（共21套169页）人教版高中物理选修3-4（全册）
精品学案汇总
第十一章简谐运动
学案1 简谐运动
[目标定位] 1.认识弹簧振子这一物理模型，理解振子的平衡位置和位移.2.知道简谐运动的振动图象为正(或余)弦曲线，理解其物理意义.3.了解简谐运动的特征．
一、弹簧振子
[问题设计]
如图1所示的装置，把小球向右拉开一段距离后释放，可以观察到小球左右运动了一段时间，最终停止运动．
图1
(1)小球的运动有哪些特点？为什么小球最终停止运动？
(2)猜想：如果球与杆之间的摩擦可以忽略，弹簧的质量与小球相比也可以忽略，其结果如何？
[要点提炼]
1．弹簧振子模型：如图2所示，如果球与杆之间的摩擦可以，且弹簧的质量与小球的质量相比也可以，则该装置为弹簧振子．
图2
2．弹簧振子不一定水平放置，例如：竖直悬挂的弹簧振子、光滑斜面上的弹簧振子，如图3所示．
图3
3．振动特点：振动是一种往复运动，具有和．
4．弹簧振子的平衡位置：振子原来时的位置．
二、弹簧振子的位移—时间图象
[问题设计]
甲、乙两同学合作模拟弹簧振子的x－t图象
如图4所示，取一张白纸，在正中间画一条直线OO′，将白纸平铺在桌面上，甲同学用手使铅笔尖从O点沿垂直于OO′方向振动画线，乙同学沿O′O方向水平向右匀速拖动白纸．
图4
(1)白纸不动时，甲同学画出的轨迹是怎样的？
(2)乙同学匀速向右拖动白纸时，甲同学画出的轨迹又是怎样的？
[要点提炼]
1．图象的建立：用横坐标表示振子运动的时间t，纵坐标表示振子在振动过程中离开平衡位置的x，建立直角坐标系．描绘出位移x随时间t变化的图象，如图5所示．
图5
2．振子的位移x的意义
振子的位移通常以为参考点，是由平衡位置指向振子所在位置的有向线段(不同于一般运动的位移)．在x－t图象中，振子位置在t轴上方，表示位移为(如图4中t1、t4时刻)，位置在t轴下方表示位移为(如图4中t2时刻)．
3．图象的物理意义：反映了振子位置随时间变化的规律，它(填“是”或“不是”)振子的运动轨迹．
三、简谐运动及其图象
[问题设计]
简谐运动与匀速运动比较，速度有何不同？如何判断一个物体的运动是不是简谐运动？
[要点提炼]
1．定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦(或余弦)函数的规律，即它的振动图象(x －t图象)是一条，这样的振动叫做简谐运动．
2．特点：简谐运动是最简单、最基本的振动，其振动过程关于平衡位置对称，是一种性运动．弹簧振子的运动就是简谐运动．
3．图象的应用
(1)确定位移及变化
从简谐运动图象可直接读出不同时刻t的值，从最大位移处向平衡位置运动过程中位移减小，从平衡位置向最大位移处运动过程中位移．
(2)确定各时刻速度的大小和方向
①速度的方向结合质点的实际运动方向判断．
②速度的大小根据位移情况判断：在平衡位置，质点速度；在最大位移处，质点速度为0.在从平衡位置向最大位移处运动的过程中，速度；在从最大位移处向平衡位置运动的过程中，速度．
一、对弹簧振子运动特点的理解
例1一弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的是()
A．若位移为负值，则速度一定为正值
B．振子通过平衡位置时，速度为零，位移最大
C．振子每次经过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同
D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同
二、弹簧振子的x－t图象
例2如图6甲所示，一弹簧振子在A、B间振动，取向右为正方向，振子经过O点时开始计时，其振动的x－t图象如图乙所示．则下列说法中正确的是()
图6
A．t2时刻振子在A点
B．t2时刻振子在B点
C．在t1～t2时间内，振子的位移在增大
D．在t3～t4时间内，振子的位移在减小
三、对简谐运动图象的理解
例3如图7所示为某物体做简谐运动的图象，下列说法中正确的是()
图7
A．由P→Q位移在增大 B．由P→Q速度在增大
C．由M→N位移先减小后增大 D．由M→N位移始终减小
1．(弹簧振子的运动特点)在图8中，当振子由A向O运动时，下列说法中正确的是()
图8
A．振子的位移在减小
B．振子的运动方向向左
C．振子的位移方向向左
D．振子的位移在增大
2．(简谐运动的x－t图象)某弹簧振子的振动图象如图9所示．根据图象判断，下列说法正确的是()
图9
A．第1 s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反
B．第2 s末振子相对于平衡位置的位移为－20 cm
C．第2 s末和第3 s末振子相对于平衡位置的位移不相同，但瞬时速度方向相反
D．第1 s内和第2 s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反
3．(简谐运动的x－t图象)如图10所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：
图10
(1)质点在第2 s末的位移为多少？
(2)1～3 s内质点的平均速度大小为多少？方向如何？
题组一对机械振动的理解
1．下列运动属于机械振动的是()
①乒乓球在地面上的自由来回上下运动②弹簧振子在竖直方向的上下运动③秋千在空中的来回运动④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动
A．①② B．②③ C．③④ D．②③④
2．关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是()
A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移
C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大
D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移
3．手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们．振动的原理是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动．当叶片转动后，电动机就跟着振动起来．其中叶片的形状你认为是下图中的()
题组二弹簧振子的运动特点
4．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内()
A．振子的位移越来越大
B．振子正向平衡位置运动
C．振子速度与位移同向
D．振子速度与位移方向相反
5．如图1所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐运动，在振子从最大位移处a向平衡位置O 运动过程中()
图1
A．位移方向向左，速度方向向左
B．位移方向向左，速度方向向右
C．位移不断增大，速度不断减小
D．位移不断减小，速度不断增大
题组三弹簧振子的x－t图象
6．如图2所示为获取弹簧振子的位移－时间图象的一种方法，小球的运动轨迹是往复运动的一段线段，而简谐运动的图象是正弦(或余弦)曲线．下列说法正确的是()
图2
A．如果纸带不动，作出的振动图象仍然是正弦(或余弦)函数曲线
B．如果纸带不动，作出的振动图象是一段线段
C．图示时刻，振子正经过平衡位置向右运动
D．若纸带运动的速度不恒定，则纸带上描出的仍然是简谐运动的图象
7．图3为一弹簧振子的振动图象，规定向右的方向为正方向，图4为弹簧振子的示意图，弹簧振子在F、G之间运动，E是振动的平衡位置，试根据图象分析以下问题：
图3 图4
(1)如图4所示，振子振动的起始位置是________(填“E”、“F”或“G”)，从初始位置开始，振子向________(填“左”或“右”)运动．
(2)在图5中，找出图象中的A、B、C、D点各对应振动过程中的哪个位置？A对应__________，B对应________，C对应________，D对应________．
(3)在t＝2 s时，振子的速度方向与t＝0时速度方向________(填“相同”或“相反”)．
(4)振子在前4 s内的位移等于________．
题组四对简谐运动图象的理解
8．如图5所示为某质点做简谐运动的图象，则下列说法正确的是()
图5
A．质点在0.7 s时，正在远离平衡位置
B．质点在1.5 s时的位移最大
C．1.2 s到1.4 s，质点的位移在增大
D．1.6 s到1.8 s，质点的位移在增大
9．如图6所示是质点做简谐运动的图象，由此可知()
图6
A．t＝0时，质点位移、速度均为零
B．t＝1 s时，质点位移最大，速度为零
C．t＝2 s时，质点的位移为零，速度负向最大
D．t＝4 s时，质点停止运动
10．如图7所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：
图7
(1)质点离平衡位置的最大距离有多大？
(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻，质点向哪个方向运动？
(3)质点在第2 s末的位移是多少？
学案2 简谐运动
[目标定位]1.认识弹簧振子，理解振子的平衡位置和位移.2.理解简谐运动的位移—时间图
象是一条正弦曲线.3.经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图象描绘运动的方法．
一、弹簧振子
1．平衡位置
小球原来时的位置．
2．机械振动
小球在附近的运动，是一种，简称振动．
3．弹簧振子
如图11－1－1所示，把一个有孔的小球装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的杆上，能够自由滑动，两者之间的摩擦可以，弹簧的质量与小球相比也可以，这样的系统称为弹簧振子．
图11－1－1
想一想弹簧振子是一种理想化模型，以前我们还学过哪些理想化模型？
二、弹簧振子的位移—时间图象
图11－1－2
1．建立坐标系
如图11－1－2，以小球的为坐标原点，沿着它的方向建立坐标轴．小球在平衡位置边时它对平衡位置的位移为正，在边时为负．
2．振子位置的确定
用频闪照相机拍摄时，底片从下向上运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列的像，对应小球在各个时刻的位置，得到如图11－1－2所示的图象．
三、简谐运动及其图象
1．如果质点的位移与时间的关系遵从的规律，即它的振动图象(x－t图象)是一条曲线，这样的振动叫做简谐运动．
2．简谐运动是最简单、最基本的，弹簧振子的运动就是．
想一想简谐运动的图象描述的是小球的运动轨迹吗？
一、对简谐运动的理解
1．简谐运动的位移
简谐运动的位移是矢量，是从平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段．
注意：简谐运动的位移和一般运动中的位移有很大区别，一般运动中的位移都是由初位置指向末位置．而简谐运动的位移都是由平衡位置指向振动质点所在位置．
2．简谐运动的运动规律
简谐运动中质点原来静止的位置是平衡位置．振动质点振动过程中经过平衡位置时位移是零，而速度最大．离开平衡位置时，位移变大，速度变小．速度为零处是最大位移处．
【例1】以弹簧振子为例，振子做简谐运动的过程中，有两点A、A′关于平衡位置对称，则振子()
A．在A点和A′点的位移相同
B．在A点和A′点的位移大小相同
C．在两点处的速度可能相同
D．在两点处的速度一定相同
借题发挥弹簧振子位于关于平衡位置对称的两点时，振子的位移大小相等，方向相反；振子的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反．
图11－1－3
针对训练1 如图11－1－3所示，弹簧下端悬挂一钢球，上端固定，它们组成一个振动的系统．用手把钢球向上托起一段距离，然后释放，钢球便上下振动起来，若以竖直向下为正方
向，下列说法正确的是()
A．钢球的最低处为平衡位置
B．钢球原来静止时的位置为平衡位置
C．钢球振动到距原静止位置下方3 cm处时位移为3 cm
D．钢球振动到距原静止位置上方2 cm处时位移为2 cm
二、对简谐运动图象(x－t图象)的认识
1．形状：正(余)弦曲线
2．物理意义
表示振动质点在不同时刻偏离平衡位置的位移，是位移随时间的变化规律．
3．获取信息
(1)任意时刻质点的位移的大小和方向．如图11－1－4所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2.
图11－1－4
图11－1－5
(2)任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图11－1－5中a点，下一时刻离平衡位置更远，故a此刻质点向x轴正方向振动．
(3)任意时刻质点的速度、位移的变化情况及大小比较：看下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置，若远离平衡位置，则速度越来越小，位移越来越大，若靠
近平衡位置，则速度越来越大，位移越来越小，如图中b，从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增大，位移正在减小，c从负位移远离平衡位置运动，则速度为负且减小，位移正在增大．
注意：振动图象描述的是振动质点的位移随时间的变化关系，而非质点运动的轨迹．比如弹簧振子沿一直线做往复运动，其轨迹为一直线，而它的振动图象却是正弦曲线．
图11－1－6
【例2】如图11－1－6所示为某物体做简谐运动的图象，下列说法中正确的是()
A．由P→Q，位移在增大
B．由P→Q，速度在增大
C．由M→N，位移先减小后增大
D．由M→N，位移始终减小
借题发挥应用简谐运动的图象
(1)可以从图象中直接读出某时刻质点的位移大小和方向、速度方向、质点的最大位移；
(2)也可比较不同时刻质点位移的大小、速度的大小；
(3)还可以预测一段时间后质点位于平衡位置的正向或负向，质点位移的大小与方向，速度的方向和大小的变化趋势．
图11－1－7
针对训练2 如图11－1－7所示为某质点在0～4 s内的振动图象，则()
A．质点在3 s末的位移为2 m
B．质点在4 s末的位移为8 m
C．质点在4 s内的路程为8 m
D．质点在4 s内的路程为零
对简谐运动的理解
图11－1－8
1．如图11－1－8所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子m离开O点，再从A点运动到C点时，振子离开平衡位置的位移是()
A．大小为OC，方向向左
B．大小为OC，方向向右
C．大小为AC，方向向左
D．大小为AC，方向向右
2．对于做简谐运动的弹簧振子，下述说法中不正确的是()
A．振子通过平衡位置时，速度最大
B．振子在最大位移处时，速度最大
C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同
D．振子连续两次通过同一位置时，动能相同
简谐运动的图象
图11－1－9
3．如图11－1－9表示某质点简谐运动的图象，以下说法正确的是()
A．t1、t2时刻的速度相同
B．从t1到t2这段时间内，速度与位移同向
C．从t2到t3这段时间内，速度变大，位移变小
D．t1、t3时刻的速度相同
图11－1－10
4．装有砂粒的试管竖直静立于水面，如图11－1－10所示，将管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动．若取竖直向上为正方向，则如图所示描述试管振动的图象中可能正确的是()
题组一对振动的理解
1．下列几种运动中属于机械振动的是()
A．乒乓球在地面上的上下运动
B．弹簧振子在竖直方向的上下运动
C．秋千在空中来回运动
D．浮于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动
2．关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是() A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置
B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移
C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也就越大D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移题组二对简谐运动的理解
3．关于简谐运动，下列说法正确的是()
A．简谐运动一定是水平方向的运动
B．所有的振动都可以看作是简谐运动
C．物体做简谐运动时的轨迹线一定是正弦曲线
D．只要振动图象是正弦曲线，物体一定做简谐运动
4．一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是()
A．若位移为负值，则速度一定为正值
B．振子通过平衡位置时，速度为零
C．振子每次通过平衡位置时，速度相同
D．振子每次通过同一位置时，速度不一定相同
5．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内()
A．振子的位移越来越大
B．振子正向平衡位置运动
C．振子速度与位移同向
D．振子速度与位移方向相反
题组三简谐运动的图象
6．关于简谐运动的图象，下列说法中正确的是()
A．表示质点振动的轨迹是正弦或余弦曲线
B．由图象可判断任一时刻质点相对平衡位置的位移大小与方向
C．表示质点的位移随时间变化的规律
D．由图象可判断任一时刻质点的速度方向
7．一质点做简谐运动的图象如图11－1－11所示，下列说法正确的是()
图11－1－11
A．0～1 s速度在增大 B．0～1 s位移在增大
C．2～3 s速度在增大 D．2～3 s位移在增大
图11－1－12
8．一质点做简谐运动的图象如图11－1－12所示，在前2 s内具有最大负方向速度的时刻是()
A．0.5 s B．1 s
C．1.5 s D．2 s
9．如图11－1－13所示为某简谐运动的图象，若t＝0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是()
A．质点在0.7 s时，正在远离平衡位置运动
B．质点在1.5 s时的位移最大
C．1.2 s到1.4 s，质点的位移在增大
D．1.6 s到1.8 s，质点的位移在增大
10．一弹簧振子沿x轴振动，离开平衡位置的最大距离为4 cm，振子的平衡位置位于x轴上的O点，如图11－1－14所示，a、b、c、d为4个不同的振动状态，黑点表示振子的位置，黑点上箭头表示运动的方向；图11－1－15中给出的①、②、③、④四条振动图象，可用于表示振子的振动图象的是()
图11－1－14
图11－1－15
A．若规定状态a时t＝0，则图象为①
B．若规定状态b时t＝0，则图象为②
C．若规定状态c时t＝0，则图象为③
D．若规定状态d时t＝0，则图象为④
11．如图11－1－16甲所示，李辉、张伟两人合作，模拟振动曲线的记录．先在白纸中央画一条直线OO1，使它平行于纸的长边，作为图象的横坐标轴．李辉用铅笔尖在白纸上沿垂直于OO1的方向振动，张伟沿OO1的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描绘笔尖振动情况的曲线，如图乙所示．李辉保持铅笔尖的振动情况不变，张伟改变拖动白纸的速度，在纸上画出了另一条振动曲线，如图丙所示．乙、丙两条曲线相比，拖动白纸速度较大的是________．
12．如图11－1－17所示，简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：
图11－1－17
(1)与a点位移相同的点有哪些？
(2)与a点速度相同的点有哪些？
图11－1－18
13．如图11－1－18所示是某质点做简谐运动的图象，根据图象中的信息，回答下列问题：
(1)质点在第3秒末的位移是多少？质点振动过程中的最大位移为多少？
(2)在前4 s内，质点经过的路程为多少？
学案3 简谐运动的描述
[目标定位] 1.知道什么是振动的振幅、周期、频率，知道周期和频率的关系.2.知道简谐运动的数学表达式，知道其中各物理量的意义.3.了解相位的概念．
一、描述简谐运动的物理量
[问题设计]
如图1所示，水平桌面上的木质框架质量为M，悬挂在框架上的轻质弹簧劲度系数为k，小铁球质量为m.小铁球能静止在A点，现将小铁球从A上方1 cm处的B由静止释放，经0.5 s 小铁球第1次到达A点．小铁球的运动可视为简谐运动，则：
图1
(1)小铁球的周期是多少？振幅多大？
(2)有人说小铁球的振幅只不过是其振动过程中位移的一个特殊值而已，你是否赞同这个观点？
[要点提炼] 1．全振动
(1)振子以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程叫做一次全振动． (2)某一阶段的振动是否为一次全振动，可以从以下两个角度判断：
一是从物体经过某点时的特征物理量看：如果物体的位移和速度都回到原值(大小、方向两方面)，即物体从同一个方向回到出发点，则物体完成了一次全振动． 二是看物体在这段时间内通过的路程是否等于振幅的四倍． 2．周期和频率
(1)周期是振动物体完成一次全振动所需要的时间，频率是单位时间完成全振动的次数，所以T 和f 的关系为T ＝1
f
.
(2)周期和频率由振动系统本身的性质决定，与振幅无关． 3．振幅和路程
(1)振幅是表示振动强弱的物理量，是标量．振幅的大小反映了振动系统能量的大小． (2)振动物体一个周期内的路程为4A ，半个周期内的路程为2A ，1
4个周期内的路程不一定(填
“一定”或“不一定”)是A. 二、简谐运动的表达式 [问题设计]
在上一节的学习中，我们知道做简谐运动物体的振动位移随时间按正弦函数规律变化，在数
学课上我们学习过正弦函数y ＝Asin (ωt ＋φ)，你知道A 、ω、φ各表示简谐运动的什么物理量吗？
[要点提炼]
对表达式x ＝Asin (ωt ＋φ)的理解：
1．式中x 表示振动物体相对于平衡位置的位移；t 表示振动的时间． 2．A 表示振动物体偏离平衡位置的最大距离，即 ．
3．ω称做简谐运动的，它也表示简谐运动振动的快慢，与周期T 及频率f 的关系：ω＝
2π
T ＝2πf.
4．ωt ＋φ代表简谐运动的相位，其中φ是t ＝0时的相位，称为初相． 相位是一个角度，单位是或 ． 5．相位差
若两个简谐运动的表达式为x 1＝A 1sin (ωt ＋φ1)，x 2＝A 2sin (ωt ＋φ2)，则相位差为Δφ＝ －(ωt ＋φ1)＝.
当Δφ＝时，两振动物体振动步调一致． 当Δφ＝时，两振动物体振动步调完全相反． 三、简谐运动的周期性和对称性
如图2所示，物体在A 与B 之间运动，O 点为，C 和D 两点关于O 点对称，则：
图2
1．时间的对称
(1)物体来回通过相同的两点间的时间，即t DB ＝t BD .
(2)物体经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间相等，图中t OB ＝t BO ＝t OA ＝t AO ，t OD ＝t DO ＝t OC ＝t CO . 2．速度的对称
(1)物体连续两次经过同一点(如D 点)的大小相等，方向相反．
(2)物体经过关于O 点对称的两点(如C 点与D 点)时，速度大小相等，方向可能相同，也可
高中物理必修2（新人教版）全册复习教学案（强烈推荐） 内容简介：包括第五章曲线运动、第六章万有引力与航天和第七章机械能守恒定律，具体可以分为，知识网络、高考常考点的分析和指导和常考模型规律示例总结，是高一高三复习比较好的资料。 一、 第五章 曲线运动 （一）、知识网络 （二）重点内容讲解 1、物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动，曲线运动的条件可从两个角度来理解：（1）从运动学角度来理解；物体的加速度方向不在同一条直线上；（2）从动力学角度来理解：物体所受合力的方向与物体的速度方向不在一条直线上。曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，曲线运动是一种变速运动。 曲线运动是一种复杂的运动，为了简化解题过程引入了运动的合成与分解。一个复杂的运动可根据运动的实际效果按正交分解或按平行四边形定则进行分解。合运动与分运动是等效替代关系，它们具有独立性和等时性的特点。运动的合成是运动分解的逆运算，同样遵循曲线运动
平等四边形定则。 2、平抛运动 平抛运动具有水平初速度且只受重力作用，是匀变速曲线运动。研究平抛运动的方法是利用运动的合成与分解，将复杂运动分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。其运动规律为：（1）水平方向：a x =0，v x =v 0，x= v 0t 。 （2）竖直方向：a y =g ，v y =gt ，y= gt 2 /2。 （3）合运动：a=g ，2 2y x t v v v += ，22y x s +=。v t 与v 0方向夹角为θ，tan θ= gt/ v 0，s 与x 方向夹角为α，tan α= gt/ 2v 0。 平抛运动中飞行时间仅由抛出点与落地点的竖直高度来决定，即g h t 2= ，与v 0无关。水平射程s= v 0 g h 2。 3、匀速圆周运动、描述匀速圆周运动的几个物理量、匀速圆周运动的实例分析。 正确理解并掌握匀速圆周运动、线速度、角速度、周期和频率、向心加速度、向心力的概念及物理意义，并掌握相关公式。 圆周运动与其他知识相结合时，关键找出向心力，再利用向心力公式F=mv 2/r=mr ω2 列式求解。向心力可以由某一个力来提供，也可以由某个力的分力提供，还可以由合外力来提供，在匀速圆周运动中，合外力即为向心力，始终指向圆心，其大小不变，作用是改变线速度的方向，不改变线速度的大小，在非匀速圆周运动中，物体所受的合外力一般不指向圆心，各力沿半径方向的分量的合力指向圆心，此合力提供向心力，大小和方向均发生变化；与半径垂直的各分力的合力改变速度大小，在中学阶段不做研究。 对匀速圆周运动的实例分析应结合受力分析，找准圆心的位置，结合牛顿第二定律和向心力公式列方程求解，要注意绳类的约束条件为v 临=gR ，杆类的约束条件为v 临=0。 （三）常考模型规律示例总结 1.渡河问题分析 小船过河的问题,可以 小船渡河运动分解为他同时参与的两个运动,一是小船相对水的运动(设水不流时船的运动,即在静水中的运动),一是随水流的运动(水冲船的运动,等于水流的运动),船的实际运动为合运动. 例1：设河宽为d,船在静水中的速度为v 1,河水流速为v 2 ①船头正对河岸行驶,渡河时间最短,t 短= 1 v d ②当 v 1> v 2时,且合速度垂直于河岸,航程最短x 1=d 当 v 1< v 2时,合速度不可能垂直河岸,确定方法如下: 如图所示,以 v 2矢量末端为圆心;以 v 1矢量的大小为半径画弧,从v 2矢量的始端向圆弧作切线,则 合速度沿此切线航程最短, 由图知: sin θ=21 v v
一、第四章 运动和力的关系易错题培优（难） 1．如图所示，在竖直平面内有ac 、abc 、adc 三个细管道，ac 沿竖直方向，abcd 是一个矩形。将三个小球同时从a 点静止释放，忽略一切摩擦，不计拐弯时的机械能损失，当竖直下落的小球运动到c 点时，关于三个小球的位置，下列示意图中可能正确的是（ ） A ． B ． C ． D ． 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 设ac d =，acb α∠=， 设小球沿ab 、bc 、ac 、ad 、dc 下滑的加速度分别为1a 、 2a 、3a 、4a 、5a 。 根据牛顿第二定律得 15sin sin mg a a g m α α=== sin(90) 24cos mg a a g m αα?-== = 3a g = 对ab 段有
2211111 sin sin 22 d a t g t αα= = 得 12d t g = 对ac 段有 2312 d gt = 得 32d t g = 对ad 段有 2244411cos cos 22 d a t g t αα= = 得 42d t g = 所以有 124t t t == 即当竖直下落的小球运动到c 点时，沿abc 下落的小球恰好到达b 点，沿adc 下落的小球恰好到达d 点，故ACD 错误，B 正确。 故选B 。 2．如图所示，倾角θ=60°、高为h 的粗糙斜面体ABC 固定在水平地面上，弹簧的一端固定在BC 边上距B 点 3 h 高处的D 点，可视为质点的小物块Q 与弹簧另一端相连，并静止于斜面底端的A 点，此时小物块Q 恰好不接触地面且与斜面间的摩擦力为0。已知小物块Q 与斜面间的动摩擦因数μ= 3 ，小物块Q 所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，下列说法正确的是（ ）
第5点 匀变速直线运动的五个公式及其选用原则 时间(t )、位移(x )、速度(初速度v 0、末速度v t )、加速度(a )是描述运动的几个重要物理量，它们可以组成许多运动学公式．在匀变速直线运动中，以下这五个公式是最基本的，记好、理解好这几个公式，对于学好物理是至关重要的！ 一、两个基本公式 1．位移公式：x ＝v 0t ＋12 at 2 2．速度公式：v t ＝v 0＋at 二、三个推导公式 1．速度位移公式：v t 2－v 02＝2ax 2．平均速度公式：v ＝v 0＋v t 2＝2 t v 3．位移差公式：Δx ＝aT 2 三、公式的选用原则 1．能用推导公式求解的物理量，用基本公式肯定可以求解，但有些问题往往用推导公式更方便些． 2．这五个公式适用于匀变速直线运动，不仅适用于单方向的匀加速或匀减速(末速度为零)直线运动，也适用于先做匀减速直线运动再反方向做匀加速直线运动而整个过程是匀变速直线运动(如竖直上抛运动)的运动． 3．使用公式时注意矢量(v 0、v t 、a 、x )的方向性，通常选v 0的方向为正方向，与v 0相反的方向为负方向． 对点例题1 一个滑雪运动员，从85 m 长的山坡上匀加速滑下，初速度为1.8 m /s ，末速度为5.0 m/s ，他通过这段山坡需要多长时间？ 解题指导 解法一：利用公式v t ＝v 0＋at 和x ＝v 0t ＋12 at 2求解． 由公式v t ＝v 0＋at ，得at ＝v t －v 0，代入x ＝v 0t ＋12at 2有：x ＝v 0t ＋(v t －v 0)t 2，故t ＝2x v t ＋v 0 ＝2×855.0＋1.8 s ＝25 s. 解法二：利用公式v t 2－v 02＝2ax 和v t ＝v 0＋at 求解．
16．1 实验：探究碰撞中的不变量 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路． 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法． 3、掌握实验数据处理的方法． （二）过程与方法 1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。 2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。 （三）情感、态度与价值观 1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。 2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。 3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。 4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。 ★教学重点 碰撞中的不变量的探究 ★教学难点 实验数据的处理． ★教学方法 教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 课件演示：
（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态。 （2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子． 师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化． 师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样． 师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）． （二）进行新课 1．实验探究的基本思路 1．1 一维碰撞 师：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动． 这种碰撞叫做一维碰撞． 课件：碰撞演示 如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度； 如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动； 如果m A 高中物理学习材料 高一物理导学案 主备人：赵红梅 2015年4月16日 学生姓名：班级： 第六章万有引力与航天测试题 一、单项选择题 1．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( ) A．开普勒进行了“月—地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论 B．哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律 C．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律 D．牛顿发现了万有引力定律 2. 不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾．如图1所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图， 对此有如下说法，正确的是( ) A．离地越低的太空垃圾运行周期越大 B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小 C．由公式v＝gr得，离地越高的太空垃圾运行速率越大 D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞 3．已知引力常量G，在下列给出的情景中，能根据测量数据求出月球密度的是( ) A．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t B．发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期T C．观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期T D．发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T 4. “嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹 车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图2所示．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．用T1、T2、 鑫达捷 图2 学案2运动的合成与分解 [目标定位] 1.知道什么是运动的合成与分解，理解合运动与分运动等有关物理量之间的关系.2.会确定互成角度的两分运动的合运动的运动性质.3.会分析小船渡河问题. 一、位移和速度的合成与分解 [问题设计] 1.如图1所示，小明由码头A出发，准备送一批货物到河对岸的码头B.他驾船时始终保持船头指向与河岸垂直，但小明没有到达正对岸的码头B，而是到达下游的C处，此过程中小船参与了几个运动？ 图1 答案小船参与了两个运动，即船垂直河岸的运动和船随水向下的漂流运动. 2.小船的实际位移、垂直河岸的位移、随水向下漂流的位移有什么关系？ 答案如图所示，实际位移(合位移)和两分位移符合平行四边形定则. [要点提炼] 1.合运动和分运动 (1)合运动和分运动：一个物体同时参与两种运动时，这两种运动叫做分运动，而物体的实际运动叫做合运动. (2)合运动与分运动的关系 ①等时性：合运动与分运动经历的时间相等，即同时开始，同时进行，同时停止. ②独立性：一个物体同时参与了几个分运动，各分运动独立进行、互不影响，因此在研究某个分运动时，就可以不考虑其他分运动，就像其他分运动不存在一样. ③等效性：各分运动的相应参量叠加起来与合运动的参量相同. 2.运动的合成与分解 (1)已知分运动求合运动叫运动的合成；已知合运动求分运动叫运动的分解. (2)运动的合成和分解指的是位移、速度、加速度的合成和分解.位移、速度、加速度合成和分解时都遵循平行四边形定则. 3.合运动性质的判断 分析两个直线分运动的合运动的性质时，应先根据平行四边形定则，求出合运动的合初速度v 0和合加速度a ，然后进行判断. (1)判断是否做匀变速运动 ①若a ＝0时，物体沿合初速度v 0的方向做匀速直线运动. ②若a ≠0且a 恒定时，做匀变速运动. ③若a ≠0且a 变化时，做非匀变速运动. (2)判断轨迹的曲直 ①若a 与初速度共线，则做直线运动. ②若a 与初速度不共线，则做曲线运动. 二、小船渡河问题 1.最短时间问题：可根据运动等时性原理由船对静水的分运动时间来求解，由于河宽一定，当船对静水速度v 1垂直河岸时，如图2所示，垂直河岸方向的分速度最大，所以必有t min ＝d v 1 . 图2 2.最短位移问题：一般考察水流速度v 2小于船对静水速度v 1的情况较多，此种情况船的最短航程就等于河宽d ，此时船头指向应与上游河岸成θ角，如图3所示，且cos θ＝v 2 v 1；若v 2＞ v 1，则最短航程s ＝v 2v 1d ，此时船头指向应与上游河岸成θ′角，且cos θ′＝v 1 v 2 . 图3 三、关联速度的分解 绳、杆等连接的两个物体在运动过程中，其速度通常是不一样的，但两者的速度是有联系的(一般两个物体沿绳或杆方向的速度大小相等)，我们称之为“关联”速度.解决此类问题的一般 新课标人教版高中物理必修一全册经典教案（含有章节练习） 第一章运动的描述 §1.1 质点、参考系和坐标系 【学习目标细解考纲】 1．掌握质点的概念，能够判断什么样的物体可视为质点。 2．知道参考系的概念，并能判断物体在不同参考系下的运动情况。 3．认识坐标系，并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。 【知识梳理双基再现】 1．机械运动物体相对于其他物体的变化，也就是物体的随时间的变化，是自然界中最、最的运动形态，称为机械运动。是绝对的，是相对的。 2．质点我们在研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的 和，把它简化为一个，称为质点，质点是一个的物理模型。 3．参考系在描述物体的运动时，要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于它的位置是否随变化，以及怎样变化，这种用来做的物体称为参考系。为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的。 【小试身手轻松过关】 1．敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是（）A．船和山B．山和船C．地面和山D．河岸和流水 2．下列关于质点的说法中，正确的是（） A．质点就是质量很小的物体 B．质点就是体积很小的物体 C．质点是一种理想化模型，实际上并不存在 D．如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时，即可把物体看成质点3．关于坐标系，下列说法正确的是（） A．建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化 B．坐标系都是建立在参考系上的 C．坐标系的建立与参考系无关 D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置 4．在以下的哪些情况中可将物体看成质点（） A．研究某学生骑车由学校回家的速度 B．对这名学生骑车姿势进行生理学分析 C．研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹 D．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面 【基础训练锋芒初显】 5．在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（） A．研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少 B．研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化 C．一枚硬币用力上抛，猜测它落地时正面朝上还是反面朝上 D．正在进行花样溜冰的运动员 6．坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“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，这是因为选取作为参考系的缘故，而“坐地日行八万里”是选取作为参考系的。 7．指出以下所描述的各运动的参考系是什么？ （1）太阳从东方升起，西方落下； （2）月亮在云中穿行； （3）汽车外的树木向后倒退。 8．一物体从O点出发，沿东偏北30度的方向运动10 m至A点，然后又向正南方向运动5 m至B点。（sin30°=0.5） （1）建立适当坐标系，描述出该物体的运动轨迹； （2）依据建立的坐标系，分别求出A、B两点的坐标。 【举一反三能力拓展】 9．在二战时期的某次空战中，一英国战斗机驾驶员在飞行中伸手触到了一颗“停”在驾驶舱边的炮弹，你如何理解这一奇怪的现象？ 【名师小结感悟反思】 本课时学习了质点、参考系、坐标系三个基本概念，质点是重点，是理想化模型，是一种科学抽象。判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度，跟物体本身的形状、大小无关。因此，分析题目中所给的研究角度，是学习质点概念的关键。 运动是绝对的，运动的描述是相对的；对同一运动，不同参考系描述形式不同。一般选大地为参考系。坐标系是建立在参考系之上的数学工具。坐标系的建立，为定量研究物体的运动奠定了数学基础。 力与运动的两类问题 【学习目标】 1.明确用牛顿运动定律解决的两类问题; 2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法． 【要点梳理】 要点一、根据运动情况来求力 运动学有五个参量0v 、v 、t 、a 、x ，这五个参量只有三个是独立的。 运动学的解题方法就是“知三求二”。所用的主要公式： 0v v at =+ ①——此公式不涉及到位移，不涉及到位移的题目应该优先考虑此公式 201 2x v t at =+ ②——此公式不涉及到末速度，不涉及到末速度的题目应该优先考虑此公式 21 2x vt at =- ③——此公式不涉及到初速度，不涉及到初速度的题目应该优先考虑此公式 02 v v x t += ④——此公式不涉及到加速度，不涉及到加速度的题目应该优先考虑此公式 22 02v v x a -= ⑤——此公式不涉及到时间，不涉及到时间的题目应该优先考虑此公式 根据运动学的上述5个公式求出加速度，再依据牛顿第二定律F ma =合，可以求物体所受的合力或者某一个力。 要点二、根据受力来确定运动情况 先对物体进行受力分析，求出合力，再利用牛顿第二定律F ma =合，求出物体的加速度，然后利用运动学公式 0v v at =+ ① 2012x v t at =+ ② 2 12x vt at =-③ 02 v v x t +=④ 22 02v v x a -= ⑤ 求运动量（如位移、速度、时间等） 要点三、两类基本问题的解题步骤 1.根据物体的受力情况确定物体运动情况的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，画出物体的受力图． ②求出物体所受的合外力． ③根据牛顿第二定律，求出物体加速度． ④结合题目给出的条件，选择运动学公式，求出所需的物理量． 2.根据物体的运动情况确定物体受力情况的解题步骤 ①确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出受力图． ②选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． ③根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力． ④根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力． 要点四、应注意的问题 1.不管是根据运动情况确定受力还是根据受力分析物体的运动情况，都必须求出物体的加速度。 物理人教版选修3-3模块综合检测（二） (时间：90分钟 满分：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分) 1．根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法中正确的是( ) A ．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动 B ．永动机是不可能制成的 C ．密封在体积不变的容器中的气体，若温度升高，则气体分子对器壁单位面积上的平均作用力增大 D ．根据热力学第二定律可知，热量能够从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体 2．用M 表示液体或固体的摩尔质量，m 表示分子质量，ρ表示物质密度，Vm 表示摩尔体积，V0表示分子体积．NA 表示阿伏加德罗常数，下列关系式不正确的是( ) A ．NA ＝V0Vm B ．NA ＝Vm V0C ．Vm ＝M ρ D ．m ＝M/NA 3．对于一定质量的理想气体，下列情况中不可能发生的是( ) A ．分子热运动的平均动能不变，分子间平均距离减小，压强变大 B ．分子热运动的平均动能不变，分子间平均距离减小，压强减小 C ．分子热运动的平均动能增大，分子间平均距离增大，压强增大 D ．分子热运动的平均动能减小，分子间平均距离减小，压强不变 4．一定质量的理想气体( ) A ．先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度 B ．先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积 C ．先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度 D ．先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能 5．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( ) A ．晶体一定有天然的规则外形 B ．冰有固定的熔点，一定是晶体 C ．晶体的物理性质一定表现为各向异性 D ．水晶片和玻璃片都是透明的，故它们都是晶体 6．下图中的四个图象是一定质量的气体，按不同的方法由状态a 变到状态b ，则反映气体变化过程中从外界吸热的是( ) 7．如图1所示是一定质量的理想气体的p －V 图线，若其状态由A→B→C→A ，且A→B 等容，B→C 等压，C→A 等温，则气体在A 、B 、C 三个状态时( ) 高二物理选修3-4教案 11、1简谐运动 一、三维目标 知识与技能 1、了解什么是机械振动、简谐运动 2、正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线过程与方法 通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力 情感态度与价值观 让学生体验科学的神奇，实验的乐趣 二、教学重点 使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律 三、教学难点 偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化 四、教学过程 引入：我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动 1、机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动 微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征 [演示实验] （1）一端固定的钢板尺[见图1（a）] （2）单摆[见图1（b）] （3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）] 提问：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征 归纳：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。 2、简谐运动 简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动 （1）弹簧振子 演示实验：气垫弹簧振子的振动 讨论：a．滑块的运动是平动，可以看作质点 b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子 c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。 （2）弹簧振子为什么会振动 物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力，回复力是根据力的效果命名的，对于弹簧振子，它是弹力。 回复力可以是弹力，或其它的力，或几个力的合力，或某个力的分力，在O点，回复力是零，叫振动的平衡位置。 （3）简谐运动的特征 弹簧振子在振动过程中，回复力的大小和方向与振子偏离平衡位置的位移有直接关系。在研究机械振动时，我们把偏离平衡位置的位移简称为位移。 3、简谐运动的位移图象——振动图象 简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢简谐运动的位移指的是什么位移（相对平衡位置的位移） 演示：当弹簧振子振动时，沿垂置于振动方向匀速拉动纸带，毛笔P 就在纸带上画出一条振动曲线 说明：匀速拉动纸带时，纸带移动的距离与时间成正比，纸带 （共28套78页）人教版高中物理必修1（全册）精 品学案汇总 §1.1 质点参考系和坐标系 【学习目标】1、理解质点的定义，知道质点是一个理想化的物理模型. 初步体会物理模型在探索自然规律中的作用. 2、知道物体看成质点的条件. 3、理解参考系的概念，知道在不同的参考系中对同一个运动的描述可能是不同的. 4、理解坐标系的概念，会用一维坐标系定量描述物体的位置以及位置的变化. 【学习重点】质点概念的理解 【学习难点】物体看成质点的条件、不同参考系描述物体运动的关系 【学习流程】 【自主先学】 1、什么是机械运动？ 2、物理学中的“质点”与几何学中的“点”有何区别？ 3、什么是运动的绝对性？什么是运动的相对性？ 【组内研学】 ●为什么要引入“质点”概念？（阅读P9～10） 1、定义：叫质点. 讨论一：在研究下列问题时，加点的物体能否看成质点？ 地球 ．．通过桥梁的时间、火车 ．．从上海到北京的运动时间、轮船在海．．的自转、火车 ．．的公转、地球 里的位置 2、物体可以看成“质点”的条件： . 3、“质点”的物理意义：. 【交流促学】讨论：下列各种运动的物体中，在研究什么问题时能被视为质点？ A．做花样滑冰的运动员B．运动中的人造地球卫星 C．投出的篮球D．在海里行驶的轮船 请说一说你的选择和你的理由？ 小结：⑴将实际物体看成“质点”是一种什么研究方法？ ⑵哪些情况下，可以将实际物体看作“质点”处理？ 【组内研学】 ●为什么要选择“参考系”？（阅读P10和插图1.1-3） 讨论二：⑴书P11“问题与练习”第1题；⑵插图1.1- 4什么现象？说明了什么？ 1、定义：叫参考系. 2、你对参考系的理解： ⑴ 第四章力与运动单元检测 （时间：60分钟满分：100分） 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分） 1．下列一组单位中，哪一组中各单位都是国际单位制中的基本单位（） A．米、牛顿、秒B．米、千克、秒 C．千克、焦耳、秒D．米、千克、帕斯卡 2．关于物体的惯性，以下说法中正确的是（） A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大 B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平衡，说明突然减速和转弯时有惯性，匀速运动时没有惯性 C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大 D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已 3．下列说法正确的是（） A．物体所受到的合外力越大，其速度改变量也越大 B．物体所受到的合外力不变（F合≠0），其运动状态就不改变 C．物体所受到的合外力变化，其速度的变化率一定变化 D．物体所受到的合外力减小时，物体的速度可能正在增大 4．如图所示，小球B放在真空容器A内，球B的直径恰好等于A的正方形空腔的边长，将它们以初速度v0竖直向上抛出，下列说法正确的是（） A．若不计空气阻力，在上升过程中，A对B有向上的支持力 B．若不计空气阻力，在下落过程中，B对A没有压力 C．若考虑空气阻力，在下落过程中，B对A的压力向下 D．若考虑空气阻力，在上升过程中，A对B的压力向下 5．下列选项是四位同学根据图中驾驶员和乘客的身体姿势，分别对向前运动的汽车的运动情况作出的判断，其中正确的是（） A．汽车一定做匀加速直线运动 B．汽车一定做匀速直线运动 C．汽车可能是突然减速 D．汽车可能是突然加速 6．如图所示，用平行于斜面的力F把质量为m的物体沿粗糙斜面上拉，斜面与水平面 的夹角θ＝30°，物体与斜面的动摩擦因数μ＝ 3 6 ，并使其加速度大小等于该物体放在斜面 上沿斜面下滑时的加速度大小，则F的大小是（） 第四章电磁感应 划时代的发现 教学目标 （一）知识与技能 1．知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。 2．知道电磁感应、感应电流的定义。 （二）过程与方法 领悟科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。 （三）情感、态度与价值观 1．领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。 2．以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。 教学重点 知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。 教学难点 领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。 教学手段 计算机、投影仪、录像片 教学过程 一、奥斯特梦圆“电生磁”------电流的磁效应 引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学 生思考并回答： （1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景 （2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗奥斯特面对失败是怎样做的 （3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的用学过的知识如何解释 （4）电流磁效应的发现有何意义谈谈自己的感受。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。二、法拉第心系“磁生电”------电磁感应现象 教师活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答： （1）奥斯特发现电流磁效应引发了怎样的哲学思考法拉第持怎样的观点 （2）法拉第的研究是一帆风顺的吗法拉第面对失败是怎样做的 （3）法拉第做了大量实验都是以失败告终，失败的原因是什么 （4）法拉第经历了多次失败后，终于发现了电磁感应现象，他 发现电磁感应现象的具体的过程是怎样的之后他又做了大量的实 验都取得了成功，他认为成功的“秘诀”是什么 （5）从法拉第探索电磁感应现象的历程中，你学到了什么谈谈 自己的体会。 学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。 三、科学的足迹 1、科学家的启迪教材P3 2、伟大的科学家法拉第教材P4 四、实例探究 【例1】发电的基本原理是电磁感应。发现电磁感应现象的科学家是（C） 专题训练一、力和运动一．选择题 1．物体在几个力的作用下处于平衡状态，若撤去其中某一个力而其余力 的个数和性质不变，物体的运动情况可能是（） A．静止 B．匀加速直线运动 C．匀速直线运动 D．匀速圆周运动 14.如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC水平，AC边竖直，∠ABC=α，AB及AC两边上分别套有细线连着的铜环，当它们静止时，细线跟AB所成的角θ的大小为（细线长度小于BC） A.θ=α B.θ＞ 2 π C.θ＜α D.α＜θ＜ 2 π 2．一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量M=15kg的重物，重物静止于地面上。有一质量m=10kg的猴子，从绳的另一端沿绳向上爬，如图1-1所示。不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g=10m/s2）A．25m/s2 B．5m/s2 C．10m/s2 D．15m/s2（） 3．小木块m从光滑曲面上P点滑下，通过粗糙静止的水平传送带落于地面上的Q点，如图1-2所示。现让传送带在皮带轮带动下逆时针转 动，让m从P处重新滑下，则此次木块的落地点将 A．仍在Q点 B．在Q点右边（） C．在Q点左边 D．木块可能落不到地面 4．物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为μ=0.2，从t=0开始物体以一定初速度v0向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力F=1N的作用，则捅反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像的是图1-3中的哪一个（取向右为正方向，g=10m/s2）（） 5．把一个重为G的物体用水平力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的墙面上，则从t=0开始物体受到的摩擦力f随时间变化的图象是下图中的 图1-1 P m Q 图1-2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 f/N t 2 1 -1 -2 图1-3 高二物理选修3-4教案 郑伟文 11．1简谐运动 教学目的 （1）了解什么是机械振动、简谐运动 （2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 2．能力培养通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力 教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律 教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化 课型：启发式的讲授课 教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源 教学过程（教学方法） 教学内容 [引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。 1．机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？ [讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？ [演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）] （3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）] {提问}这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？ {归纳}物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。 2．简谐运动 简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。 2021年人教版高中物理必修一导学案全套 《1.1质点参考系》导学案 【学习目标】 物理观念：理解质点的概念，知道参考系的概念 科学探究：物体看作质点的条件 科学思维：理解质点是理想化模型，会判断物体能否看作质点，会选择参考系描述物体的运动 科学态度与责任：体会物理模型在探索自然规律中的作用 【学习重难点】 理解质点是理想化模型，会判断物体能否看作质点，会选择参考系描述物体的运动 【学习过程】 一、知识纲要导引 二、基础导学 （一）物体和质点（自学教材“物体和质点”部分） 1．定义 在某些情况下，确实可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点（mass point）． 2．将物体看成质点的两种情况 （1）物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计． （2）物体上各点的运动情况完全相同，整个物体的运动也可以简化为一个点的运动，把物体的质量赋予这个点． （二）参考系（自学教材“参考系”部分） 1．运动与静止的关系 （1）自然界中的一切物体都处于永恒的运动中，即运动是绝对的． （2）描述某一个物体的运动时，总是相对于其他物体而言的，这便是运动的相对性． 2．参考系 （1）定义：要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为参考，观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化，以及怎样变化．这种用来作为参考的物体叫作参考系（reference frame）． （2）选取：在描述一个物体的运动时，参考系可以任意选择． （3）结果：选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果会有所不同．参考系选取得当，会使问题的研究变得简洁、方便． （三）思考判断 （1）只有体积很小或质量很小的物体才可以看成质点．（） （2）只有运动较慢的物体才可以看成质点．（） （3）在所研究的问题中，物体的形状、大小可以忽略不计时，物体可以看成质点．（） （4）在任何情况下，物体都可以看成质点．（） （5）由于运动是绝对的，描述物体的运动时，无需选定参考系．（）（6）在研究和描述一个物体的运动时，必须选定参考系．（） （7）参考系必须选择地面．（） （8）选择任意物体作参考系来研究物体的运动时，其运动情况是一样的．（） 答案：（1）×（2）×（3）√（4）×（5）×（6）√（7）×（8）× （四）思考与讨论 运动员踢足球的不同部位，会使球产生不同的运动．足球运动中常说的“香蕉球”是球在空中旋转、整体运动径迹为类似香蕉型弧线的一种运动（如图）．在研究如何才能踢出香蕉球时，能把足球看作质点吗？研究什么样的问题可以把足球看作质点？ 第四章章末检测 第四章力与运动 (时间：90分钟满分：100分) 一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分．) 1．对下列现象解释正确的是() A．在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因 B．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小 C．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒 D．质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故 2．一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是() A．将水平恒力增加到2F，其他条件不变 B．将物体质量减小一半，其他条件不变 C．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍 D．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变 3．物体静止在光滑的水平桌面上，从某一时刻起用水平恒力F推物体，则在该力刚开始作用的瞬间，物体() A．立即产生加速度，但速度仍然为零B．立即同时产生加速度和速度 C．速度和加速度均为零D．立即产生速度，但加速度仍然为零4．在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一质量为m的人，下列说法中正确的是() A．此人对地板的压力大小为m(g＋a) B．此人对地板的压力大小为m(g－a) C．此人受到的重力大小为m(g＋a) D．此人受到的合力大小为m(g－a) 5. 图1 在小车中的悬线上挂一个小球，实验表明，当小球随小车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度，如图1所示．若在小车底板上还有一个跟其相对静止的物体M，则关于小车的运动情况和物体M的受力情况，以下分析正确的是() A．小车一定向右做加速运动 B．小车一定向左做加速运动 C．M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用 D．M除受到重力、底板的支持力作用处，还可能受到向左的摩擦力作用 6．穿梭机是一种游戏项目，可以锻炼人的胆量和意志．人坐在穿梭机上，在穿梭机加速下降的阶段(a 【例1】如图所示，一根弹性杆的一端固定一质量为m 的小球，另一端固定在质量为M 的物体上，而物体M 又放在倾角为θ的斜面上，则（ ） A 、若斜面光滑，物体M 沿斜面自由下滑时，弹性杆对小球m 的弹力方向竖直向上 B 、若斜面光滑，物体M 沿斜面自由下滑时，弹性杆对小球m 的弹力方向垂直于斜面向上 C 、若斜面不光滑，且物体与斜面间的动摩擦因数μ满足μ＞θtan ，则弹性杆对小球m 的弹力方向竖直向上 D 、若斜面不光滑，且物体与斜面间的动摩擦因数μ满足μ＜θtan ，则弹性杆对小球m 的弹力方向可能沿斜面向上 试解： （做后再看答案，效果更好） 解析：若斜面光滑，对于小球m 和物体M 组成的整体而言，沿斜面下滑的加速度 θsin g a =，此时小球受杆的弹力一定是垂直于斜面向上，如图甲所示，否则，弹力与重力的合力使小球产生的加速度将会大于或小于θsin g ，故选项A 错、B 对；若斜面不光滑，且μ＞θtan ，则小球m 和物体M 组成的整体将静止在斜面上，此时小球所受的弹力一定与重平衡，故选项C 正确；若斜面不光滑，且μ＜θtan ，则小球m 和物体M 组成的整体沿斜面下滑的加速度a ＜θsin g ，则此时杆对小球的弹力N F 必须有沿斜面向上的分量，如图乙所示，由图可知，小球m 的加速度a 将是重力分力和弹力分力的合力所产生的，另一方面，弹力N F 也必须有垂直于斜面向上的分量用来平衡重力的分力，从这两个角度讲，弹性杆对小球m 的弹力方向一定不能沿斜面向上，选项D 是错误的。 答案：BC 误区警示：此题对不同情况下的弹性杆对小球的弹力方向作了具体的分析，说明了一个道理就是“杆对物体的弹力方向不一定沿杆或其它的哪个方向，要根据具体情况下的受力分析，由物体所处的状态来决定”。此题中，若斜面的倾角θ、物体和小球的质量m 和M 、人教版高中物理必修二高一导学案.docx
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