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文檔簡介
一、課程結構與課時安排(共12講,每講2小時,共24課時)教學內容是高一物理力學基礎知識。高中力學有別于初中力學,內容是新的,新的視角,新的思路,新的技巧,新的能力訓練方式。教學內容(人教版)建議時間第一章運動的描述小時第章力小時測驗復習總結小時一、課程內容第一講與高一新生談如何學習物理()一)物理學的重要性物理學是改變世界的科學,物理學的發(fā)展驅動兩次工業(yè)革命,開創(chuàng)了機械化、電氣化時代,使人類進入工業(yè)社會;現(xiàn)代物理學的發(fā)展奠定了一個個劃時代的技術創(chuàng)新的基礎,使人類社會經(jīng)歷了原子能時代、半導體時代、激光時代、納米時代、數(shù)字時代和信息時代等巨大變化,不系統(tǒng)地學習物理學就不能理解現(xiàn)代社會為什么會有如此迅速的變化。物理學是自然科學的基礎,更是當今眾多新技術的源泉,發(fā)展的基石。學校里的物理課對培養(yǎng)學生的科學素質,提高創(chuàng)新能力,有著不可替代的作用。作為科技高速發(fā)展的現(xiàn)代社會里未來的每位公民,物理課的重要性是無可否認的。二)物理學習的一般問題世界上任何地方總有一部分學生,他們懼怕物理課,厭惡物理課,甚至痛恨物理課。他們認為物理枯燥、難懂,沒有趣味,沒有人性。還有另一部分學生喜歡物理學,他們感到物理雖難,但充滿了挑戰(zhàn),能滿足他們的好奇心。是人的天資差異,或秉性不同,造成這種對物理課截然相反的態(tài)度呢,還是我們教學出了問題?也許兩個因素兼而有之。興趣是最好的老師。為什么有的學生對物理格格不入?其中一個原因是他們一開始就沒有真正學懂,以后不懂的地方越來越多,只好死記硬背去應付習題和考試,苦不堪言,興趣就更無從談起了。物理是一門精密的科學,其中包含許多概念,它們從實際中抽象而來,界定比較嚴格。物理學中許多概念與人們在日常生活里形成的直覺或潛意識(所謂“前概念”)相左,這對初學物理學的人是不能繞過的障礙。要克服這一障礙,必須讓學生頭腦里的“前概念”與物理學里的科學概念著實地交鋒,虛掩過去將后患無窮。我們相信,開始時學生能認真渡過這一關,以后也經(jīng)常注意排除“前概念”干擾,將科學的物理概念與物理實際掛上鉤,而不是停留在字面上或公式里,他們學習物理的阻力就會變得小得多。在自己的頭腦里不含糊地確立科學概念;并能自覺地運用它們,是科學素質提高的重要表現(xiàn)之一。三)高中物理與初中物理知識結構特點的區(qū)別1.初中物理研究的問題相對獨立,高中物理則有一個知識體系。以必修1為例如下:第一章,著重是讓學生認識一些基本的運動學概念、運動公式和規(guī)律。第二章,從力是怎么產(chǎn)生的,怎么樣去描述力,力會產(chǎn)生什么樣的效果,力的合成與分解等方面讓學生較為深刻的去認識力。第三章,牛頓運動定律,從知識點的聯(lián)系上看,是一個比較綜合的章節(jié),因為這一章把前兩章的知識全部聯(lián)系起來了,把運動和力之間的關系呈現(xiàn)了出來。第四章,物體的平衡,分析物體的運動狀態(tài)不改變,物體處于平衡狀態(tài)的規(guī)律,是運動和力之間的特殊關系。從必修1中,我們能感受到物理學在邏輯上是非常的嚴密和完美的。2.初中物理只介紹一些較為簡單的知識,高中物理則注重更深層次的研究。如物體的運動,初中只介紹到速度及平均速度的概念,高中對速度概念的描述更深,速度是矢量,速度的改變必然有加速度,而加速度又有加速、減速和運動方向改變之分。3.初中物理注重定性分析,高中物理則注重定量分析初中物理定性分析注重于描述,數(shù)學知識應用較少;高中物理定量分析注重各個物理量之間的數(shù)學關系,基本概念用數(shù)學公式給以描述,公式應用時將牽涉到公式的變形,公式間的轉換,物理單位的換算等問題,所以數(shù)學的知識應用的較多。4.新課程改革的現(xiàn)代教育理念過去初、高中物理之間臺階確實較大,高中物理教材一開始理論性就比較強,較為抽象,解題練習多,實驗動手少,缺乏物理情景,與同學們的生活經(jīng)驗和學習能力距離較大,有些難以適應。所以,“高一物理分化比較嚴重!但高中物理新課程標準教材與以前的教材相比,已經(jīng)發(fā)生了很大的變化,首先體現(xiàn)了“面向全體學生”的思想,強調從高一同學的實際情況出發(fā),聯(lián)系生活,聯(lián)系實際,關注初、高中物理銜接,具有起步低、坡度小的特點,使每一位同學都能走上高中物理學習的臺階,不斷進步。新課程改革根據(jù)現(xiàn)代教育理論,提出了以“提高全體高中學生的科學素養(yǎng)”為目標的課程標準。過去的教學大綱主要是強調科學知識,而現(xiàn)在的課程標準則強調“知識與技能,過程與方法,情感、態(tài)度與價值觀”的三維教學目標,強調以學生為本,提倡在老師的指導下讓同學們經(jīng)歷動手、動腦的自主學習過程,不但學習知識,還學習科學思想、方法,提高學習能力。四)高中物理和初中物理的主要梯度1.概念性階梯(1從)標量到矢量的階梯。從標量到矢量的階梯會使我們對物理量的認識上升到一個新的境界。初中我們只會代數(shù)運算,僅能從數(shù)值上判斷一個量的變化情況.現(xiàn)在要求用矢量的運算法則,即要用平行四邊形法則進行運算,判斷矢量的變化時也不能只看數(shù)值上的變化,還要看方向是否變化。(2速)度的概念,初中定義速度為路程和時間的比值,只有大小沒有方向。而高中定義為位移和時間的比值,既有大小又有方向。初中學習的速度實際上是平均速率。(3從)速度到加速度的階梯。從位移、時間到速度的建立是很自然的一個過程,我們容易跨過這個臺階。從速度到加速度是對運動描述的第二個階梯,面對這一階梯我們必須經(jīng)歷一個由具體到抽象又由抽象到具體的過程。首先遇到的困難在于對加速度意義的理解,開始時我們往往認為加速度就是加出來的速度,這就把加速度和速度的改變量混淆起來。更困難的是加速度的大小、方向和速度大小、方向以及速度變化量的大小方向之間關系的梳理,都是一個很陡的階梯。2.規(guī)律上的階梯概念上的階梯必然導致規(guī)律上的階梯,規(guī)律上的階梯主要表現(xiàn)在以下兩個方面:(1)進入高中后,物理規(guī)律的數(shù)學表達式增多,理解難度加大,致使有的同學不解其意,遇到問題不知所措。(2矢)量被引入物理規(guī)律的數(shù)學表達式,由于它的全新處理方法使很多學生感到陌生,特別是正、負號和方向間的關系,如牛頓第二定律,動量定理的應用,解題時都要注意各量的矢量性。3.研究方法上的階梯(1從)定性到定量。初中物理中的內容基本上是對物理現(xiàn)象的定性說明和簡單的定量描述,進入高中后要對物理現(xiàn)象進行模型化抽象和數(shù)學化描述。(2從)一維運動到二維運動。初中只學習勻速直線運動,而在高中不僅要學習勻變速直線運動,還要學習二維的曲線運動,并在研究物理過程時引入坐標法,把平面上的曲線運動(如平拋運動)分解成兩個方向上的直線運動來處理。(3引)入平均值的方法。這個方法對于研究非均勻變化的物理量的規(guī)律是很重要的科學簡化法,如變速運動的快慢、變力做的功、變力的沖量等。當然,一旦跨越這個臺階就會對很多物理現(xiàn)象的理解帶來很大的好處??傊?,從初中到高中,要求我們處理問題時能從個別到一般,由具體到抽象,由模仿到思辨,由形式到辯證邏輯……。五)如何學習高中物理1.對學習有個正確的認識物理學習除了讓你深刻的認識周圍的世界,知道看似復雜的世界是在一定的規(guī)則之下相互影響相互制約的。而且物理的學習讓你不斷的在生活的經(jīng)驗與科學的結論之間來回的碰撞,在發(fā)現(xiàn)矛盾與解決矛盾的過程中,培養(yǎng)了你一個良好的思考習慣,這種習慣對你而言是終身收益的。所以對待學習不要用太功利的眼光去對待,而是要從塑造自我,提升自己的能力修養(yǎng)方面去對待,這樣學習就不會是你的負擔,而是一個享受的過程。2.對待學習中的挫折要有正確的認識學習就是一個在不斷的否定融合與更新的過程,對測驗中的失利要有正確的認識,千萬不要因為考試中的失敗而全盤否定自己,要善于找出問題的根結去解決問題,而不要被問題所困擾??荚囀前l(fā)現(xiàn)問題的過程,解一套卷子,丟了多少分,就意味著發(fā)現(xiàn)了多少分的問題,只有平時多發(fā)現(xiàn)問題,大考的時候才能少出現(xiàn)問題。但在考試完后,必需及時系統(tǒng)的總結。3.重視能力的培養(yǎng)是提高物理成績的關鍵物理考試大綱中,加上實驗總共有一百二十多個知識點。要考查的能力主要包括五個方面:(1)理解能力,(2)推理能力,(3分)析綜合能力,(4)應用數(shù)學處理物理問題的能力,(5)實驗與探究能力。?作為一名學生在學習上存在如下六個環(huán)節(jié)課前預習i專心上課一及時復習i獨立作業(yè)i解決疑難f系統(tǒng)總結課前預習。就是在上課的前一天晚上對第二天所要學習的課本內容進行預習,通過課前的閱讀了解知識重、難點和疑點,以便上課時有目的地聽講,提高學習效率。通過課前預習,還可以培養(yǎng)自學能力和自學習慣。專心上課。上課要認真聽講,不走神。重點要注意學習老師分析問題解決問題的思路和方法,提高思維能力。上課要記筆記,重點知識結構、好的解題方法、好的例題、聽不太懂的地方等等。課后還要整理筆記,對筆記作些補充。筆記本不只是記上課老師講的,還要作一些讀書摘記,自己在作業(yè)中發(fā)現(xiàn)的好題、好的解法也要記在筆記本上。及時復習。要及時復習鞏固所學知識。對課堂上剛學過的新知識,課后一定要把它的引入、分析、概括、結論、應用等全過程進行回顧,并與大腦里已有的相近的舊知識進行對比,看看是否有矛盾,如果有矛盾就說明還沒有真正弄懂。這時就要重新思考,重新看書學習。在弄懂所學知識的基礎上,要及時完成作業(yè),有能力的同學還可適量地做些課外練習,以檢驗掌握知識的準確程度,鞏固所學知識。獨立做題。學物理不能不做題,但不是越多越好。習題和實驗是學生能夠發(fā)揮主動性和創(chuàng)造性的學習環(huán)節(jié),要求盡量獨立完成。審題是學生運用學過的知識和原理去分析題目中所給問題物理實質的過程,學生學習怎樣審題是學習的重要環(huán)節(jié)。題解出來之后學生還應想出種種辦法來判斷自己的對錯,這樣,學生才能通過做題來鍛煉自己,經(jīng)過這樣的鍛煉,對物理的理解加深了,科學素質提高了,甚么樣的題都能對付。對于剛進入高中的學生,可能不知道怎么樣去把一道題目的解答完整的寫下來,這個需要模仿,模仿老師的,模仿參考書上面的,歸納一下,完成作業(yè)要有如下的五點基本要求:①書寫工整;②作圖規(guī)范;③表達清楚;④推理嚴密;⑤計算準確。解決疑難。有什么疑問或是弄錯的地方要隨手拿專門的本子記下,然后通過再思考琢磨或請教老師和同學來解決。專門的本子命名為“疑難問題記錄本”,疑難本的記錄要經(jīng)???,經(jīng)常補充,完善對概念的理解,解題方法總結。系統(tǒng)總結。每學完一個板塊,要把分散在各章的知識點連成線、鋪成面、結成網(wǎng),使學到的知識系統(tǒng)化、規(guī)律化、結構化,這樣運用起來才能聯(lián)想暢通、思想活躍。綜上所述,學習物理大致有六個層次,即首先聽懂,而后記住,練習會做,逐漸熟練,熟能生巧,有所創(chuàng)新。從學基礎知識為最初目標,同時學習科學思想、方法,學會學習,最終達到學好物理的最高境界。第一章運動的描述 (共13h)學習目標1.通過對質點的認識,了解物理學研究中物理模型的特點,體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。2.經(jīng)歷勻變速直線運動的實驗研究過程,理解位移、速度和加速度,了解勻變速直線運動的規(guī)律,體會實驗在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用。3.能用公式和圖像描述勻變速直線運動,體會數(shù)學在研究物理問題中的重要性。第一講質點參考系空間時間(1h)學習目標1.認識質點是一個抽象的物理模型;通過了解在什么情況下物體才可以看成質點,從而了解物理模型的特點,并通過質點模型的建立體會物理模型在研究過程中的作用。2.了解參考系的選取對研究物體運動的重要作用。了解時間、時刻和空間與物體運動的關系,并了解這一關系的表示方法。3.認識正確地選擇物理模型和恰當?shù)剡x擇參考系是科學的研究方法。課程內容1.宇宙間的一切物體都處在永恒的運動中,物體的運動有多種形式,其中最簡單的是一個物體相對于另一個物體位置的改變,這種運動稱為機械運動。2.在研究一個物體的運動時,如果被研究物體的形狀、大小在所討論的問題中可以忽略,就可把整個物體簡化為一個有質量的點,這個用來代替物體的有質量的點稱為質點。3.這種保留主要因素而忽略次要因素的思維方法通常稱為理想化方法,而這種從實際物體中抽象出來的、被理想化了的研究對象稱為理想模型。?在教材第頁圖--()中,研究的問題是地球繞太陽公轉一周所需的時間,這時可以將地球看做質點;而圖--()中研究地球繞太陽公轉一周地球上不同地區(qū)季節(jié)的變化、晝夜長短的變化時不能將地球看做質點;?物體的運動和靜止是相對的,要確定一個物體的位置并描述它的運動情況,就要選定某個其他物體作參考,這個被選作參考的物體叫做參照物,也稱為參考系。?選擇的參考系不同,對同一研究對象運動情況的描述可能不同。為解決問題簡潔、方便,通常需要選取合適的參考系。在中學階段,除特別說明外,一般都選取地面或相對于地面靜止的物體作為參考系。?在下圖所示的時間軸上,、是指時刻,△二-是指時間。當卜t時,時間就成為-時間的計量單位有秒、分、時,它們的符號分別是、 、h三)問題與例題1.問題什么是運動的相對性物理學中把物體相對位置的變化叫機械運動。要描述一個物體運動情況很難,所以需要選擇一個物體作參照,即參照物。同學們經(jīng)常見到行駛的汽車,行人、鳥獸等等,我們平常說她們在運動,其實就是以地面做參照物的,我們平時也觀察到,當我們坐在行駛的汽車上,向窗外望路旁的樹木,發(fā)現(xiàn)它們向車行駛的反方向運動。當我們站在路上觀察是有是靜止的,這就是我們所選參照物不同的結果造成的。如果選擇行駛的汽車作參照物,路旁的樹木是運動的,當我們選擇地面做參照物是,樹木是靜止不動的。在一個沒有風的雨天,如果有兩個人都來研究雨點的運動軌跡,一個人站在地面沒有動,他看到雨滴垂直下落的,因此他總是垂直的撐著傘。一放衣服淋濕。另一個觀察者快步前進,他看到的雨滴斜向著他運動,雨滴相對他是斜著運動的,因此他總是斜撐著傘。選擇的參照物不同,對同一個研究對象的運動情況描述也就不同了。高山,樹木、房屋,若選地面為參照物,它們都是靜止的,若選太陽作參照,高山,樹木、房屋相對太陽,它們的位置在時時刻刻地發(fā)生改變,所以高山,樹木,房屋相對太陽是運動的。物體的運動是絕對的,靜止是相對的??讨矍髣@個成語故事大家很熟悉,求劍者為什么沒有撈到劍呢?而是那把劍一只沉沒在海底呢?從物理角度來分析,可線相對船沒有移動,船相對劍有移動,因此刻線也相對劍有移動,求劍者之所以找不到劍是選錯了參照物。如果船在靜水中不動,劍沉底后,相對船的位置沒有發(fā)生改變,這樣在船上的記號下方可以撈到劍。通過舉例分析使得同學們對運動的相對性和運動的描述有個深入理解,并掌握一定的學習物理技巧和方法。2.問題:物體在什么條件下能看做質點?質點是物理學中一個非常重要的模型。并非小的物體就一定可以看成質點,大物體就不能看成質點,必須具體問題具體分析。一般來說,如果在研究的問題中,物體的形狀、大小以及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的無關因素時,就可把物體看做質點。(1物)體上各部分的運動情況都相同時,物體上任何一點的運動情況都能反映物體的運動,物體可看做質點。如沿斜面下滑的物塊。(2物)體的大小、形狀對所研究的問題可以忽略不計的情況下,可以看做質點。研究地球繞太陽公轉時,地球的大小相對太陽到地球的距離可忽略,故可把地球看成質點。(3同)一個物體在不同的問題中,有時可以看做質點,有時不能看做質點。如研究北京開往上海的火車,在計算運行的時間時可忽略車長,把火車看成質點。但是同樣這列火車,要計算它通過某座大橋所需要的時間時,不能把它看做質點。(4一)個物體能否看做質點,一般情況下與物體做直線運動還是曲線運動沒有關系。如,研究運動員在 比賽中的速度變化時,無論是在直道上還只在彎道上,都可以將運動員看成質點。3.例題關于機械運動和參考系,下列說法正確的是()平常說的運動和靜止都是相對參考系而言的所謂參考系就是我們假設為不動的物體,以它為標準來研究其他物體的運動相對于不同的參考系來描述同一個物體的運動,其結果一定相同研究航行的輪船內的每個人的運動,取輪船為參考系最為適宜分析與解在描述一個物體的運動時,選擇作為標準的另外的物體,叫做參考系,選擇不同的參考系來觀察同一運動,觀察的結果可能會有所不同。所以選項ABD正確。點撥本題考查同學們對參考系概念的理解及參考系的選取對運動描述的影響。運動是絕對的,也是相對的,靜止是相對的。?例題在研究下述運動時,能把物體看作質點的是()研究地球的自轉效應研究乒乓球的旋轉效應研究火車從南京到上海運行需要的時間研究一列火車通過長江大橋所需的時間分析與解:地球自轉和乒乓球旋轉時,各部分運動情況不完全相同,不能當作質點?;疖噺哪暇┑缴虾#疖嚨拈L度與行駛的距離相比小得多,可以看作質點。但在研究一列火車通過長江大橋所需時間時,由于大橋長度與火車的長度可相當,此時就不能把火車當作質點來處理。所以選項C正確。點撥:一個物體能否視為質不是絕對的。同一物體作不同運動研究時,是否可抽象為質點,必須依實際情況來確定。?例題下列說法中,指時間的是()每天上午點上第一節(jié)課第三節(jié)課上物理末物體運動了分析與解時間是一個過程,時刻是一個狀態(tài)。在時間軸上時刻是軸上的一個點,時間是一段距離。所以選項BD正確。點撥正確理解時間與時刻的區(qū)別是解決此類問題的關鍵。?例題:下列關于質點的說法正確的是()?萬噸巨輪在大海中航行,研究巨輪所處的地理位置時,巨輪可看做質點?無論什么物體,也無論什么運動,只要以地面為參考系,就能將其看成質點?電子繞原子核旋轉,同時在自轉,由于電子很小,故研究電子的自轉時,仍可將其看做質點?在研究物體的平動時,無論什么物體都可看做質點解析:考查能看做質點的條件,即什么情況下可以看成質點,什么情況下不可以看成質點。在所研究的問題中,只要物體的形狀、大小及物體上各部分的差異是次要或不起作用的因素,就可以把物體看成質點。答案:AD7.例題:在描述物體的運動時,經(jīng)常用到類似于下面這樣一些“時間”概念,如果是時刻,對應時間軸上什么位置?如果是時間,則說明是哪段時間,對應時間軸上哪段“時間間隔”,時間長度為多少?(1)前2s;(2)第2s;(3)第2s末;(4)第2s初。解析:考查時間與時刻的區(qū)別與聯(lián)系。(1)前2s,指的是時間,是物體從運動開始(計時起點)到第2s末的時間間隔。對應時間軸上是從t=0s到t=2s的時間間隔,時間長度為2s;(2)第2s,指的是時間,是物體從第1s末開始(或第2s初)到第2s末的時間間隔,對應時間軸上是從t=1s到t=2s的時間間隔,時間長度為1s;(3)第2s末,指的是時刻,對應時間軸上t=2s的點;(4)第2s初,指的是時刻,它和第1s末指的是同一時刻,對應時間軸上t=1s的點答案(1)前2s指的是時間;時間長度為2s(2)第2s,指的是時間;時間長度為1s(3)第2s末指的是時刻(4)第2s初指的是時刻-例題:一個質點在軸上運動,各個時刻的位置如下表(質點在每 內都做單向直線運動)時刻位置坐標1)幾秒內位移最大()A.1s內 B.2s內 C.3s內第幾秒內位移最大()A.第1s內 B.第2s內 C.第3s內幾秒內的路程最大()A.1s內 B.2s內 C.3s內第幾秒內的路程最大()A.第1s內 B.第2s內 C.第3s內解析:考查路程與位移的區(qū)別,路程與路徑有關,而位移的大小與路徑無關,只與初末位置有關。(1)質點在1秒內、2s內、3s內、4s內的位移大小分別是:5m、4m、1m、7m。(2)質點在第1秒內、第2s內、第3s內、第4s內的位移大小分別是:5m、9m、3m、6m。路程指的是物體運動軌跡的長度,本題中物體運動的時間越長,運動的軌跡就越長。質點在第1秒內、第2s內、第3s內、第4s內的路程分別是:5m、9m、3m、6m。
答案:()()()()四)課堂練習-關于質點的下列說法中正確的是()?體積、質量都極小的物體一定能看做質點?只要物體不轉動,就可以把物體看做質點?自行車運動的時候,因為車輪在轉動,所以自行車一定不能被視為質點?物體的大小和形狀在所研究的現(xiàn)象中起的作用很小,可以忽略不計時,就可以把物體看做質點?分析下列運動,研究對象能當做質點的是()?體操運動員在做單臂大回環(huán)時,可以被視為質點?研究地球的公轉時,可以把地球看成質點?研究地球自轉時,可以把地球看成質點?細胞很小,可把它看成質點?敦煌曲子詞中有這樣的詞句“滿眼風波多閃灼,看山恰似走來迎,仔細看山山不動,是船行。其中"看山恰似走來迎"和"是船行”所選的參考系分別是()D?河岸和流水A?船和山 B?山和船 CD?河岸和流水?火車在鐵路上運動,人坐在火車里,下面說法中正確的是()?以人作參考系,大地是運動的,火車也是運動的?以大地作參考系,人是運動的,火車也是運動的?以火車作參考系,人是靜止的,大地是運動的?以人作參考系,火車是靜止的,大地是運動的?在如圖所示的時間軸上標出的是()?第初 ?第末0TT14560TT1456-t/s?以下數(shù)據(jù)指時刻的是()?某運動員跑百米用時??某學校 正式上第一節(jié)課?年月日零時,中國開始對香港恢復行使主權?內樓上的小球落到地面?兩條平行的鐵軌上勻速行駛著甲、乙兩列火車,某時刻火車正好交會,甲車上一乘客從一側車窗看到田野上樹木向北運動,從另一側窗口看到乙車也向北運動,但比樹木運動得慢,則()?甲、乙兩車同時向北運動,乙比甲快?甲車向南運動,乙車向北運動
.甲、乙兩車同時向南運動,但乙車比甲車慢.甲車向南,乙車沒動,停在了鐵軌上兩輛汽車在平直公路上行駛,甲車內的人看見窗外樹木向東移動,乙車內的人發(fā)現(xiàn)甲車沒有運動。如果以大地為參考系,上述事實說明()A?甲車向西運動,乙車不動A?甲車向西運動,乙車不動C?甲車向西運動,乙車向東運動五)課堂練習答案1?D 2?B?D 6?BC六)課堂總結B?乙車向西運動,甲車不動D?甲、乙兩車以相同的速度都向西運動3?A 4?BCD7?C 8?D?質點:把具有一定大小、形狀的物體在一定條件下,看做具有質量的一個點就是質點。質點是理想化的物體模型。物體簡體為質點的條件:物體的大小在所研究的問題里可以忽略時,物體可看作質點。例:①平動的物體一般可以看做質點;②物體的大小與研究的問題中的距離相比很小時,可以看做質點。?運動學問題,參考系可以任意選?。ú灰笾贿x慣性參考系),選取應以處理問題方便為原則。動力學問題,參考系只能選取慣性參考系,通常選地球為參考系。?時刻和時間:時刻指某一瞬時,在時間軸上為一個點;時間指一段時間間隔,在時間軸上為兩點間的線段。第二講位置變化的描述—位移(1h)一)學習目標?會選擇參考系并建立坐標系,能判斷什么是位移,會在坐標系中畫出位移。2.為了準確地描述物體的運動和物理規(guī)律,按照物理量的特征將物理量分為標量和矢量。能區(qū)分物理量中的矢量和標量。?數(shù)學課中原點到一個點的有向線段就可以表示矢量〃點的坐標就可以表示物體(質點)的位置。體會并使用數(shù)學的方法表示物理意義。二)課程內容?為了定量地描述物體(質點)的位置及位置的變化,需要在參考系上建立一個坐標系,這樣物體(質點)在任何時刻的位置就可以用它在該時刻的位置坐標表示。2.物理學中把物體在一段時間內位置的變化稱為位移,用從初位置到末位置的一條有向線段表示。為了研究物體的位移,我們可以建立坐標系進行分析,在教材第7頁圖1-2中-,8物體沿直線從點運動到,點、對應的坐標分別為、,則物體位置坐標的變化量(即位移)可表示為€=X2,X]3.在物理學中,只有大小沒有方向的物理量稱為標量,如質量、時間、路程、溫度等,它們的加減遵循算術法則;而像位移那樣既有大小又有方向的物理量,稱為矢量,如力、速度等物理量,它們的加減遵循矢量法則。三)問題與例題問題位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系位移路程區(qū)別描述質點位置變化,是從初位置指向末位置的有向線段描述質點實際運動軌跡的長度矢量,有大小,也有方向標量,有大小,無方向由質點的初、末位置決定,與質點運動軌跡無關既與質點的初、末位置有關,也與運動路徑有關聯(lián)系都是描述質點運動的空間特征。都是過程量。一般來說,位移的大小不等于路程,在一個運動過程中,位移的大小不大于相應的路程。只有質點做單向直線運動時,位移的大小才等于路程問題質點是什么?什么時候可以把一個物體看成是質點?盡管任何物體都有一定的形狀和大小,但如果在我們所研究的問題中,只有當物體的形狀和大小對所研究的問題不起作用或起作用很小,可以忽略不計,為了研究的方便,可以把物體看做一個有質量的點。這種用來代替物體的沒有大小和形狀,但有質量的點,叫做質點??梢?,質點是一種科學的抽象,是在研究物體運動時,抓住主要因素,忽略次要因素,是對實際物體的近似,是一個理想化模型。一個物體是否可以視為質點,要具體情況具體分析。例如:一列火車從北京開往上海,在計算運行時間時,可以忽略列車的長短,可把它視為質點;但是同樣這列火車,要計算它通過黃河鐵路大橋所需時間時,必須考慮列車的長度,不可把列車視為質點。一個物體能否被看成質點不
能以大小而論。例如當我們研究自行車的氣門芯運動軌跡時,就不能把自行車看作質點,但在研究地球繞太陽公轉時,可把整個地球看作質點。3.問題怎么區(qū)分位移和路程?位移是描述質點位置變化的物理量,既有大小,又有方向,是矢量,是從起點A指向終點B的有向線段。有向線段的長度表示位移的大小,有向線段的方向表示位移的方向,位移通常用字母"S表示,它是一個與運動路徑無關,僅由初、末位置決定的物理量。路程是質點運動軌跡的長度,它是標量,只有大小,沒有方向。路程的大小與質點運動的路徑有關,但它不能描述質點位置的變化。例如,質點環(huán)繞一周又回到出發(fā)點時,它的路程不為零,但其位置沒有改變,因而其位移為零。很多同學都會問,位移和路程什么時候會相等?由于一個是矢量,另一個是標量,故兩者絕對不可能相等。但如果一個物體是向著單一方向做直線運動,則在一段時間內,其位移的大小與路程相等。?問題什么是物體運動的 圖象?勻速直線運動的圖象有何特點物體運動的規(guī)律可以用公式表示,也可用圖象表示.s-t圖象即為位移時間圖象.從s-t圖象可知不同時亥0物體的位移,勻速直線運動的s-t圖象是一條直線,但該直線并不是代表物體的運動軌跡.?例題關于位移和路程,正確的說法是()位移和路程是相同的物理量路程是標量,即表示位移的大小位移是矢量,位移的方向即質點運動的方向若物體做單一方向的直線運動,位移的大小等于路程分析與解要注意路程與位移的區(qū)別。位移是由初始位置指向終止位置的有向線段,是矢量,位移的大小即等于這段直線段的長度;路程是標量,是物體運動軌跡的總長度。只有質點一直向著單一方向運動時,位移的大小才等于路程。所以選項D正確。點撥:位移是矢量,路程是標量。它們是不可能相等的,但在特定的條件下,我們可以說位移的大小與路程相等。?例題如圖所示,某人沿半徑 的圓形跑道跑步,從點出發(fā)逆時針跑過 圓周到達點,試求由至I」的過程中,此人跑步的路程和位移。分析與解此人運動的路程等于ACB所對應的弧長,即路程L二33x2,R=—x2x3.14x50m=235.5m4 4此人從A點運動到B點的位移大小等于由A指向B的有向線段的長度,即s=R€1.414x50m=70.7m位移的方向由A-B,與半徑AO的夾角為45°.點撥由于位移是矢量,因此在求位移時,不僅要指出其大小,而且還要指明其方向。?例題如圖所示是某物體在 內的 圖象,下列說法中正確的是物體在第內的位移為物體在第內的位移為
物體在前內的位移為物體在后內的位移為 諾12分析與解由圖象可知,刎本在0~2s內位移從&0均勻增加到8m,即每秒鐘發(fā)生的位移是4m;從42s到6s物體的位移都是8m,即在2s~6s內物體°是靜止的;從6s~10s物體的位移從8m均勻增加到16m,即每秒鐘發(fā)生的位移是2m?由以上分析可知,物體在第1s內的位移是4m,A選項正確;物體在第5s內是靜止的,故位移為零,B選項錯;物體在前5s內的位移即為前2s內的位移等于8mC選項正確;物體在后5s內的位移即為6s~10s的位移,等于8m,D選項錯。本題正確選項:AC點撥:正確理解s圖象的內涵是解決此類問題的關鍵.四)課堂練習-以下關于位移和路程的說法中,正確的是()?位移是矢量,而路程是標量?質點通過的路程不同,但位移可能相同?位移和路程都是描述質點位置變化的物理量?質點的位移為零,說明質點沒有通過路程-小球從離地板 高處落下,又被地板彈回,在離地板 高處被接住,貝U小球通過的路程和位移大小分別是()運動到(見箭頭所示的方向),則它的位移和路程-如圖所示,物體沿邊長為的正方形由分別是()運動到(見箭頭所示的方向),則它的位移和路程?,向上?如圖所示,某物體沿兩個半徑為的圓弧由經(jīng)到?物體的位移等于,方向向東?物體的位移等于n?物體的路程等于,方向向東?物體的路程等于n?一支 長的隊伍勻速前進,通信兵從隊尾趕到隊首傳達命令,然后立即返回,當通訊兵回到隊尾時,隊伍已前進了 ,在這個過程中,通訊兵的位移大小是()A.400m B.100m C.200m D.300m-某人沿著半徑為的水平圓周跑道跑了.圈時,他的()?路程和位移的大小均為?n?路程和位移的大小均為丫2.路程為.n、位移的大小為J2.路程為.n、位移的大小為V27.氣球升到離地面80m的高空時,從上掉下一物體,物體又上升了10m高后開始下落。若取向上為正方向,則物體從離開氣球開始到落到地面的位移為 m,通過的路程為 m。?一質點由位置向北運動了 ,又轉彎向東運動了 至I」達,在這個過程中質點運動的路程是多少?運動的位移是多少?方向如何?五) 課堂練習答案AB2.B3.C4.AD5.C 6.C 7.-80m;100m 8.7m;5m;北偏東37°六)課堂總結1.路程和位移:路程是指質點所通過的實際軌跡的長度,是標量;位移是表示質點位置變化的物理量,是矢量。同一個運動過程路程大于或等于位移的大小,只有當物體做單向直線運動時路程才等于位移的大小。第三講運動快慢與方向的描述——速度一)學習目標了解從平均速度的定義到瞬時速度概念的建立過程,理解瞬時速度才是準確描述物體運動快慢與方向的物理量。知道平均速度與瞬時速度的定義方法都是科學的。不能因為平均速度不夠準確就認為它的定義方法不科學,根據(jù)不同的需要采用不同的方法,正是實事求是的思想方法。認識平均速度是可以測量的,而瞬時速度一般是不能準確測量的,它在數(shù)值上越來越接近時間Dt越來越小時平均速度的測量值。理解從平均速度到瞬時速度是從實驗到思辨(理想實驗)的科學定義方法。學會使用打點計時器,會通過紙帶計算出某個區(qū)域的平均速度與某個位置的瞬時速度。二)課程內容1.為了準確反映物體位置變化的快慢和方向,物理學中將位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值定義為速度,用公式表示為v,竺,匸厶。它是矢量。在國際單位制中,它的單位是米秒,符號Att—t21是 ,常用單位還有 和。-如果物體在相等時間內的位移不相等,這種運動叫做變速運動,公式v,Ax求得的速度只能At粗略地描述物體在At時間內運動的快慢,這個速度叫做平均速度,通常用符號v表示,它是一個矢量,其方向由位移的方向決定。3.要精確描述物體在某時刻或經(jīng)過某位置時的運動快慢,就要知道運動物體在某時刻或經(jīng)某位置的速度,這種在某一時刻或某一位置的速度稱為瞬時速度,這是一個矢量,它的大小稱為瞬時速率,簡稱速率。4.以速度為縱軸,時間為橫軸,建立一個平面直角坐標系,在該坐標系中畫出物體的速度隨時間的變化關系,這種描述速度與時間關系的圖像叫做速度一時間圖像,簡稱速度圖像。三)問題與例題.問題平均速度和平均速率有什么區(qū)別平均速度平均速率定義位移與時間的比值路程與時間的比值矢量性有大小,有方向,是矢量有大小,無方向,是標量聯(lián)系平均速度的大小不一定等于平均速率?只有當物體做單方向直線運動時平均速度的大小才和平均速率相等平)均速度只能反應一段時間內平均運動的快慢)平均速度的大小跟選定的時間或位移有關,不同的位移或不同時間內的平均速度一般不同,必須明確求出的速度是對應哪一段位移會時間內的平均速度(3一)般情況下,平均速度不等于這段時間初、末時刻的算術平均值,只有在勻變速直線運動中,某段時間內(或某一段位移上)的平均速度才用這段時間始末的瞬時速度之和,V,^0二。22.問題平均速度與瞬時速度的比較平均速度瞬時速度區(qū)別反映一段時間內物體運動的平均快慢程度精確描述物體運動的快慢及方向對應一段時間過程對應某一時刻或某一位置
方向與位移的方向相同,與運動方向不一疋相同方向就是物體的運動方向,不一疋與位移方向相同共同點描述物體運動的快慢和方向,都是矢量,單位都是聯(lián)系()當位移足夠小或時間足夠短時,可以認為瞬時速度就等于平均速度。()勻速直線運動中平均速度等于瞬時速度。?例題一個運動員在百米賽跑時, 處的速度是 , 末到達終點時的速度為,則整個跑動過程中他的平均速度的大小是A.6m/sB.6.25m/sC.6.75m/sD.7.5m/s分析與解根據(jù)相關概念,題中的6m/s及7.5m/s兩個速度分別表示的是運動員在兩個不同位置的瞬時速度.根據(jù)平均速度的定義,整個過程中運動員的平均速度的大小為:s100V=_=m/s€6.25m/st16所以選項B正確.點撥正確把握相關概念是解決此類問題的關鍵?有的同學會把6m/s及7.5m/s兩個速度的簡單算術平均的結果,即6.75m/s,也就是C選項作為本題的答案,其錯誤的原因還是在于沒有搞清平均速度的概念.?例題一質點始終向著一個方向做直線運動,在前時間內平均速度為 2后 時間內平均速度為,則物體在這 時間內平均速度大小是A.3v/4 B.3v/2 C.v D.2v/3分析與解從平均速度的定義出發(fā),物體在這3t/2時間內平均速度,等于在該段時間內的總位移除以總時間,即:vts+s—1 2-t+t122vs+s—1 2-t+t122v22所以選項D正確.點撥必須從定義出發(fā),不可簡單地認為V=字=3v/4例題例題圖所示為在直線上運動的汽車圖線,則下列答案正確的是()?汽車在4小時內的位移為120千米。?汽車在第2小時至第5小時的平均速度為-40千米/小時。?汽車在第1小時末的的瞬時速度為60千米/小時。?汽車在第5小時末回到原出發(fā)點,其瞬時速度為-12千0米/小時
.汽車在開始運動后10小時內的平均速率為48千米/小時,平均速率為零.汽車在第 小時末的位置距出發(fā)點千米。解析:?車由原點出發(fā),小時末到達 0米處,故位移為 0米,可見是正確的。?車在-小時內的平均速度 ( )(負號表示與出發(fā)時的速度反向),可見是正確的。?車在-小時內是做勻速運動,故其在小時末的速度等于在-小時內的平均速度( ),可見是正確的。?車在-小時內也是做勻速運動,故在小時末的速度 ( ),可見正確。車在小時內所走路徑為 + + + (位移為故平均速率為( ),平均速度為零,可見是正確的。?理由同,如圖所以 ()可見是正確的。答案: 均正確。課堂練習-子彈以 的速度從槍筒射出;汽車在北京長安街上行駛,時快時慢, 行駛了,汽車行駛的速度是 ,則(). 是平均速度 . 是瞬時速度是平均速度是瞬時速度是平均速度-在百米賽跑中某運動員在末時速度為動員在全過程中的平均速度為()-在百米賽跑中某運動員在末時速度為動員在全過程中的平均速度為(),在 末到達終點時的速度為 ,則運A.A.10m/s B.9m/sC.11m/s D.5.1m/s-第一次世界大戰(zhàn)期間,一名法國飛行員在 高空飛行時,發(fā)現(xiàn)臉旁有一個小東西,他以為是蟲子,敏捷地把它一把抓過來,令他吃驚的是,抓到的竟然是一顆子彈,飛行員能抓到子彈的原因是()?飛行員的反應快 ?子彈的飛行速度遠小于飛行員的速度?子彈相對于飛行員來說是幾乎靜止的 ?飛行員的手特有勁4.物體沿直線運動,下列說法中正確的是()?若物體在某內的平均速度是 ,則物體在這內的位移一定是?若物體在第末的速度是 ,則物體在第內的位移一定是?若物體在 內的平均速度是 ,則物體在其中內的位移一定是?物體通過某位移的平均速度是 ,則物體在通過這段位移一半時的速度一定是.對瞬時速度和平均速度,下列說法中正確的是()?瞬時速度是物體在某一段時間內或某一段位移內的速度?瞬時速度和平均速度都能精確地描述變速運動?瞬時速度是物體在某一位置或某一時刻的速度大小?瞬時速度和平均速度都不能進行測量的速度行駛了全程的,接著以速度行駛其余,則等于()?一輛汽車沿平直公路行駛,開始以的3/的4路程,已知全程的平均速度為的速度行駛了全程的,接著以速度行駛其余,則等于()D?17?1m/sA?18m/s BD?17?1m/s?某人爬山,從山腳爬上山頂,然后又從原路返回到山腳,上山的平均速率為,下山的平均速率為,則往返的平均速度的大小和平均速率是()v€vv€v,v€v?—1 2, 222一V?, 2€V12-一輛汽車沿筆直的公路行駛,第內通過V一VV一V?—1 2, 222?0,2VVV€V12的距離,第 內和第 內各通過 的距離,第內又通過 的距離。求汽車在最初內的平均速度和這內的平均速度各是多少五)課堂練習答案五)課堂練習答案1?BC 2?A3?C 4?A5.C65.C6.C7.D8.12.5m/s;15m/s六)課堂總結?平均速度的定義式:v=€tv的方向與厶的方向相同?!鳛槲矬w在時間△內的位移,平均速度的計算需要準確的找到相應的位移△和時間間隔△。)只有勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻的瞬時速度。第四講速度變化快慢的描述——加速度一)學習目標-通過對日常的運動現(xiàn)象的分析,知道變速運動中速度變化快慢一般不同,常用也表示。Vt-理解加速度的定義,通過實例知道加速度是矢量。?正確理解速度,加速度,速度改變量△的概念區(qū)別。二)課程內容?物理學中,用速度的改變量€v與發(fā)生這一改變所用時間€t的比值定量描述物體速度變化的快慢,并將這個比值定義為加速度,用公式a=€V表示。€t?加速度是一個矢量,其方向由€v決定。?在直線運動中,沿物體運動方向建立一個坐標系,若€v,0,則€a,0,表示加速度的方向沿軸正方向;若€v,0,則€a<0,表示加速度的方向沿軸負方向?在國際單位制中,加速度的單位是米每二次方秒,符號是。三)問題與例題?問題速度,加速度,速度改變量△的比較速度加速度速度改變量物理意義描述物體運動快慢和方向的物理量,是一狀態(tài)量描述物體速度變化快慢和方向的物理量,是一狀態(tài)量描述物體速度改變大/」\程度的物理量,是一過程量定義式€x_€v~€t△二-單位決定因素的大小由、、決定不是由vt△來決疋的,由△的比值決定△由與二也由決定而且△與決定方向與位移同向,即物體運與△方向一致,而與、由△二決定動的方向方向無關或△二大小位移與時間的比值速度改變量與所用時間的比值△二-2.例題下列所描述的運動的中,可能的有:?速度變化很大,加速度很??;?速度變化方向為正,加速度方向為負;?速度變化越來越快,加速度越來越??;?速度越來越大,加速度越來越小。解析: ,盡管很小,只要足夠大,可以很大,則A正確。當與同方向時,質點做加速運動,盡管逐漸減小,但與還是同方向,所以還要增大,致使減小到零為止,則D項正確。加速度方向和速度變化方向一定相同,所以B項錯了。加速度 是描述速度變化的快慢的物理量,速度變化的快,加速度一定大,所以C項錯了。答案:A、D?例題汽車由靜止開始啟動, 末速度為 ,以后勻速行駛 ,遇到緊急情況后急剎車, 停下,求汽車在加速、勻速、減速三個階段的加速度v—v分析與解利用加速度公式a=t 亠,一般選5方向或運動的方向為正方向t加速階段,原來靜止,v=0,末速度v=20m/s,t=10s,0tv—v20—0 / -.a= o, m/s2,2m/s2it 10勻速階段,汽車的速度的變化量為零,所以加速度為零.即a,02減速階段,初速度就是勻速運動的速度,也是加速階段的末速度,最后停下,速度為零。v—v0—20 / .a,—t o, m/s2,—5m/s23t 4
a<0表示汽車的加速度方向與我們選定的正方向相反,即與初速度方向或運動方向相反,汽車做減速運動。點撥a,v均為矢量,兩者同向則為加速,兩者反向則為減速.四)課堂練習.速度越大,加速度一定越大.速度為零,加速度一定為零.速度越大,加速度一定越大.速度為零,加速度一定為零-汽車在平直的公路上做加速度為? 的勻加速運動,那么在任意 內()?汽車的末速度一定等于初速度的.倍?汽車的初速度一定比前內的末速度大.?汽車的末速度比前內的初速度大.?汽車的末速度一定比初速度大?-下列說法中正確的是()?有加速度的物體,其速度一定增加?物體的加速度為零,其速度一定不變?物體的加速度為零,則速度一定為零?物體的速度有變化,則加速度必有變化在勻變速直線運動中,以下說法正確的是()?相同時間內位移的變化相同 ?相同時間內速度的變化相同?相同時間內速率變化相同 ?相同位移內速度變化相同5.甲、乙兩物體均做初速度不為零的勻變速直線運動,它們的初速度方向相同,取初速度的方向為正方向。甲物體的加速度為 ,乙物體的加速度為- 。以下說法正確的是()?甲物體的速度變化比乙物體的速度變化快?乙物體的速度變化比甲物體的速度變化快?甲物體的速度一定比乙物體的速度大?甲物體的速度一定越來越大-下列描述的運動中,可能存在的是()?速度變化很大,可加速度很小?速度變化越來越快,加速度卻越來越小?速度為正值,加速度為負值?速度變化為正值,加速度為負值-甲物體速度由 增加到 ,用了 時間;乙物體在內速度減小了丙物體的加速度等于 ;丁物體每秒速度的變化量為 ,則以下說法正確的是()甲物體的加速度最大,因為它速度變化量最大
.丁物體的加速度最大,因為它用的時間較短.丙物體的加速度最大,因為它速度變化得最快.乙物體的加速度最小,因為它速度變化得最慢關于勻變速直線運動,以下說法正確的是()?勻加速直線運動就是加速度均勻增加的運動?勻減速直線運動就是加速度均勻減少的運動?如果加速度方向與初速度方向相同,則速度均勻增加?不管加速度方向與初速度方向相同還是相反,速度都會增加9.足球以10m/s的速度水平飛向墻壁,碰到墻壁經(jīng)0.1s以8m/s的速度沿同一直線反彈回來.于墻碰撞過程平均加速度(),方向垂直墻壁向里,方向垂直墻壁向外. ,方向垂直墻壁向里,方向垂直墻壁向外. ,方向垂直墻壁向外內,速度由?增加到10.內,速度由?增加到五)課堂練習答案1.2.D3.B4.B1.2.D3.B4.B5.BD6.AC7.C8.C9.10.答案:0.9m/s2六)課堂總結加速度:加速度是描述物體速度變化快慢的物理量m/s2。速度的變化率是加速度。公式:am/s2。加速度是矢量,加速度a的方向與速度的變化量€v的方向相同;加速度a的方向總與物體受到的合力方向相同。)加速度大小和方向,與速度的大小和方向無直接關系。第五講勻變速直線運動速度與時間的關系一)學習目標1.能對實驗結果(照片)進行分析,并得出相應的數(shù)據(jù)。再由數(shù)據(jù)繪出相應的圖像
-經(jīng)過對實驗得出的-圖像進行分析,認識勻變速直線運動,總結出勻變速直線運動速度隨時間變化的規(guī)律并初步用它解決一些問題。?體會由實驗數(shù)據(jù)繪出物理圖像,再由圖像得出物理規(guī)律是重要的物理研究方法。二)課程內容?在物理學中,速度隨時間均勻變化即加速度恒定的運動被稱為勻變速直線運動TOC\o"1-5"\h\z?勻變速直線運動的速度公式為V€v+at,它的-圖像是一條斜線,其斜率色表示了加速t0 ,t度的大小和方向。圖像中物體運動的位移就對應直線與軸所圍成的面積。?如圖所示是某物體在一平直公路上運動的-圖像,從圖中我們可以知道:物體的初速度為零 ;在 物體做勻加速直線運動;物體 末的速度為 ;在 的時間里速度的變化量為秒速度的變化量為? ;的時間里物體做勻速直線運動;在 的時間里物體做勻減速直線運動;的時間里速度的變化量為- ;在此時間段內每秒速度的變化量為-在比較0~10在比較0~10和速度變化的快慢程度。速度變化的快三)問題與例題問題如何認識速度-時間圖像?TOC\o"1-5"\h\z因為利用了縱坐標的正負號表示速度的方向,所以v-t圖象只是對直線運動來使用的(曲線運動不能用)。在速度-時間圖象中: *速度為正值時,表示速度方向與規(guī)定的正方向相同;速度為負 - P值時,表示速度方向與正方向相反。 中 直線的斜率表示加速度,斜率為正值時,表示加速度方向與規(guī) :定的正方向相同;斜率為負值時,表示加速度方向與規(guī)定的正方向毗&匚蘭 I相反。 I I丨I.如何圖線是直線,說明速度的變化是均勻的,即速度的變化率° 土t是恒定的,加速度是個常數(shù)。點表示物體在時刻所對應的速度為,圖線的斜率表示加速度。v?v表示加速度。tana€—p 0=at?0?例題某物體運動的速度圖象如圖,根據(jù)圖象可知內的加速度為內的位移為?第末與第末的速度方向相同?第末與第末加速度方向相同
解析:圖象反映的是速度隨時的變化規(guī)律,其斜率表示的是加速度,正確;圖中圖象與坐標軸所圍成的梯形面積表示的是內的位移為,在前內物體的速度都大于零,即運動方向相同,正確;加速度為正,加速度為負,方向不同。答案:AC.例題圖所示為一物體沿直線運動的 圖線,則(1)0~20秒物體的位移為,所行的路程為。0-20秒物體的平均速率為,平均速度為。(3)2秒末的加速度為。2秒末的速度為。在第秒末,物體開始轉向運動。10-20秒末圖線與時間軸所圍的三角形面積為繪出0-10秒末的圖線及圖線解析:(1)010-20秒末圖線與時間軸所圍的三角形面積為20秒物體通過的路程為 (m),所通過的位移為140-75=65m。(2)0-20秒物體的平均速率為215/20=10.75(m/s),平均速度為65/20=3.25(m/s)(3)0-4秒物體做勻加速直線運動,加速度大小等于速度圖線的斜率,為 (m/s2)(4)由圖可知,2秒末的物體的即時速度為10m/s。(5)10秒末物體速度減為零,開始轉向。內的位移大小等于速度圖線下的三角形面積,故為圖線,如圖所示。(6)0-4秒末物體做勻加速運動,加速度大小等于速度圖線的斜率為 m/s2,這段時間內的位移大小等于速度圖線下的三角形面積,故為圖線,如圖所示。4-8秒末,物體做勻速直線運動,加速度 ,位移大小等于速度圖線下的正方形面積,故 m。8-10秒末,物體做勻減速直線運動,加速度大小等于速度圖線的斜率,故m/s2,位移為m。根據(jù)以上數(shù)據(jù),可繪出圖線及?例題如圖所示,圖為自地面豎直向上發(fā)射的火箭的 圖線。1)若的面積等于 的面積,這表示什么意義?火箭燃燒期內加速度大小為多少?火箭燃燒完畢瞬間的高度是多少?火箭燃燒完畢后加速度大小是多少?火箭上升的最大高度是多少?解:(1) 圖線時間軸之間的面積表示位移的
大小,的面積與面積相等表示上升與下降的距離相等,火箭總位置為零。(2)K點所對應的時間為火箭燃燒完畢的瞬間,直線JK為燃燒期內的速度圖線,其斜率表示燃燒期內加速度的大小,故(米/秒2)。(3)(米)4) (米/秒2)(5)L點所對應的時間表示火箭到達最高點的時刻,最大高度與 的面積大小相等,故米)四)課堂練習-在運用公式 時,以下說法正確的是()?必須取正值?若為正值,為負值,則說明初、末速度方向相反?為負值時,物體一定做勻減速直線運動?運算中,、和的值都必須用絕對值代入-一物體做直線運動的圖像如圖所示,則該物體()?先做勻加速運動,后做勻減速運動,速度方向相同?先做勻加速運動,后做勻減速運動,速度方向相反?先做勻減速運動,后做勻加速運動,速度方向相同?先做勻減速運動,后做勻加速運動,速度方向相反一枚火箭由地面豎直向上發(fā)射,其速度-時間圖像如圖所示,由圖像可知()段火箭的加速度小于 段的火箭加速度段火箭是上升過程,在 段火箭是下落過程段火箭在加速段火箭在減速-一質點做直線運動的一圖象如圖所示,質點在~內,做運動,加速度為 ;在~內,質點做度為;在運動,加速度為 ;在-內,質點做運動,加速度為內,質點做度為;在運動,加速度為 ;在-內,質點做運動,加速度為-如圖所示是甲、乙兩個物體在同一-坐標系中的圖像,關于它們的運動,以下正確的是()?甲物體始終處于靜止狀態(tài).乙物體做的是勻速直線運動?甲、乙兩物體在時相遇?甲、乙兩物體在時的速度相等?右圖為某一運動質點的-圖象(圖形為一圓?。瑒t該點的運動情況是()?做圓周運動 ?做直線運動?做曲線運動 ?做變速直線運動?一個沿直線運動的物體的-圖象,如圖所示,則()?圖象段表示物體做非勻變速運動,段表示物體靜止?圖象段表示物體做勻速直線運動?在?圖象段表示物體做非勻變速運動,段表示物體靜止?圖象段表示物體做勻速直線運動?在0~?在9~內物體的運動方向相同內物體的運動方向與 內的運動方向相反.兩物體的初速度不同.兩物體在時刻之前運動方向相反,時刻之后運動方向相同?時刻兩物體到達同一位置.時刻兩物體運動速度相同、兩質點的-圖像如圖所示,設它們在同一條直線上運動,在時它們在中途相遇,由圖可知()?比先啟程?比后啟程?兩質點啟程前在前面.兩質點啟程刖在后面五)課堂練習答案1.B 2.A 3.ACD4?答案:勻加速直線;4;勻減速直線;-2;勻加速直線;-2;勻變速直線;-25.D 6.BD 7.BCD 8.AD9.BC六)課堂總結圖象的物理意義(1反)映做直線運動物體的位移隨時間變化的關系。(2) 圖線上任一點的切線斜率值表示該時刻的速度,斜率正負表示速度的方向。(3) 圖線與時間軸平行物體處于靜止狀態(tài)。圖象的物理意義(1反)映做直線運動物體的速度隨時間變化的關系。(2)圖線上任一點的切線斜率值表示該時刻加速度,斜率正負表示加速度的方向。(3圖)線與時間軸間的面積表示位移,時間軸上方的面積表示正向位移,下方的面積表示負向位移,它們的代數(shù)和表示總位移,絕對值求和表示總路程。-勻變速直線運動五個物理量:是標量,V。、vt、a、X是矢量,一般以初速度方向為正,當二時,一般以的方向為正,其它矢量按規(guī)定正方向確定正負。4.速度公式:v€v+att0第六講勻變速直線運動位移與時間的關系一)學習目標1.通過對實驗得出的圖像進行分析,總結出勻變速直線運動速度隨時間變化的規(guī)律,并用它初步解決一些問題。認識到做直線運動的物體位移可以用直角坐標系來描述。能畫出勻速直線運動與勻變速直線運動的位移-時間圖像(-圖像)并了解其物理意義。-了解具有化曲為直、化變?yōu)閯蚬δ艿奈⒃ㄔ谖锢韺W中的應用。二)課程內容-物體做勻變速直線運動的位移公式為x€vt+1at202物體做勻變速直線運動的初速度為V。,末速度為v「物體在這段時間的中點時刻的速度為v0 t t/2則物體在這段時間內的平均速度v=vv+v二0 T。t/2 22.在坐標平面上用點標出不同時刻對應的位移值,并用平滑的線連接各點,形成的圖線就是位移-時間圖像(-圖像),簡稱位移圖像。-以下四幅圖均表示物體的運動情況:其中表示物體處于靜止狀態(tài)的圖像是;其中表示物體做勻速直線運動的圖像是 ;表示物體做勻變速直線運動的圖像是B
三)問題與例題?問題一質點運動的 圖像如圖所示。該質點的運動在之后速度方向與初速度方向相反了,這樣的運動還是一個勻變速直線運動嗎?做勻變速直線運動的物體在任何相等的時間內速度的變化量都相等的運動,加速度為恒量(大小和方向都不變)。因此它的v-t圖線的斜率是不變的,是一條直線。一般情況下,在運動學里我們總是規(guī)定初速度的方向為正方向,如果加速度a>0,加速度方向與初速度方向相同,我們稱之為勻加速直線運動;如果加速度a<0,加速度的方向與初速度的方向相反,我們稱之為勻減速直線運動。如圖所示,該質點在0~J時間段內做勻減速運動,在J時刻瞬時速度減為零,ti以后物體"掉頭",速度方向與初速度方向相反,做初速度為零的反向勻加速直線運動,但整個運動過程中加速度并沒有變,因此,該質點的運動是勻變速直線運動。?例題a兩物體從同一位置沿同一直線運動,它們的速度圖象如圖所示,下列說法正確的是()a加速時,物體的加速度大于物體的加速度時,a 兩物體相距最遠時,物體在物體的前方時,、兩物體速度相等,相距TOC\o"1-5"\h\z解析:從 圖象可以看出,的加速度大于的加速度; 時,的速度為 ,而的速度為零,故在繼續(xù)運動過程中,兩者距離仍增大; 圖線下包含的面積是位移,從圖線與軸的面積看, 時,運動的位移比大故在的前方; 時, , ‘兩者相距△ 。答案:?例題甲乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向作直線運動, 時刻同時經(jīng)過公路旁的同一個路標。在描述兩車運動的圖中如圖,直線、分別描述了甲乙兩車在~秒的運動情況。關于兩車之間的位置關系,下列說法正確的是( )?在~秒內兩車逐漸靠近?在~ 秒內兩車逐漸遠離?在~秒內兩車的位移相等.在 秒時兩車在公路上相遇解析:從 圖象可以看出,~秒內兩物體距離越來越大,逐漸遠離;~ 秒內兩車距離越來越小,逐漸靠近;~秒內、的 圖線下所包圍面積相等,
故位移相等; 秒時,兩車速度相同,相距最遠,故只有項正確。答案:4.例題如圖是某物體做直線運動的速度圖象,下列有關物體運動情況判斷正確的是().前兩秒加速度為 .末物體回到出發(fā)點. 末物體距出發(fā)點最遠 末物體距出發(fā)點最遠解析:從圖象可以看出,前 物體運動的加速度a=€v=5m/s2t在圖象中,圖線下面包含的面積是位移,末位移;末位移末的位移為零,物體回到出發(fā)點。答案:?例題以 的速度行駛的汽車,剎車后做勻減速直線運動,若汽車在剎車后第內的位移是 ,則剎車后 內的位移是多少?解析:汽車在剎車后做勻減速直線運動,由第2s內的運動情況求出加速度,剎車后5s內汽車是否一直在運動還不清楚,需要加以判斷,依據(jù)判斷結果進行計算。1設汽車運動方向為正方向,由于“=36km/s=10m/s,根據(jù)位移公式002111第2s內的位移x=vt,—at2—vt——at2=v(t—t)+—a(t2—12)02220121021221即代入數(shù)據(jù)得a=—2.5m/2s設剎車經(jīng)過ts停止運動,則t=—紅= s=4sa—2.5可見,剎車后5s的時間內有1s是靜止的,故剎車后5s內汽車的位移為11x=vt,at2=[10?4,?(—2.5)?16]m=20m0 2 2答案:20m?例題物體由靜止開始做勻加速直線運動,在第 內的平均速度是 ,貝則物體的加速度是多少?21=a21=a?62=18a2畀_49249 -—a—18a—W—2.6m2物體在前6秒的位移為:x—-at2:16261物體在前7秒的位移為:x—-at2—727物體在第7秒內的位移為:x—x-x76物體運動的加速度是:a=0.4m/s答案:a—0.4m/s課堂練習
-右圖所示為甲、乙兩物體的-圖像,則()?兩物體是從同一地點出發(fā)的?兩物體是從不同地點出發(fā)的?甲、乙兩物體均做勻速直線運動在第2題圖中,三個物體同時開始運動的是()在第2在第2題圖中,三個物體同時開始運動的是()在第2題圖中,三個物體運動快慢程度相同的是()-如圖所示是某物體的一圖像,由圖可以看出( )?物體做勻速直線運動?物體做曲線運動?物體做單向直線運動?物體沿直線做往返運動7.關于平均速度V=V0-€^r,下列說法正確的是()2?適用于勻變速運動?對非勻變速運動也適用?在勻變速運動中,各個相等時間內的平均速度必定相同?在勻變速運動中,不同時間內的平均速度必定不同-如圖所示是在同一直線上做直線運動的甲、乙兩物體的-圖線,下列說法中正確的是()?甲啟動的時刻比乙早-如圖所示是在同一直線上做直線運動的甲、乙兩物體的-圖線,下列說法中正確的是()?甲啟動的時刻比乙早?當 時,兩物體相遇?當 時,兩物體相距最遠?當 時,兩物體相距-右圖是、兩個質點做直線運動的位移-時間圖像,則()?在運動過程中,質點總比質點快?在 時間內,兩質點的位移相同?當 時,兩質點的速度相等?當 時,兩質點的加速度都大于零-如圖所示,它們分別是甲物體運動的-圖像和乙物體運動的-圖象,試比較甲、乙兩個物體的運動情況,①甲物體在 的時間內處于 狀態(tài),甲物體在處于狀態(tài);②乙物體在 的時間內處于 狀態(tài),乙物體在 處于狀態(tài)。五)課堂練習答案1.BCD2.BC3.D4.ABCD5.A6.D7.A8.ABD9.AB 10.勻加速直線運動;勻速直線運動;15;2000六)課堂總結-勻變速直線運動五個公式:式中按規(guī)定方向確定各矢量的正負代入求解。(2解)一個過程問題,五個物理量知三求二,即若有三個已知量,一個方程求一個未知量第七講對自由落體運動的研究(1h)一)學習目標1.通過演示、實驗、分析得出自由落體運動規(guī)律,明確重力加速度的意義,使學生對自由落體運動規(guī)律有具體、深入的認識。2.通過自主學習,了解伽利略對自由落體運動的研究過程,知道伽利略的科學思維方法以及他對物理學的貢獻。二)課程內容1.只在重力作用下,物體由靜止開始下落的運動叫自由落體運動。2.自由落體運動是初速度為零、加速度恒定的勻加速直線運動。-自由落體的加速度,物理學中用符號表示,稱為自由落體加速度或重力加速度。自由落體加速度的方向是豎直向下的,在同一地點,一切物體的重力加速度都相同;地球上緯度和海拔不同的區(qū)域,其數(shù)值略有差別。通常的計算中取? ,近似計算可以取 s-自由落體運動規(guī)律
內,第個內第個內……第個的時間之比:內,第個內第個內……第個的時間之比:€'2,1):(.:3—\;2):...:這些結論可以推廣到初速度為零的勻加速直線運動中。三)例題?問題自由落體運動是一種理想化的運動,這種運動只有在沒有空氣的空間才能發(fā)生,那么在有空氣的情況下,自由落體運動規(guī)律還適用嗎?自由落體運動的基本出發(fā)點是輕、重物體下落一樣快,人類經(jīng)歷了上千年的時間才認識到這點。雖然這種運動要在物體只受重力的作用這個條件才能實現(xiàn),但是在物體所受重力遠遠大于空氣阻力(空氣阻力的影響可以忽略不計)的情況下,是可以近似應用自由落體運動的規(guī)律的。?問題重力加速度的值在地球各處都相同嗎?在空氣阻力的影響可以忽略的前提下,在同一地點,不同的物體(無論輕重、形狀、大小及化學成分等有什么不同)下落一樣快,就說明它們有相同的加速度,這個加速度叫自由落體加速度,又叫重力加速度。在不同地點,重力加速度的值略有差別。重力加速度g值的大小并不是不變的,在地球表面赤道最小,兩極最大。而且重力加速度g還隨著海拔高度升高而減小。由于地球是橢球形的,所以它的方向隨著地理位置的變化而變化,只有在地球表面附近一個較小的空間范圍內才可以近似看成為定值,即大/」\和方向都不變的量。但在一般情況下,在地面附近,可以取g二9.8m/s2或g=10m/s2就足夠精確了。.問題為什么說對自由落體運動的研究意義重大?自由落體運動不僅僅是一個勻變速直線運動的例子,對它的研究體現(xiàn)了科學研究的方法。通過這部分內容的學習,我們可以體會伽利略是如何進行科學探究的。伽利略在前人的觀察、結論的基礎上,經(jīng)過獨立思考、分析批判提出假設:自由落體速度與下落距離成正比。一數(shù)學推導,否定這假設。一提出新假設:自由落體速度與時間成正比。一數(shù)學推導,下落距離與時間平方成正比。一斜面實驗驗證假設。愛因斯坦對伽利略的評價是:伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應用的科學推理方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,而且標志著物理學的真正開端。4.例題一個鐵釘和一團棉花同時從同一高處下落,總是鐵釘先落地,這是因為().鐵釘比棉花團重 .棉花團受到的空氣阻力不能忽略.鐵釘不受空氣阻力 .空氣阻力對鐵釘?shù)南侣洚a(chǎn)生的影響可以忽略。解析:棉花和鐵釘下落時,要受到空氣阻力的作用,但阻力對棉花的影響要比對鐵釘?shù)挠绊懸?,研究棉花的下落時,空氣阻力的影響不能忽略,而研究鐵釘?shù)南侣鋾r,可以忽略空氣阻力的影響。答案:BD?例題科學研究發(fā)現(xiàn):在月球表面沒有空氣,重力加速度約為地球表面處重力加速度的 /若宇航員登上月球后,在空中同一高度處同時由靜止釋放羽毛和鉛球,忽略地球和其它星球對它
們的影響,以下說法中正確的是()?羽毛將加速上升,鉛球將加速下落?羽毛和鉛球都將下落,且同時落到月球表面?羽毛和鉛球都將下落,但鉛球先落到月球表面?羽毛和鉛球都將下落,且落到月球表面的速度相同解析:羽毛和鉛球都將做落體運動,因為沒有空氣阻力,只受重力作用,所以兩者的運動情況時一樣的,下落一樣快,并且落到月球表面時的速度也相同。答案:?例題從離地面 的空中自由落下的一個小球,取 ,求:(1)經(jīng)過多長時間小球落到地面上;()自開始下落計時,在最后內的位移;()下落一半高度時的速度。解析:小球釋放后做自由落體運動,根據(jù)自由落體運動的規(guī)律,選擇合適的公式進行計算。)由h)由h€2gt2可得:2:2h ■'2^80t—I—I€(殳一\:IT()根據(jù)題意有“廣h—2g(t—1)2解得()由卩2€2g- 得v€^gh€^;i0x80 20^2答案:() () ()20芒?例題氣球以米秒的加速度豎直上升,離地秒后,從氣球上掉下一物體,不計空氣阻力,問經(jīng)幾秒鐘物體到達地面?秒?秒.秒.秒解析:先求30秒后氣球的速度及高度:(米秒)(米)物體剛掉下時,具有豎直向上的初速度為37.米5/秒,由 可得:解上式得秒。答案:本題答案應是D四)課堂練習一個物體做自由落體運動,取?物體末的速度為?物體內下落的高度是?物體末的速度為?物體內下落的高度是-同一地點的兩個物體從同一高度同時開始做自由落體運動,那么()?質量較大的物體先到達地面 ?密度較大的物體先到達地面?體積較大的物體先到達地面 ?兩個物體同時到達地面-甲物體重力是乙物體重力的倍,甲從( )高處自由下落,乙從 高處同時開始自由落下。下面幾種說法中正確的是()?兩物體下落過程中,同一時刻甲的速度比乙的速度大?下落后末,它們的速度相等?各自下落 時,它們的速度相等?下落過程中甲的加速度比乙的大關于自由落體運動,下列說法正確的是()?某段時間的平均速度等于初速度與末速度和的一半?某段位移的平均速度等于初速度與末速度和的一半?在任何相等時間內速度變化相同?在任何相等時間內位移變化相同-自由落體運動在任何兩個相鄰的 內,位移的增量為()A.1.A.1.0mB.5.0mC.10mD?不能確定-物體由屋頂自由下落,經(jīng)最后 所用時間為?,則屋頂?shù)母叨燃s為( )A.10mBA.10mB.12mC.14mD.15m物體從距地面高處開始做自由落體運動。當其速度等于著地速度的一半時,物體下落的距離是(物體從距地面高處開始做自由落體運動。當其速度等于著地速度的一半時,物體下落的距離是(A.2A.2HB.4Hd.8H-為了測出井口到井里水面的深度,讓一個小石塊從井口落下,經(jīng)過 后聽到水面的聲音。求井口到水面的大約深度(不考慮聲音傳播所用的時間)。五)課堂練習答案1.AD2.D3.BC1.AD2.D3.BC4.AC5.C6.A7.B8.20m9.10.9.10.11.12.課堂總結自由落體運動:物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動。近似(1)自由落體運動的加速度在同一地點為常量,與物體的質量無關,重力加速度9.計算可以取1m/2s近似規(guī)律:V規(guī)律:V€gt,th€2gt2,v2€2gh,h€Itt 2第八講勻變速直線運動的規(guī)律的應用(2h)學習目標1.能在實際問題中應用勻變速直線運動的規(guī)律。2.知道用勻變速直線運動的規(guī)律解決問題的一般過程與方法。3.體會如何將生活中的問題轉化為物理問題,從而找到它們應遵循的物理規(guī)律,是探究生活中的物理問題常用的方法,物理
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