[高一理化生]新人教高中物理必修一全套精品学案.doc
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1、新人教高中物理必修一全套精品学案质点 参考系和坐标系学习目标: 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、参考系。学习难点:质点概念的理解。自主学习: (一)、物体与质点 、观看鸽子飞行的录像。思考:(1)要准确描述鸽子身上各点的位置随时间的变化不是容易事,困难和麻烦出在哪儿呢?(2)如果我们研究它从家里出发到你亲戚家送信,需要了解它各部分运动的区别吗?(3)如何才能较准确地描述它的运动呢?提示:有些时候为了便于分析,常常把物体简化为一个点。观看“神舟”号运
2、行时在指挥部荧光屏上的显示为一个小小的光点。在某些情况下,我们可以把物体简化为一个有质量的点。物体 变化,叫机械运动,简称运动。用来代替物体的 叫质点。提示:在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,经过科学抽象而建立理想化的“物理模型”,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法。质点就是这种物理模型之一。质点是理想化的物理模型,如果在研究的问题中,物体的 、 以及物体上各部分运动的差别是次要因素或无关因素,就可以把物体看着质点。、思考:(1) 观看太阳系运行的模拟动画:研究地球绕太阳的公转能否把地球视为一个点呢?(2) 观看火车运行模拟动画:一列沿京沪铁路运动的火车,若研究它从上
3、海到北京的运动能否把它简化为一个点?(3) 观看地球公转和四季变化的模拟动画:研究地球上各处的季节变化时,能否把它视为质点呢?。(4) 观看火车过桥的图片。研究火车通过南京长江大桥的运动时,能否把它简化为一个质点?3、讨论:(1)物体是否在所有的情况下都能看作质点?(2)物体看作质点的条件是什么?(3)物理中的“质点”跟几何学中的点有什么相同和不同的地方?(4)大的物体一定不能看成质点?小的物体随时都看成质点吗? 归纳: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。质点没有体积,因而质点是不可能转动的。任何转动的物体
4、在研究其自转时都不可简化为质点。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。(二)、参考系1、观看太空站的图片。设想一下,你和你的同桌正在太空站里一边喝咖啡一边聊天。在“地球人”看来,你们随太空站以很大的速度绕地球运动。思考:你和你的同桌能感到自己在高速运动吗?为什么?物体的运动和静止是 的。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 叫做参考系.思考: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? 、观看飞
5、机空投的模拟动画。思考:选择不同的参考系观察结果如何?从中你有什么发现呢?参考系的选择是任意的。但怎样选择比较好呢?观看地月系、太阳系运行的模拟动画(几何画板制作),思考:月球的运动选什么参考系较好?由此你得出的结论如何?参考系的选择应以 为原则。若无特别说明,通常是以 为参考系(三)、坐标系1、观看学校平面图,思考:假设你在学校攀登楼前广场上,沿东西方向笔直地奔跑,如果要问你到了哪里,我们会怎样表示呢?对我们可以选择大家所熟悉的标志作为参考,说明你的位置,那么能否借助数学方法呢?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 ,用 来表示物体的位置。思考:如何选择坐标轴和正方向?如何
6、选坐标原点?如何确定坐标轴上的刻度值?如果我们以广场上旗杆作为坐标原点,x=5m,x=-10m表示什么意思?正负号表示什么意思?如果你在学校里从前校门到后校门,对于这种平面运动,要描述你的位置或位置的变化,应该建立怎样的坐标系?如果我们要研究“神舟”号这种三维运行呢?2、阅读课本第页“科学漫步”,并回答:此GPS定位器此刻处于我国哪个城市?从显示屏中你还能获得哪些信息?例题 1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。2对于参考系,下列说法正确的是
7、( ) 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。3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。4桌面离地面的高度是0.9 m,坐标系的原点定在桌面上,向上方向为坐标轴的正方向,有A、B两点离地面的距离分别为1.9 m和0.4 m。那么A、B的坐标分别是 ( ) A1 m, 0.5 m B1.9 m,0.4 m C1 m,-0.5 m D0.9 m ,-0.5 m作业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质点 B质量很小的
8、物体都可看成质点C不论物体的质量多大,只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计,就可以看成质点D只有低速运动的物体才可看成质点,高速运动的物体不可看作质点2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参加百米跑竞赛的运动员 F在斜下推力的作用下,沿水平面运动的箱子3关于人造地球通讯卫星的运动,下列说法正确的是 ( )A以地面卫星接收站为参考系,卫星是静止的。B以太阳为参考系,卫星是运动的。C以地面卫星接收站为参考系,卫星的轨迹是圆周。D以太阳为参考系,卫星的轨迹是圆周。4判断下
9、列说法正确的是 ( )A质点一定是体积、质量都极小的物体B当研究一列火车全部通过桥所需的时间时,因为火车上各点的运动状态相同,所以可以将火车视为质点C研究自行车运动时,因为车轮在转动,所以无论研究哪方面,自行车都不能被视为质点D地球虽大,且有自转和公转,但有时可被视为质点5甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动;丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况是 ( )A甲向上、乙向下、丙不动 B甲向上、乙向上、丙不动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6课本P12的图1.1-4说明飞机上的人和地面上的人观察跳伞的人
10、的运动情况,却得出不同的结果。请你根据此图,列举两个以上和此图有关的问题,最好能作简要回答。时间和位移学习目标: 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。4. 理解匀速直线运动和变速直线运动的概念。5. 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。6. 知道匀速直线运动的s-t图象的意义。7. 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: 1. 时间和时刻的概念和区别。2. 位移的矢量性、概
11、念。3s-t图学习难点: 位移和路程的区别。s-t图 自主学习: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。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
12、不等于路程。只有质点做方向不变的直线运动时位移大小才等于路程。三、矢量和标量1、矢量:既有大小又有方向。如位移2、标量:只有大小,没有方向。如路程、温度、质量等;矢量相加遵循平行四边形定则;标量相加遵循算术加法法则。四、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。五、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
13、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。六、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: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。s-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。s-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。
14、s-t图象中,两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。s-t图象若平行于t轴,则表示物体静止。s-t图象并不是物体的运动轨迹,二者不能混为一谈。s-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:典型例题例l. 在下图甲中时间轴上标出第2s末,第5s末和第2s,第4s,并说明它们表示的是时间还是时刻。解析:如图乙所示,第2s末和第5s末在时间轴上为一点,表示时刻甲乙第2s在时间轴上为一段线段,是指第1s末到第2s末之间的一段时间,即第二个1s,表示时间。第4s在时间轴上也为一段线段
15、,是指第3s末到第4s末之间的一段时间,即第四个ls,表示时间。答案:见解析例2. 关于位移和路程,下列说法中正确的是A. 在某一段时间内质点运动的位移为零,该质点不一定是静止的B. 在某一段时间内质点运动的路程为零,该质点一定是静止的C. 在直线运动中,质点位移的大小一定等于其路程D. 在曲线运动中,质点位移的大小一定小于其路程解析:位移的大小为起始与终了位置的直线距离,而与运动路径无关。路径是运动轨迹的长度。路程为零,质点肯定静止。选项B正确。位移为零,在这段时间内质点可以往返运动回到初始位置,路程不为零,所以选项A正确。位移大小在非单向直线运动中总小于路程,所以选项D正确。直线运动包括单
16、向直线运动和在直线上的往返运动,所以选项C错误。答案:A、B、D例3. 从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2m处被接住,则在这段过程中A. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7mB. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7mC. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3mD. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为3m解析:本题考查基本知识在实际问题中的应用。理解位移和路程概念,并按要求去确定它们。题中物体初、末位置高度差为3m,即位移大小,末位置在初位置下方,故位移方向竖直向下,总路程则为7m。答案:A练习1. 以下的计时数据指时间的是 ( )
17、A. 天津开往德州的625次列车于13h35min从天津发车B. 某人用15s跑完l00mC. 中央电视台新闻联播节目19h开播D. 1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权2. 关于质点的位移和路程,下列说法中正确的是 ( )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,即位移的大小C. 质点做直线运动时,路程等于位移的大小D. 位移的大小不会比路程大3. 如图所示,在时间轴上表示出下面的时间或时刻 ( ) A. 第4s内B. 第5s末C. 3s内D. 第6s初4. 如图所示,某物体沿两个半径为R的圆弧由A经B到C。下列结论正确的是 ( )A. 物体的位移等于4R,方向
18、向东B. 物体的位移等于2RC. 物体的路程等于4R,方向向东D. 物体的路程等于2R5. 关于时刻和时间,下列说法正确的是 ( )A. 时刻表示时间极短,时间表示时间较长B. 时刻对应物体的位置,时间对应物体的位移C. 作息时间表上的数字均表示时刻D. 1min只能分成60个时刻6. 第3s内表示的是 s的时间,是从 s末到 s末,3s内表示的是 。7. 一质点绕半径为R的圆圈运动了一周,如图所示,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 ,此运动过程中最大的位移是 ,最大路程是 。8. 质点沿一边长为2m的正方形轨道运动,每1s移动1m,初始位置在某边的中点,如
19、图所示。分别求出下列各种情况下的路程和位移大小,并在图上画出各位移矢量。(1)从A点开始第2s末时;(2)从A 点开始第4s末时;(3)从A点开始第8s末时。9. 在一大厅里,天花板与地板之间相距8m,将一小球在距地面1m高处竖直向上抛出,运动ls小球与天花板相碰,随即竖直下落,最后静止在地板上。(1)1s末小球的位移多大?方向如何?(2)抛出后的小球,最大位移是多大?方向如何?运动路程共有多大?答案1. B2. D3. 略4. AD5. BC 6. 1、第2、第3、3秒这段时间间隔 7. 0、2R 、R、2R、 8. 1)位移:X1m 路程:L12m 2)位移:X22m 路程:L24m3)位
20、移:X30m 路程:L38m 图略9. 1)7m 竖直向上 2)7m 竖直向上 15m运动快慢的描述速度学习目标1. 知道速度是表示物体运动快慢和方向的物理量2. 明确速度的计算公式、符号和单位,理解记忆速度是矢量。3. 理解平均速度和瞬时速度的概念,知道速率和速度的区别。重难点:1. 匀速直线运动及速度的概念的理解;2、利用公式v=s/t的简单计算。自主学习: 1坐标与坐标的变化量物体沿直线运动,并以这条直线为坐标轴,这样,物体的位置就可以用 来表示,物体的位移就可以通过坐标的 x=x2x1来表示,x的大小表示位移的 ,x的正负表示位移的 。2速度 表示质点运动 和 的物理量。(1)定义:质
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