔_________个点取一个计数点），并在其下方依次标1、2、3、4、