人教版高中物理必修1教案全套-第一章 运动的描述

人教版高中物理必修1教案全套-第一章 运动的描述

全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述1.1质点参考系和坐标系班级________姓名________学号_____学习目标:1.理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。2.知道参考系的概念和如何选择参考系。学习重点:质点的概念。学习难点:主要内容:一、机械运动1.定义：物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动，简称运动。2.运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。运动是绝对的，静止是相对的。二、物体和质点1.定义：用来代替物体的有质量的点。①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。②质点没有体积，因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。2．物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点。3．突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。问题：1．能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？2．研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？3．原子核很小，可以把原子核看作质点吗？【例一】下列情况中的物体，哪些可以看成质点（）A．研究绕地球飞行时的航天飞机。B．研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。C．研究从北京开往上海的一列火车。D．研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。课堂训练：1．下述情况中的物体，可视为质点的是（）A．研究小孩沿滑梯下滑。B．研究地球自转运动的规律。第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述C．研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。D．研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。2.下列各种情况中，可以所研究对象（加点者）看作质点的是（　）A．研究小木块的翻倒过程。　　B．研究从桥上通过的一列队伍。C．研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。　D．汽车后轮，在研究牵引力来源的时。三、参考系1．定义：宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。2．选择不同的参考系来观察同一个运动，得到的结果会有不同。【例二】人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_______的。以车厢为参考系，人是__________的。3．参考系的选择：描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取，选取参考系时要考虑研究问题的方便，使之对运动的描述尽可能的简单。在不说明参考系的情况下，通常应认为是以地面为参考系的。4．绝对参考系和相对参考系：【例三】对于参考系，下列说法正确的是（）A．参考系必须选择地面。B．研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的。C．选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同。D．研究物体的运动，必须选定参考系。课堂训练：1．甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体是（　）A．一定是静止的。　B．一定是运动的。　C．有可能是静止的或运动的　D．无法判断。2．关于机械运动和参照物，以下说法正确的有（）A.研究和描述一个物体的运动时，必须选定参照物。B.由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参照物。C.一定要选固定不动的物体为参照物。D.研究地面上物体的运动时，必须选地球为参照物。四、坐标系【例四】【例五】阅读材料:理想模型及其在科学研究中的作用第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述在自然科学的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义。第一，引入“理想模型”的概念，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。把现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定的场合、一定的条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。例如，在研究地球绕太阳公转的运动的时候，由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计。在这种场合，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。在研究炮弹的飞行时，作为第一级近似，可以忽略其转动性能，把炮弹看成一个“质点”；作为第二级近似，可以忽略其弹性性能，把炮弹看成一个“刚体”。在研究一般的真实气体时，在通常的温度和压强范围内，可以把它近似地当作“理想气体”，从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理。第二，对于复杂的对象和过程，可以先研究其理想模型，然后，将理想模型的研究结果加以种种的修正，使之与实际的对象相符合。这是自然科学中，经常采用的一种研究方法。例如：“理想气体”的状态方程，与实际的气体并不符合，但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程，就能够与实际气体较好地符合了。第三，由于在“理想模型”的抽象过程中，舍去了大量的具体材料，突出了事物的主要特性，这就更便于发挥逻辑思维的力量，从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件，指示研究的方向，形成科学的预见。例如：在固体物理的理论研究中，常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果，表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。由此，人们想到：既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍，那就说明常用金属材料的强度之所以减弱，就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。如果能设法减少这种“缺陷”，就可能大大提高金属材料的强度。后来，实践果然证实了这个预言。人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝，其强度接近于“理想晶体”的强度，称之为“金胡须”。总之，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们。1.2时间和位移(二)班级________姓名________学号_____学习目标:1.理解匀速直线运动和变速直线运动的概念。2.知道什么是位移-时间图象以及如何用图象来表示位移与时间的关系。3.知道匀速直线运动的s-t图象的意义。4.知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具，且各有所长，相互补充。学习重点:s-t图学习难点:主要内容:第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述一、匀速直线运动1．定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移相等，这种运动称为匀速直线运动。2．严格的匀速直线运动的特点应该是“在任何相等的时间里面位移相等”的运动，现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的，是一种理想化的物理模型。其特点是位移随时间均匀变化，即位移和时间的关系是一次函数关系。二、变速直线运动1．定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移不相等，这种运动叫变速直线运动。2．变速直线运动的位移和时间的关系不是一次函数关系，其图象为曲线。【例一】物体在一条直线上运动，关于物体运动的以下描述正确的是（　　　）A．只要每分钟的位移大小相等，物体一定是作匀速直线运动。B．在不相等的时间里位移不相等，物体不可能作匀速直线运动。C．在不相等的时间里位移相等，物体一定是作变速直线运动。D．无论是匀速还是变速直线运动，物体的位移都跟运动时间成正比。三、位移—时间图象（s-t图）：1．表示位移和时间的关系的图象，叫位移-时间图象，简称位移图象．2．物理意义：描述物体运动的位移随时间的变化规律。3．坐标轴的含义：横坐标表示时间，纵坐标表示位移。由图象可知任意一段时间内的位移或发生某段位移所用的时间。4．匀速直线运动的s-t图：①匀速直线运动的s-t图象是一条倾斜直线，或某直线运动的s-t图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动。②s-t图象中斜率（倾斜程度）大小表示物体运动快慢，斜率（倾斜程度）越大，速度越快。③s-t图象中直线倾斜方式（方向）的不同，意味着两直线运动方向相反。④s-t图象中，两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。⑤s-t图象若平行于t轴，则表示物体静止。⑥s-t图象并不是物体的运动轨迹，二者不能混为一谈。⑦s-t图只能描述直线运动。5．变速直线运动的s-t图象为曲线。6．图象的应用：（1）求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间（2）求速度：（3）判断物体的运动性质：【例二】某同学以一定速度去同学家送一本书，停留一会儿后，又以相同的速率沿原路返回家，图3中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态？第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述【例三】如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的s-t图，下列说法正确的是：A、在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动B、甲、乙运动的出发点相距S1C、乙比甲早出发t1时间D、乙运动的速率大于甲运动的速率【例四】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s-t图。由图可知：________物体作匀速直线运动，_________物体作变速直线运动。三个物体运动的总路程分别是_____,_____,_____。课堂训练：1．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（　　　）A．匀速直线运动是速度不变的运动。B．匀速直线运动的速度大小是不变的。C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。2．关于质点作匀速直线运动的位移－时间图象以下说法正确的是（　　　）A．图线代表质点运动的轨迹。B．图线的长度代表质点的路程。C．图象是一条直线，其长度表示质点的位移大小，每一点代表质点的位置。D．利用s－t图象可知质点任意时间内的位移，发生任意位移所用的时间。3．如图示，是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象，由图可知（　　　）A．质点A前2s内的位移是1m。B．质点B第1s内的位移是2m。C．质点A、B在8s内的位移大小相等。D．质点A、B在4s末相遇。课后作业:1．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（　　　）A．匀速直线运动是速度不变的运动。B．匀速直线运动的速度大小是不变的。第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。2．如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移－时间图象，由图象可知（　　　）A．甲、乙两质点在1s末时相遇。B．甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等。C．甲、乙两质点在第1s内反方向运动。D．在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大。1.2时间和位移（一）班级________姓名________学号_____学习目标:1.知道时间和时刻的含义以及它们的区别，知道在实验中测量时间的方法。2.知道位移的概念。知道它是表示质点位置变动的物理量，知道它是矢量，可以用有向线段来表示。3.知道路程和位移的区别。学习重点:1.时间和时刻的概念和区别。2.位移的矢量性、概念。学习难点:位移和路程的区别。主要内容:一、时刻和时间间隔1．时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻，时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔。2．在学校实验室里常用停表，电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。【例一】下列说法中指的是时间的有___________________,指的是时刻的有________________。A．第5秒内B.第6秒初C.前2秒内D.3秒末E.最后一秒内F.第三个2秒G.第五个1秒的时间中点。课堂训练：1．关于时间和时刻，下列说法正确的是（　　　）A．物体在5s时就是指物体在5s末时，指的是时刻。B．物体在5s时就是指物体在5s初时，指的是时刻。C．物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间。第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述D．物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间。二、路程和位移1.路程：质点实际运动轨迹的长度，它只有大小没有方向，是标量。2．位移：是表示质点位置变动的物理量，有大小和方向，是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段表示，位移的大小等于质点始末位置间的距离，位移的方向由初位置指向末位置，位移只取决于初末位置，与运动路径无关。3.位移和路程的区别：4．一般来说，位移的大小不等于路程。只有质点做方向不变的直线运动时大小才等于路程。【例二】中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒．一位球员击球后，由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒．他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？课堂训练：1．以下说法中正确的是（　）A．两个物体通过的路程相同，则它们的位移的大小也一定相同。B．两个物体通过的路程不相同，但位移的大小和方向可能相同。C．一个物体在某一运动中，位移大小可能大于所通过的路程。D．若物体做单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。2．如图甲，一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上．手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右到达的最远位置．小球向右经过中间位置O时开始计时，其经过各点的时刻如图乙所示。若测得OA=OC=7cm，AB=3cm，则自0时刻开始：第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述a．0.2s内小球发生的位移大小是____，方向向____，经过的路程是_____．b．0.6s内小球发生的位移大小是_____，方向向____，经过的路程是____．c．0.8s内小球发生的位移是____，经过的路程是____．d．1.0s内小球发生的位移大小是____，方向向______，经过的路程是____．3．关于质点运动的位移和路程，下列说法正确的是（　　　）A．质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量。B．路程就是质点运动时实际轨迹的长度，是标量。C．任何质点只要做直线运动，其位移的大小就和路程相等。D．位移是矢量，而路程是标量，因而位移不可能和路程相等。4．下列关于路程和位移的说法，正确的是（）A．位移就是路程。B．位移的大小永远不等于路程。C．若物体作单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。D．位移是矢量，有大小而无方向，路程是标量，既有大小，也有方向。5．关于质点的位移和路程，下列说法正确的是（）A．位移是矢量，位移的方向就是质点运动的方向。B．路程是标量，也是位移的大小。C．质点做直线运动时，路程等于其位移的大小。D．位移的数值一定不会比路程大。6．下列关于位移和路程的说法，正确的是（）A．位移和路程的大小总相等，但位移是矢量，路程是标量。B．位移描述的是直线运动，路程描述的是曲线运动。C．位移取决于始、末位置，路程取决于实际运动路径。D．运动物体的路程总大于位移。三、矢量和标量四、直线运动的位置和位移课堂训练课后作业:阅读材料:我国古代关于运动的知识　我国在先秦的时候，对于运动就有热烈的争论，是战国时期百家争鸣的一个题目．《庄子》书上记载着，公孙龙曾提出一个奇怪的说法，叫做“飞鸟之影未尝动也．”第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述按常识说，鸟在空中飞，投到地上的影当然跟着鸟的移动而移动．但公孙龙却说鸟影并没有动．无独有偶，当时还有人提出“镞矢之疾；有不行不止之时”，一支飞速而过的箭，哪能“不行不止”呢？既说“不行”，又怎能“不止”呢？乍看起来，这些说法实在是“无稽之谈”，也可以给它们戴一顶“诡辩”的帽子．但是事情并不这么简单．这个说法不但不是诡辩，而且还包含着辩证法的正确思想．恩格斯曾经指出，“运动本身就是矛盾，甚至简单的机械的位移之所以能够实现，也只是因为物体在同一瞬间既在一个地方又在另一个地方，既在同一个地方又不在同一个地方．这种矛盾的连续产生和同时解决正好就是运动．”因为运动体的位置随时间而变化，某一时刻在A点，在随之而来的另一时刻，就在相邻的B点，因此，也就有一个时刻，它既在A点又不在A点，既在B点又不在B点．在这时刻，物体岂不是“不行不止”吗？再者，在一定的时间Δt内，物体前进一段距离Δs，当这时间变小，Δs随之变小；当Δt趋近于零时，Δs也趋近于零．也就是说，在某一瞬间，即某一时刻，运动体可以看作是静止的，所以飞鸟之影确实有“未尝动”的时候，对于运动的这种观察和分析实在是十分深刻的．这同他们能够区分“时间”与“时刻”的观念很有关系．《墨经》对于“鸟影”问题又有他们自己的理解，说那原因在于“改为”．认为鸟在A点时，影在A′点，当鸟到了相邻的B点，影也到了相邻的B′点．此时A′上的影已经消失，而在B′处另成了一个影，并非A′上的影移动到B′上来，这也是言之有理的．机械运动只能在空间和时间中进行，运动体在单位时间内所经历的空间长度，就是速率．《墨经下》第65条之所述就包含着这方面的思想．《经说》云：“行，行者必先近而后远．远近，修也；先后，久也．民行修必以久也．”这里的文字是明明白白的，“修”指空间距离的长短．那意思是，物体运动在空间里必由近及远．其所经过的空间长度一定随时间而定．这里已有了路程随时间正变的朴素思想，也隐隐地包含着速率的观念了．东汉时期的著作《尚书纬·考灵曜》中记载地球运动时说：“地恒动不止而人不知，譬如人在大舟中，闭牖（即窗户）而坐，舟行不觉也．”这是对机械运动相对性的十分生动和浅显的比喻．哥白尼①在叙述地球运动时也不谋而合地运用了十分类似的比喻*．1.3运动快慢的描述速度班级________姓名________学号_____学习目标:1.了解坐标与坐标的变化量。2．理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。3.理解平均速度，知道瞬时速度的概念。4.知道速度和速率以及它们的区别。学习重点:速度的概念。学习难点:速度和速率。主要内容:一、坐标与坐标的变化量：第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述二、速度和速率：（一）速度1.定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。2.定义式：v=s/t3.物理意义：描述物体运动快慢程度的物理量。4.单位：国际单位：m/s常用单位：km/hcm/s5.标矢性：矢量。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向。（二）速率1.定义：速度的大小。2.跟速度的区别：只有大小无方向，是标量。汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的读数实际是汽车的速率。日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。三、平均速度和瞬时速度：1．平均速度：①描述变速直线运动的物体在某段时间（或某段位移S）内的平均快慢与运动方向（运动速度）。②不是速度的平均值，它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，即v=s/t。③对做变速直线运动的物体，不同位移或不同时间段的平均速度一般不同。所以平均速度只有指明了是哪段位移，或哪段时间内的平均速度才有意义。④对做匀速直线运动的物体，位移与时间的比值不变，所以做匀速直线运动的物体的平均速度就是物体的速度。平均速率：v=s/t(s是指路程)2。瞬时速度：①描述运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，简称速度。②在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时运动方向相同。它的大小叫瞬时速率。在技术上通常用速度计来测瞬时速率。③在匀速直线运动中，各时刻瞬时速度都相等，且与各段时间内的平均速度都相等。在位移时间图象中，图线的倾斜程度表示速度的大小，斜率越大，速度越大。斜率为正，表示速度方向与所选正方向相同，斜率为负，表示速度方向与所选正方向相反。④在以后的叙述中，“速度”一词有时是指平均速度，有时指瞬时速度，要根据上下文判断。问题：1．同一物体的同一段运动的平均速率的大小一定等于平均速度的大小吗？2．同一物体的同一段运动的瞬时速率的大小一定等于瞬时速度的大小吗？【例一】下列关于速度和速率的说法中正确的是（　　　）A．速度是矢量，用来描述物体运动的快慢。B．平均速度是速度的平均值，它只有大小没有方向。C．汽车以速度v1经过某路标，子弹以速度v2从枪筒射出，两速度均为平均速度。D．平均速度就是平均速率。第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述【例二】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s-t图。由图可知：________物体作匀速直线运动，_________物体作变速直线运动。三个物体位移大小分别为________,_______,______。三个物体的平均速度分别为______m/s,______m/s,______m/s,三个物体运动的总路程分别是_____,_____,_____,它们的平均速率分别为________,_______,______。课堂训练：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．速度是描述物体位置变化大小的物理量。C．速度是描述物体运动快慢的物理量。D．速度是描述物体运动路程与时间的关系的物理量。2．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（　　　）A．匀速直线运动是速度不变的运动。B．匀速直线运动的速度大小是不变的。C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。3．对作变速直线运动的物体，有如下几种叙述：（）A．物体在第1s内的速度是3m/s。B．物体在第1s末的速度是3m/s。C．物体在通过其路径上某一点的速度为3m/s。D．物体在通过一段位移s时的速度为3m/s4．已知直线AC的中点为B点，物体沿AC做变速直线运动，在AB段的平均速度为6m/s，在BC段的平均速度为4m/s，那么它在AC段的平均速度是（　　）A．4.8m/sB．5.0m/sC．5.2m/sD．m/s5．一列火车沿平直轨道运行，先以10米/秒的速度匀速行驶15分，随即改以15米/秒的速度匀速行驶10分，最后在5分钟又前进1000米而停止，则该火车在前25分钟及整个30分内的平均速度各为多大？它最后通过2000米的平均速度是多大？6．一个朝某方向做直线运动的物体，在t时间内的平均速度为v，紧接着t/2时间内的平均速度是v/2，则这段时间内的平均速度是多少？7．一质点沿直线运动，先以4m/s运动10s，又以6m/s运动了12m，全程平均速度是？第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述8．物体做直线运动①若前一半时间是速度为v1的匀速运动，后一半时间是v2的匀速运动，则整个运动平均速度是?②若前一半路程是速度为v1的匀速运动，后一半路程是速度为v2的匀速运动，则整个运动平均速度是？9．一列长50m的队伍，其前进速度是2.5m/s，经过一座全长100m桥，当队伍的第一个人踏上桥到队尾最后一个人离开桥时，总共需要的时间是多少？10．一列队伍长L=120米，行进速度v=4.8千米/小时，为了传达一个命令，通讯员从队伍排尾跑步赶到队伍排头，其速度v’=3米/秒，然后又立即用跟队伍行进速度相同大小的速度返回排尾。求：⑴通讯员从离开队伍到重回到排尾共用多少时间？⑵通讯员归队处跟离队处相距多少？课后作业:第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述1.4.1实验：用打点计时器测速度班级________姓名________学号_____学习目标:1.了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法。2.知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率决定的。如果电源的频率为50Hz，则每隔0．02s打一个点。3．会利用打上点的纸带研究物体的运动情况，掌握一些处理数据的基本方法。学习重点:学习难点：主要内容：一、练习使用打点计时器电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是4～6V。电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一个点。电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一次点。如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置，也记录了相应的时间。通过对纸带上点子之间距离的研究，可以了解物体运动的情况。二、注意事项：第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。三、对打上点的纸带进行数据处理，目的是研究纸带或与纸带相连的物体的运动况。设打点计时器打点的时间间隔为T，那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是T。如果数出纸带上一系列点的总数为N，则打这些点所用的总时间为t=(N-1)T。如果测出这N个点之间的总距离s，则t时间内纸带运动的平均速度为如果纸带做匀速直线运动，此式计算出来的就是纸带的运动速度。课堂训练：1．电磁打点计时器是一种使用_________(交流?直流?)电源的________仪器，它的工作电压是________伏特。当电源频率是50赫兹时，它每隔________s打一次点。2．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是()A．时间间隔B．位移c．加速度D．平均速度。课后作业：1．关于计数点的下列说法中，哪些是正确的?()A．用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差。B．相邻计数点间的时间间隔应是相等的。C．相邻计数点间的距离应当是相等的。D．计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述2．本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有()A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒。B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是O．08秒。C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒。D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒。E．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒。3．打点计时器振针打点的周期，决定于：()A．交流电压的高低。B．交流电的频率。C．永久磁铁的磁性强弱。D．振针与复写纸的距离。4．如图所示的四条纸带，是某同学练习使用打点计时器得到的纸带的右端后通过打点计时器。从点痕的分布情况可以断定：纸带_______是匀速通过打点计时器的，纸带_____是越走越快的，纸带_______是先越走越快，后来又越走越慢。5．若所用电源频率是50赫，图中D纸带，从A点通过计时器到B点通过计时器，历时________s，位移为______米，这段时间内纸带运动的平均速度是______m／s。BC段的平均速度是______m／s，而AD段的平均速度是_______m／s。阅读材料：打点计时器原理及使用教材上用的是J0203型打点计时器，其工作原理可用右图说明．当线圈中通入的交流电为正半周时，设电流方向如图甲，则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N极，永磁体的磁场就使簧片向下运动，振针就在纸带上打出一个点；当交流电为负半周时，电流方向如图乙，簧片左端变为s极，永磁体的磁场就使簧片向上运动．如此反复作用，簧片就振动起来．制造时使簧片的固有频率为50赫，等于交流第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述电的频率，这样簧片就发生共振，振动频率也是50赫，即周期为O．02秒，并且有较大的振幅。于是振针就每隔O．02秒向纸带上打出一个清晰的点。打点计时器在使用前应进行检验，打点周期的等时性不好的要进行调整，具体方法请参阅后面的参考资料。振针的高度应适当，并且不要松动，否则会出现漏点、双点、等时性不良等缺点，并对纸带产生过大的摩擦阻力。纸带在使用前要整平(可用熨斗熨)，以免造成打点间隔变化或点子不清晰．每打完一条纸带，要将圆形复写纸片的位置调整一下，以充分利用它的不同部位，保证打点清晰。打点器是按间歇工作设计的，每打完一条纸带要及时切断电源，防止线圈过热而损坏．在纸带上测量长度时：不要用短尺一段一段她测量后相加．以免误差积累。打出的纸带要贴在实验报告中，作为原始记录。1.4.2速度和时间的关系班级________姓名________学号_____学习目标:1.知道什么是速度时间-图象以及如何用图象来表示速度与时间的关系。2.知道匀速直线运动和匀变速直线运动的v-t图象的物理意义，能用v-t图象来表示物体的运动规律。3.知道什么是匀变速直线运动和非匀变速运动。4.能正确区分s-t图象和v-t图象。学习重点:v-t图学习难点:主要内容:一、匀变速直线运动1．定义：在变速直线运动中，如果在相等的时间内速度的改变相等，这种运动称为匀变速直线运动。第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述2．匀加速直线运动3．匀减速直线运动二、速度时间图象（v-t图）1．速度-时间图象反映了物体的速度随时间变化的规律。简称速度图象。2．匀速直线运动的v-t图3．变速直线运动的v-t图4．根据速度-时间图象可以作出如下判断：①读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻。②求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间。③判断物体的运动方向。④判断物体的运动性质。（情况）⑤比较物体速度变化快慢，求加速度。（直线倾斜程度）⑥求各段时间内质点的位移。注：①v-t图象交点不表示相遇。②v-t图象不是质点运动轨迹。③纵轴截距表示运动物体的初速v0，横轴截距表示过一段时间才开始运动。【例一】如图示，是甲、乙两质点的v—t图象，由图可知（）A．t=O时刻，甲的速度大。B．甲、乙两质点都做匀加速直线运动。C．相等时间内乙的速度改变大。D．在5s末以前甲质点速度大。【例二】A、B两物体在同一直线上从某点开始计时的速度图像如图中的A、B所示，则由图可知，在0-t2时间内()A．A、B运动始终同向，B比A运动的快。B．在t1时间AB相距最远，B开始反向。C．A、B的加速度始终同向，B比A的加速度大。D．在t2时刻，A、B并未相遇，仅只是速度相同。课堂训练:1．关于直线运动的位移、速度图象，下列说法正确的是（）A、匀速直线运动的速度-时间图象是一条与时间轴平行的直线B、匀速直线运动的位移-时间图象是一条与时间轴平行的直线第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述A、匀变速直线运动的速度-时间图象是一条与时间轴平行的直线B、非匀变速直线运动的速度-时间图象是一条倾斜的直线2．甲、乙两物体的v--t图象如图所示，下列判断正确的是()A．甲作直线运动，乙作曲线运动B．tl时刻甲乙相遇C．tl时间内甲的位移大于乙的位移D．tl时刻甲的加速度大于乙的加速度3．如图示，是一质点从位移原点出发的v--t图象，下列说法正确的是()A．1s末质点离开原点最远B．2S末质点回到原点C.3s末质点离开原点最远D．4s末质点回到原点4.如图所示，是一个物体向东运动的速度图象，由图可知0～10s内物体的加速度大小是________，方向是___________；在10s～40s内物体的加速度大小是_______；在40s～60s内物体的加速度大小是___________，方向是____________。5.A、B、C、D四个物体做直线运动的速度图象如图示，以向东为正方向，由图看出__________物体在10s内是往返运动，且lOs末在出发点的东边；_________物体在10s末在出发点的西边；_________物体只向东运动，速度方向不变。第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述6.如图是A，B两个物体从同一地点向同一方向做匀加速直线运动的速度图象．从图可知A物体运动初速度是___________m/s，加速度是_________m/s2。B物体运动初速度是________m/s，加速度是________m/s2,A比B______运动_____s，当B物体开始运动时，A，B间距s0=__________m，B运动_______s时，A，B间距是4so．阅读材料：活动人行道有一种设备，是根据这种相对运动的原理建造的，就是所谓“活动人行道”；不过这种设备直到目前为止，也还只有在展览会里可以看到。这种设备的构造。你看，这里有五条环形的人行道，一条挨着一条套在—起；它们各有单独的机械来开动，速度各不相同。最外圈的那一条走得相当慢，速度只有每小时5公里，等于平常步行的速度，要走上这样慢慢爬行的人行道，显然并不因难。在这条里侧，同它并行的第二条人行道，速度是每小时10公里。如果从不动的街道直接跳上第二条人行道，当然是危险的，可是从第一条跨到这一条就不算什么了。事实上，对速度每小时5公里的第一条人行道来说，速度每小时10公里的第二条人行道也不过是在做每小时5公里的运动；这就是说，从第一条跨到第二条，是和从地面跨到第一条一样容易的。第三条已经是用每小时15公里的速度前进了，可是从第二条跨上去，当然也不困难。从第三条跨到用每小时20公里的速度前进的第四条，以及最后从第四条跨到用每小时25公里的速度奔驰的第五条，也都一样容易。这第五条人行道就可以把旅客送到要去的地方；到了目的地，旅客又可以一条条地往外跨，他就可以走到不动的地面上。1.5速度变化快慢的描述加速度班级________姓名________学号_____学习目标:1.理解加速度的概念。知道加速度是表示速度变化快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位。2.知道加速度是矢量，方向始终与速度变化量的方向一致。知道加速度与速度变化量的区别。第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述3.知道什么是匀变速直线运动。能从匀变速直线运动的v-t图象理解加速度的意义。学习重点:加速度的概念学习难点:加速度主要内容:一、加速度1．定义；加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。用a表示。2．定义式：a=（vt-v0）/t或a=△v/△t3．单位：国际单位：m／s2。，读着：米每二次方秒4．物理意义：表示速度改变快慢的物理量，是速度对时间的变化率，数值上等于单位时间内速度的变化量。5．加速度的标矢性：大小：等于单位时间内速度的改变量。匀变速直线运动是加速度不变的运动。匀速直线运动是加速度为零的变速直线运动。方向：①加速度的方向始终与速度变化vt-v0或△v的方向相同。②在变速直线运动中速度的方向始终在一条直线上。若规定v0为正方向，若物体加速运动，vt-v0为正，a为正，a与v0方向相同。若物体减速运动vt-v0为负，a为负，a与v0方向相反。在单向直线运动中速度是增大还是减小由加速度方向与速度方向相同或相反决定不是由加速度大小决定问题：1．物体的速度越大，加速度也越大吗?2．物体的速度变化越大，加速度也越大吗?3．加速度的方向一定跟物体的速度方向相同吗?注：①加速度不是增加的速度，不是速度变化的多少。②加速度大，表示速度变化快，并不表示速度大，也不表示速度变化大，加速度与速度，速度变化无直接因果关系。③加速度很大时，速度可能很小，加速度很小时，速度可能很大。二、从v-t图象看加速度在v-t图象中，图线的斜率表示物体运动的加速度。斜率为正，表示加速度方向与所设正方向相同；斜率为负表示加速度方向与所设正方向相反；斜率不变，表示加速度不变。【例一】下列关于速度和加速度的说法中正确的是()A．物体运动的速度越大，它的加速度也一定越大。B．物体运动的加速度为零时，它的速度可能很大。C．加速度就是“加出来的速度”。D．物体的加速度减小时，速度可能在增大。【例二】计算物体在下列时间段内的加速度1．一辆汽车从车站出发做匀加速运动，经l0s速度达到108Km／h。2．以40m／s的速度运动的车，从某时刻起开始刹车，经8s停下。3．沿光滑水平地面以10m／s运动的小球，撞墙后以原速大小反弹，与墙壁接触时间为0．2s。【例三】物体做匀加速直线运动，已知加速度为2m／s2。，那么在任意ls内()第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述A．物体的末速度一定等于初速度的2倍。B．物体的末速度一定比初速度大2m／s。C．物体的初速度一定比前一秒的末速度大2m／s。D．物体的末速度一定比前一秒的初速度大2m／s。课堂训练：1．甲、乙为两个在同一直线上沿规定的正方向运动的物体，a甲=4m/s2，a乙=-4m/s2。那么，对甲、乙两物体判断正确的是()A．甲的加速度大于乙的加速度。B．甲、乙两物体的运动方向一定相反。C．甲的加速度和速度方向一致，乙的加速度和速度方向相反。D．甲、乙的速度量值都是越来越大。2．一质点做直线运动，连续4s末的速度为Vl=lm／s，v2=2m／s，v3=4m／s，v4=8m／s，则这个质点的运动是()A．匀速直线运动B．匀加速直线运动C．匀减速直线运动D．非匀变速直线运动3．关于直线运动的下列说法正确的是()A．匀速直线运动的速度是恒定的，不随时间而改变。B．匀变速直线运动的瞬时速度随着时间而改变。C．速度随着时间而不断增加的运动，叫做匀加速直线运动。D·速度随着时间均匀减小的运动，通常叫做匀减速直线运动。4．关于速度和加速度的关系，以下说法正确的是()A、物体的速度越大，则加速度也越大；B、物体的速度变化越大，则加速度越大；C、物体的速度变化越快，则加速度越大；D、物体加速度的方向，就是物体速度的方向。5．质点以2m／s2的加速度做匀加速运动，下列说法正确的是()A、质点的加速度越来越大；B、质点的速度每经1s增加2m／s；C、质点在任ls内位移比前ls内位移大2m；D、质点在任ls内平均速度比前1s内平均速度大2m／s。6．下列说法正确的是()A．物体的速度改变量大，其加速度一定大B．物体用加速度时，速度就增大C．物体的加速度大，速度一定大D．物体的速度变化率大，加速度一定大7．关于匀变速直线运动的下列说法正确的是()A．匀变速直线运动是加速度不变的运动B．匀加速直线运动是加速度不断增加的运动C．匀减速直线运动是加速度不断减小的运动D．变速直线运动是速度发生变化而加速度不变的运动8．以下对加速度的理解正确的是()A．加速度是增加的速度B．加速度是描述速度变化快慢的物理量C．一10m/s2比10m/s2小D．加速度方向可与初速度方向相同，也可相反第课/共课编撰：第22页年月日\n全日制高中物理必修①教学案第一章运动的描述9．初速为零的匀加速直线运动，第1s内、第2s内、第3s内速度的改变量之比为△v1：△v2：△v3=___________；第1s末、第2s末、第3s末的速度之比为v1：v2：v3=_____________。课后作业:第课/共课编撰：第22页年月日