高中物理人教版必修一全册自编导学案.docx
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高中物理人教版必修一全册自编导学案
物理必修一全册学案
第一章运动的描述
§1.1质点、参考系和坐标系
【学习目标】
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。
【课前预习】
1．机械运动物体相对于其他物体的变化，也就是物体的随时间的变化，是自然界中最、最的运动形态，称为机械运动。
是绝对的，是相对的。
2．质点我们在研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的和，把它简化为一个，称为质点，质点是一个的物理模型。
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变化，以及怎样变化，这种用来做的物体称为参考系。
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。
例1：
下列哪些物体能看成质点（）
A.研究地球绕太阳的公转；
B.研究地球的自转情况；
C.奥运会比赛中裁判员为蹦床运动员评分；
D.研究在公路上飞驰的汽车车轮的转动情况.
【解析】：
一个物体能否看成质点，关键要看物体本身的形状和大小对所研究的物体有没有影响或影响可忽略不计，而B、C、D选项中所研究的物体都与物体自身的形状或动作有关，不能把物体看成质点，故A选项正确.
【答案】：
A
例2：
2008年5月12日汶川发生了7.8级地震，震后一片狼藉，丧亡惨重.在抗震救灾工作中，救灾人员从水平匀速飞行的直升机上向受灾区空投救灾物资（空气阻力忽略不计）.关于物资的运动下列说法中正确的是（）
A.站在地面上的人看见物资沿直线下落；
B.飞行员看到物资沿直线向下运动，一直处于飞机正下方；
C.飞行员看到物资向飞机后面做曲线运动；
D.站在地面上的人看到物资做向后的曲线运动.
【解析】：
参考系的选择不同，观察到的运动状态可能不同，以地面为参考系，物资做向后的曲线运动。
以飞机为参考系，物资做竖直向下的直线运动。
故B、D选项正确,A、C选项错误.
【答案】：
BD
【课堂练习】
1．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（）
A．船和山B．山和船
C．地面和山D．河岸和流水
2．下列关于质点的说法中，正确的是（）
A．质点就是质量很小的物体
B．质点就是体积很小的物体
C．质点是一种理想化模型，实际上并不存在
D．如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时，即可把物体看成质点
3．关于坐标系，下列说法正确的是（）
A．建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化
B．坐标系都是建立在参考系上的
C．坐标系的建立与参考系无关
D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置
4．在以下的哪些情况中可将物体看成质点（）
A．研究某学生骑车由学校回家的速度
B．对这名学生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轨迹
D．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面
【课后练习】
5．在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（）
A．研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少
B．研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化
C．一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上
D．正在进行花样溜冰的运动员
6．坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”时，我们感觉是静止不动的，这是因为选取作为参考系的缘故，而“坐地日行八万里”是选取作为参考系的。
7．指出以下所描述的各运动的参考系是什么？
（1）太阳从东方升起，西方落下；
（2）月亮在云中穿行；
（3）汽车外的树木向后倒退。
8．一物体从O点出发，沿东偏北30度的方向运动10m至A点，然后又向正南方向运动5m至B点。
（sin30°=0.5）
（1）建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹；
（2）依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标。
【本课小结】
本课时学习了质点、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。
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。
§1.2时间和位移
【学习目标】
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。
【课前预习】
1．时刻和时间间隔：
时刻和时间间隔既有联系又有区别，在表示时间的数轴上，时刻用表示，时间间隔用表示，时刻与物体的相对应，表示某一瞬间；时间间隔与物体的相对应，表示某一过程（即两个时刻的间隔）。
2．路程和位移：
路程是物体运动轨迹的，位移是用来表示物体（质点）的的物理量，位移只与物体的有关，而与质点在运动过程中所经历的无关，物体的位移可以这样表示：
从到作一条有向线段，有向线段的长度表示位移的，有向线段的方向表示位移的。
3．矢量和标量：
既有又有的物理量叫做矢量，只有大小没有方向的物理量叫做。
矢量相加与标量相加遵守不同的法则，两个标量相加遵从的法则，矢量相加的法则与此不同。
例1：
关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是（）
A.位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向
B.位移的大小不会比路程大
C.路程是标量，即位移的大小
D.当质点做直线运动时，路程等于位移的大小
【解析】：
位移既有大小又有方向，是矢量.位移取决于初末位置，与路径无关，大小等于初末位置的直线距离，方向从初位置指向末位置，与运动方向没有联系.路程只有大小没有方向，是标量.路程大小取决于路径的长度，只有物体做单向直线运动时，位移大小才等于路程，其它情况下位移都小于路程，所以位移的大小不会比路程大.故B选项正确，ACD选项错误.
【答案】：
B
例2：
如图是A、B两物体s－t图象，A物体做________运动，B物体做________运动，A、B在A出发后________s距坐标原点________m处相遇．在5秒末A、B的位置分别离坐标原点________m和________m．5s内A、B的位移各为________m和________m．
【解析】：
匀速直线运动的图像是一条倾斜的直线.正向匀速直线运动时斜向上的直线，负向匀速直线运动时斜向下的直线.A物体做反向匀速直线运动，B物体做正向匀速直线运动.两图像相交的点，表示两物体相遇的时刻.由图像可知，A、B在A出发后2.5s距坐标原点1.5m处相遇．在5秒末A、B的位置分别离坐标原点0m和4m．5s内A、B的位移各为-3m和5m．
【答案】：
反向匀速直线正向匀速直线2.51.504-35
【课堂练习】
1．以下的计时数据，指时间间隔的是（）
A．学校每天7：
30准时上课
B．每节课45min
C．数学考试9：
40结束
D．周末文艺晚会18：
40开始
2．如图所示，一物体沿3条不同的路径由A运动到B，则沿哪条路径运动时的位移较大（）
A．沿1较大B．沿2较大
C．沿3较大D．都一样大
3．下列关于位移和路程的说法，正确的是（）
A．位移和路程总是大小相等，但位移是矢量，路程是标量
B．位移是描述直线运动的，路程是描述曲线运动的
C．位移只取决于始末位置，而路程还与实际运动的路线有关
D．物体的路程总大于或等于位移的大小
4．一质点向东运动了300m，又向南运动了400m，则质点通过的路程为，位移的大小为。
【课后练习】
5．下列关于矢量（位移）和标量（温度）的说法中，正确的是（）
A．两运动物体的位移大小均为30m，这两个位移不一定相同
B．做直线运动的两物体的位移X甲=3m，X乙=-5m，则X甲＞X乙
C．温度计读数有正有负，其正负号表示方向
D．温度计读数的正负号表示温度高低，不能说表示方向
6．一质点绕半径为R的圆周运动了一周，则其位移大小为，路程是。
若质点运动了
周，则其位移大小为，路程是。
此运动过程中最大位移是________，最大路程是_________。
7．从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，则这一段过程中（）
A．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7m
B．小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为7m
C．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3m
D．小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为3m
【能力拓展】
8．我国在2019年10月成功地进行了首次载人航天飞行。
下面是“神州5号”飞船在飞行中所记录的一些数据，请分别说出哪些是指时刻的？
哪些是指时间的？
15日09时0分“神州5号”飞船点火，经9小时40分50秒，在15日18时40分50秒我国宇航员杨利伟在太空中展示中国国
旗和联合国国旗，再经11小时42分10秒，于16日
06时23分飞船在内蒙古中部地区成功着陆。
9．中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒，如图所示。
一位击球员击球后，由本垒经一垒、二垒直跑到三垒。
他运动的路程是m，位移是m，位移的方向。
【本课小结】
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。
路程
位移
定义
性质
单位
联系
§1.3运动快慢的描述--------速度
【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。
4．了解速率的概念。
【课前预习】
1．坐标与坐标的变化量
物体沿直线运动，并以这条直线为
坐标轴，这样，物体的位置就可以用来表示，物体的位移就可以通过坐标的Δx=x2－x1来表示，Δx的大小表示位移的，Δx的正负表示位移的。
2．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。
3．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。
4．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：
①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。
②瞬时速度与时刻或位置对应，平均速度跟或对应。
③当位移足够小或时间足够短时，认为平均速度就等于。
④在匀速直线运动中，和瞬时速度相等。
5．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。
例1：
图示为某物体的s—t图象，在第1ｓ内物体的速度是，从第2ｓ至第3ｓ内物体的速度是，物体返回时的速度是，4ｓ内通过的路程是，位移是，4ｓ内物体的平均速度是.
【答案】
【解析】由s—t图象知，物体在第1ｓ内沿正方向做匀速直线运动，位移为s1＝1ｍ，速度为v1＝1m/s；从第1ｓ末至第3ｓ末，物体静止，位移为零，速度v2＝0；第3ｓ末至第4ｓ末，物体返回（沿负方向）做匀速直线运动，位移s3＝－3ｍ，速度v3＝－3m/s.
物体在4ｓ内的路程为:
s′＝1ｍ＋3ｍ＝4ｍ；在4ｓ内的位移为s＝s1＋ｓ2＋ｓ3＝1ｍ＋（－3）ｍ＝－2ｍ，4ｓ内的平均速度为
＝－0.5m/s.
例2：
一列火车长100m，速度为5m/s.它通过一根直径为2cm的标志杆约需要多长时间？
它通过长为50m的大桥需要多长时间？
【答案】20s；30s
【解析】通过标志杆的时间为：
t1＝（L＋ΔL）/v＝（100＋0.02）/5s≈20s
通过桥的时间为：
t2＝（L＋L1）/v＝（100＋50）/5s＝30s.
例3：
某物体沿一条直线运动：
（1）若前一半时间内的平均速度为v1，后一半时间内的平均速度为v2，求全程的平均速度．
（2）若前一半位移的平均速度为v1，后一半位移的平均速度为v2，全程的平均速度又是多少？
【答案】
（1）（v1＋v2）/2
（2）2v1v2/（v1＋v2）
【解析】
（1）设全程所用的时间为t，则由平均速度的定义知
前一半时间内的位移为x1＝v1t/2
后一半时间内的位移为x2＝v2t/2
全程时间t内的位移为x＝x1＋x2＝（v1＋v2）t/2
全程的平均速度为v＝x/t＝（v1＋v2）/2
（2）设全程位移为x，由平均速度定义知
前一半位移所用时间为t1＝x/2/v1＝x/2/v1
后一半位移所用时间为t2＝x/2/v2＝x/2/v2
全程所用时间为t＝t1＋t2＝x/2/v1＋x/2/v2＝x（v1＋v2）/2v1v2
全程的平均速度为v＝x/t＝2v1v2/（v1＋v2）
【课堂练习】
1．如图，物体从A运动到B，用坐标表示A、B位置并表示出A、B位置的变化量。
x/m
2．下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是（）
A．平均速度
，当
充分小时，该式可表示t时刻的瞬时速度
B．匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C．瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动
D．只有瞬时速度可以精确描述变速运动
3．下面几个速度中表示平均速度的是，表示瞬时速度的是。
A．子弹出枪口的速度是800m/s
B．汽车从甲站行驶到乙站的速度是20m/s
C．火车通过广告牌的速度是72km/h
D．人散步的速度约为1m/s
4．下列关于速度的说法中正确的是（）
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和时间关系的物理量
【课后练习】
5．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
6．一物体沿直线运动。
（1）若它在前一半时间内的平均速度为v1，后一半时间的平均速度为v2，则全程的平均速度为多大？
（2）若它在前一半路程的平均速度为v1，后一半路程的平均速度为v2，则全程的平均速度多大？
7．一辆汽车以速度
行驶了
的路程，接着以20km/h的速度跑完了余下的路程，若全程的平均速度是28km/h，则
是（）
A．24km/hB．35km/h
C．36km/hD．48km/h
8．短跑运动员在100m比赛中，以8m/s的速度迅速从起点冲出，到50m处的速度是9m/s，10s末到达终点的速度是10.2m/s，则运动员在全程中的平均速度是（）
A．9m/sB．10.2m/s
C．10m/sD．9.1m/s
【能力拓展】
9．一架飞机水平匀速地在某同学头顶上飞过，当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来的时候，发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声速的倍。
【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。
注意：
平均速率不是平均速度的大小，
。
§1.4实验：
用打点计时器测速度
【学习目标】
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。
【课前预习】
1．仪器构造
（1）下图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称分别是：
1、2、3、4、5、
6、7、8、9、
（2）下图为电火花计时器的构造图
2．仪器原理
电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定内发生的仪器，它使用电源，由学生电源供电，工作电压在以下，当电源的频率是50Hz时，它每隔打一个点，通电前把纸带穿过，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，便振动起来，带动其上的上下振动。
这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点，如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的。
电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较，实验误差也就比较。
3．速度时间图象（v-t图象）用来描述随变化关系的图象。
4．偶然误差是指由因素造成的，用的方法可以减小偶然误差。
系统误差是由、造成的，特点是多次重复测量的结果总是真实值，呈现单一倾向。
5．相对误差等于。
6．有效数字是指带有一位的近似数字。
【课堂练习】
1．关于误差，下列说法正确的是（）
A．仔细测量可以避免误差
B．误差是实验中产生的错误
C．采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误差
D．实验中产生的误差是不可避免的，但可以设法尽量减小误差
2．用毫米刻度尺测量物体的长度，下列哪些读数符合有效数字要求（）
A．1.502mB．1.6214mC．12.40cmD．4.30mm
3．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
4．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50Hz时，它每隔s打一次点。
【课后练习】
5．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
6．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
7．利用打点计时器打出的纸带（）
A．能准确地求出某点的瞬时速度
B．只能粗略地求出某点的瞬时速度
C．能准确地求出某段时间内的平均速度
D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度
【能力拓展】
8．如图所示为某质点做直线运动的速度—时间图象，下列说法正确的是（）
A．质点始终向同一方向运动
B．在运动过程中，质点运动方向发生变化
C．前2s内做加速直线运动
D．后2s内做减速直线运动
9.如图所示是一个物体的v-t图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的？
（1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？
（2）运动的方向是否变化？
（3）速度的大小是否变化？
怎样变化？
【本课小结】
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10V以下和220V，均为交流电，打点间隔0.02s。
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。
§1.5速度变化快慢的描述—加速度
【学习目标】
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，能从匀变速直线运动的v-t图象中理解加速度的意义。
【课前预习】
1．加速度
（1）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。
（5）加速度是矢量，其方向与速度变化的方向相同，即在加速直线运动中，加速度的方向与方向相同，在减速直线运动中，加速度的方向与方向相反。
2．速度变化量速度变化量Δv=。
3．v-t图象
（1）v-t图象中曲线的反映了。
（2）
，所以
即为直线的，即为加速度的大小，即为加速度的正负。
【课堂练习】
1．关于加速度的概念，下列说法中正确的是（）
A．加速度就是加出来的速度
B．加速度反映了速度变化的大小
C．加速度反映了速度变化的快慢
D．加速度为正值，表示速度的大小一定越来越大
2．由
可知（）
A．a与Δv成正比
B．物体加速度大小由Δv决定
C．a的方向与Δv的方向相同
D．Δv/Δt叫速度变化率，就是加速度
3．某物体运动的v-t图象如图所示，则该物体（）
A．做往复运动
B．做匀速直线运动
C．朝某一方向做直线运动
D．以上说法都不正确
4．如图是一质点的速度时间图象，
由图象可知：
质点在0~2s内的
加速度是，在2~3s内
的加速度是，在4~5s内
的加速度是。
【课后练习】
5．关于小汽车的运动，下列说法哪些是可能的（）
A．小汽车在某一时刻速度很大，而加速度为零
B．小汽车在某一时刻速度为零，而加速度不为零
C．小汽车在某一段时间，速度变化量很大而加速度较小
D．小汽车加速度很大，而速度变化很慢
6．关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是（）
A．速度变化得越多，加速度就越大
B．速度变化得越快，加速度就越大
C．加速度方向保持不变，速度方向也保持不变
D．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小
7．一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度—时间图象如图所示，由图象可知（）
A．0~ta段火箭的加速度小于ta~tb段火箭的加速度
B．在0~tb段火箭是上升的，在tb~tc段火箭是下落的
C．tb时刻火箭离地面最远
D．tc时刻火箭回到地面
8．一子弹击中木板的速度是800m/s，历时0.02s穿出木板，穿出木板时的速度为300m/s，则子弹穿过木板的加速度大小为m/s2，加速度的方向。
【能力拓展】
9．物体做匀加速（加速度恒定）直线运动，加速度为2m/s2，那么在任意1s内（）
A．物体的末速度一定等于初速度的2倍
B．物体的末速度一定比
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