物理必修一第一章运动的描述导学案终.docx

1、物理必修一第一章运动的描述导学案终物理必修一第一章 运动的描述 导学案1 质点 参考系和坐标系导学案 【学习目标】1本节知识点及要求(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2重点(1) 质点模型的建立(2) 参考系的重要性3难点把实际物体抽象成质点，体会这种研究方法【导学提纲】 1机械运动 物体 位置 的变化，也就是物体的 空间位置 随时间的变化，是自然界中最 简单 、最 基本 的运动形态，称为机械运动，简称为运动。2质点 我们在研究物体的运动时，在某些情况下

2、，可以不考虑物体的 大小 和 形状 ，而突出“物体具有_质量_”这一要素，把它简化为一个有质量的物质点 ，称为质点。一个物体能否看成质点是由 问题的性质_决定的。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时间变化，以及怎样变化。这种用来做 参考 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 坐标系 。【学习探究】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”。 雄鹰拍打着翅膀在空中翱翔，足球在绿茵场上飞滚在这些司空见惯的现象中，雄鹰、足球都在做机械运动。当我们要详细描述这些物体的运动时就有些

3、困难? 这里我们引入一个质点的概念，其实“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。一、质点：在某些情况下，在研究物体的运动时，不考虑其形状和大小，把物体看成是一个具有质量的点，这样的物体模型称为“质点”。注意:1“质点”是一种科学的抽象，是一种理想化模型，是在研究物体运动时，抓住了物体的主要因素，忽略了次要因素，它是实际物体的近似，是一种最简单的模型（以后还会遇到更多的模型）。2一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的，一般在以下两种情况下能把物体抽象成质点（1）物体上各部分的运动情况都相同时。如沿斜面下滑的木块可看成质点。（2）物体本身的大小和

4、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时。如研究地球绕太阳公转时，地球大小相对于地球到太阳的距离可忽略，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的,即地球的大小可忽略不计,在这种情况下,地球当做质点来处理。数据：地球直径日地距离地球绕太阳公转示意图例1在研究火车从上海站到北京站的运行时间（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？(同一物体有时看做质点,有时又不能看做质点,要具体问题具体分析.如研究火车从北京到上海时,可把火车看做质点,不考虑火车的长度,而研究火车通过某一座桥时,这时就不能把火车看做

5、质点)实例分析1 .在下列运动中,研究对象可当做质点的有 A 远洋航行的巨轮 B 研究飞行中直升飞机上的螺旋浆的转动情况 C 绕地球运动的人造卫星 D 从斜面上滑下的物体 E 火车从车站开出通过站口的时间 F 只有体积很小或质量很小的物体2下列关于质点的说法中，正确的是DA质点是一个理想化模型，实际上并不存在，所以，引入这个概念没有多大意义B只有体积很小的物体才能看作质点C凡轻小的物体，皆可看作质点D如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看作质点二、参考系：为了研究物体的运动，被选来作参考的其他物体称为“参考系”。注意：有了参考系，才能确定物体的位置，并且假设参考系

6、是不运动的。选定了参考系后，才能知道和研究物体的运动。研究地面上物体的运动时，通常取地面或相对地面不动的物体做参考系。例2敦煌曲子词中有一首：“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，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？几点提醒 a.描述同一个物体运动时,若以不同的物体为参考系观察的结果可能不同在空中,“空姐”热情为旅客服务,为了描述“空姐”的运动情况,应选下列哪个物体为参考系A 飞机场 B 飞机C 沿航线的山,树或云彩 D 都可以b.参考系的选取原则上是任意的,在实际问题中应以研究问题方便为原则.c.应认识到运动是绝对的,静止是相对的唯物辨

7、证思想.例1某校高一的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，那么，上述观察说明 DA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问题分析 “坐在火车里的人看到窗外相邻轨道上的另一辆火车开动了,此时他感到自己坐的火车在后退实际上,他坐的火车并没有动”这句话中,所选则的参考系有多少?三、坐标系：为了定量研究运动，必须在选定的参考系上建立坐标系，这样才能应用数学工具来研究质点的运动。注意：1如果物体沿直线运动，则以这条直线为

8、坐标轴（x轴），在这条直线上规定原点、正方向和单位长度，这样物体的位置就可以用一个坐标值（x）来确定。见下图宁 东 公 路2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。如在台球比赛中，要确定某个台球在桌上的位置，怎么办？3.对于曲线运动的质点,可建立二维、三维或多维坐标系.【当堂检测】1下列说法中，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，不能把火车视为质点C研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以不能把自行车视为质点D宇航英雄杨利伟在太空观察地球，可以把地球视为质点下列情况中，可将物体看成质点的是（ ）A研究

9、某同学骑自行车返校的速度 B对自己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规迹 D研究火星探测器在火星着陆后如何探测火星表面关于参考系的选择，有四位同学展开了讨论，其中正确的是（ ） A甲说，只有静止的物体才可以被选作参考系 B乙说，任何物体都可以被选作参考系 C丙说，选择地面作参考系是最好的 D丁说，参考系必须选与地面连在一起的物体一个小球从距地面4m的高的A点开始下落，被地面B点弹回，在距地面1m高的C点被接住。如果取竖直向下为坐标轴的正方向，原点定在A点正下方2m处，那么A、B、C三点的位置坐标分别是（ ）A-2m、2m、1m B-4m、0、-1mC4m、0、1m D2m

10、、-2m、1m一列火车停靠在站台上，车厢内的人看着窗外的另一列火车，感觉到自己乘坐的火车开动了，可等了一会儿却发现自己乘坐的火车还在站台上未动。你有过类似的经历吗，出现这种现象的原因是什么？ 【课后寄语】本次课时学习了质点、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、大小无直接关系。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

11、础。 2时间和位移【学习目标】1知道时间和时刻的区别和联系2理解位移的概念，知道路程与位移的区别3知道标量和矢量4能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间间隔、位置和位移【重点】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【难点】区别路程和位移【自主探究】知识点一：时刻和时间间隔1 时刻：指的是某一瞬间,在时间坐标轴上用一点表示2 时间间隔：指的是两个时刻的间隔.在时间坐标轴上用一线段表示3 平时所说的“时间.有时指的是时刻,有时指的是时间间隔讨论交流 材料1:电台报时时一般是这样说:“现在是北京时间八点整”.听评书连播等节目时,最后播音员往往说“请明天这个时间继续收听”.这里

12、的两个“时间”是什么意思?材料2:“1s末”“1s时”“2s初”物理意思是否相同?【阅读】P12第一部分：时刻和时间间隔并完成下列问题。 1结合教材你能列举出哪些关于时刻和时间间隔? 2观察教材第12页图121，如何用数轴表示时刻和时间间隔?3、时间和时刻有区别，也有联系，在时间轴上，时间表示一段，时刻表示一个点。如图所示，0点表示开始计时，03表示3s的时间，即前3s，23表示第3s，不管是前3s，还是第3s，这都是指 。3s所对应的点计为3s末，也为4s初，这就是 。知识点二：路程和位移【阅读】P13第二部分：路程和位移并完成下列问题。【思考与交流】:1、观察教材第13页图122从北京到重

13、庆，观察地图，你有哪些不同的选择?这些选择有何相同或不同之处?结论:路程与物体运动轨迹有关,而位置的变化仅与物体起点与终点的位置有关2、根据上面的学习，你能给出位移及路程的定义吗?1 路程：物体运动轨迹的长度2 位移：表示物体位置的变化表示方法：用初始位置指向末位置的有向线段表示大小：线段的长短表示位移的大小方向：线段的指向表示位移的方向，由初位置指向末位置说明：一般地路程大于位移的大小，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。时刻与质点的位置对应，时间与质点的位移相对应。位移和路程永远不可能相等（类别不同，不能比较）3、在坐标系中，我们也可以用数学的方法表示出位移位移是连接起点和终点

14、的有向线段（指向终点）观察教材第13页图123质点从A点运动到B点，我们可以用从由A指向B的_线段表示位移，（特别注意位移是有方向的）结合以上问题归纳一下：位移和路程有什么不同?说明：一般地路程大于位移的大小，只有物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程。时刻与质点的位置对应，时间与质点的位移相对应。位移和路程永远不可能相等（类别不同，不能比较）针对训练1 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,其路程可能不同而位移是相同的 C 质点通过一段路程,其位移可能是零 D 质点运动的位移大小可能大于路程2.气球上升到100m的

15、高空时,从气球上落下一物体,物体又上升了10m后开始下落,若取向上为正方向,则物体从离开气球开始到落到地面时的位移为多少?通过的路程为多少?3.下列哪种情况下指的是位移( )A.机动车里程表上所显示的千米数B.标准田径尝跑道的周长是400mC.乘火车或飞机由北京到上海的直线距离约为1080kmD.计量跳远运动员的比赛成绩4.一质点在x轴上运动,各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后t/s012345x/m05-4-1-711.几秒内位移最大?2.几秒内路程最大?提示 注意初始时刻质点位于坐标原点，质点位移的起点在坐标原点。解析 位移最大时，质点距离原点的距离最大。由表中提供的数据可知，此

16、质点开始运动后4s内位移最大，是7m。质点的位置坐标在不断变化，说明它在不断运动，所以此质点开始运动后5s内路程最大。点悟 有的同学可能会认为该质点在开始运动后1s内位移最大，而7s内位移却是最小，因为1s内位移为5m，4s内位移为7m，57。其实，位移的大小要看其绝对值，正负号只能表示它的方向。7m表示位移大小为7m，负号表示位移方向沿x轴的负方向。5.一个质点沿两个半径为R的半圆弧由A经B到达C,在此过程中,它的位移和路程分别为CA.4R,2R B.4R, -2R C.-4R, 2R D.-4R,-2R 3某人沿着半径为 R的水平圆周跑道跑了1.75圈时，他的CA路程和位移的大小均为3.5

17、R B路程和位移的大小均为RC路程为3.5R、位移的大小为R D路程为0.5R、位移的大小为R知识点三：矢量和标量【阅读】P13第三部分：矢量和标量并完成下列问题。1. 既有 大小 又有 方向 的物理量叫矢量。2. 只有 大小 没有 方向 的物理量叫标量。注意点：矢量计算平行四边形定则标量计算算术加法法则在一条直线上遇到矢量问题时,可以规定一个正方向,凡是与正方向相同的用“+”来表示,与正方向相反的用“”来表示.【思考与交流】一位同学从操场中心A出发，向北走了40 m，到达C点，然后又向东走了30 m，到达B点用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果

18、的位移)这位同学由A到B的位移和路程的大小各是多少?知识点四、直线运动的位置和位移【阅读】P14直线运动的位置和位移并完成下列问题。1、如图124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(x2 x1)就是物体的“位移”，记为x _ 可见，要描述直线运动的位置和位移，只需建立一维坐标系，用_表示位置，用位置_表示物体位移2、观察教材第14页图125，计算物体由A到B坐标变化量x= 那么物体由B到A坐标变化量x= 问:结果一样吗?为什么?【当堂检测】1、以下的计时数据指时间间隔的是 （ ）A. 天津开往德州的625次列车于13h35min从天津发车 B. 某人用15s

19、跑完l00mC. 中央电视台新闻联播节目19h开播 D. 1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权2、下列关于位移和路程关系的正确说法是 ( )A、物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移B、物体沿直线运动,通过的路程等于位移的大小C、物体通过的路程不等,位移可能相同D、物体通过一段路程,位移不可能为零3、关于质点的位移和路程，下列说法正确的是 （ ）A.位移是矢量，位移的方向即质点的运动方向 B.路程是标量，路程即位移的大小C.质点做单向直线运动时，路程等于位移的大小 D.位移大小不会比路程大4、如图所示，物体沿半径为R的半圆弧线由A运动到C，则它的位移和路程分别为（ ）A、0，0

20、B、4R ， 由AC，4R C、4R ，由AC， D、，由AC，4R5、小球从3m高处落下,被地板弹回,在1m高处被接住.那么,小球通过的路程和位移的大小分别是( ) A、4m,3m B、3m,1m C、3m,2m D、4m,2m6、一辆汽车从A点出发，向东行驶了40km，到达C点，又向南行驶了30km到达B点，此过程中它通过的路程多大？它的位移大小、方向如何？3 运动快慢的描述速度【学习目标】1理解物体运动的速度，了解比值定义法。知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性。 2.理解瞬时速度与平均速度的区别与联系，体会极限思想。理解平均速度意义，会用公式计算物体运动的平均速度。3.知道速率，理

21、解平均速度与平均速率的区别与联系。【导学提纲】一、自主学习：速度：（1）物理学中用 位移 与 发生这个位移所用的时间 的比值表示物体运动的快慢，即速度。（2）表达式 ；（3）国际单位制中的单位 米每秒 ，符号 m /s 或 ；常用单位 km/h ；其中1km/h= 1000/3600 m /s。（4）速度是 矢量 （“标量”“矢量”）。大小数值上等于 单位时间内物体位移的大小，方向就是物体 运动 的方向。物理意义：表示物体运动快慢的物理量2平均速度和瞬时速度 （1）平均速度：由公式 求得的速度，是物体在时间间隔t内的 快慢程度，称为 平均 速度；只能 粗略 （“粗略”“精确”）描述运动的快慢。

22、平均速度是矢量,它的方向由位移方向决定(2)瞬时速度：当t 非常非常小 （ t 0）时，可以认为 表示的是物体在 时刻的速度，称为 速度；可以 精准 “粗略”“精确”）描述运动的快慢。在匀速直线运动中，瞬时速度保持不变，平均速度和瞬时速度 。直线运动可分为 直线运动和 直线运动。瞬时速度的大小叫做 ，简称 ，是 “标量”“矢量”）。汽车速度计显示的是汽车的。 （“瞬时速度”“瞬时速率”）瞬时速度的大小叫瞬时速率,有时简称速率名称共同点区别联系平均速度描述物体运动快慢和方向,都是矢量粗略描述,对应某段时间,方向与所对的时间内位移方向相同匀速运动中,平均速度等于瞬时速度,瞬时速度是极短时间内的平均

23、速度瞬时速度精确描述,对应某一时刻,方向与质点所在位置的运动方向一致二、合作探究1、比较这里的速度与初中所学的速度的区别与联系。2、甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗?怎样比较他们运动的快慢?3、瞬时速率是瞬时速度的大小，平均速率是平均速度的大小吗？ 平均速度与平均速率的区别与联系平均速率(1)定义：路程与所用时间的比值(2)定义式：(3)物理意思：仅粗略描述物体运动的快慢2.瞬时速率(1)定义：瞬时速度的大小(2)定义式：(3)物理意思：精确描述物体运动的快慢几个比较1.速度和速率的比较速度速率意义描述运动的快慢和方向仅表示运动快慢定义位移与时间

24、的比值路程与时间的比值性质矢量标量关系在匀速直线运动中,速度大小等于速率2.平均速度和瞬时速度的比较平均速度瞬时速度意义粗略描述物体运动快慢和方向精确描述物体运动快慢和方向定义位移与发生位移所对应时间的比值指物体经过某一时刻(或位置)的速度公式性质矢量,方向与位移方向相同矢量,方向：物体运动方向联系匀速运动中,平均速度等于瞬时速度,瞬时速度是极短时间内的平均速度3.平均速度和平均速率的比较平均速度平均速率意义粗略描述物体运动快慢和方向粗略描述物运动快慢定义位移与发生位移所对应时间的比值路程与所用时间的比值性质矢量,方向：物体位移的方向标量关系对于单方向直线运动,平均速度的大小和同一时间段的平均

25、速率相等注意:1.在谈到平均速度或平均速率时,都必须要指明是哪段时间2.对于往复的直线运动或曲线运动,平均速度大小小于同一时间段内的平均速率两潜艇相距一段距离，以相同速度v成单行纵队航行，后艇的水声定位器发出的信号到达前艇并被反射回来，声音在水中的传播速度为v0，已知从发出信号到收到回声的时间为t，则两艇相距为多少？某人在O点，与一平直公路AB相距h=50m。一 辆汽车以速度v1=10m/s沿公路驶来。当人与车相距L200m时，人开始匀速跑动，如图所示，求此人可以与汽车相遇的奔跑速度的最小值？3某中学正在举行班级对抗赛，张明明同学是短跑运动员，在百米竞赛中，测得他在5 s末的速度为10.4 m

26、/s，10 s末到达终点的速度为10.2 m/s，则他在全程中的平均速度为 DA10.4 m/s B10.3 m/s C10.2 m/s D 10m/s4下面的几个速度中表示平均速度的是BA子弹射出枪口的速度是800 m/s，以 790 m/s的速度击中目标B汽车从甲站行驶到乙站的速度是40 km/hC汽车通过站牌时的速度是72 km/hD小球第3 s末的速度是6 m/s课堂检测1、下列关于速度的说法正确的是（ ）A.速度是描述物体位置变化的物理量 B.速度方向就是物体运动方向C.位移方向和速度方向一定相同 D.匀速直线运动的速度方向是可以改变的下列说法正确的是（ ）A.平均速度不能描述物体运

27、动快慢 B. 子弹以速度v从枪口射出，v是平均速度C.瞬时速率指瞬时速度的大小 D. 火车以速度v经过某一段路，v是瞬时速度 O3、（1）在龟兔赛跑中，乌龟和兔子同时从起点出发，当兔子远远超过乌龟时，便骄傲地睡起了大觉，当它醒来后，发现乌龟已悄悄地爬到了终点。在龟兔赛跑的全程中，下列说法正确的是（ ）A.乌龟的速度始终大于兔子的速度B.兔子的速度始终大于乌龟的速度C.乌龟的平均速度大于兔子的平均速度D.兔子的平均速度大于乌龟的平均速度（2）用初中学过的s-t图像表述故事的大致情景4、如图所示，是一小球从A点沿直线运动到F点的频闪照片，若频闪照相机每隔0.2s闪拍一次。分析照片可知：小球从A点到

28、F点是作 （填“匀速”或“变速”）直线运动；共运动了 cm的路程；小球从A点运动到F点的平均速度为 m/s。13cm5、一质点沿直线Ox轴做变速运动，它离开O点距离x随时间变化关系式为x=(5+2t3)m，则该质点在t=0至t=2s的时间内的平均速度为 ；在t=2s至t=3s时间内的平均速度 。【课后反思】 描述物体运动的方法图象法 一.xt图象(1)描绘图象有一小球沿水平的长木板运动,运动位移随时间变化,如下表所示:运动时间t/s0123456小球位移X/m00.20.40.60.81.01.2以x为纵坐标,t为横坐标,画出物体的位移时间图象(2)认识图象直线运动的物体图象是反映直线运动的物

29、体位移随时间变化的规律，横轴表示时间，纵轴表示位移图象可能是直线，也可能是曲线 (3)理解图像 表示物体做匀速直线运动表示物体静止表示物体反方向做匀速直线运动tt1(3)应用图象ta.判断运动性质(匀速、变速、静止)b.判断运动方向(正方向、负方向) c.比较运动快慢d.确定位移或时间等t2问题探究一做直线运动的物体的位移时间图象如图,根据图象判断下列说法正确的是( )CA.物体在AB段做匀速直线运动,速度大小x2/t2B.物体在BC段做匀速直线运动,速度大小为x2/(t3-t2)C.物体从出发点运动到B的过程中的平均速度大小为x2/t2D.物体在从O到t3时间内的平均速度大小为x2/t2二Vt图象(1)描绘图象有一小球沿水平放置的长木板运动,运动速度几乎不变,可看作匀速直线运动,现在用秒表记录该物体在一些时刻的速度,如下表所示运动时间t/s01234小球速度v/(m/s)0.20.20.20.20.24以v为纵坐标,t为横坐标,画出物体的速度时间图象(2)认识图象v图象是反映物体速度随时间变化的规律，横轴表示时间，纵轴表示速度匀速直线