第1章 学案1汇编.docx

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第1章学案1汇编

学案1　走近运动

[学习目标定位]　1.知道参考系的概念，知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同.2.理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法．知道把物体看成质点的条件.3.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.4.了解时刻与时间的区别和联系，会在具体的情景下区分时间和时刻．

一、参考系

1．参考系：

物体的运动和静止都是相对的，所以描述物体运动时，需要选取另外一个物体作为标准．这个作为标准的物体叫做参考系．

2．机械运动：

一个物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称运动．

注：

机械运动是自然界最普遍、最基本的运动形式．

二、质点

1．定义：

在物理学中，用来代替物体的有质量的点叫做质点．

2．把物体看成质点的条件：

如果在研究物体运动时，可以不考虑物体的大小和形状，或者物体上各点的运动情况完全相同，那么就可以把这个物体看成质点．

3．理想模型：

在原型的基础上，经过科学抽象而建立起来的一种理想化客体，叫做理想模型．质点就是一个理想模型．

三、位移与路程

1．位移：

描述物体相对位置变化的物理量，它可以用一根由初位置指向末位置的有向线段来表示，这根有向线段的长度表示位移的大小，位移的方向是从初位置指向末位置．

2．路程：

指物体运动轨迹的长度，它只有大小，没有方向．

四、用坐标表示位置和位移

1．用坐标可以表示物体运动的位置和位移．

2．物体做一维、二维、三维运动时，分别用一个、两个、三个坐标来确定它的位置．

五、时间和时刻

时光流逝过程中的每一瞬间叫做时刻，它没有长短，两个时刻之间的间隔叫做时间.

一、怎样判断动与静

[问题设计]

天宫一号空间站绕地球飞行时，以地球为参考系，坐在其中的宇航员如何运动？

以空间站为参考系呢？

答案　以地球为参考系，宇航员在绕地球做近似圆周运动．以空间站为参考系，宇航员处于静止状态．

[要点提炼]

1．参考系的选取原则：

参考系的选取可以是任意的．在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．如果题目不做特殊说明，都是选地面为参考系．

2．参考系对观察结果的影响

（1）对一个物体运动情况的描述，取决于所选的参考系，选取的参考系不同，对同一个物体运动的描述也不同．

（2）相对静止：

如果一个物体相对参考系位置不变，我们就说这两个物体是相对静止的．平时人们所说的静止的物体，都是指相对静止，绝对静止是没有的．

二、怎样对物体进行简化

[问题设计]

北京时间8月12日，2013年田径世锦赛男子100米飞人大战，牙买加选手博尔特在大雨和逆风的不利天气条件下，以9秒77逆转摘金．博尔特身上各部分（头、手臂、腿、脚等）运动情况相同吗？

在研究博尔特百米决赛所用时间时，能否忽略他的大小和形状，把他看成一个“点”呢？

答案　不相同；能．

[要点提炼]

1．质点的特点

（1）质点是用来代替物体的有质量的物质点，它忽略了物体的大小和形状等次要因素，而突出了物体具有质量这个主要因素．它与几何中的“点”有本质区别．

（2）质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型，实际上不存在（填“存在”或“不存在”）．

2．物体可以看成质点的条件：

物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时．

[延伸思考]

是不是很大的物体一定不能看做质点，而很小的物体一定可以看做质点？

请举例说明．

答案　不是．研究地球绕太阳的公转时可以把地球看做质点，而研究乒乓球的发球（如旋转问题）时不能把乒乓球看做质点．

三、位移与路程有什么不同

[问题设计]

1．中考结束后，爸爸带小明去深圳旅游．出发前，爸爸让小明设计出行路线，路线起点：

北京，终点：

深圳．他有三种方式可供选择：

一是乘长途汽车；二是坐高铁；三是乘飞机．三种出行方式的路程是否相同？

位置的变化是否相同？

如何描述位置的变化？

答案　三种方式路程不同，但结果是一样的，即都是从北京到深圳，初位置一样，末位置一样，即位置的变化一样．可以用一条从北京到深圳的有向线段，即位移来描述位置的变化．

2．分析下列两种情况下的位移和路程，并说明：

一般情况下，位移的大小等于路程吗？

什么情况下相等？

（1）一位同学参加百米比赛；

（2）一位同学沿着400m的跑道跑一圈．

答案　

（1）参加百米比赛的同学，从起点到终点的位移是100m，路程是100m.

（2）沿着400m的跑道跑一圈的同学，位移是0，路程是400m.

一般情况下，位移的大小不等于路程．

只有物体在一条直线上运动且运动方向不变时，位移的大小才等于路程．

[要点提炼]

路程和位移的区别与联系

比较项目

路程

位移

意义

表示物体运动轨迹的长度

表示物体位置的变化

大小

等于轨迹的长度

等于从初位置到末位置的有向线段的长度

方向

无方向

从初位置指向末位置

联系

（1）二者单位相同，都是长度单位

（2）同一运动过程的路程不小于位移的大小，在单向直线运动中，位移的大小等于路程

四、用坐标表示位置和位移

[问题设计]

如图1所示，一辆轿车从超市出发，向东行驶了300m到达电影院，继续向东行驶了150m到达度假村，又向西行驶了950m到达博物馆，最后回到超市．

图1

（1）以超市所在的位置为原点，以向东的方向为正方向，用1个单位长度表示100m，请用直线坐标系表示出超市、电影院、度假村和博物馆的位置；

（2）求轿车从电影院经度假村到博物馆的位移与路程分别为多少？

答案　

（1）如图所示

（2）轿车从电影院经度假村到博物馆的位移为s＝－500m－300m＝－800m，负号表示其方向与规定的正方向相反，即方向向西．

其路程为L＝150m＋450m＋500m＝1100m.

[要点提炼]

1．物体做直线运动（一维运动）时，只需用一个坐标就可以确定物体的位置．

2．物体做直线运动时，位移可以用末位置的坐标（x）和初位置的坐标（x0）差来表示，即s＝x－x0.

五、时间和时刻有什么不同

[问题设计]

爸爸和小明乘坐的火车20∶30准时从北京西站出发，经5小时23分于第二天1∶53到达山东菏泽站，停2分钟后出发，于4∶26到达安徽阜阳站……

（1）上一段话中各个时间的含义一样吗？

哪些是时刻，哪些是时间？

（2）时刻和时间的区别是什么？

在时间轴上如何表示时刻和时间？

答案　

（1）不一样.20∶30、1∶53、4∶26是时刻；5小时23分、2分钟为时间．

（2）时刻是指一个瞬间，时间是两个时刻之间的间隔．在时间轴上用点表示时刻，用两点之间的线段表示时间．

[要点提炼]

1．时刻只能表示某一瞬间，比如一张照片，对应某个时刻．时间表示两个时刻之间的间隔，比如一段录相，对应某个时间．

2．时刻体现在时间轴上为一个点；时间体现在时间轴上为一段线段．

[延伸思考]

如图2所示，结合所给时间轴，请体会以下几个表述指的是时刻还是时间：

第2s末，2s末，2s内，第2s内．

图2

答案　由题图可知，“第2s末”和“2s末”都与时间轴上t＝2s那一点相对应，所以指的是时刻；“2s内”是从计时开始到2s末的时间，时间为2s；“第2s内”是第1s末或者说第2s初到第2s末的时间，时间为1s（如图所示）．

一、参考系与相对运动

例1

　观察图3中的烟和小旗，关于甲、乙两车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是（　　）

图3

A．甲、乙两车一定向左运动

B．甲、乙两车一定向右运动

C．甲车可能运动，乙车向右运动

D．甲车可能静止，乙车向左运动

解析　题图中房子相对于地面是静止的，由烟囱冒出的烟向左飘，可知此时风向向左（相对于地面而言）．甲车上的小旗向左飘，则有三种可能的情况：

一是甲车不动，风把小旗向左吹；二是甲车向右运动，风相对甲车向左，风把小旗向左吹；三是甲车向左运动但速度小于风速，因此风仍能把小旗向左吹．对于乙车，则只有乙车向左运动并且速度大于风速时，风才能把小旗向右吹．故只有选项D正确．

答案　D

二、对质点的理解

例2

　分析研究下列物体的运动时，研究对象能看做质点的是（　　）

A．研究“嫦娥三号”“奔月”的过程

B．研究奥运冠军邓琳琳在平衡木上的动作

C．研究从斜面上滑下的木块的滑行时间

D．研究运动员发出的弧旋乒乓球的旋转情况

解析　研究“嫦娥三号”“奔月”的过程，其形状、大小可以忽略不计，可以把它看成质点．对邓琳琳在平衡木上的动作进行技术分析，不能把她看做质点．从斜面上滑下的木块，其各部分的运动情况都相同，故可把木块看做质点．弧旋乒乓球在转动，其各点的运动情况不同，研究其旋转情况时不能把它看做质点．

答案　AC

三、位移和路程的理解及计算

例3

　某人向东行6km，再向北行10km，又向南行2km，试计算他的路程和位移．（以初始位置为原点，画出坐标图加以说明）

解析　坐标图如图所示

路程为6km＋10km＋2km＝18km

位移是O指向C的有向线段，

大小为：

s＝

km＝10km

设OA与OC的夹角为θ，则：

sinθ＝

＝

，所以θ＝53°

故方向为东偏北53°.

答案　见解析

四、利用坐标系求位移

例4

　一质点沿x轴运动，如图4所示，t1时刻质点位于x1＝－3m处，t2时刻质点到达x2＝5m处，t3时刻到达x3＝－7m处，则：

图4

（1）质点在t1到t2这段时间内位移的大小和方向如何？

（2）质点在t2到t3这段时间内位移的大小和方向如何？

（3）质点在t1到t3这段时间内位移的大小和方向如何？

解析　

（1）Δs1＝x2－x1＝[5－（－3）]m＝8m，大小为8m，方向由x1指向x2，沿x轴正方向．

（2）Δs2＝x3－x2＝（－7－5）m＝－12m，大小为12m，方向由x2指向x3，沿x轴负方向（负号可以用来表示方向）．

（3）Δs3＝x3－x1＝[－7－（－3）]m＝－4m，或Δs3＝Δs1＋Δs2＝[8＋（－12）]m＝－4m，大小为4m，方向由x1指向x3，沿x轴负方向．

答案　见解析

五、时间和时刻的理解

例5

　如图5所示的时间轴，下列关于时刻和时间的说法中正确的是（　　）

图5

A．t2表示时刻，称为第2s末或第3s初，也可以称为2s内

B．t2～t3表示时间，称为第3s内

C．t0～t2表示时间，称为最初2s内或第2s内

D．tn－1～tn表示时间，称为第（n－1）s内

解析　此题首先要注意时刻和时间分别对应于时间轴上的一个点和一段距离．其次要注意：

（1）第ns末等于第（n＋1）s初；

（2）ns内不等于第ns内，ns内指的是从0至ns末共ns的时间，而第ns内指的是从（n－1）s末至ns末共1s的时间．故只有B正确．

答案　B

走近运动

1．（参考系与相对运动）如图6所示，是体育摄影中“追拍法”的成功之作，摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的，而模糊的背景是运动的，摄影师用自己的方法表达了运动的美．请问摄影师选择的参考系是（　　）

图6

A．大地B．太阳

C．滑板运动员D．步行的人

答案　C

解析　摄影师与运动员以相同的速度运动，并且以运动员为参考系拍摄，这样背景上其他物体看起来就是“运动”的，因而模糊不清．

2．（对质点的理解）在以下情况中可将所研究的物体看成质点的是（　　）

A．研究撬棒撬物体时用力大小与支点位置关系

B．研究“玉兔”号从“嫦娥”的怀抱中“走”出来，即两器分离过程中“玉兔”一连串技术含量极高的“慢动作”

C．研究“玉兔”号巡视器巡视月球时的运动轨