高一物理物体的运动 教案.docx

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高一物理物体的运动教案

一.教学内容：

物体的运动

二.考点点拨

本部分知识是运动学的基础内容，本节内容中机械运动、参考系、质点是三个高考Ⅰ级知识点，位移和路程，匀速直线运动、速度是Ⅱ级知识点，本节内容在考试中主要是综合在其它知识点中考查，但有时也会单独出题。

三.跨越障碍

（一）机械运动

1、定义：

一个物体相对于另一个物体位置的变化。

2、运动的形式：

平动、转动。

平动的物体各点的运动形式相同。

例：

在水平面上滑动的物块。

像行驶中汽车的轮胎就在做转动。

（二）参考系

物体是运动还是静止，不同的人有不同的看法；就是同一个人在不同的情形下看同一个物体也会得出不同的结论。

例如，路边的树，当我们坐在车上时会觉得它在向后退，是运动的；但当我们站在路边时，又看到它是静止的。

这是为什么呢？

原来是因为我们选取了不同的参考系。

那么，什么是参考系呢？

1、定义：

为了研究物体的运动而假定不动的物体。

2、运动的描述是相对的。

因参考系选取的不同而不同。

例、甲、乙两车在同一条平直公路上行驶，甲车速度大于乙车的速度，这时以地面为参考系，乙车向运动，以甲车为参考系，乙车向运动。

解析：

以地面为参考系即认为地面静止不动，此时乙车相对于地面向东行驶。

以甲车为参考系即认为甲车静止不动，此时乙车相对于甲车向西行驶。

因此，要确定物体的运动一定要先确定参考系，只有参考系确定了物体的运动形式才能唯一确定。

3、参考系的选择以研究问题的方便为原则，通常以相对地面静止的物体为参考系来描述物体的运动。

我们通常在描述地面上运动的物体时，就选地面为参考系。

（三）质点

研究物体的运动时，对具体的物体进行简化。

1、定义：

用来代替物体的有质量的点。

它是一种理想化的物理模型。

2、把物体看成质点的条件：

物体的大小和形状对研究运动的影响可以忽略不计。

注意：

不是说物体小就可看成质点，物体大就不能看成质点，大小、质量不是能否看成质点的标准。

例：

在研究物体运动时，下列物体中可以看作质点处理的是：

A.研究一端固定可绕该端转动的木杆的运动时，可以把它看作为质点来处理

B.在大海中航行的船，要确定它在大海的位置时，可以看作质点来处理

C.研究杂技演员在走钢丝的表演时，杂技演员可看作质点来处理

D.研究地球绕太阳公转时，地球可以看作质点来处理

分析：

A选项中是转动的物体，物体的大小和形状对物体的影响不能忽略，不能看作质点；B选项中船虽然较大，但在研究其在大海中的位置时，大小形状可忽略，可以看作质点；C选项中杂技演员在走钢丝，他的大小和形状对他运动的影响很大，不能忽略，所以不能看作质点；D选项中地球很大又在转动，虽然各点由于形状不同而运动形式不同，在研究地球自转时大小形状不能忽略，不能看作质点，但在研究地球公转时，地球的大小和形状就可忽略，从而可以看作质点。

答案：

BD

点评：

判断能否看作质点的关键是看物体大小和形状对物体的影响能否忽略不计，就是同一个物体在研究不同运动时，也可看作质点或不能看作质点。

（四）位移和路程

1、路程（S）：

物体运动轨迹的长度，只有大小，没有方向。

2、位移（s）：

描述物体位置变化的物理量，有大小、有方向。

我们用由初位置指向末位置的带箭头的有向线段表示。

位移的大小：

初位置到末位置的直线长度。

位移的方向：

由初位置指向末位置。

例1：

一个物体向东行进8公里，又向南行进6公里，则此物体的路程和位移各是多大？

分析：

路程：

实际路径的长度8km+6km=14km

位移：

如图中有向线段所示，大小：

s=

=10km方向：

箭头指向，向东南方向。

答案：

路程为14km，位移为10km

例2、

（1）一物体沿直线向东走了800m，路程和位移各是多大？

（2）一个物体沿直线向东走了800m，又向西走了600m；路程和位移各是多大？

分析：

（1）物体只向东走了800m，路程就是800m而物体初末位置间的直线距离为800m故位移就为800m。

（2）物体在此运动过程中共走了1400m，故路程为1400m，而由图知初末位置间的有向线段为200m，故位移为200m，方向向东。

答案：

（1）路程800m，位移800m（向东）

（2）路程为1400m，位移为200m，方向向东。

点评：

由上两例可知，位移和路程是两个不同的概念，所以，位移不可能和路程相等，并且它们有不同的计算方法，在计算时要严格按定义进行计算。

位移的大小和路程也不一定相等，只有物体在做单向直线运动时位移大小才等于路程，位移大小是物体运动时的最小路程。

即位移大小≤路程。

3、在运动中我们可以用坐标表示物体的位置和位移。

物体作直线运动时只需用一个坐标来描述

物体作平面运动时需用两个坐标来描述

物体作空间运动时需用三个坐标来描述

（五）时间和时刻

1、时刻是时间轴上一个确定的点，表示某一瞬时（瞬间）。

例：

下午3点15分，早上9点整，第2秒末，第5秒初等都是时刻。

2、时间：

两个时刻之间的一段间隔，在时间轴上用一段线段表示。

例：

1秒钟，一小时，一年，第1秒内，前两秒等都是时间。

注意：

时刻是个瞬间，时间是一段时间。

（六）速度

物体运动有快有慢，描述运动快慢的物理量叫速度。

1、物体做直线运动，相同时间内通过相同的位移，这种运动叫匀速直线运动。

2、物体通过的位移s和发生这段位移所用的时间t的比值叫速度，用v表示。

v=s/t

单位：

m/s读作米每秒。

其它还有像km/h（千米每小时）等

速度有大小，还有方向，速度的方向即为物体运动的方向。

速度的大小叫速率。

例1：

物体向东做匀速直线运动，经过5秒前进了500米，问物体的速度?

速率？

解：

速度v=s/t=500/5=100m/s方向向东；速率为速度大小，即为100m/s。

例2：

甲物体向东运动，速度大小为10m/s；乙物体向南运动，速度大小也为10m/s，甲乙两物体速度相同吗？

速率呢？

解：

两个物体运动方向不同，虽然速度大小一致，但也不能说速度相同；两物体速率相同。

点评：

速度有大小和方向，在说速度时既要说明大小，还要说明方向。

速率是只有大小，没有方向。

要说两个速度相同，除了要大小相等以外，还必须方向相同，否则两速度就不同。

3、平均速度和平均速率

物体运动中位移和所用时间的比值，表达式v=s/t，平均速度只能粗略描述物体的运动情况，它除有大小外也有方向，方向即这段时间内的位移方向；平均速率等于一段时间内物体通过的路程和时间的比值。

例1、甲物体在做变速直线运动，前一半位移平均速度为v1，后一半位移的平均速度为v2，求全程的平均速度。

解析：

平均速度不是速度的平均值，所以不能用

来进行计算，要根据定义来计算。

应该设总位移为s，算出前一半位移所用时间，后一半位移所用时间，平均速度就用总位移除以总时间。

答案：

点评：

平均速度不是求速度的平均值，要根据定义来求解。

例2、如图所示，一质点沿半径为20cm的圆周自A点出发，逆时针运动2s，运动3/4圆周到达B点，求质点的平均速度和平均速率。

解析：

由图可知质点在此过程中运动的位移大小为s=

=28.3cm，方向向右上方，所以平均速度大小为0.283÷2=0.1415m/s，方向向右上方。

此过程路程为S=

×2

r=0.942cm平均速率为0.942÷2=0.471m/s.

点评：

平均速度和平均速率是两个不同的概念，计算方法不同，需要特别区别。

平均速率不是平均速度的大小，只有物体作单向直线运动时大小才相等。

四、小结

本部分内容以运动学基础知识为主，需要把对应的概念记清楚，特别像位移和路程，平均速度和平均速率要特别注意区别，只有把这些基本概念记清楚了，在今后的学习和计算中才不会出错。

【模拟试题】

一、选择题

1、我们描述某个物体运动时，总是相对一定的参考系。

下列说法中正确的是

A、我们说“太阳东升西落”，是以地球为参考系

B、我们说“地球围绕太阳转”是以地球为参考系

C、坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木迎面而来，乘客是以他自己为参考系

D、参考系必须选取地面或相对与地面不动的其他物体

2、下列关于质点的说法中正确的是

A、质点就是指很小的物体

B、任何静止的物体都可以视为质点

C、在平直公路上行驶的汽车，可视为质点

D、体操运动员在做单臂大回环时，可视为质点

3、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

B、质点沿不同的路径由A到B，其路径可能不同而位移是相同的

C、质点通过一段路程，其位移可能为零

D、质点运动的位移大小可能大于路程

4、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

5、以下四种运动中，哪种运动的位移大小为最大

A、物体先向东运动4m，接着再向南运动3m

B、物体先向东运动8m，接着再向西运动4m

C、物体沿半径为4m的圆轨道运动5/4圈

D、物体向北运动2s，每秒通过3m路程

二、计算题

6、一短跑运动员在100m比赛中跑到50m时速度大小是9.5m/s，在10s末到达终点冲刺时速度为11.5m/s，这名运动员在百米赛程中平均速度是多大？

7、一支长150m的队伍匀速前进，通信兵从队尾前进300m后赶到队前传达命令并立即返回，当通信兵回到队尾时，队伍已前进了200m，则该过程中通信兵的位移是多少？

通信兵走过的路程是多少？

8、一修路工在s=100m的隧道中，突然发现一列火车出现在离右出口200m处，修路工恰在无论向右还是向左跑均能安全脱离危险的位置，问这位置离左出口距离是多少？

他奔跑的的速度至少是火车速度的多少倍？

9、天空有近似等高的浓云层，为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d=3km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差6s，试估算云层下表面的高度，已知空气中的声速v=1/3km/s.（2020年全国理综卷Ⅲ）

10、一游艇匀速沿直线河流逆水航行，在某处丢失一个救生圈，丢失后经t秒才发现，于是游艇立即返航去追赶，结果在丢失点下游距丢失点s处追上，设水的流速恒定，游艇往返划行速度不变，求水速。

试题答案

1、AC2、C3、BC4、A5、D

6、10m/s解析：

平均速度只由位移和时间决定

=100÷10=10m/s

7、200m，方向为队伍前进方向400m

解析：

通信兵来回运动，但起点在队尾，终点在队尾，所以通信兵位移的大小就等于队伍的位移大小。

通信兵先走300m，再往回走，只需再走100m就到队尾，所以其路程为400m.

8、60m1/5

解析：

设人在左出口xm，则离右出口为（100-x）m，v1为人的速度，v2为车的速度。

从左出口人恰能脱离危险时有：

=

从右出口恰能脱离危险时有

=

解得x=60m，

=

=

9、h=2000m

解析：

如图

O为爆炸处，A为观测者，h表示云层的高，OA=d，

用t1表示直接到观测者的时间，则有d=vt1，用t2表示经过云层反射到达的时间，则有2

=vt2

又知t2-t1=6s可得h=2000m

10、

解析：

解法一：

以河岸为参考系，设水速为v，游艇速度为v1，从开始返航追赶到追上用时t1，由题意得vt+（v1-v）t+vt1=（v+v1）t1解得t1=t而s=vt+vt1故v=

解法二：

以水为参考系，则救生圈静止不动，游艇往返速率不变，故返航追上救生圈的时间也为t秒，所以从丢失到追上的时间为2t秒，在2t秒内，救生圈随水运动了s米，故水速为

。