高一物理運(yùn)動的描述

1、.必修(1).第一章 運(yùn)動的描述一 質(zhì)點(diǎn) 參考系和坐標(biāo)系.一 物體和質(zhì)點(diǎn)1 質(zhì)點(diǎn):2 質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)的抽象,是一種理想化的模型(理想化模型:指抓住問題主要因素,忽略次要因素,對實(shí)際問題近似的一種思想)不考慮物體的大小和形狀,把物體簡化為一個有質(zhì)量的點(diǎn).活動與交流1.研究火車的各種運(yùn)動情況時,哪些情況下需要考慮火車的長度?哪些情況不需要?2.研究地球自轉(zhuǎn)和地球繞太陽公轉(zhuǎn)時,是否可以忽略地球的大小?.c)同一個物體在不同的問題中,有時可以當(dāng)做質(zhì)點(diǎn),有時不能當(dāng)做質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)b)物體的大小、形狀對所研究的問題可以忽略不計的情況下可看成質(zhì)點(diǎn)a)當(dāng)物體上各部分運(yùn)動情況都相同時,物體上任何一點(diǎn)的運(yùn)動情況都能反映

2、物體的運(yùn)動,物體可看成質(zhì)點(diǎn)3 物體看成質(zhì)點(diǎn)條件.實(shí)例分析在下列運(yùn)動中,研究對象可當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)的有 A 遠(yuǎn)洋航行的巨輪 B 做花樣滑冰的運(yùn)動員 C 繞地球運(yùn)動的人造衛(wèi)星 D 轉(zhuǎn)動中的砂輪 E 從斜面上滑下的物體 F 火車從車站開出通過站口的時間 G 只有體積很小或質(zhì)量很小的物體 H 研究飛行中直升飛機(jī)上的螺旋漿的轉(zhuǎn)動情況.二 參考系 1 問題討論毛澤東主席送瘟神中有“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河”的句子，如果從物理學(xué)的角度來分析我們“坐地”時，感覺不到自己在動，而主席卻說“日行八萬里”，這說明運(yùn)動的描述與什么有關(guān)？.參考系(1)參考系:描述一個物體運(yùn)動時,用來做參考的另一個物體(2)幾點(diǎn)提醒 a.

3、描述同一個物體運(yùn)動時,若以不同的物體為參考系觀察的結(jié)果可能不同問題1在空中,“空姐”熱情為旅客服務(wù),為了描述“空姐”的運(yùn)動情況,應(yīng)選下列哪個物體為參考系( )A 飛機(jī)場 B 飛機(jī)C 沿航線的山,樹或云彩 D 都可以B.b.參考系的選取原則上是任意的,在實(shí)際問題中應(yīng)以研究問題方便為原則.c.應(yīng)認(rèn)識到運(yùn)動是絕對的,靜止是相對的唯物辨證思想.參考系.三 坐標(biāo)系.實(shí)例分析一輛小轎車在平直的路面上行使,怎樣描述不同時刻車的位置及其位置變化?2.坐標(biāo)系(1)建立思想a.如何選則坐標(biāo)軸和正方向b.如何選坐標(biāo)原點(diǎn)c.如何確定坐標(biāo)軸上的刻度值.(2)建立原則a.對直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn),一般選質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡為坐標(biāo)軸,質(zhì)點(diǎn)

4、運(yùn)動方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向,選取質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過坐標(biāo)軸原點(diǎn)的時刻為時間的起點(diǎn).b.對于曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn),可建立二維、三維或多維坐標(biāo)系.3.全球定位系統(tǒng)(GPS)x/moAB2-2.隨堂訓(xùn)練下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法正確的是 ( )A.只要是體積很小的物體都可以看成質(zhì)點(diǎn)B.只要是質(zhì)量很小的物體都可以看成質(zhì)點(diǎn)C.質(zhì)量很大或體積很大的物體都一定不能看成質(zhì)點(diǎn)D.由于所研究的問題不同,同一物體有時可以看成質(zhì)點(diǎn),有時不能看成質(zhì)點(diǎn).甲物體以乙物體為參考系是靜止的,甲物體以丙物體為參考系,又是運(yùn)動的,那么,以乙物體為參考系,丙物體的運(yùn)動情況是( )A.一定是靜止的 B.一定是運(yùn)動的C.運(yùn)動或靜止都有可能 D.條件不足,無法判斷.二

5、 時間和位移實(shí)例分析如圖是小明從家到學(xué)校一些必經(jīng)之路及其某天上學(xué)經(jīng)過圖中各處所對應(yīng)的時間,請你根據(jù)圖分析,用學(xué)過的知識將小明上學(xué)時間表示出來.家車站公園學(xué)校.家車站 公園學(xué)校.一 時刻和時間間隔1 時刻指的是某一瞬間,在時間坐標(biāo)軸上用一點(diǎn)表示2 時間間隔 指的是兩個時刻的間隔.在時間坐標(biāo)軸上用一線段表示3 平時所說的“時間.有時指的是時刻,有時指的是時間間隔.材料1:電臺報時時一般是這樣說:“現(xiàn)在是北京時間八點(diǎn)整”.聽評書連播等節(jié)目時,最后播音員往往說“請明天這個時間繼續(xù)收聽”.這里的兩個“時間”是什么意思?材料2:“1s末”“1s時”“2s初”物理意思是否相同?一 時刻和時間間隔.ABC從A

6、BC路程是多少?從AB位置變化是多少? 從BC位置變化是多少? 從AC呢?問題1條件:人做單向直線運(yùn)動.問題2AB沿四條不同路徑到達(dá)B點(diǎn)路程是否相同,位置變化是否相同?根據(jù)上述兩個問題,你可以得到什么樣的結(jié)論?結(jié)論:路程與物體運(yùn)動軌跡有關(guān),而位置的變化僅與物體起點(diǎn)與終點(diǎn)的位置有關(guān).二 路程和位移1 路程 是物體運(yùn)動軌跡的長度2 位移表示物體位置的變化表示方法 用初始位置指向末位置的有向線段表示大小線段的長短表示位移的大小方向線段的指向表示位移的方向由初位置指向末位置3 當(dāng)物體做單向直線運(yùn)動時,位移的大小就等于 路程.1 關(guān)于位移和路程,下列說法正確的是( ) A 沿直線運(yùn)動的物體,位移和路程是

7、相等的 B 質(zhì)點(diǎn)沿不同的路徑由A到B,其路程可能不同而 位移是相同的 C 質(zhì)點(diǎn)通過一段路程,其位移可能是零 D 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的位移大小可能大于路程二 路程和位移.2.氣球上升到100m的高空時,從氣球上落下一物體,物體又上升了10m后開始下落,若取向上為正方向,則物體從離開氣球開始到落到地面時的位移為多少?通過的路程為多少?二 路程和位移.3.下列哪種情況下指的是位移( )A.機(jī)動車?yán)锍瘫砩纤@示的千米數(shù)B.標(biāo)準(zhǔn)田徑嘗跑道的周長是400mC.乘火車或飛機(jī)由北京到上海的直線距離約為 1080kmD.計量跳遠(yuǎn)運(yùn)動員的比賽成績二 路程和位移.如圖.某同學(xué)沿平直路面由A點(diǎn)出發(fā),前進(jìn)了100m到達(dá)斜面底端B

8、點(diǎn),又沿傾角為45的斜坡前進(jìn)160m到達(dá)C點(diǎn),求他的位移大小和路程.ABC45.一個質(zhì)點(diǎn)沿兩個半徑為R的半圓弧由A經(jīng)B到達(dá)C,在此過程中,它的位移和路程分別為( )A.4R,2R B.4R, -2R C.-4R, 2R D.-4R,-2R xABC.三 矢量和標(biāo)量1 矢量既有大小又有方向的物理量 如位移、速度、加速度等2 標(biāo)量只有大小，沒有方向的物理量注意點(diǎn)：矢量計算平行四邊形定則標(biāo)量計算算術(shù)加法法則如質(zhì)量、長度等在一條直線上遇到矢量問題時,可以規(guī)定一個正方向,凡是與正方向相同的用“+”來表示,與正方向相反的用“”來表示.小明從A點(diǎn)出發(fā),向東走了30m,到達(dá)B點(diǎn).然后向南又走了40m,到達(dá)C點(diǎn)

9、.用有向線段表明他第一次的位移,第二次的位移以及從A到C的位置變化(即兩次行走的合位移).三個位移的大小各是多少?你能通過這個實(shí)例總結(jié)出矢量相加的法則嗎?ABC30m40m.四 直線運(yùn)動的位置和位移0 x1x2X初位置末位置X=X2X1位置：狀態(tài)量,與物體某一狀態(tài)相對應(yīng),與時刻 相對應(yīng),在坐標(biāo)軸上為一點(diǎn).位移:過程量.與物體的某一運(yùn)動過程相對應(yīng), 與時間間隔相對應(yīng),在坐標(biāo)軸上為一線段t1t2t=t2-t1.實(shí)例2：為了推動我國田徑事業(yè)的發(fā)展，四川省曾舉辦過一次100m飛人挑戰(zhàn)賽，有8名世界短跑名將參加角逐.其中包括我國的李雪梅和美國的瓊斯,最終瓊斯奪得冠軍.我們知道百米賽跑分為起跑,途中跑和沖

10、刺三個階段,李雪梅的途中跑階段比瓊斯的起跑階段跑的快,但我們都說瓊斯比李雪梅跑的快,這是為什么?.（1）生活中兩個物體都在運(yùn)動，哪一個運(yùn)動更快？（2）如何比較物體運(yùn)動快慢？要比較不同物體運(yùn)動的快慢，必須尋找一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這就是速度.總結(jié):1.在坐標(biāo)系中,某點(diǎn)的數(shù)值為坐標(biāo).2.在坐標(biāo)系中,某兩點(diǎn)的數(shù)值差為坐標(biāo)的變化 量.對應(yīng)時間的差值叫時間的變化量3.時刻、坐標(biāo)對應(yīng)軸上一點(diǎn)；時間、坐標(biāo)變化,對應(yīng)軸上一段.實(shí)例分析(1)比較A和B,可以得到怎樣的結(jié)論?(2)比較B和D,可以得到怎樣的結(jié)論?(3)比較B和C,你有何感想?運(yùn)動的快慢跟時間及通過的位移都有關(guān)系.二 速度1.定義: 位移(x)與發(fā)生這個

11、位移所用時間(t)的比值2.公式:txv3.單位:國際單位:m/s常用:km/h、cm/s4.速度是矢量,既有大小,又有方向5.物理意思: 表示物體運(yùn)動快慢的物理量.實(shí)例分析:在日常生活中,物體運(yùn)動快慢不一,如:天空,日出日落;草原,駿馬奔馳;樹叢,蝸牛爬行;在許多情況下,物體運(yùn)動的快慢會發(fā)生改變:飛機(jī)的起飛;汽車行駛;運(yùn)動員的奔跑等.在自然界中,物體運(yùn)動狀態(tài)各不相同,為了較準(zhǔn)確的描述物體的運(yùn)動,人們引入了平均速度的概念.三平均速度.定義：運(yùn)動物體在某段時間內(nèi)的位移(x)與發(fā)生這段位移所用時間(t)的比值.公式：txv.平均速度是矢量,它的方向由位移方向決定4.平均速度能粗略描述物體運(yùn)動的快慢

12、和方向.討論與交流美國田徑運(yùn)動員劉易斯,在1991年的世界田徑錦標(biāo)賽上創(chuàng)下了9.86s的百米跑世界記錄.下表中給出了當(dāng)時的實(shí)測記錄.請算出每個20m內(nèi)的平均速度,并填入表中.通過該表,你能得到怎樣的結(jié)論?結(jié)論:平均速度應(yīng)強(qiáng)調(diào)是哪一段時間(或位移)內(nèi)的平均速度.例題分析一輛汽車沿平直的公路行使,第1s內(nèi)通過5m的距離,第2s內(nèi)和第3s內(nèi)各通過20m的距離,第4s內(nèi)又通過15m的距離,求汽車在最初2s內(nèi)的平均速度和這4s內(nèi)的平均速度各是多少?.學(xué)生做一做1.一物體直線向東運(yùn)動,前一半路程的平均速度是3m/s,后一半路程的平均速度是2m/s,則全部路程中的平均速度應(yīng)是多少?.2.光在空氣中傳播的速度

13、約等于3.0108m/s,聲音在空氣中傳播速度是340m/s,一個人看到閃電后5s聽到雷聲,則打雷的地方大約離他多遠(yuǎn)?.思考與討論一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox軸做變速運(yùn)動,它離開O點(diǎn)的距離X隨時間t的變化關(guān)系為x=(5+2t3)m,則該質(zhì)點(diǎn)在t=0至t=2s時間內(nèi)的平均速度為多少?在t=2s至t=3s時間內(nèi)的平均速度是多少?.一質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)出發(fā)沿X軸方向做直線運(yùn)動,它的位移大小與時間的函數(shù)關(guān)系為X=t2(m),求:(1)t1=1s到t2=1.1s這段時間內(nèi)的平均速度(2)t1=1s到t2=1.01s這段時間內(nèi)的平均速度(3)t1=1s到t2=1.001s這段時間內(nèi)的平均速度(4)t1=1s到t2=1.000

14、1s這段時間內(nèi)的平均速度探究與討論你從上述解中發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?根據(jù)你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律可以得到什么結(jié)論?.四.瞬時速度1.定義:指物體經(jīng)過某一時刻(或位置)的速度2.公式:)0( ,ttxv4.瞬時速度的方向就是某時刻物體運(yùn)動的方向5.對于勻速直線運(yùn)動,物體在任意一段時間內(nèi)的平均速度和物體在任意一點(diǎn)的瞬時速度都相等3.瞬時速度的大小叫瞬時速率,有時簡稱速率.五.平均速度和瞬時速度的比較.問題討論1.下列說法正確的是 ( )A.平均速度就是速度的平均值B.瞬時速率是指瞬時速度的大小C.火車以速度v經(jīng)過某一路段,v是指瞬時速度D.子彈以速度v從槍口射出,v是平均速度.2.在公路的每個路段都有交通管理部門設(shè)

15、置限速標(biāo)志,這是告誡駕駛員在這一路段駕駛車輛時( )A.必須以這一規(guī)定速度行駛B.平均速度不得超過這一規(guī)定數(shù)值C.瞬時速度不得超過這一規(guī)定數(shù)值D.汽車上的速度計指示值,有時還是可以超過這 一 規(guī)定值的.轎車中常見的速度計如圖所示,你能從中直接讀出三個數(shù)據(jù):一個是指針指示的讀數(shù),它表示 (填“平均”或“瞬時”)速度值;另外兩個是圖下、中部的數(shù)碼顯示,它們分別表示本次行車的 (填“位移”或“路程”)和該車總的里程數(shù).想 想 看.一學(xué)生在百米賽跑中,測得他在50m處得瞬時速度為6m/s,在16s末到達(dá)終點(diǎn)時得瞬時速度為7.5m/s,則他在全程的平均速度是多少?.五.速率1.平均速率(1)定義:路程與

16、所用時間的比值(2)定義式:tsv 2.瞬時速率(1)定義:瞬時速度的大小(2)定義式:)0( ,ttxv精確描述物體運(yùn)動的快慢(3)物理意思:(3)物理意思:僅粗略描述物體運(yùn)動的快慢.(一)速度和速率的比較速度速率意義描述運(yùn)動的快慢和方向僅表示運(yùn)動快慢定義位移與時間的比值路程與時間的比值性質(zhì)矢量標(biāo)量關(guān)系在勻速直線運(yùn)動中,速度大小等于速率幾個比較.(二).平均速度和瞬時速度的比較粗略描述物體運(yùn)動快慢和方向位移與發(fā)生位移所對應(yīng)時間的比值txv)0(,ttxv平均速度瞬時速度意義定義公式性質(zhì)聯(lián)系矢量,方向與位移方向相同勻速運(yùn)動中勻速運(yùn)動中,平均速度等于瞬時速度平均速度等于瞬時速度,瞬時速瞬時速度是

17、極短時間內(nèi)的平均速度度是極短時間內(nèi)的平均速度精確描述物體運(yùn)動精確描述物體運(yùn)動快慢和方向快慢和方向指物體經(jīng)過某一時指物體經(jīng)過某一時刻刻(或位置或位置)的速度的速度矢量,方向:物體運(yùn)動方向.(三)平均速度和平均速率的比較平均速度平均速率意義粗略描述物體運(yùn)動快慢和方向粗略描述物運(yùn)動快慢定義位移與發(fā)生位移所對應(yīng)時間的比值路程與所用時間的比值性質(zhì)矢量,方向:物體位移的方向標(biāo)量關(guān)系對于單方向直線運(yùn)動,平均速度的大小和同一時間段的平均速率相等注意: 1.在談到平均速度或平均速率時,都必須要指明是哪段時間2.對于往復(fù)的直線運(yùn)動或曲線運(yùn)動,平均速度大小小于同一時間段內(nèi)的平均速率.實(shí)例分析材料:2001年10月,

18、全國鐵路網(wǎng)實(shí)施了第四次大面積提速,下表所列是提速后其中的T14次列車時刻表的部分(1)分析這張“時刻表”,你可從中直接獲得哪些信息?(2)從時刻表可知,列車在蚌埠至濟(jì)南區(qū)間段運(yùn)行過程中的平均速率為多少?(單位:km/h).如圖,一修路工在長s=100m的隧道中,突然發(fā)現(xiàn)一列火車出現(xiàn)在右隧道口200m處,修路工所處的位置恰好在無論向左還是向右均能安全脫離危險的位置,問這個位置離隧道右出口距離是多少?他奔跑的最小速度至少應(yīng)是火車速度的多少倍?100m200m隧道.兩潛艇相距一段距離，以相同速度v成單行縱隊航行，后艇的水聲定位器發(fā)出的信號到達(dá)前艇并被反射回來，聲音在水中的傳播速度為v0，已知從發(fā)出信

19、號到收到回聲的時間為t，則兩艇相距為多少？.工廠的一輛汽車每天定時來上班接一位工程師上班.一天,工程師比平時提前1h出門步行上班,他途中遇到來接他的汽車,就乘車來到工廠,結(jié)果比平時提前10min到廠.求:(1)這位工程師在與汽車相遇前已經(jīng)步行多長時間?(2)汽車的速率是工程師步行速率的幾倍?假設(shè)這位工程師的家與工廠都位于同一直線上.一木排順河水漂流,木排通過一碼頭時,一艘摩托艇正好經(jīng)過此碼頭向下游距碼頭s1=15km的村莊駛?cè)?經(jīng)過0.75h到達(dá)村莊并立即返回,又在距村莊s2=9km處遇到木排,求河水的流速v1和艇在靜水中的速度V2的大小.如圖所示，直線如圖所示，直線AB以大小以大小v1的速度

20、沿垂直于的速度沿垂直于AB方向向下移動，而直線方向向下移動，而直線CD以大小以大小v2的速的速度沿垂直于度沿垂直于CD的方向向右下方移動，兩直線的方向向右下方移動，兩直線交角為交角為，求它們的交點(diǎn)，求它們的交點(diǎn)P的速度大小。的速度大小。 v1v2.某人在某人在O點(diǎn)，與一平直公路點(diǎn)，與一平直公路AB相距相距h=50m。一。一輛汽車以速度輛汽車以速度v1=10m/s沿公路駛來。當(dāng)人與沿公路駛來。當(dāng)人與車相距車相距L200m時，人開始勻速跑動，如圖時，人開始勻速跑動，如圖所示，求此人可以與汽車相遇的奔跑速度的所示，求此人可以與汽車相遇的奔跑速度的最小值？最小值？.描述物體運(yùn)動的方法描述物體運(yùn)動的方法

21、圖象法圖象法 1.xt圖象(1)描繪圖象有一小球沿水平的長木板運(yùn)動,運(yùn)動位移隨時間變化,如下表所示:以x為縱坐標(biāo),t為橫坐標(biāo),畫出物體的位移時間圖象.(2)認(rèn)識圖象直線運(yùn)動的物體圖象是反映直線運(yùn)動的物體位移隨時間變化的規(guī)律，橫軸表示時間，縱軸表示位移圖象可能是直線，也可能是曲線.(3)理解圖象xOt表示物體做勻速直線運(yùn)動表示物體靜止表示物體反方向做勻速直線運(yùn)動.(4)應(yīng)用圖象a.判斷運(yùn)動性質(zhì)(勻速、變速、靜止)b.判斷運(yùn)動方向(正方向、負(fù)方向)OXtt1xOt.c.比較運(yùn)動快慢Oxtd.確定位移或時間等OXtt1x1t2Oxtt1.問題探究問題探究1.一做直線運(yùn)動的物體的位移時間圖象如圖,根據(jù)

22、圖象判斷下列說法正確的是( )A.物體在AB段做勻速直線運(yùn)動,速度大小x2/t2B.物體在BC段做勻速直線運(yùn)動,速度大小為x2/(t3-t2)C.物體從出發(fā)點(diǎn)運(yùn)動到B的過程中的平均速度大小為x2/t2D.物體在從O到t3時間內(nèi)的平均速度大小為x2/t2Otxx1x2t1t2t3ABC.如圖.1、2、3表示三個物體的xt圖象，它們是勻速直線運(yùn)動嗎？三個圖有什么區(qū)別？oxtt0 x0.2.Vt圖象(1)描繪圖象有一小球沿水平放置的長木板運(yùn)動,運(yùn)動速度幾乎不變,可看作勻速直線運(yùn)動,現(xiàn)在用秒表記錄該物體在一些時刻的速度,如下表所示以v為縱坐標(biāo),t為橫坐標(biāo),畫出物體的速度時間圖象Ox/(m/s)t/s0

23、.21234.(2)認(rèn)識圖象v圖象是反映物體速度隨時間變化的規(guī)律，橫軸表示時間，縱軸表示速度勻速直線運(yùn)動速度圖象是一條平行于時間軸的直線變速直線運(yùn)動的速度圖象隨時間而變化.速度圖線與t軸所圍成的“面積”的值等于物體的位移t1t2t1.(3)理解圖象若圖象位于時間軸的上方,表示物體運(yùn)動方向與正方向相同,位于時間軸下方,表示物體運(yùn)動方向與正方向相反.vo.(4)應(yīng)用圖線a.確定某時刻的速度b.求位移c.判斷運(yùn)動性質(zhì)(靜止、勻速、勻變速、非勻變速)d.判斷運(yùn)動的方向(正方向、負(fù)方向)e.比較加速度的大小等.2.如圖所示位移圖象,表示三個物體都在做直線運(yùn)動,試分析三個物體的運(yùn)動情況:從0t0時刻三個物體發(fā)生的位移是否相同?經(jīng)過的路程是否相同?x/mot/st0t2t1x0.在圖所示的四個圖象中,表示勻速