人教版高中物理必修一全套課件【精品】

物理

人教版·必修1

物理課時(shí)1質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系

課前導(dǎo)航

我國是文明古國，對(duì)運(yùn)動(dòng)早就有研究．早在漢代成書的《尚書緯·考靈曜》中就有這樣的記載：“地恒動(dòng)不止，而人不知。譬如人在大舟中，閉牖(窗戶)而坐，舟行而人不覺也。”

毛澤東同志的詩中也有一名句：“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河?！?/p>

請(qǐng)你思考：

1．選什么物體為參考系，才能說“地恒動(dòng)不止”？

2．“日行八萬里”的地球可否視為質(zhì)點(diǎn)？

3．有一個(gè)成語叫做“刻舟求劍”，如果說刻舟求劍者的錯(cuò)誤在于錯(cuò)選了參照系，你同意這種看法嗎？

基礎(chǔ)梳理

知識(shí)精析

一、理想化模型

1．理想化模型是為了使研究的問題得以簡(jiǎn)化或研究問題方便而進(jìn)行的一種科學(xué)的抽象，實(shí)際并不存在．

2．理想化模型是以研究目的為出發(fā)點(diǎn)，突出問題的主要因素，忽略次要因素而建立的物理模型．

3．理想化模型是在一定程度和范圍內(nèi)對(duì)客觀存在的復(fù)雜事物的一種近似反映，是物理學(xué)中經(jīng)常采用的一種研究方法．

二、質(zhì)點(diǎn)

1．質(zhì)點(diǎn)的特點(diǎn)：具有質(zhì)量，占有位置，無體積和形狀，是一個(gè)理想化的物理模型，實(shí)際上并不存在．

2．物體能否看做質(zhì)點(diǎn)的幾種情況

(1)平動(dòng)的物體因各部分運(yùn)動(dòng)情況相同，一般可以看做質(zhì)點(diǎn)．

(2)物體有轉(zhuǎn)動(dòng)，但物體的轉(zhuǎn)動(dòng)不是我們所要研究的主要問題，物體本身的形狀和大小已變成了次要因素時(shí)可以看做質(zhì)點(diǎn)．如研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)規(guī)律時(shí)，地球的大小就變成次要因素，可以不考慮，此時(shí)地球就可以看做質(zhì)點(diǎn)．轉(zhuǎn)動(dòng)的物體在研究其轉(zhuǎn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)不能看成質(zhì)點(diǎn)．如研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)，地球的大小和形狀就是影響研究問題的重要因素了，因此就不能再把地球看做質(zhì)點(diǎn)了．

(3)物體本身的大小對(duì)所研究問題的影響不能忽略時(shí)，不能把物體看做質(zhì)點(diǎn)，如研究火車過橋的時(shí)間時(shí)就不能把火車看做質(zhì)點(diǎn)．

三、參考系

1．選擇參考系的意義要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，必須首先選好參考系，對(duì)于同一個(gè)運(yùn)動(dòng)，如果選不同的物體作參考系，觀察到的運(yùn)動(dòng)情況可能不相同．例如：甲、乙兩輛汽車由西向東沿同一直線以15m/s的相同速度行駛著．若兩車都以路邊的樹木作為參考系，則兩車都是以15m/s的速度向東行駛；若以其中任意一輛車為參考系，則另一輛是靜止的．

2．選擇參考系的原則

(1)選取參考系一般應(yīng)根據(jù)研究對(duì)象和研究對(duì)象所在的系統(tǒng)來決定．

例如研究火車上物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，一般選取火車作為參考系；研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選地面或相對(duì)地面不動(dòng)的物體作為參考系，這時(shí)，參考系?？梢月匀ゲ惶?，如“汽車運(yùn)動(dòng)了”，就不必說成“汽車相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)了”．

(2)參考系的選取可以是任意的.在實(shí)際問題中,參考系的選取應(yīng)以觀測(cè)方便和使運(yùn)動(dòng)的描述盡可能簡(jiǎn)單為基本原則．

四、坐標(biāo)系

1．建立坐標(biāo)系的物理意義為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系．

2．坐標(biāo)系的種類及特點(diǎn)

(1)直線坐標(biāo)系：以某一點(diǎn)為原點(diǎn)，規(guī)定單位(有時(shí)是長(zhǎng)度，有時(shí)是時(shí)間，也可能是其他物理量)、正方向或變化方向的意義．

(2)平面坐標(biāo)系：物體在某一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)需建立平面坐標(biāo)系．如圖1－1所示，在圖甲中，a、b、c三點(diǎn)有相同的橫坐標(biāo)，在圖乙中，A、B、C三點(diǎn)有相同的縱坐標(biāo)，由此可以發(fā)現(xiàn)：如果僅僅確定某點(diǎn)的橫坐標(biāo)或縱坐標(biāo)，該點(diǎn)的位置并不能唯一確定，如果同時(shí)確定某點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，則該點(diǎn)的位置唯一確定．圖1－1(3)多維坐標(biāo)系(如三維立體空間坐標(biāo)系)：物體的運(yùn)動(dòng)不在同一平面內(nèi)時(shí)，可以建立多維坐標(biāo)系.

方法指導(dǎo)

一、理解質(zhì)點(diǎn)

例12008年8月16日，牙買加運(yùn)動(dòng)員博爾特在北京奧運(yùn)會(huì)上以9秒69打破男子百米跑世界紀(jì)錄，再創(chuàng)速度極限．下列說法正確的是(

)

A．在博爾特的100米飛奔中，可以將他看做質(zhì)點(diǎn)

B．教練為了分析其動(dòng)作要領(lǐng)，可以將其看做質(zhì)點(diǎn)

C．無論研究什么問題，均不能把博爾特看做質(zhì)點(diǎn)

D．是否能將博爾特看作質(zhì)點(diǎn),決定于我們所研究的問題解析

在博爾特的100米飛奔中，我們關(guān)心的是他的名次，無需關(guān)注其動(dòng)作的細(xì)節(jié)，可看做質(zhì)點(diǎn)．教練為了分析其動(dòng)作要領(lǐng)時(shí)，如果作為質(zhì)點(diǎn)，則其擺臂、提腿等動(dòng)作細(xì)節(jié)將被掩蓋，無法研究，所以就不能看做質(zhì)點(diǎn)．

答案

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點(diǎn)評(píng)

(1)不能以質(zhì)量和體積的大小來斷定能否將一個(gè)物體看做質(zhì)點(diǎn)，關(guān)鍵是物體自身因素(如大小和形狀)對(duì)我們所研究問題的影響程度．

(2)平動(dòng)的物體一般可以視為質(zhì)點(diǎn)，平動(dòng)的物體是指物體上各個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況都完全相同的物體．這樣，物體上任一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況與整個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況相同，可用一個(gè)質(zhì)點(diǎn)來代替整個(gè)物體．但研究物體的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，不能把物體視為質(zhì)點(diǎn)．二、參考系與相對(duì)運(yùn)動(dòng)問題

例2

甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看見高樓在向下運(yùn)動(dòng)；乙中乘客看見甲在向下運(yùn)動(dòng)；丙中乘客看見甲、乙都在向上運(yùn)動(dòng)．這三架電梯相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)情況可能是(

)

A．甲向上，乙向下，丙不動(dòng)

B．甲向上，乙向上，丙不動(dòng)

C．甲向上，乙向上，丙向下

D．甲向上，乙向上，丙也向上，但比甲、乙都慢

解析

電梯中的乘客觀看其他物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，是以自己所乘的電梯為參考系．甲中乘客看見高樓向下運(yùn)動(dòng)，說明甲相對(duì)于地面一定在向上運(yùn)動(dòng)．同理，乙相對(duì)甲在向上運(yùn)動(dòng)，說明乙相對(duì)地面也是向上運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)得比甲更快．丙電梯無論是靜止，還是在向下運(yùn)動(dòng)，或以比甲、乙都慢的速度在向上運(yùn)動(dòng)，丙中乘客看甲、乙兩電梯都會(huì)感到它們是在向上運(yùn)動(dòng)．

答案

BCD

點(diǎn)評(píng)

要準(zhǔn)確地描述物體的運(yùn)動(dòng)，參考系的選取非常關(guān)鍵．如在本題中，甲中乘客在觀察高樓的運(yùn)動(dòng)時(shí)，是以自己所乘的電梯為參考系．若以地面為參考系，高樓是靜止的．

變式訓(xùn)練1我們描述某個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，總是相對(duì)一定的參考系．下列說法正確的是(

)

A．我們說“太陽東升西落”，是以地球?yàn)閰⒖枷档?/p>

B．我們說“地球圍繞太陽轉(zhuǎn)”，是以地球?yàn)閰⒖枷档?/p>

C．我們說“同步衛(wèi)星在高空靜止不動(dòng)”，是以太陽為參考系的

D．坐在火車上的乘客看到鐵路旁的樹木、電線桿迎面向他飛奔而來，乘客是以火車為參考系的

解析

“太陽東升西落”是相對(duì)于我們居住的地球而言，是以地球?yàn)閰⒖枷档?，所以選項(xiàng)A正確；“地球圍繞太陽轉(zhuǎn)”是以太陽為參考系的，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；“同步衛(wèi)星在高空靜止不動(dòng)”是相對(duì)于地球而言的，是以地球?yàn)閰⒖枷档?，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；火車上的乘客看到鐵路旁的樹木、電線桿迎面向他飛奔而來，是以火車或他自己為參考系的，所以選項(xiàng)D正確．

答案

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例3

為了確定一輛行駛在北京長(zhǎng)安街上的汽車的位置，我們可以取x軸表示長(zhǎng)安街的東西方向，x軸的正方向指向東，并且取天安門前的旗桿作為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)，那么汽車的位置就由它的坐標(biāo)完全確定了．若汽車的坐標(biāo)是1km，則表示汽車處于什么位置？汽車的坐標(biāo)是－2km呢？

解析

若汽車的坐標(biāo)是1km，則表示汽車旗桿以東1km；汽車在的坐標(biāo)是－2km，則表示汽車在旗桿以西2km.

答案

旗桿以東1km，旗桿以西2km

點(diǎn)評(píng)

用坐標(biāo)確定了物體的位置，我們就能定量地描述物體的運(yùn)動(dòng)，特別要注意坐標(biāo)正負(fù)號(hào)的含義，坐標(biāo)的絕對(duì)值表示汽車離開坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，正負(fù)號(hào)表示方向．變式訓(xùn)練2從高出地面3m的位置豎直向上拋出一個(gè)小球，它上升5m后落回地面，如圖1－2所示，分別以地面和拋出點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，方向均以向上為正，填寫下面的表格．解析

在物體運(yùn)動(dòng)的直線上建立直線坐標(biāo)系，定量描述物體的位置，若以地面為原點(diǎn)，則出發(fā)點(diǎn)、最高點(diǎn)、落地點(diǎn)的坐標(biāo)分別為x1＝3m，x2＝8m，x3＝0；若以拋出點(diǎn)為原點(diǎn)，則x1′＝0.2，x2′＝5m，x3′＝－3m.坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)點(diǎn)坐標(biāo)最高點(diǎn)坐標(biāo)落地點(diǎn)坐標(biāo)地面為原點(diǎn)拋出點(diǎn)為原點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)點(diǎn)坐標(biāo)最高點(diǎn)坐標(biāo)落地點(diǎn)坐標(biāo)地面為原點(diǎn)3m8m0拋出點(diǎn)為原點(diǎn)05m－3m

互動(dòng)平臺(tái)

育才老師告訴你如何記學(xué)習(xí)筆記

學(xué)習(xí)筆記是同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)活動(dòng)中，通過聽講、觀察和思考而記錄的內(nèi)容，是一種重要的學(xué)習(xí)手段．俗話說“好記性不如爛筆頭”，隨著時(shí)間的推移，所學(xué)知識(shí)總要有所遺忘，而學(xué)習(xí)筆記積累了大量的原始資料，稍加整理，就可以使知識(shí)系統(tǒng)化，便于日后復(fù)習(xí)鞏固．學(xué)習(xí)筆記應(yīng)以注重內(nèi)容、不拘形式、發(fā)展能力為原則，起到拓寬知識(shí)、加深理解、訓(xùn)練思維、提高效率的作用．

1．學(xué)習(xí)筆記應(yīng)記什么

(1)記重點(diǎn)

①記重要的概念、原理和規(guī)律．物理概念、原理、規(guī)律的敘述常常是簡(jiǎn)潔而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，一個(gè)關(guān)鍵的字、詞往往隱藏著豐富的內(nèi)涵．因此在物理概念、原理、規(guī)律的學(xué)習(xí)中，必須及時(shí)把老師在課堂上分析的這些隱藏著的潛臺(tái)詞整理出來，并做必要的記錄．

②記典型習(xí)題．典型習(xí)題對(duì)同學(xué)們今后的學(xué)習(xí)可起到引導(dǎo)、啟發(fā)和示范作用，能發(fā)展分析、綜合、歸納和應(yīng)用知識(shí)等多方面的能力，培養(yǎng)思維的邏輯性和推理的嚴(yán)密性．③記一般規(guī)律．通常情況，老師會(huì)將類似的或有關(guān)聯(lián)的問題進(jìn)行分類、概念，整理其分析思路，總結(jié)一些規(guī)律性的東西．

(2)記疑點(diǎn)、難點(diǎn)

發(fā)現(xiàn)問題是認(rèn)識(shí)上的進(jìn)步，問題得到解決是知識(shí)水平的提高．物理學(xué)習(xí)說到底就是生疑、釋疑的過程．每個(gè)同學(xué)可整理出自己學(xué)習(xí)情況的“問題集”，以便檢查自己學(xué)習(xí)中遺留的問題，提高學(xué)習(xí)效率．

(3)記課外知識(shí)

俗話說：“處處留心皆學(xué)問．”當(dāng)今社會(huì)處于信息時(shí)代，物理學(xué)習(xí)也應(yīng)適應(yīng)時(shí)代要求．因此，在物理學(xué)習(xí)中應(yīng)廣泛地閱讀，細(xì)心地觀察，認(rèn)真地思考，隨時(shí)采擷信息，使一些現(xiàn)象與物理知識(shí)產(chǎn)生神奇的碰撞，迸發(fā)出靈感的火花．

2．記筆記時(shí)應(yīng)注意的問題

(1)處理好“聽”、“想”、“記”的關(guān)系同學(xué)們要逐步養(yǎng)成手腦并用、邊聽邊記的習(xí)慣．因高中課堂教學(xué)難度、容量都比較大，如果把“聽”和“記”絕對(duì)分開進(jìn)行，必然會(huì)有一些內(nèi)容聽不到或記不全，這必然影響學(xué)習(xí)效果．

(2)及時(shí)整理筆記由于時(shí)間緊迫，筆記可能有各種缺陷，要及時(shí)補(bǔ)漏勘誤．

(3)要注意筆記的合理布局課堂筆記不要寫得過密，行與行、段與段之間要留有適當(dāng)?shù)目瞻祝员阌谛薷?、補(bǔ)充和整理．

同步達(dá)標(biāo)

一、選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分，每題至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)

1．在研究體育比賽中運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)時(shí)，下列運(yùn)動(dòng)員可以當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)處理的是(

)

A．研究姚明在扣籃的動(dòng)作時(shí)

B．研究李小鵬在雙桿上比賽的動(dòng)作時(shí)

C．研究菲爾普斯100米自由游觸壁的瞬間

D．記錄某馬拉松運(yùn)動(dòng)員在比賽過程中各時(shí)刻的位置時(shí)

答案

D

2．關(guān)于參考系，下列說法不符合實(shí)際的是(

)

A．一個(gè)物體相對(duì)于其他物體的位置變化，叫機(jī)械運(yùn)動(dòng)

B．不選定參考系，就無法研究某一物體怎樣運(yùn)動(dòng)

C．參考系是不動(dòng)的物體

D．參考系是人們假設(shè)不動(dòng)的物體

答案

C

3．“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河?！边@一詩句表明(

)

A．“坐地日行八萬里”選的參考系是地心

B．“巡天遙看一千河”選的參考系是地球以外的星體

C．人在地球上的靜止是相對(duì)的，運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的

D．坐在地面上的人是絕對(duì)靜止

解析

研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)要選定參考系．“坐地日行八萬里”－－人坐在地上(赤道附近)一日(24h)繞地心運(yùn)動(dòng)一周，根據(jù)地球半徑可知周長(zhǎng)約4萬千米，“巡天遙看一千河”－－坐在地面上的人相對(duì)地球以外的其他天體(星星)是運(yùn)動(dòng)的，故選項(xiàng)A、B正確．運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的，故選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤．

答案

ABC

4．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中，正確的是(

)

A．質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的模型，實(shí)際并不存在

B．因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)沒有大小，所以與幾何中心的點(diǎn)沒有區(qū)別

C．凡是輕小的物體，都可看成質(zhì)點(diǎn)

D．如果物體的形狀和大小在所研究的問題中屬于無關(guān)或次要因素，就可以把物體看成質(zhì)點(diǎn)

解析

質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的物理模型，實(shí)際上不存在，物體能否看成質(zhì)點(diǎn)要滿足D項(xiàng)的條件，選項(xiàng)A、D正確；質(zhì)點(diǎn)是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而抽象出來的點(diǎn)，與幾何中心、物體大小沒有直接關(guān)系，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤．

答案

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5．某校高一的新同學(xué)分別乘兩輛汽車去市公園玩．兩輛汽車在平直公路上運(yùn)動(dòng)，甲車內(nèi)一同學(xué)看見乙車沒有運(yùn)動(dòng)，而乙車內(nèi)一同學(xué)看見路旁的樹木向西移動(dòng)．如果以地面為參考系，那么，上述觀察說明(

)

A．甲車不動(dòng)，乙車向東運(yùn)動(dòng)

B．乙車不動(dòng)，甲車向東運(yùn)動(dòng)

C．甲車向西運(yùn)動(dòng)，乙車向東運(yùn)動(dòng)

D．甲、乙兩車以相同的速度都向東運(yùn)動(dòng)

解析

甲看到乙車不動(dòng)，說明甲和乙運(yùn)動(dòng)情況相同，乙車內(nèi)同學(xué)看到樹木向西運(yùn)動(dòng)，說明車在向東運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤．

答案

D

6．有一天下午，在我國東南部的某大城市的中心廣場(chǎng)行人擁擠，有人突然高喊“樓要倒了！”其他人猛然抬頭觀看，也發(fā)現(xiàn)樓在慢慢傾倒，如圖所示．人們便紛紛狂奔逃生，導(dǎo)致交通一片混亂，但過了好久，高樓并沒有倒塌．人們?cè)僮屑?xì)觀望時(shí)，樓依然穩(wěn)穩(wěn)地矗立在那里．下列有關(guān)探究分析這一現(xiàn)象的原因的說法中，正確的是(

)

解析

看到?jīng)]有運(yùn)動(dòng)的樓在運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該是選擇了運(yùn)動(dòng)的物體作參考系，高樓矗立在空中，是以開闊的天空為背景的高層建筑，它旁邊沒有別的固定的參考系，人在抬頭觀望時(shí)可能是選擇了空中運(yùn)動(dòng)的云做參考系，如果天空的云在快速移動(dòng)，人在突然抬頭觀望時(shí)，誤將云看做是固定不動(dòng)的，所以產(chǎn)生了樓在運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)覺．“月在云中行”也是這種情況．

答案

C7．煙囪冒出的煙和平直路面上甲、乙兩車上的小旗的朝向如圖所示，關(guān)于甲、乙兩車相對(duì)于路旁房子的運(yùn)運(yùn)情況，下列說法正確的是(

)

A．甲、乙兩車一定向左運(yùn)動(dòng)

B．甲車可能靜止或向右運(yùn)動(dòng)或向左緩慢運(yùn)動(dòng)，乙車一定向左運(yùn)動(dòng)

C．甲車可能向右加速運(yùn)動(dòng)，乙車可能向右減速運(yùn)動(dòng)

D．甲車一定向右運(yùn)動(dòng)，乙車一定向左運(yùn)動(dòng)解析

首先由圖中煙囪冒出的煙，可以判斷當(dāng)時(shí)的風(fēng)向向左；甲車的小旗和煙的飄向一致，說明以甲車為參考系時(shí)風(fēng)向向左，甲車有可能靜止，也有可能沿和風(fēng)向相同的方向運(yùn)動(dòng)，只是甲車的運(yùn)動(dòng)速度比風(fēng)的速度小，還可能是甲車以任意速度向左運(yùn)動(dòng)；乙車的小旗和煙的飄向相反，說明乙車一定是向左運(yùn)動(dòng)，而且車速比風(fēng)速大．

答案

B

8．地面觀察者看到雨滴豎直下落時(shí)，坐在勻速前進(jìn)的列車車廂中的乘客看雨滴是(

)

A．向前運(yùn)動(dòng)B．向后運(yùn)動(dòng)

C．傾斜落向前下方D．傾斜落向后下方

解析

這是以乘客為參考系，此時(shí)雨滴在水平方向相對(duì)于乘客是向后運(yùn)動(dòng)的，再加上豎直下落的運(yùn)動(dòng)，故應(yīng)為落向后下方．

答案

D

9．第一次世界大戰(zhàn)的時(shí)候，一個(gè)法國飛行員在2000m高空飛行的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個(gè)什么小玩意兒在游動(dòng)著．飛行員以為是一只小昆蟲，敏捷地把它一把抓了過來．現(xiàn)在請(qǐng)你想一想這位飛行員的驚詫吧，他發(fā)現(xiàn)他抓到的是一顆德國子彈！大家都知道，子彈的飛行速度是相當(dāng)快的，為什么飛行員能抓到子彈？

解析

這是因?yàn)?，一顆子彈并不是始終用800～900m/s的速度飛行的．由于空氣的阻力，這個(gè)速度會(huì)逐漸減小下來，而在它的路程終點(diǎn)(跌落前)的速度卻只有40m/s.這個(gè)速度是普通飛機(jī)也可以達(dá)到的．因此，很可能碰到這種情形：飛機(jī)跟子彈的方向和速度相同，那么，這顆子彈對(duì)于飛行員來說，它相當(dāng)于靜止不動(dòng)的，或者只是略微有些移動(dòng)．那么，把它抓住自然沒有絲毫困難了．

10．為了確定平面上物體的位置，我們建立平面直角坐標(biāo)系，如圖所示．以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿東西方向?yàn)閤軸，向東為正；沿南北方向?yàn)閥軸，向北為正．圖中A點(diǎn)的坐標(biāo)如何表示？其含義是什么？解析

A點(diǎn)的橫坐標(biāo)x＝2m，A點(diǎn)的縱坐標(biāo)y＝3m，坐標(biāo)值的含義表示A點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)偏東2m，偏北3m處．

答案

(2m,3m)

A點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)偏東2m，偏北3m處

11．一物體從O點(diǎn)出發(fā)，沿東偏北30°的方向運(yùn)動(dòng)10m至A點(diǎn)，然后又向正南方向運(yùn)動(dòng)5m至B點(diǎn)．

(1)建立適當(dāng)坐標(biāo)系，描述出該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡．

(2)依據(jù)建立的坐標(biāo)系，分別求出A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)．

解析

(1)坐標(biāo)系如圖所示，線OAB為運(yùn)動(dòng)軌跡．

(2)xA=5m，yA=5m；xB=5m，yB=0.A點(diǎn)的坐標(biāo)：(5,5)，B點(diǎn)的坐標(biāo)：(5,0)．

附加探究題(10分)

12．東漢時(shí)期的著作《尚書緯·考靈曜》中談到地球的運(yùn)動(dòng)時(shí)這樣寫道：“地恒動(dòng)不止，而人不知。譬如人在大舟中，閉牖(即窗戶)而坐，舟行而人不覺也?！边@說明了什么道理？如果你坐在一艘勻速行駛的船中，窗戶全部關(guān)閉，請(qǐng)你探究如何證明船是在運(yùn)動(dòng)的．

探究思路

這句話反映了運(yùn)動(dòng)與參考系的關(guān)系，要確定物體的運(yùn)動(dòng)必須有參考系，人在地球表面上以地面為參考系是靜止的，就如同在封閉的船艙里以船艙為參考系是一樣的，所以感覺不到地球和船的運(yùn)動(dòng)．當(dāng)人坐在窗戶關(guān)閉的船艙中時(shí)，由于看不到船外面的物體，所以分析船艙內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，均以船艙為參考系，所以船勻速行駛時(shí)，人在船艙內(nèi)是感覺不出船的運(yùn)動(dòng)的，也無法證明這一點(diǎn)．課時(shí)2時(shí)間和位移

課前導(dǎo)航

學(xué)習(xí)物理時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到生活用語和專業(yè)術(shù)語的區(qū)別，這一點(diǎn)要引起重視．一位同學(xué)問：什么“時(shí)間”下課？另一位同學(xué)說：8時(shí)45分下課．又問：一節(jié)課多長(zhǎng)“時(shí)間”？答：45分鐘．

請(qǐng)你思考：

1．第一問中的“時(shí)間”實(shí)際是“時(shí)刻”還是“時(shí)間間隔”？

2．第二問中的“時(shí)間”是“時(shí)刻”還是“時(shí)間間隔”？

基礎(chǔ)梳理

知識(shí)精析

一、時(shí)間與時(shí)刻

1．時(shí)刻對(duì)應(yīng)于物體所處的狀態(tài)，只有先與后、早與遲的區(qū)別，而沒有長(zhǎng)短之分；在時(shí)間軸上，時(shí)刻用一個(gè)點(diǎn)表示．

舉例：下面幾種說法均屬時(shí)刻．第2s初，第3s末，第5s時(shí)，火車10：05開車．

2．時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)于物體所經(jīng)歷的某段過程，是用長(zhǎng)短來表達(dá)的，它本身沒有先后或遲早的涵義；在時(shí)間軸上，時(shí)間間隔用線段表示．

舉例：下面的幾種說法均屬時(shí)間間隔．第5s內(nèi)：時(shí)間為1s；前10s內(nèi)：時(shí)間為10s；從第3s初至第6s初：時(shí)間為3s.

二、位移與路程三、標(biāo)量與矢量

1．標(biāo)量：只有大小沒有方向的量．如：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、路程、溫度、能量等．運(yùn)算遵從算術(shù)法則．

2．矢量：有大小也有方向的量．如：位移、力、速度等．運(yùn)算法則與標(biāo)量不同，我們將在以后學(xué)習(xí)．

方法指導(dǎo)

一、時(shí)間與時(shí)刻的區(qū)別與聯(lián)系

例1

關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻，下列說法正確的是(

)

A．物體在5s時(shí)指的是物體在5s末時(shí)，指的是時(shí)刻

B．物體在5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時(shí)間

C．物體在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時(shí)間

D．第4s末就是第5s初，指的是時(shí)刻

解析

解答本題的關(guān)鍵是正確理解“時(shí)”、“初”、“末”、“內(nèi)”等字在表示時(shí)刻和時(shí)間間隔時(shí)的不同含義.

答案

ACD

點(diǎn)評(píng)

(1)時(shí)刻是一狀態(tài)量，時(shí)間是一過程量，區(qū)分二者的關(guān)鍵是看它們對(duì)應(yīng)的是一個(gè)狀態(tài)還是一段過程．

選項(xiàng)內(nèi)容指向，聯(lián)系分析結(jié)論A5s時(shí)和5s末是指同一時(shí)刻正確B5s內(nèi)是指物體在1s初到5s末這5s的時(shí)間錯(cuò)誤C第5s內(nèi)是指第4s末到第5s末這1s的時(shí)間正確D第4s末和第5s初指同一時(shí)刻，在時(shí)間軸上二者對(duì)應(yīng)同一點(diǎn)正確

(2)在時(shí)間軸上，要注意同一點(diǎn)的不同說法．如圖所示，A點(diǎn)表示第1s末或第2s初，但不要理解成第1s初．

變式訓(xùn)練1

下列的計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)指時(shí)間的是(

)

A．天津開往德州的列車于13時(shí)35分從天津發(fā)車

B．某人用15s跑完100m

C．中央電視臺(tái)新聞聯(lián)播節(jié)目19時(shí)開播

D．1997年7月1日零時(shí)中國對(duì)香港恢復(fù)行使主權(quán)

答案

B

二、位移和路程的區(qū)別

例2

如圖2－1所示，在2008年北京奧運(yùn)會(huì)上，甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員分別參加了在主體育場(chǎng)舉行的400m和100m田徑?jīng)Q賽，且兩人都是在最內(nèi)側(cè)跑道完成了比賽．則兩人在各自的比賽過程中通過的位移大小x甲、x乙和通過的路程大小l甲、l乙之間的關(guān)系是(

)

A．x甲>x乙，l甲<l乙

B．x甲<x乙，l甲>l乙

C．x甲>x乙，l甲>l乙

D．x甲<x乙，l甲<l乙

解析

田徑場(chǎng)上的跑道如圖所示.400m比賽要從起點(diǎn)環(huán)繞跑道一圈，圈子最內(nèi)側(cè)跑道的起點(diǎn)和終點(diǎn)重合．因此，路程l甲＝400m，位移x甲＝0；而100m比賽是直道，路程l乙＝100m，位移x乙＝100m．顯然x甲<x乙，l甲>l乙．

答案

B

點(diǎn)評(píng)

田徑比賽的問題，首先要了解田徑場(chǎng)的情況；再次要對(duì)運(yùn)動(dòng)員參賽項(xiàng)目比賽規(guī)則要有所了解．故體育比賽對(duì)物理學(xué)的研究起一定的作用．

變式訓(xùn)練2

如圖2－2所示，一操場(chǎng)跑道全長(zhǎng)400m，其中CD和FA為100m長(zhǎng)的直道，彎道ABC和DEF均為半圓形，長(zhǎng)度均為100m．一運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)開始起跑，沿彎道ABC和直道CD跑到D點(diǎn)，求該運(yùn)動(dòng)員在這段時(shí)間內(nèi)的路程和位移．

圖2－2

答案

路程為200m，位移為118.57m，方向由A指向D

三、直線運(yùn)動(dòng)中的位置和位移

例3

在如圖2－3所示的坐標(biāo)系中，物體由A點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，再由B點(diǎn)沿直線返回到C點(diǎn)，試分別求出物體從A到B、從B到C、從A到C三段的路程和位移．

圖2－3解析

根據(jù)定義去求路程和位移，在位移軸上，位移等于坐標(biāo)值的變化量.路程就是軌跡的長(zhǎng)度，所以質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)階段的路程分別為：

lAB＝30m，lBC＝40m

lAC＝lAB＋lBC＝30m＋40m＝70m三個(gè)階段的位移分別為：

xAB′＝xB－xA＝30m

xBC′＝xC－xB＝10m－50m＝－40m

xAC′＝xC－xA＝10m－20m＝－10m負(fù)號(hào)表示位移的方向與x軸正方向相反．

答案

路程分別為30m、40m、70m位移分別為30m、－40m、－10m

互動(dòng)平臺(tái)

育才老師和細(xì)心同學(xué)關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻的對(duì)話

細(xì)心：我國有句俗語叫做“寸金難買寸光陰”．“寸”本是長(zhǎng)度的單位，“寸金”可以理解，可是“寸光陰”就讓人費(fèi)解了，度量長(zhǎng)度的單位“寸”怎么能夠用來度量時(shí)間呢？

育才：?jiǎn)柕煤茫f來話長(zhǎng)，古代計(jì)時(shí)工具不發(fā)達(dá)，人們就用漏壺滴水來計(jì)時(shí)，在壺的中央插上一根箭桿，箭桿上刻上刻度，隨著水面下降，露出水面的刻度越來越多，這就是“時(shí)刻”這一詞的起源．

細(xì)心：老師，我明白了．“寸光陰”就是指漏壺中的水面下降一寸所需要的時(shí)間．

育才：對(duì)．有一出京劇名劇叫做《文昭關(guān)》，其中有一句唱詞是“寅夜漏聲催曉箭”，說的就是伴隨著不停的漏聲，壺中的箭桿越露越長(zhǎng)，天就要亮了．

細(xì)心：看來“時(shí)刻”是指箭桿上的刻度，而“時(shí)間”應(yīng)是指刻度與刻度間的距離．

育才：現(xiàn)在的計(jì)時(shí)工具已遠(yuǎn)非當(dāng)年的銅壺滴漏可比了．那么，第3s末、第4s初、3s內(nèi)、第3s內(nèi)分別表示什么？

細(xì)心：第3s末、第4s初為時(shí)刻，且為同一時(shí)刻，與狀態(tài)量對(duì)應(yīng)；3s內(nèi)(0～第3s末)、第3s內(nèi)(第2s末～第3s末)均為時(shí)間，與過程量對(duì)應(yīng)．

粗心同學(xué)和細(xì)心同學(xué)關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的對(duì)話

粗心：地球很大，是不能看做質(zhì)點(diǎn)的．

細(xì)心：地球相對(duì)宇宙大不大？

粗心：不大．

細(xì)心：地球繞太陽運(yùn)動(dòng)時(shí)，能不能看做質(zhì)點(diǎn)呢？

粗心：地球的大小跟地球與太陽間的距離相比很小，所以可將地球看做質(zhì)點(diǎn)．我明白了，物體本身的尺寸大小不是能否將其看做質(zhì)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)．

同步達(dá)標(biāo)

一、選擇題(本題共6小題，每小題5分，共30分，每題至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)

1．關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻，下列說法正確的是(

)

A．時(shí)間很長(zhǎng)，時(shí)刻很短

B．第2s內(nèi)和2s都是指一段時(shí)間間隔

C．時(shí)光不能倒流，因此時(shí)間是矢量

D．“北京時(shí)間12點(diǎn)整”其實(shí)指的是時(shí)刻

解析

時(shí)間指一過程，時(shí)刻指某一瞬時(shí)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；第2s內(nèi)和2s都指時(shí)間間隔，選項(xiàng)B正確；時(shí)間是標(biāo)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；“12點(diǎn)整”指時(shí)刻，選項(xiàng)D正確．

答案

BD

2．關(guān)于位移和路程，下列說法正確的是(

)

A．位移和路程是相同的物理量

B．路程是標(biāo)量，即表示位移的大小

C．位移是矢量，位移的方向即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向

D．若物體做單一方向的直線運(yùn)動(dòng),位移的大小等于路程

解析

位移是由初始位置指向終止位置的有向線段，是矢量，位移的大小等于這段直線段的長(zhǎng)度；路程是標(biāo)量，是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的總長(zhǎng)度，只有質(zhì)點(diǎn)一直向著單一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程．

答案

D

3．下列說法正確的是(

)

A．學(xué)校作息時(shí)間表上的“學(xué)生上第一節(jié)課的時(shí)間為8：00”是指時(shí)間間隔

B．火車站公布的旅客列車運(yùn)行表是時(shí)刻表

C．體育老師用秒表記錄某同學(xué)完成百米短跑的記錄值是時(shí)間間隔

D．神舟七號(hào)繞地球飛行45周，耗時(shí)68時(shí)27分鐘是時(shí)刻

答案

BC

4．氫氣球升到離地面80m高空時(shí)從上面掉落下一物體，物體又上升了10m高后開始下落，若取向上為正，則物體從掉落開始至落地時(shí)的位移和經(jīng)過的路程分別為(

)

A．80m,100m

B．－80m,100m

C．90m,180m

D．90m，－180m

解析

位移是矢量，有大小和方向，當(dāng)選擇向上方向?yàn)檎龝r(shí)，向下即為負(fù)，故正確表示位移應(yīng)為－80m.

答案

B

5．一質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置坐標(biāo)如下表所示，則此質(zhì)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后(

)

A．第1s內(nèi)的位移最大 B．第4s內(nèi)的位移最大

C．第2s內(nèi)的位移最大 D．第3s的路程最小

答案

Ct(s)末012345x(m)05－4－1－71

6．物體沿半徑分別為r和R的半圓弧由A點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)，如圖所示．則它運(yùn)動(dòng)的位移和路程分別是(

)

A．2(R+r)；π(R+r)

B．2(R＋r)，向東；2πR，向東

C．2π(R＋r)，向東；2π(R＋r)

D．2(R＋r)，向東；π(R＋r)

解析

位移是由初位置指向末位置的矢量，其大小等于A、C間的距離，即x＝2r＋2R＝2(R＋r)，方向由A指向B，即向東．路程是標(biāo)量，其大小等于兩半圓弧長(zhǎng)度之和，即l＝πr＋πR＝π(R＋r)，沒有方向．

答案

D

二、計(jì)算題(本題共2小題，共20分，每小題10分)

8．2007年4月18日，我國鐵路第六次大面積提速，重點(diǎn)城市間大量開行時(shí)速200公里及以上動(dòng)車組旅客列車--“和諧號(hào)”CRH系列國產(chǎn)化動(dòng)車組列車．下表是D665次動(dòng)車組列車運(yùn)行的時(shí)刻表．試求D665次動(dòng)車組列車從上海到海寧、杭州、義烏、金華的時(shí)間．(保留兩位有效數(shù)字)

D665次列車時(shí)刻表停靠站到達(dá)時(shí)刻開車時(shí)刻里程(km)上海南－13：120海寧13：5914：01108杭州14：3514：37173義烏15：2515：27312金華西15：53－360

解析

從上海到海寧的時(shí)間為：47分從上海到杭州的時(shí)間為：1小時(shí)23分從上海到義烏的時(shí)間為：2小時(shí)13分從上海到金華的時(shí)間為：2小時(shí)41分．

附加探究題(10分)

9．在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的一條直線跑道上，每隔5m距離放置一個(gè)空瓶子，運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行往返跑訓(xùn)練，從中間某一瓶子出發(fā)，跑向最近的空瓶將其扳倒后再扳倒出發(fā)點(diǎn)處的第一個(gè)瓶子，之后再往返到前面的最近處的瓶子，依次下去，當(dāng)他扳倒第6個(gè)空瓶時(shí)，他跑過的路程為多大，位移是多大？

探究思路

從O點(diǎn)出發(fā)，如圖所示路程：(2×5＋10＋15＋20＋25)m＝80m位移：OE＝10m答案路程為80m位移大小為10m

課時(shí)3運(yùn)動(dòng)快慢的描述——速度

課前導(dǎo)航

著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼(R.P.Feynman,1918～1988年)曾講過這樣一則笑話：一位女士由于駕車超速而被警察攔?。熳哌^來對(duì)她說：“太太，您剛才的車速是60英里每小時(shí)！”(1英里＝1.609千米)這位女士反駁說：“不可能的！我才開了7分鐘，還不到一個(gè)小時(shí)，怎么可能走了60英里呢？”“太太，我的意思是：如果您繼續(xù)像剛才那樣開車，在下一個(gè)小時(shí)里您將駛過60英里。”“這也是不可能的，我只要再行駛10英里就到家了，根本不需要再開過60英里路程?！?/p>

請(qǐng)你思考：

1．交警所說的“60英里每小時(shí)”指的是什么？

2．這位女士狡辯的根據(jù)是什么？

3．假如你是交警，你如何說服這位女士？

基礎(chǔ)梳理

知識(shí)精析

一、平均速度

1．平均速度：反映一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度，它與一段位移或一段時(shí)間相對(duì)應(yīng)，不指出對(duì)應(yīng)哪一個(gè)過程的平均速度是沒有意義的．

2．比較平均速度與瞬時(shí)速度

(1)含義：平均速度指某`過程中物體位置變化的平均快慢程度；瞬時(shí)速度指某時(shí)刻或某處物體運(yùn)動(dòng)的快慢程度．

(2)對(duì)應(yīng)：平均速度對(duì)應(yīng)某個(gè)過程，如一段時(shí)間、一段位移；瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)某個(gè)狀態(tài)，如時(shí)刻、位置．

二、位移－時(shí)間圖象

圖3－1

1．位移－時(shí)間圖象(x－t圖象)：在如圖3－1所示的直角坐標(biāo)系中，用來描述位移x與時(shí)間t關(guān)系的圖象叫位移－時(shí)間圖象或x－t圖象．

2．利用x－t圖象描述物體的運(yùn)動(dòng)

(1)從x－t圖象中可以找出物體在各個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位移．

(2)若物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則x－t圖象是一條傾斜的直線，直線的斜率表示物體的速度.

圖3－2

圖3－3

(3)若x－t圖象與時(shí)間軸平行，表示物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖3－2所示．

(4)若物體做非勻速運(yùn)動(dòng)，則x－t圖象是一條曲線，如圖3－3所示，在時(shí)間t1～t3內(nèi)的平均速度等于直線AB的斜率，t2時(shí)刻對(duì)應(yīng)圖象上點(diǎn)的切線的斜率表示該點(diǎn)的瞬時(shí)速度.

方法指導(dǎo)

一、理解速度和速率

例1

關(guān)于速率和速度，下列說法不正確的是(

)

A．平均速率就是平均速度

B．瞬時(shí)速率是指瞬時(shí)速度的大小

C．勻速直線運(yùn)動(dòng)中任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都等于其任一時(shí)刻瞬時(shí)速度

D．勻速直線運(yùn)動(dòng)中任何一段時(shí)間內(nèi)的平均速度均相等解析

速度與速率是兩個(gè)不同的概念，且前者是矢量，后者是標(biāo)量．選項(xiàng)A中，平均速率是路程與時(shí)間的比值，而平均速度是位移與時(shí)間的比值，一般情況下，路程是大于位移的，所以兩者大小不一定相等，而且平均速率無方向，也不同于平均速度，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤．選項(xiàng)B是瞬時(shí)速率定義表述的內(nèi)容，正確．在特殊的勻速直線運(yùn)動(dòng)中，由于相等時(shí)間內(nèi)位移相等，而且位移大小與路程也相等，所以選項(xiàng)C、D都正確．

答案

A

二、平均速度的計(jì)算

例2

甲做變速直線運(yùn)動(dòng)，前一半位移平均速度為v1，后一半位移平均速度為v2，全程的平均速度為多大？

變式訓(xùn)練1

(1)甲做變速直線運(yùn)動(dòng)，若甲前一半時(shí)間的平均速度為v1，后一半時(shí)間的平均速度為v2，則全程的平均速度多大？

(2)甲做變速直線運(yùn)動(dòng)，若甲前一半時(shí)間內(nèi)的平均速度為v1，全程的平均速度為v2，則后一半時(shí)間內(nèi)的平均速度是多少？

三、利用x－t圖象分析物體的運(yùn)動(dòng)

例3

圖3－4所示是做直線運(yùn)動(dòng)的甲、乙兩物體相對(duì)于同一參考系的位移一時(shí)間(x－t)圖象，下列說法錯(cuò)誤的是(

)

圖3－4

A．甲啟動(dòng)的時(shí)刻比乙早t1s

B．當(dāng)t＝t2時(shí)，兩物體相遇

C．當(dāng)t＝t2時(shí)，兩物體相距最遠(yuǎn)

D．當(dāng)t＝t3時(shí)，兩物體相距x0m

解析

甲從t＝0時(shí)刻開始出發(fā)，乙在0～t1這段時(shí)間內(nèi)保持靜止，故甲比乙早出發(fā)的時(shí)間為t1s，選項(xiàng)A正確．當(dāng)t＝t2時(shí)，甲、乙兩物體的位移相等，即甲、乙兩物體相遇，選項(xiàng)B正確、選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)t＝t3時(shí)，甲的位移為零，乙的位移為x0，兩物體相距x0，選項(xiàng)D正確．

答案

C

點(diǎn)評(píng)

解析圖象問題要將圖象與實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況結(jié)合起來，以便建立清晰的物理情境．注意坐標(biāo)軸的含義，起點(diǎn)、交點(diǎn)的物理意義，以及斜率和面積的意義．

變式訓(xùn)練2

百米賽跑中，甲、乙、丙三人從一開始就做勻速直線運(yùn)動(dòng)，甲按時(shí)起跑，乙比甲落后0.5s起跑，丙搶跑的距離為1m，試說明圖3－5中的A、B、C三條圖線分別表示的是誰的圖象并比較他們的速度大?。畧D3－5

解析

甲按時(shí)起跑，說明甲的圖線是A，乙比甲落后0.5s，說明乙的圖線是C，丙搶跑1m，說明丙的圖線是B.

在x－t圖象中，圖線的斜率表示速度，從A、B、C三條圖線斜率的大小可得出甲、乙、丙三人的速度大小關(guān)系為：v甲＞v乙＞v丙．

答案

A－甲，B－丙，C－乙v甲＞v乙＞v丙

互動(dòng)平臺(tái)

育才老師與細(xì)心同學(xué)、粗心同學(xué)關(guān)于平均速度的對(duì)話

粗心：凡是平均數(shù)就應(yīng)該是兩數(shù)相加除以2.

育才：其實(shí)常見的平均數(shù)有如下幾種．

細(xì)心：根據(jù)平均速度的定義，平均速度應(yīng)當(dāng)是第③種，即調(diào)和平均數(shù)．

粗心：原來我對(duì)于平均數(shù)的認(rèn)識(shí)是狹隘的．平均數(shù)有這么多種類，不能一遇上求平均值的問題就幾個(gè)數(shù)相加再除以幾．我以后會(huì)注意的．

同步達(dá)標(biāo)

一、選擇題(本題共8小題，每小題5分，共40分，每題至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)

1．下列有關(guān)平均速度的說法中，正確的是(

)

A．平均速度為始末速度和的一半

B．平均速度是路程與時(shí)間的比值

C．平均速度是標(biāo)量

D．平均速度與位移段的選取密切相關(guān)

答案

D

2．下列描述的幾個(gè)速度中，屬于瞬時(shí)速度的是(

)

A．子彈以790m/s的速度擊中目標(biāo)

B．信號(hào)沿動(dòng)物神經(jīng)傳播的速度大約為102m/s

C．汽車上速度計(jì)的示數(shù)為80km/h

D．臺(tái)風(fēng)以36m/s的速度向東北方向移動(dòng)

解析

瞬時(shí)速度是物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度，所以選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤．

答案

AC

3．雨滴落在窗臺(tái)的速度為5m/s，經(jīng)過窗戶的速度是4m/s，則(

)

A．5m/s是平均速度

B．5m/s是瞬時(shí)速度

C．4m/s是平均速度

D．4m/s是瞬時(shí)速度

解析

平均速度是一個(gè)過程中的速度，它與一段時(shí)間或一段位移對(duì)應(yīng)，瞬時(shí)速度是某時(shí)刻或某位置的速度，它與時(shí)刻和位置對(duì)應(yīng)，選項(xiàng)B、C正確．

答案

BC

4．下列關(guān)于速度的說法中，正確的是(

)

A．速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，它既有大小，又有方向

B．平均速度就是速度的平均值，它只有大小沒有方向

C．汽車以速度v1經(jīng)過某一路標(biāo)，子彈以速度v2從槍口射出，v1和v2均指平均速度

D．運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過某一時(shí)刻(或某一位置)的速度，叫瞬時(shí)速度，它是矢量

解析

速度的物理意義就是描寫物體運(yùn)動(dòng)的快慢，它是矢量，有大小，也有方向，故選項(xiàng)A正確．平均速度指物體通過的位移和通過這段位移所用時(shí)間的比值，它描寫變速直線運(yùn)動(dòng)的平均快慢程度，不是速度的平均值，它也是矢量，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．選項(xiàng)C中v1、v2對(duì)應(yīng)某一位置，為瞬時(shí)速度，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．D為瞬時(shí)速度的定義，故選項(xiàng)D正確．

答案

AD

5．一輛汽車向東行駛，在經(jīng)過路標(biāo)甲時(shí)速度計(jì)指示為50km/h，行駛一段路程后，汽車轉(zhuǎn)向北行駛，經(jīng)過路標(biāo)乙時(shí)速度計(jì)指仍為50km/h，下列說法正確的是(

)

A．汽車經(jīng)過甲、乙兩路標(biāo)時(shí)的速度相同

B．汽車經(jīng)過甲、乙兩路標(biāo)時(shí)的速率不同

C．汽車經(jīng)過甲、乙兩路標(biāo)時(shí)的速率相同，但速度不同

D．汽車向東行駛和向北行駛兩過程平均速度相同

解析

題目中給出的兩個(gè)速度均為瞬時(shí)速度，大小相等，方向不同，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，C正確；汽車向東行駛和向北行駛的平均速度無法計(jì)算，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．

答案

C

6．甲、乙、丙三個(gè)物體同時(shí)同地出發(fā)做直線運(yùn)動(dòng)，它們的位x－t圖象如圖所示．在20s內(nèi)它們的平均速度和平均速率的大小關(guān)系是(

)

A．平均速度大小相等，平均速率v甲>v乙=v丙

B．平均速度大小相等，平均速率v甲>v丙>v乙

C．平均速度v甲>v丙=v乙，平均速率相等

D．平均速度和平均速率大小均相等

答案

A

7．三個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B、C的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從N點(diǎn)出發(fā)，同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)，下列說法正確的是(

)

A．三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速度相同

B．B質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速度方向與任意時(shí)刻瞬時(shí)速度方向相同

C．到達(dá)M點(diǎn)的瞬時(shí)速率一定是A的大

D．三個(gè)質(zhì)點(diǎn)到M時(shí)的瞬時(shí)速率相同

解析

三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的初、末位置相同，故位移相同，又時(shí)間一樣，故平均速度相同．B質(zhì)點(diǎn)沿NM直線運(yùn)動(dòng)但有可能往返，故不能斷定平均速度方向與任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C項(xiàng)無法判定．到達(dá)M時(shí)，三者的瞬時(shí)速率大小無法確定．

答案

A

8．圖示為高速攝影機(jī)拍攝到的子彈穿透蘋果瞬間的照片．該照片經(jīng)放大后分析出，在曝光時(shí)間內(nèi)，子彈影像前后錯(cuò)開的距離約為子彈長(zhǎng)度的1%～2%.已知子彈飛行速度約為500m/s，由此可估算出這幅照片的曝光時(shí)間最接近(

)

A．10－3s

B．10－6s

C．10－9s

D．10－12s

答案

B

二、計(jì)算題(10分)

9．如圖所示，一列火車長(zhǎng)100m，速度為5m/s.它通過一根直徑為2cm的標(biāo)志桿約需要多長(zhǎng)時(shí)間？它通過長(zhǎng)為50m的大橋需要多長(zhǎng)時(shí)間？答案

20s

30s

附加探究題(10分)

10．火車在甲、乙兩站之間勻速行駛，一位同學(xué)根據(jù)鐵路旁電桿的標(biāo)號(hào)觀察火車的運(yùn)動(dòng)情況，在5min時(shí)間里，他看見電桿的標(biāo)號(hào)從100增到200.如果已知兩根電桿之間的距離是50m，甲、乙兩站相距l(xiāng)=72km，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，試探究分析火車的速度是多少？

探究思路

答案

72min課時(shí)4實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

課前導(dǎo)航

1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器圖4－1所示是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了幾個(gè)主要部件的代號(hào)及名稱．

圖4－1

當(dāng)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電后，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，放在線圈中的振片被磁化，由于線圈通的是交變電流，電流方向不斷變化，振片就會(huì)因反復(fù)地受到向上、向下的吸引而不停地振動(dòng)起來．當(dāng)交變電流的頻率是50Hz時(shí)，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針每0.02s打下一個(gè)點(diǎn)．

2．電火花計(jì)時(shí)器圖4－2所示是電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖．圖中標(biāo)出了幾個(gè)主要部件的代號(hào)，它們的名稱見圖．

圖4－2

電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點(diǎn)而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器．當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，它的脈沖放電周期也是0.02s，即每隔0.02s打下一個(gè)點(diǎn)．

請(qǐng)你思考：

1．為什么打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能使用直流電源？

2．假設(shè)交流電源的頻率不是50Hz，而是60Hz，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)嗎？這時(shí)它將每隔多長(zhǎng)時(shí)間打下一個(gè)點(diǎn)？

基礎(chǔ)梳理

知識(shí)精析

一、計(jì)時(shí)器的使用

1．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用

(1)用限位孔限定紙帶，復(fù)寫紙壓在紙帶的上面．通電，振片帶動(dòng)振針打點(diǎn)．若紙帶運(yùn)動(dòng)，其上就會(huì)留下一行小點(diǎn)．

(2)如由物體帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，物體的位移就對(duì)應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點(diǎn)間的距離，運(yùn)動(dòng)時(shí)間可由該距離上點(diǎn)痕的數(shù)目計(jì)算．

2．電火花計(jì)時(shí)器的使用

(1)使用時(shí)，墨粉紙盤套在紙盤軸上，把紙帶穿過限位孔．當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡．

(2)這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也比較?。?/p>

二、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度圖4－3

三、用v－t圖象分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

1．v－t圖象在平面直角坐標(biāo)系中，用縱軸表示速度，橫軸表示時(shí)間，圖象中的任一點(diǎn)表示某時(shí)刻的速度，得到速度－時(shí)間圖象(v－t圖象)，簡(jiǎn)稱速度圖象．

2．v－t圖象的意義

v－t圖象反映的是速度隨時(shí)間的變化關(guān)系，它并不是物體的運(yùn)動(dòng)軌跡．

3．勻速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象

圖4－4

(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象是與時(shí)間軸平行的直線，如圖4－4所示．

(2)速度不同的勻速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，是不同的平行于時(shí)間t軸的直線，它們縱軸的截距表示速度，截距越大，表示速度越大，如圖4－4中，va＞vb.

(3)勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖線與時(shí)間軸所圍的面積表示該時(shí)間內(nèi)物體的位移．圖4－4中的陰影部分面積S＝va·t，va·t恰是a物體在t時(shí)間內(nèi)的位移，即S＝x＝vat.

4．用v－t圖象描述紙帶的運(yùn)動(dòng)以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸，建立直角坐標(biāo)系．用各點(diǎn)跡上對(duì)應(yīng)的時(shí)間和瞬時(shí)速度描點(diǎn)，用一條平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來，即可用v－t圖象分析速度隨時(shí)間的變化規(guī)律．

方法指導(dǎo)

一、紙帶的處理方法

例1

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測(cè)量的情況如圖4－5所示，紙帶在A、C間的平均速度為________m/s，在A、D間的平均速度為________m/s，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于________m/s.

圖4－5

解析

由題意知，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s，A、C間的距離為14mm＝0.014m，A、D間的距離為25mm＝0.025m.由公式v＝得，vAC＝m/s＝0.35m/s

vAD＝m/s≈0.42m/s

B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于0.35m/s.

答案

0.35

0.42

0.35

點(diǎn)評(píng)

求某點(diǎn)瞬時(shí)速度時(shí)，我們應(yīng)取此點(diǎn)兩側(cè)靠近此點(diǎn)的兩點(diǎn)間的平均速度，但這兩點(diǎn)并不是靠得越近越好．

二、實(shí)驗(yàn)誤差分析

例2

某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的紙帶如圖4－6所示，這可能是因?yàn)?

)

圖4－6

A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上

B．電源的電壓不穩(wěn)

C．電源的頻率不穩(wěn)

D．振針壓得過緊

解析

正常情況下，振針應(yīng)該恰好敲打在限位板上，這樣在紙帶上才能留下點(diǎn)．當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離過大時(shí)，振針可能打不到復(fù)寫紙，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)有時(shí)有點(diǎn)，有時(shí)無點(diǎn)．當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離過小時(shí)，振針就會(huì)有較長(zhǎng)的時(shí)間與復(fù)寫紙接觸，這樣就會(huì)在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段．

答案

D

三、v－t圖象的應(yīng)用

例3

圖4－7是甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)的速度圖象，下列說法正確的是(

)圖4－7

A．物體甲處于靜止?fàn)顟B(tài)

B．物體乙剛開始時(shí)以5m/s的速度與甲物體同向運(yùn)動(dòng)

C．物體乙在最初3s內(nèi)的位移是10m

D．物體乙在最初3s內(nèi)的路程是10m

解析

甲速度圖象是平行于t軸的直線，因此甲做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；乙物體在第1s內(nèi)向正方向做速率為5m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)，第2s內(nèi)靜止，第3s內(nèi)沿負(fù)方向做速率為5m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確；乙在第1s內(nèi)的位移x1＝v1t1＝5m，在第2s內(nèi)的位移x2＝0，在第3s內(nèi)的位移x3＝v3t3＝－5m，所以物體乙在最初3s內(nèi)的位移x＝x1＋x2＋x3＝0，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；物體乙在最初3s內(nèi)的路程l＝|x1|＋|x2|＋|x3|＝10m，故選項(xiàng)D正確．

答案

BD

互動(dòng)平臺(tái)

育才老師與細(xì)心同學(xué)關(guān)于紙帶位移測(cè)量的對(duì)話

育才：為盡量減小刻度尺在測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間位移的大小的過程中產(chǎn)生的誤差，應(yīng)如何操作？

細(xì)心：(1)刻度尺的準(zhǔn)確度要達(dá)到1mm；(2)不要分段測(cè)量相鄰兩點(diǎn)的位移，應(yīng)盡可能一次測(cè)量完畢并分別測(cè)出第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到其他各計(jì)數(shù)點(diǎn)的位移，且讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到mm以下一位．

粗心同學(xué)與細(xì)心同學(xué)關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)的對(duì)話

細(xì)心：用逐差法求加速度至少要測(cè)出6個(gè)位移值來．

粗心：所以紙帶上最少應(yīng)有7個(gè)點(diǎn)．

細(xì)心：我們?nèi)绻敲?個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)呢？

粗心：唉，我又錯(cuò)了．應(yīng)該是紙帶上至少應(yīng)有7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以紙帶上至少要有31個(gè)點(diǎn)．

同步達(dá)標(biāo)

一、選擇題(本題共6小題，每小題5分，共30分，每題至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)

1．在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)(

)

A．先接通電源，再使紙帶運(yùn)動(dòng)

B．先使紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源

C．在使紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí)接通電源

D．先使紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以

答案

A

2．下列說法正確的是(

)

A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的原理基本一樣

B．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電壓一樣

C．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電頻率是一樣的

D．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是0.02s

解析

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理和使用方法基本一樣，所接交流電壓不同，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓為4V～6V，電火花計(jì)時(shí)器外接的電壓為220V.

答案

ACD

3．運(yùn)動(dòng)物體拉動(dòng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，紙帶上打下一列小點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)直接記錄了(

)

A．物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

B．物體在不同時(shí)刻的位置

C．物體在相同時(shí)間內(nèi)的距離

D．物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移

解析

因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是0.02s，所以只要數(shù)出紙帶上所打的點(diǎn)數(shù)，用t＝0.02s×(n－1)可以計(jì)算出物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，選項(xiàng)A正確．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每打一個(gè)點(diǎn)與一個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)，因此，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接記錄物體在不同時(shí)刻所在的位置，選項(xiàng)B正確．每?jī)蓚€(gè)相鄰時(shí)間間隔一定是0.02s，但這里的相同時(shí)間可以是任意相同時(shí)間．只要測(cè)量間隔相同點(diǎn)數(shù)的點(diǎn)跡之間的距離就可以了，但是相同的時(shí)間內(nèi)的距離不一定是相同的．而物體

在不同時(shí)間內(nèi)的位移，只要經(jīng)過再一次測(cè)量與該時(shí)間段對(duì)應(yīng)的一段位移就可以知道，所以打下的點(diǎn)也直接記錄了物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移，選項(xiàng)D正確．

答案

ABD

4．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是50Hz的交流電，其相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T，若紙帶上共打出N個(gè)點(diǎn)，該紙帶上記錄的時(shí)間為t，則(

)

A．T＝0.1s，t＝NT

B．T＝0.05s，t＝(N－1)T

C．T＝0.02s，t＝(N－1)T

D．T＝0.02s，t＝NT

答案

C

5．我國使用的交流電的頻率是50Hz，而美國使用的交流電的頻率為60Hz，同樣的紙帶實(shí)驗(yàn)，紙帶長(zhǎng)度、拉動(dòng)紙帶的速度完全相同，在我國和美國兩地區(qū)所得到的紙帶上被打點(diǎn)的個(gè)數(shù)(

)

A．一樣多B．在美國多

C．在我國多D．不能確定

解析

長(zhǎng)度、拉動(dòng)速度完全相同的紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間出相同，頻率越高，周期越小，打下的點(diǎn)個(gè)數(shù)就越多．

答案

B

6．若一質(zhì)點(diǎn)從t=0開始由原點(diǎn)出發(fā)，其v-t圖象如圖所示，則該質(zhì)點(diǎn)(

)

A．當(dāng)t＝1s時(shí)，離原點(diǎn)最遠(yuǎn)

B．當(dāng)t＝2s時(shí)，離原點(diǎn)最遠(yuǎn)

C．當(dāng)t＝3s時(shí)，回到原點(diǎn)

D．當(dāng)t＝1s時(shí)，回到原點(diǎn)

解析

這是一個(gè)速度－時(shí)間圖象，故曲線與t軸所夾面積表示位移大小，所以2s末離原點(diǎn)最遠(yuǎn)，4s末回到原點(diǎn)．

答案

BD

二、填空題(9分)

7．用接在50Hz交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車的運(yùn)動(dòng)情況．某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3、…量得0與1兩點(diǎn)間的距離x1=30mm，2與3兩點(diǎn)間的距離x2=48mm，則小車在0與1兩點(diǎn)間的平均速度為v1=

m/s，在2與3兩點(diǎn)間的平均速度v2=

m/s.據(jù)此可判定小車做_____運(yùn)動(dòng)．答案

0.3

0.48加速

三、計(jì)算題(11分)

8．利用速度傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合，可以自動(dòng)作出物體運(yùn)動(dòng)的圖象．某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中得到運(yùn)動(dòng)小車的v-t圖象如圖所示，請(qǐng)據(jù)此回答：

(1)小車做什么樣的運(yùn)動(dòng)？

(2)小車運(yùn)動(dòng)的最大速度約為多少？

(3)小車運(yùn)動(dòng)的最大位移約為多少？

解析

由圖象可知，在0～8s時(shí)間內(nèi)小車做加速運(yùn)動(dòng)，在8～14s時(shí)間內(nèi)小車做減速運(yùn)動(dòng)．圖線的最大縱坐標(biāo)表示小車運(yùn)動(dòng)的最大速度，約為0.8m/s.曲線與橫坐標(biāo)軸(時(shí)間)所包圍的“面積”表示小車運(yùn)動(dòng)的最大位移，通過割補(bǔ)法處理可得，約為8.3m.

附加探究題(10分)

9．圖示是一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶，將直尺靠在紙帶邊，零刻度線與紙帶上打的第一個(gè)點(diǎn)對(duì)齊．由0到1、2、3、…點(diǎn)的距離分別用d1、d2、d3…表示，初時(shí)刻0到1、2、3…點(diǎn)的時(shí)間分別用t1、t2、t3…表示，測(cè)量出d1、d2、d3…的值并填入表中,假設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz，在這五個(gè)時(shí)間段內(nèi)位移和時(shí)間有什么對(duì)應(yīng)關(guān)系？距離d1d2d3d4d5測(cè)量值(cm)

探究思路

直接由圖可讀出d1、d2、d3、d4、d5的值，分別是1.75cm、2.90cm、3.80cm、4.50cm、5.00cm，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的性質(zhì)和圖可知：t1＝0.08s，t2＝0.14s，t3＝0.20s，t4＝0.26s，t5＝0.32s，且t21＝t32＝t43＝t54＝0.06s.觀察圖知，隨著時(shí)間的延續(xù)，位移在不斷地增大，但相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移越來越小，說明物體運(yùn)動(dòng)得越來越慢．

課時(shí)5速度變化快慢的描述——加速度

課前導(dǎo)航

發(fā)令槍響的瞬間

100米決賽就要開始了，運(yùn)動(dòng)員已各就各位，坐在看臺(tái)上的觀眾也屏住氣息，等待發(fā)令槍響激動(dòng)人心的一剎那．隨著一聲清脆的槍響，運(yùn)動(dòng)員像離弦的箭一樣沖出了起跑線，飛似的奔向終點(diǎn)．可以肯定，發(fā)令槍響的瞬間，運(yùn)動(dòng)員、坐在看臺(tái)上的觀眾的速度都是零．因?yàn)槿魳岉懰查g運(yùn)動(dòng)員速度不為零的話，必然是搶跑了，裁判就要判他犯規(guī)；若看臺(tái)上觀眾的速度不為零的話，看臺(tái)上的秩序就大亂了．

請(qǐng)你思考：

1．槍響瞬間運(yùn)動(dòng)員、觀眾速度都是零，但他們此時(shí)的加速度也都是零嗎？

2．你體會(huì)到了速度和加速度的區(qū)別了嗎？

基礎(chǔ)梳理

知識(shí)精析

一、理解速度、速度變化量、加速度的區(qū)別與聯(lián)系

1．含義

(1)v表示運(yùn)動(dòng)的快慢程度．

(2)Δv表示速度改變的多少．

(3)a表示速度改變的快慢，是速度的變化率．

2．方向：三個(gè)量都有大小也有方向，都可用“＋”、“－”表示方向．

(1)v指物體運(yùn)動(dòng)的方向．

(2)Δv指速度改變的方向，也是矢量，由初末速度共同決定．

(3)a與Δv的方向相同，與v的方向沒有必然關(guān)系．

4．圖象

圖5－1

(1)x－t圖象，如圖5－1所示，由斜率表示速度．①表示勻速直線運(yùn)動(dòng)．②表示速度越來越小的直線運(yùn)動(dòng)．③斜率表示A點(diǎn)的瞬時(shí)速度．

(2)v－t圖象，如圖5－2所示，由斜率表示加速度，由兩點(diǎn)縱坐標(biāo)的差表示速度變化量．

圖5－2①表示加速度越來越小的加速直線運(yùn)動(dòng)．②斜率表示B點(diǎn)的加速度．

二、運(yùn)動(dòng)的判斷

判斷物體是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)的方法有兩個(gè)：

1．根據(jù)v－t圖象，看隨著時(shí)間的增加，速度的大小如何變化，若越來越大，則加速，反之則減速；

2．根據(jù)加速度方向和速度方向間的關(guān)系．只要加速度方向和速度方向相同，就是加速；加速度方向和速度方向相反，就是減速．這與加速度的變化和加速度的正負(fù)無關(guān)．

可總結(jié)如下：

方法指導(dǎo)

一、對(duì)加速度的理解

例1

甲、乙兩個(gè)物體沿同一直線向同一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，取物體的初速度方向?yàn)檎?，甲的加速度恒?m/s2，乙的加速度恒為－3m/s2，則下列說法正確的是(

)

A．兩物體都做加速直線運(yùn)動(dòng)，乙的速度變化快

B．甲做加速直線運(yùn)動(dòng)，它的速度變化快

C．乙做減速直線運(yùn)動(dòng)，它的速度變化率大

D．甲的加速度比乙的加速度大

分析

物體做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)，取決于速度方向與加速度方向是否相同，比較加速度的大小關(guān)系時(shí)，只比較它們的絕對(duì)值，不考慮方向．

解析

因?yàn)閮晌矬w的運(yùn)動(dòng)方向相同，即速度方向相同，加速度一正一負(fù)，說明加速度方向相反，兩者只有一個(gè)是做加速運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；加速度的負(fù)號(hào)說明加速度的方向與所取的正方向相反，比較加速度的大小時(shí)，應(yīng)比較加速度的絕對(duì)值．乙的加速度的絕對(duì)值大，所以它的速度變化快，選項(xiàng)B、D均錯(cuò)誤；所以本題應(yīng)選C.

答案

C

變式訓(xùn)練1

(1)例1中，若a甲＝－4m/s2，a乙＝3m/s2，則甲、乙兩物體將做什么運(yùn)動(dòng)？

(2)例1中，若規(guī)定初速度方向?yàn)樨?fù)方向，且a甲＝2m/s2，a乙＝－3m/s2，則甲、乙兩物體各做什么運(yùn)動(dòng)？

解析

(1)由于甲物體加速度方向與速度方向相反，乙物體加速度方向與速度方向相同，故甲做減速運(yùn)動(dòng)，乙做加速運(yùn)動(dòng)．

(2)由于甲物體加速度方向與初速度方向相反，乙物體加速度方向與初速度方向相同，故甲做減速運(yùn)動(dòng)，乙做加速運(yùn)動(dòng)．

答案

(1)減速運(yùn)動(dòng)加速運(yùn)動(dòng)(2)減速運(yùn)動(dòng)加速運(yùn)動(dòng)

二、加速度與速度、速度變化量的關(guān)系

例2下列說法正確的是(

)

A．加速度為零，則速度一定為零，速度變化也為零

B．加速度越大，則速度變化也越大

C．加速度不為零，則速度越來越大

D．速度很大時(shí)，加速度可能很小

從加速度定義式可知vt－v0＝at，這說明速度的變化大小不僅由加速度決定，也同時(shí)由時(shí)間t決定．當(dāng)t為定值時(shí)(t≠0)，這時(shí)速度的變化和加速度成正比，此時(shí)a越大，則(vt－v0)也越大；但如果a為定值(a≠0)，則(vt－v0)與t成正比，當(dāng)t＝0時(shí)，無論a多大，(vt－v0)都為零，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．加速度是矢量，它不僅有大小，還有方向．在直線運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)a≠0時(shí)，若a與v0同方向時(shí)(以v0方向?yàn)檎?，則a>0，所以(vt－v0)>0，則物體運(yùn)動(dòng)速度越來越大；若a與v0反向，則a<0，所以(vt－v0)<0，此時(shí)a≠0，但速度越來越小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．物體以很大的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度為零，所以選項(xiàng)D正確．

答案

D

點(diǎn)評(píng)

加速度表示速度變化的快慢，可用速度的變化量和變化所用時(shí)間來求得，而與速度無必然聯(lián)系．

三、加速度的求解方法

例3

列車以30m/s的速度行駛，司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方路段給出“低速行駛”的信號(hào)，于是采取制動(dòng)措施，在10s內(nèi)使列車的速度減小到10m/s，試求列車運(yùn)動(dòng)的加速度．

解析

要求解加速度，必須正確地求出速度的變化量Δv，必須先規(guī)定正方向，并注意初末速度的正負(fù)問題．設(shè)初速度v0的方向?yàn)檎较?則列車的初速度v0=30m/s，末速度vt=10m/s，故列車的加速度為：

變式訓(xùn)練2

一只足球以10m/s的速度沿正東方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員飛起一腳，足球以20m/s的速度向正西方向飛去，運(yùn)動(dòng)員與足球的作用時(shí)間為0.1s，求足球獲得加速度的大小和方向．

答案

300m/s2方向向西

四、利用圖象分析物體運(yùn)動(dòng)

例4

圖5－3所示為某物體做直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象．試分析物體在各段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況并計(jì)算各階段加速度的大小和方向．

圖5－3

分析