人教版高中物理必修一教案第一章Word文档格式.docx
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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。
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。
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
阅读材料:
理想模型及其在科学研究中的作用
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。
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)
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。
s-t图
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
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?
【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S1
C、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_____,_____,_____。
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
( )
B.匀速直线运动的速度大小是不变的。
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)
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。
1.时间和时刻的概念和区别。
2.位移的矢量性、概念。
位移和路程的区别。
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。
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。
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?
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:
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
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.”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*.
B.匀速直线运动是速度不变的运动。
2.下列关于匀速直线运动的说法中正确的是
1.3运动快慢的描述速度
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。
速度的概念。
速度和速率。
一、坐标与坐标的变化量:
二、速度和速率:
(一)速度
位移与发生这段位移所用时间的比值。
2.定义式:
v=s/t
3.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/s
5.标矢性:
矢量。
速度的大小在数值上等于
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