初高中物理衔接讲义.docx
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初高中物理衔接讲义
第一章 运动的描述
1质点、参考系和坐标系………………………………………………………
2时间和位移…………………………………………………………………
3运动快慢的描述──速度………………………………………………………
4实验:
用打点计时器测速度…………………………………………………
5速度变化快慢的描述──加速度………………………………………………
6单元自测
7拓展提高
第二章 匀变速直线运动的研究
1实验:
探究小车速度随时间变化的规律…………………………………………
2匀变速直线运动的速度与时间的关系……………………………………………
3匀变速直线运动的位移与时间的关系……………………………………………
4匀变速直线运动的位移与速度的关系……………………………………………
5自由落体运动………………………………………………………………………
6伽利略对自由落体运动的研究…………………………………………………
7单元自测
8拓展提高
第三章 相互作用
1重力基本相互作用……………………………………………………………
2弹力………………………………………………………………………………
3摩擦力……………………………………………………………………………
4力的合成…………………………………………………………………………
5力的分解…………………………………………………………………………
6单元自测
7拓展提高
第四章 牛顿运动定律
1牛顿第一定律……………………………………………………………………
2实验:
探究加速度与力、质量的关系…………………………………………
3牛顿第二定律……………………………………………………………………
4力学单位制………………………………………………………………………
5牛顿第三定律……………………………………………………………………
6用牛顿运动定律解决问题
(一)………………………………………………
7用牛顿运动定律解决问题
(二)………………………………………………
8单元自测
9拓展提高
第一章运动的描述
1质点、参考系和坐标系
学习目标
知识与技能
1.理解质点的概念。
2.知道参考系的概念;知道坐标系的概念。
过程与方法
1.领悟质点概念的提出和分析、建立的过程。
2.了解物理学研究中物理模型的特点,科学抽象研究方法。
3.数学工具在物理学中的作用。
情感、态度与价值观
1.通过观察、探究体验,保持对科学的求知欲。
2.通过小组讨论,培养相互合作、共同探索的团队精神。
3.体验物理学研究问题的方法——科学抽象,在研究问题中突出主要矛盾。
自学指导
预习引导
质点、参考系和坐标系等概念是运动学乃至整个力学的最基本、最重要的概念。
要描述物体的运动,首先要对实际物体建立一个物理模型,最简单的是质点模型。
由于运动的相对性,描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。
为了准确、定量地描述质点的运动,还要建立坐标系。
自学检测
1.物理学中,用来________物体的__________的点叫质点。
2.为描述物体的运动,需要另外选取一个物体作为标准,否则无法判断。
这个作为标准的物体叫做__________。
3.一般说来,为了定量地描述物体的位置变化,需要在参考系上建立适当的坐标系,用坐标值来表示物体的_________。
4.物体看作为质点的条件是什么?
5.为什么要引入参考系?
选参考系要遵循什么原则?
自学反馈
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
课堂互动
知识精要
1.质点
问题讨论
物理中的“质点”跟几何中的点有什么相同和不同之处?
重点剖析
质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型。
质点是对实际物体的近似,这也是物理学中常用的一种重要的研究方法。
一个物体能否看成为质点,取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟物体自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
大的物体,如在研究月球、飞船绕地球运动时可以将它们看成为质点;小的物体,如在研究乒乓球发球时的运动,要考虑到球的旋转,因而不能将球看成为质点。
例题解析
【例题1】下列关于质点的说法中,正确的是()。
A.体积很小的物体都可看成为质点
B.质量很小的物体都可看成为质点
C.物体的大小和形状在所研究的问题中起的作用很小,可以忽略不计时,我们就可以把物体看成为质点
D.只有低速运动的物体才可看成为质点,高速运动的物体不可看成为质点
【例题2】下列情况中物体不能看成为质点的是()。
A.研究绕地球飞行时航天飞机的轨道
B.研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况
C.计算从北京开往广东汕头的一列火车的运行时间
D.计算火车通过路口所用的时间
课堂训练
【训练1】在以下的哪些情况可将物体看成质点来处理?
()。
A.研究一端固定可绕该端转动的木杆的运动时,此杆可作为质点来处理
B.要确定在大海中航行的船在大海中的位置,可以把它当做质点来处理
C.研究走钢丝表演的杂技演员时,可以把杂技演员当作质点来处理
D.研究地球绕太阳公转时,地球可以当作质点来处理
【训练2】下列情形中的物体可以看作为质点的是()。
A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中
B.将一枚硬币用力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上
C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中
D.花样滑冰运动员在比赛中
2.参考系
问题讨论
跳伞运动员在下落过程中,看到身旁的直升机在向上运动,则直升机相对于地面的运动情况是怎样的?
重点剖析
(1)参考系:
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物体的运动,得到的结果可能是不同的。
例如,人坐在运动的火车中,以窗外树木为参考系,人是运动的;以车厢为参考系,人是静止的。
(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。
例题解析
【例题3】有一首唐代流传下来的诗词:
“满眼风波多闪灼,看山恰似走来迎,仔细看山山不动——是船行。
”作者为什么会有“山迎”、“船行”这样两种不同的感觉?
【例题4】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()。
A.一定是静止的B.一定是运动的
C.有可能是静止的,也有可能是运动的D.条件不足,无法判断
课堂训练
【训练1】描述物体地运动,必须选择参考系。
关于参考系,下列说法中正确地是()。
A.早晨太阳从东方升起,参考系是地面
B.地球绕太阳近似做圆周运动,参考系是太阳
C.研究地面上物体的运动只能取地面为参考系
D.在不同参考系中描述物体的运动,简繁程度会不同
【训练2】坐在美丽的校园内学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”时,我们感觉是静止不动的,这与诗句里的描述是否矛盾?
(已知地球半径为6400km)
3.坐标系
问题讨论
田径场上,描述百米运动员在运动中的位置,需建立什么样的坐标系?
描述800米赛跑运动员在运动中的位置需建立什么样的坐标系?
足球场上,描述足球运动员的位置需建立什么样的坐标系?
要描述足球的位置呢?
重点剖析
(1)为了定量描述物体的位置随时间的变化规律,我们可以在参考系上建立适当的坐标系,这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。
(2)对于质点的直线运动,一般选取质点的运动轨迹为坐标轴,质点运动的方向为坐标轴的正方向,选取计时起点为坐标轴的原点。
单位长度的选定要根据具体情况。
(3)位置的表示方法,例如,x=5m。
如果物体在一维空间运动,即沿一条直线运动,只需建立直线坐标系,就能准确表达物体的位置;如果物体在二维空间运动,即在同一平面运动,就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置;当物体在三维空间运动时,则需要建立三维坐标系。
例题解析
【例题5】如图1-1-1所示,桌面离地面的高度是0.8m,坐标系原点定在桌面上,设竖直向下为坐标轴的正方向,A与B离地面的高度分别是1.3m和0.4m,问:
A、B的坐标应该是多少?
课堂训练图1-1-1
【训练1】一汽车从车站出发,向东沿直线行驶6km到达A地,然后掉头沿原路返回3km到达B地,坐标系原点定在车站,向东方向为坐标轴的正方向。
试做出正确的坐标系并确定A、B两地的坐标。
课后测评
1.关于质点的概念,下面叙述中正确的是()。
A.任何细小的物体都可以看作为质点
B.任何静止的物体都可以看作为质点
C.在研究某一个问题时,一个物体可以被视为质点,那么在研究另一个问题时,该物体也一定可以视为质点
D.一个物体可否视为质点,要看所研究的问题的具体情况而定
2.下列情况下的物体,哪些可以看作为质点?
()。
A.裁判眼中正在进行比赛的体操运动员
B.火车从上海开往北京,在计算其行车时间时
C.火车通过某一路标,计算其所用时间时
D.绕太阳公转的地球,研究其公转时
3.20XX年5月25日在日本大阪田径赛上,刘翔以13秒14勇夺110米栏世界冠军,取得了“四连冠”的好成绩。
伴随着雄壮的国歌,世界各地的华人流下了激动的泪水。
下列说法中正确的是( )。
A.刘翔在110米栏间飞奔时可以看作为质点
B.教练为了分析其动作要领,可以将其看作为质点
C.无论研究什么问题,均不可以将其看作为质点
D.能否将其看作为质点取决于我们所研究的问题
4.甲、乙、丙三人各乘一电梯,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,丙看到乙匀速下降,甲看到丙匀速上升,则甲、乙、丙相对于地球的运动情况可能是()。
A.甲和乙匀速下降,且
,丙静止
B.甲和乙匀速下降,且
,丙匀速上升
C.甲和乙匀速下降,且
,丙匀速下降
D.甲匀速下降,乙匀速上升,丙静止不动
5.在我国东南部的某大城市,有一天下午,在该城市中心广场行人拥挤,有人突然高喊:
“楼要倒了!
”其他人猛然抬头观看也发现楼在慢慢倾倒,便纷纷狂奔逃生,引起交通混乱。
但过了好久,楼并没有倒塌,人们再仔细观望时,楼依然稳稳地矗立那里。
下列有关分析这一现象的原因的说法中正确的是( )。
A.是一种错觉,不可能发生
B.感觉楼要倾倒的原因是人在运动
C.是因为选择了高空运动的云为参考系
D.是因为选择了旁边更高的楼为参考系第5题图
6.将一个小球从距地面4m高处竖直向下抛出,球被地面弹回,在距地面1m高处被接住。
坐标原点定在抛出点正下方2m处,向下方向为坐标轴的正方向,则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别为( )。
A.2m,-2m,-1m B.-2m,2m,1m C.4m,0,1m D.2m,0,-1m
7.在下列物体的运动中,可视作质点的物体有__________。
A.从北京开往广州的一列火车
B.研究转动的汽车轮胎
C.研究绕地球运动时的航天飞机
D.表演精彩芭蕾舞的演员
E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中
F.在斜下推力的作用下,沿水平面滑动的箱子
G.计算子弹从枪口到靶心的飞行时间
H.测量子弹穿过一张薄纸的时间
8.一辆汽车在平直公路上匀速行驶,车上的人看到车上的木箱保持静止不动,这是选取_____为参考系的;若选取汽车为参考系,则路边的电线杆运动的情况是___________。
9.下面是我国宋代诗人陈与义所写的《襄邑道》中的绝句:
飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。
卧看满天云不动,不知云与我俱东。
诗中描述“我”运动时选取的参考系是_________。
10.在第一次世界大战中,一名飞行员驾驶飞机在高空执行任务,发现脸颊附近浮动着一个小物体,飞行员以为是一只小虫子,就伸手去抓了一下,哪知抓到手中一看,原来是一颗子弹。
你能从物理学的角度解释这件事吗?
11.在印度洋海啸救灾中,从水平匀速航行的飞机上向受灾地区空投救灾物资,在不考虑空气阻力的情况下,飞机上的人以飞机作参考系,他看到投下的物体是沿什么路线下落的?
地面上的人以地面作参考系,观察被投下的物体又是沿着什么路线下落的?
12.1997年6月10日,在我国西昌卫星发射中心用“长征一号”运载火箭成功发射的“风云二号A”气象卫星,是我国研制成功的第一颗静止气象卫星,设计工作历时三年。
2000年6月25日,“长征三号”运载火箭又将我国自行研制的第二颗“风云二号B”气象卫星成功发射上天,在太空中顺利完成与A星的“新老交替”,最终定点在东经105°赤道上空,向地面传回中国及周边地区的高质量的气象资料。
(1)上述材料中的“静止气象卫星”、“最终定点在东经105°赤道上空”,是以谁为参考系来描述卫星的运动的?
(2)具有上述特点的卫星称为“同步卫星”。
.除了“气象卫星”外,“同步卫星”还有什么用途?
2时间和位移
学习目标
知识与技能
1.知道时间和时刻的区别和联系;理解位移的概念;了解路程与位移的区别。
2.知道标量和矢量;能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移。
3.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系。
过程与方法
1.围绕问题进行充分的讨论与交流,联系实际引出时间、时刻、位移、路程等概念,学会将抽象问题形象化的处理方法。
2.会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向;用矢量表示和计算质点位移,用标量表示路程.
情感、态度与价值观
1.通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置、不同时间内的不同位移(或路程)的体验,领略物理方法的奥妙。
2.养成良好的思考、表述习惯和科学的价值观。
3.从知识是相互关联、相互补充的思想中,建立事物是相互联系的唯物主义观点。
自学指导
预习引导
研究机械运动的过程,从空间上讲,就是机械运动的延伸程度——位移和路程;从时间上讲,就是机械运动的持续程度——时间间隔。
自学检测
1.在表示时间的数轴上,时刻用__________表示,时间间隔用__________表示。
2.物理学中用一个叫做的物理量来表示质点的位置变动。
3.在物理学中,像位移这样既有大小又有方向的物理量叫做。
像质量这些只有大小,没有方向的物理量,叫做。
4.如图所示,物体沿直线从O点开始运动,如果各点之间的时间间隔都是1s,则下列各说法中分别表示哪一点或线段。
前3s内:
第2s内:
(第)2s末:
第3s初:
第二个2s内:
第4题图
5.从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球,它上升5m后回落,最后到达地面。
分别以地面和抛出点为原点建立坐标系,方向均以向上为正方向,填写下表。
从填表的结果你得到什么结论?
第5题图
坐标原点设置
出发点的坐标
最高点的坐标
落地点的坐标
上升过程位移
下落过程位移
全过程的位移
抛出点为原点
以地面为原点
自学反馈
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
课堂互动
知识精要
1.时刻和时间间隔
问题讨论
时间和时刻有什么区别?
重点剖析
(1)时刻:
时刻指的是某一瞬时,在时间轴上用一点来表示。
举例:
第2秒初、第2秒末、上午8时上课、8时45分下课……
(2)时间间隔:
时间间隔是两个时刻间的间隔,有时简称为时间,在时间轴上用一段来表示。
举例:
第1s内、3s内、前2秒、每节课45分钟……
平时所说“时间”,有时指的是时刻,有时指的是时间间隔,要根据上下文的意思来确定。
例题解析
【例题1】学习了时间与时刻,蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法,其中正确的是()。
A.蓝仔说,下午2点上课,2点是我们上课的时刻
B.红孩说,下午2点上课,2点是我们上课的时间
C.紫珠说,下午2点上课,2点45分下课,上课的时刻是45分钟
D.黑柱说,2点45分下课,2点45分是我们下课的时间
【例题2】关于时刻和时间,下列说法中正确的是()。
A.时刻表示时间较短,时间表示时间较长B.时刻对应位置,时间对应位移
C.作息时间表上的数字表示时刻D.1min内有60个时刻
课堂训练
【训练1】请在如图1-2-1所示的时间轴上指出下列时刻或时间(填相应的字母):
(1)第1s末,第3s初,第2个两秒的中间时刻;
(2)第2s内,第5s内,第8s内;
(3)2s内,头5s内,前9s内。
【训练2】我国在20XX年10月成功地进行了首次载人航天飞行:
10月15日09时0分,“神舟”五号飞船点火,经9小时40分50秒至15日18时40分50秒,我国宇航员杨利伟在太空中展示中国国旗和联合国旗帜,再经11小时42分10秒至16日06时23分,飞船在内蒙古中部地区成功着陆。
在上面给出的时间或时刻中,哪些指的是时间?
哪些又指的是时刻?
2.路程和位移
问题讨论
在什么情况下,位移的大小等于路程?
重点剖析
(1)路程:
物体运动轨迹的长度。
(2)位移:
用来表示物体位置变化的一条有向线段。
(3)区别:
①路程表示运动轨迹的长短,与路径有关;而位移表示物体位置的变化,只与始末位置有关,与路径无关。
②路程只有大小没有方向;位移既有大小又有方向。
(4)联系:
在单方向的直线运动中,位移大小就等于路程;其他情况中,路程总是大于位移的大小。
例题解析
【例题3】下列关于位移和路程的说法中,正确的是()。
A.位移的大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程
B.位移的大小等于路程,方向由起点指向终点
C.位移描述物体相对位置的变化,路程描述路径的长短
D.位移描述直线运动,路程描述曲线运动
【例题4】质点沿着图1-2-2所示的边长为10m的正方形路线,从A点开始逆时针方向运动,每秒运动5m。
问:
从开始运动时计时,到表1-2-1中所指三个时刻的三段时间内,质点运动的路程和位移各多大(填在表中相应
空格中)?
在图中画出三个位移矢表1-2-1
量图。
运动时间
路程大小
位移大小
0~2s末
0~4s末
0~8s末
图1-2-2
课堂训练
【训练1】氢气球升到离地面80m高空时从其吊篮中掉落下一物体,物体又上升了10m高后开始下落。
若取向上为正方向,则物体从掉落开始至落到地面时的位移和经过的路程分别为()。
A..80m,100mB.-80m,100mC.90m,180mD.-90m,180m
【训练2】 如图1-2-3所示,一质点绕半径为R的圆周运动了一周,则其位移大小为,路程是。
若质点运动了
周,则其位移大小为,路程是。
运动过程中最大位移是,最大路程是。
3.标量和矢量图1-2-3
问题讨论
我们知道,如果一个口袋中原来有20kg大米,再放入10kg大米,口袋里共有30kg大米。
那么,如果一个物体第一次的位移大小为20m,第二次的位移大小为10m,则物体的总位移是不是30m呢?
重点剖析
(1)矢量:
既有大小又有方向的物理量,叫做矢量。
举例:
位移、速度、力、加速度……
(2)标量:
只有大小,没有方向的物理量,叫做标量。
举例:
路程、温度、质量、体积……
矢量相加和标量相加遵从不同的法则。
矢量运算遵循平行四边形定则。
例题解析
【例题5】如图1-2-4所示,一位同学从操场中心A出发,向北走了40m,到达C点,然后又向东走了30m,到达B点。
用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果的位移),三个位移的大小各是多少?
你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗?
课堂训练图1-2-4
【训练1】气球升到离地面80m高空时,从气球下吊篮内掉下一物体,物体又上升了10m高后才开始下落,规定向上方向为正方向,讨论并回答下列问题,体会矢量的表示方向:
(1)物体从离开气球开始到落到地面时的位移大小是多少米?
方向如何?
(2)表示物体的位移有几种方式?
其他矢量是否都能这样表示?
注意体会“+”、“-”号在表示方向上的作用。
课后测评
1.以下的计时数据,指时间间隔的是()。
A.学校每天7:
30准时上课B.每节课45min
C.数学考试9:
40结束D.周末文艺晚会18:
40开始
2.下列关于位移和路程的说法中,正确的是()。
A.物体在一条直线上运动时,路程和位移的大小相等,且位移是矢量,路程是标量
B.位移取决于物体运动的始、末位置,路程取决于实际运动的路径
C.物体运动的路程总大于位移的大小
D.质点沿不同的路径由A运动到B,其路程可能不同而位移是相同的
3.物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A点经B点到达C点,如图所示,则它的位移和路程分别是()。
A.2(R+r),π(R+r)
B.2(R+r)向东,2πR向东
C.2π(R+r)向东,2π(R+r)
D.2(R+r)向东,π(R+r)
4.一个质点做半径为R的圆周运动。
运动一周回到原地时,它运动过程中路程、位移的最大值分别是()。
A.2πR,2πRB.2R,2RC.2πR,0D.2πR,2R
5.一个质点沿x轴做直线运动,它的位置坐标随时间变化规律是x=-2t2-3t+1(m),式中t的单位为“s”。
关于质点的运动,下列说法中正确的是()。
A.质点从坐标原点开始运动
B.质点一直向x轴的负方向运动
C.在最初的1s内,质点的位移是-4m,“-”表示位移的方向与x轴的正方向相反
D.在最初的1s内,质点的位移大小是5m,位移的方向与x轴的正方向相反
6.一个质点在x轴上运动,每个时刻的位置所示(质点总在每一秒内都做单向直线运动)。
时刻/s
0
1
2
3
4
位置坐标/m
0
5
-4
-1
-7
⑴几秒内位移最大?
();
A.1s内B.2s内C.3s内D.4s内
⑵第几秒内位移最大?
();
A.第1s内B.第2s内C.第3s内D.第
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