高一物理 第一讲

第一章运动的描述第四课时实验：用打点计时器测速度一情景导入大自然中，物体的运动有快有慢．天空中，日出日落，雄鹰翱翔；草原上，猎豹疾驰；葡萄架上，蜗牛爬行．即使是同一物体，在不同的时刻，其运动的快慢也不相同，如撑杆跳高运动员在上升和下降的各个时刻，运动快慢(速度)不同．怎样测量物体在某一时刻的速度——瞬时速度呢？二课前导读要点1 两种计时器1．电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器．它使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在6V 以下．当电源的频率为50 Hz时，它每隔0.02s 打一个点．2．电火花计时器使用交流电源，工作电压是220V ．3．电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉．它是利用火花放电在纸带上打出小孔显示出点迹的．使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔，并夹在两条纸带之间．当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电如下图所示．于是在运动着的纸带上打出了一列点迹．当电源的频率为50 Hz时，它每隔0.02s 打一个点．古时候由于生产力不发达，计时的方法是滴水法和日影法等原始的方法．随着科学技术的发展，今天的计时方法既有钟表一般的计时器，还有精度极高的光电计时器．在实验中我们还用到打点计时器，当打点计时器外接交流电源的频率为50 Hz时，打出的纸带上相邻两点间的时间间隔为多少？而美国、加拿大及日本的西部地区常用的交流电频率是60 Hz，若接在打点计时器上，打出的纸带上相邻两点间的时间间隔又为多少？两种计时器的比较．1．都使用交流电源，但工作电压不同．2．工作原理不同，但作用相同，纸带上的点可记录与之相连的运动物体的时间间隔和位移．3．电磁打点计时器使用振针和复写纸打点；电火花打点计时器使用电火花和墨粉打点．4．使用电火花计时器时，应把两条纸带正确穿好，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．5．电火花打点计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小，实验误差也就较小．特别提示：电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样，打点的时间间隔也都是0.02 s，所以今后的叙述中不再区分，统称打点计时器．1．电火花计时器是一种使用________(填“交流”或“直流”)电源的________仪器，它的工作电压是________V，当电源频率是50 Hz时，它每隔________s打一次点．答案：交流计时2200.022．(双选)关于电火花打点计时器和电磁打点计时器的有关说法中，正确的是()A．电火花打点计时器和电磁打点计时器都是使用交流电源B．两种打点计时器的打点频率与交流电源频率一样C．电火花打点计时器在纸带上打点也是靠振针和复写纸D．电磁打点计时器是靠电火花和墨粉打点的答案：AB要点2 用打点计时器测量瞬时速度1．练习使用打点计时器．(1)把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过 限位孔 并压在复写纸(或墨粉盘) 下 面，也可以让两条纸带夹住墨粉盘．(2)先接通 电源 ，后拉动 纸带 ；纸带上就打出一行小点，随后立即 关闭电源 ．(3)取下纸带，从能看得清的某个点数起，数出共有多少个点，如果有n 个点，那么打点的间隔数为 （n-1） 个，则纸带的运动时间t ＝ （n-1）0.02 s.(4)用刻度尺测量从开始计数的一点到最后一点间的距离．2．用打点计时器测量瞬时速度．方法：如下图所示，根据D 、F 两点的位移Δx 和时间Δt ，算出平均速度 v ＝Δx Δt ，用这个平均速度来代表经过E 点的 瞬时速度 ．怎样更精确地测量物体运动的速度？1．注意事项．(1)电磁打点计时器振针的高度应适当，并且不要松动，否则会出现漏点、双点，甚至打出的是短横线等情况，而且可能对纸带产生过大的摩擦阻力．(2)复写纸片或墨粉纸盘不要装反，每打完一条纸带，应将它们的位置调整一下，以充分利用它的不同部位，保证打点清晰．(3)实验时要先接通电源，计时器稳定后，再让纸带运动，每打完一条纸带要及时切断电源．(4)释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置．(5)要注意计时点和计数点的不同．2．利用纸带处理数据的方法．(1)根据打出的点，数出间隔数，根据打出点的间隔数求时间．(2)用刻度尺测量两点间的距离表示物体的位移．(3)物体的位移除以时间等于平均速度，若时间间隔合适，某点的瞬时速度近似于该段时间内的平均速度．特别提示：1.使用打点计时器时，要切记其使用的方法．2．这里用平均速度代表瞬时速度，是一种近似，是一种方法——极限思想．1．(双选)以下是练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤，请将有错误的操作选择出来( )A ．把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸片套在定位轴上，并压在纸带下面B ．把打点计时器的两个接线柱分别接上导线，与4～6 V 低压交流电源相连C ．用手水平地牵动纸带，然后打开电源开关D ．取下纸带，用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x 0，时间间隔t ，用公式＝x 0t计算纸带运动的平均速度答案：AC2．如右图所示，是一同学利用打点计时器打出的一条纸带，纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，这可能是因为( )A ．打点计时器错接在直流电源上B ．电源电压不稳定C ．电源的频率不稳定D．打点针压得过紧答案：D要点3 速度时间图象可在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度v ，用横坐标表示时间t ，根据各个时刻的速度，将(v，t)作为一组坐标再进行描点，将所描的点连成平滑曲线后得出的图象称为速度时间图象(v-t图象)，简称速度图象．速度图象的应用．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．在右图中，0时刻的速度为v0，t时刻的速度为v t.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．在右图中，0～t时间内速度的变化量为Δv＝v t－v0.3．判断运动方向．根据速度的正、负判断运动方向，速度为正，表示物体沿正方向运动；速度为负，表示物体沿负方向运动，在右下图中，0～t3时间内物体沿正方向运动，t4～t6时间内，物体沿负方向运动．4．比较物体速度变化的快慢．在v-t图象(如右图所示)中，直线的倾斜程度(斜率)反映了物体速度改变的快慢，倾斜程度越大，表示速度改变得越快，倾斜程度越小，表示物体的速度改变得越慢，直线不倾斜(平行于时间轴)，表示物体的速度不变，在上图中，不难看出，物体在0～t1时间内比在t2～t3时间内速度变化得慢，在t4～t5时间内比在t5～t6时间内速度变化得慢．特别提示：在应用v-t图象时，要注意避免以下几种常见的错误：1．把v-t图象和x-t图象混淆不清．例如，把v-t图象中两条直线的交点误认为相遇，在v-t 图象中根据直线向上倾斜、向下倾斜判断运动方向等等．2．把v-t图象误认为是质点的运动轨迹．1．下图中表示匀速直线运动的是()答案：B2．右图是一个物体运动的v-t图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的．(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？(2)运动的方向是否变化？(3)速度的大小是否变化？怎样变化？答案：(1)有初速度(2)方向变化(3)先变大后再不变再变小最后反向变大四知识解惑题型1 用纸带计算平均速度和瞬时速度例1 打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，在A、D间的平均速度为________m/s，B点的瞬时速度更接近于________m/s.解析：A、C间的位移为Δx1＝1.40 cm，A、C间的时间为Δt1＝0.04 s，所以A、C间的平均速度v1＝Δx1Δt1＝1.40×10－20.04m/s＝0.35 m/s.A、D间的位移Δx2＝2.50 cm，A、D间的时间Δt2＝0.06 s，所以A、D间的平均速度v2＝Δx2Δt2＝2.5×10－20.06m/s≈0.42 m/s.A 、C 两点比A 、D 两点更接近B 点，所以B 点的瞬时速度更接近于A 、C 间的平均速度0.35 m/s.答案：0.35 0.42 0.35名师点睛：处理纸带时要看清已知数据指的哪段数据．若已知B C 和C D 距离，则v C 也可表示为v C ＝B C ＋C D 2T.另外还要注意单位“mm”要换成“m”． 1．在练习使用打点计时器的实验中，得到了一条如图所示的纸带，其中0,1,2,3……是选用的计数点，每相邻两个计数点之间还有3个打出的点没有在图纸上标出，图中画出了将米尺靠在纸带上测量的情况，读出图中所测量点的读数分别是________、________、________和________；打第2个计数点时纸带的速度是________m/s.答案：10.00 cm,12.60 cm,22.60 cm,29.90 cm,0.63题型2 速度时间图象例2 如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0,1,2,3,4,5,6是7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．求出各计数点的瞬时速度并画出速度－时间图象．解析：1点对应时刻是0、2之间的中间时刻，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理，2、3、4、5点的瞬时速度也可求出．而相邻计数点间的时间间隔T ＝0.1 s ，故v 1＝x 022T ＝3.9×10－22×0.1 m/s ＝0.195 m/s ，v 2＝x 132T ＝9×10－2－1.0×10－22×0.1m/s ＝0.40 m/s. 同理，v 3＝0.61 m/s ，v 4＝0.69 m/s ，v 5＝0.70 m/s.以O 点为坐标原点，横坐标表示时间，纵坐标表示速度建立直角坐标系．根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到速度－时间图象如图所示．答案：见解析名师点睛：在速度时间图象中，图象在横坐标的上方，表示速度的方向都为正值．只有图象在坐标轴的下方时，才表示速度的方向与所规定的正方向相反．速度的大小可通过某一时刻图象中横坐标所对应的纵坐标值来确定．2．小华以一定速率去同学家送一本书，停留一会儿后，又以相同速率沿原路返回家中，则下图的速度图象可以表示他的运动情况的是( )答案：D。

物理高一第一讲知识点归纳总结物理是一门研究物质和能量以及它们之间相互关系的自然科学。

在高中物理的学习过程中，我们需要掌握一系列的基础知识点，这些知识点将为我们建立起物理学的基础。

本文将对高一第一讲的物理知识点进行归纳总结，帮助同学们更好地理解和掌握这些内容。

1. 运动与力1.1 运动的描述物体的运动可以通过位置和时间的函数关系进行描述。

常见的描述方式有位移、速度和加速度。

1.2 牛顿第一定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，指出物体在没有外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。

1.3 牛顿第二定律牛顿第二定律描述了物体受力和加速度之间的关系。

公式为F=ma，其中F表示物体所受的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。

1.4 牛顿第三定律牛顿第三定律指出：相互作用的两个物体之间，彼此的作用力大小相等、方向相反，且作用在两个物体上。

2. 动量与动量守恒定律2.1 动量的概念动量是物体的运动状态的量度，是质量和速度的乘积。

动量的单位是千克·米/秒。

2.2 动量守恒定律在一个封闭系统中，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。

即物体的动量在碰撞或相互作用过程中守恒。

2.3 弹性碰撞与非弹性碰撞弹性碰撞指的是碰撞前后物体的总动能保持不变的碰撞，而非弹性碰撞则是指碰撞过程中物体的总动能发生了改变的碰撞。

3. 力的合成与分解3.1 力的合成多个力作用在同一物体上时，可以通过合成这些力获得一个与它们等效的合力。

3.2 力的分解如果一个力可以分解成多个分力，那么这些分力的合力将等于原来的力。

4. 引力与重力4.1 引力的概念引力是两个物体之间相互作用的力。

根据万有引力定律，两个物体之间的引力与物体质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。

4.2 重力的概念重力是地球对物体的吸引力。

根据万有引力定律，物体在地球表面上的重力大小与它的质量成正比。

5. 静电与电场5.1 电荷与电荷之间的相互作用电荷是物体所带的电性质，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

§1.1 质点、参考系和坐标系重点：1．理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法．2．在研究具体问题时，如何选取参考系．3．如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系．难点：在什么情况下可以把物体看作质点，即将一个实际的物体抽象为质点的条件．课时安排：新授课（1课时）回忆初中学习的机械运动的相关知识，讲述机械运动．请学生描述出一些运动，详细描述物体的运动有什么困难?（鸟飞翔，踢足球等），为了简化问题我们可以忽略次要因素，引出质点的概念并通过实际举例总结出能看做质点的条件。

将物体看作质点的条件：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，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，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．在以下的哪些情况中可将物体看成质点?(1)研究某学生骑车回校的速度．(2)对这位学生骑车姿势进行生理学分析．(3)研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹．(4)研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面．3．下列情形中的物体可以看作质点的是………………………（）A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中B.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二、参考系你和一位同伴正坐在火车中去旅行在飞快地离去，铁路边的人看到火车中的乘客，而乘客自己却认为自己是静止的；为什么路边的人和乘客的想法不一样呢?参考系：任何运动都是相对于某个参照物而言的，这个选来作标准的参照物称为参考系．(1)运动和静止都是相对于参考系的．(2)参考系的选取是任意的．(3)选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样．(4)选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便．(5)比较两个物体的运动情况，必须选择同一参考系才有意义．三、坐标系一辆汽车从天安门沿长安街驶向西单、南菜园方向，思考汽车的位置随时间怎样变化?总结：对质点的直线运动，一般选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，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点，画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度。

第一章运动的描述第一讲 1.1 质点，参考系，坐标系知识目标：1，理解质点的概念及物体简化为质点的条件。

2，知道参考系的概念及与运动的关系。

3，能正确分析和建立坐标系。

想一想：万米赛跑运动员可以看做一个点吗？研究篮球运动员的技术动作时，可以把运动员看做一个点吗？一、质点在研究某些物体的运动过程中，可以不考虑物体的大小和形状，突出物体具有质量这一要素，把物体简化为一个有质量的点，称为质点。

于是，对实际物体运动的描述就转化为质点运动的描述。

质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。

（2）将物体看成质点的条件：物体的_______、_______对所研究的问题的影响可以忽略不计时，可以把物体视为质点。

（3）质点的物理意义①质点是一种理想化的物体模型，不是实际存在的物体。

②质点是实际物体的一种近似反映，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象。

③建立质点概念时抓住了主要因素，忽略次要因素，突出事物的主要特征，使所研究的复杂问题得到简化。

④一个物体能否看成质点由问题的性质所决定。

⑤尽管质点不是实际存在的点，但研究的质点得到的结论可应用于实际问题。

例1，( )下面那些可以看做质点？A研究火车过桥的时间 B研究火车从重庆到北京的时间C 研究火车车轮上某点的运动情况D 研究地球公转E 研究地球自转例2，下面关于质点的说法正确的是（）A 质点一定是很小的物体B 质点是实际存在的有质量的点C 质点是研究物体运动时的一种理想模型D 质点就是物体的重心二、参考系运动的绝对性要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化。

这样用来做参考的物体称为参考系。

1，定义：在描述一个物体运动时，选来作为标准的假定不动的另一个物体叫参考系。

2，对参考系的理解：①标准性：用来选作参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。

②任意性：参考系的选择具有任意性，但以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。

<<功和功率>>复习及练习一、机械功1．功的概念(1)功所描述的是力的空间积累效应。

物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，就说力对物体做了功。

在国际单位制中，功的单位是：焦耳。

(2)功是过程量，即做功必须经过一段时间。

2．功的两个要素（1）力（2）在力的方向上发生位移。

3．功的公式(1)若恒力大小为F，物体位移为S，力与位移夹角为α，则功的公式可写为：W＝F·Scosα(2)式中的F应为恒力，F可以是某一个力，也可以是物体受的合外力。

功的公式即可以计算某个力做功，也可以计算合力做功。

(3)功是标量，只有大小没有方向。

因此合外力的功等于其各力做功的代数和。

(4)功的正、负与零功根据功的计算公式 W=FScosα可得出下列几种情况：①当α=90°时，cosα=0，则 W＝0，即力对物体不做功。

例如圆周运动的向心力。

②当α＜90°时，cosα＞0，则W＞0，此时力F对物体做正功。

③当α＞90°时，cosα＜0，则W＜0为负值，此力做负功，叫物体克服此力做功。

二、功率1．功率的概念（1）功率是描述做功快慢的物理量。

也就是说，功率等于功跟完成这些功所用时间的比值。

(2 )功率是标量。

国际单位制中功率的单位为瓦(W)。

2．功率的公式(1)P＝W/t(2)P＝FVcosα【说明】(1)公式(1)是定义式，但中学阶段只能用它计算平均功率。

而(2)式可用于计算瞬时功率和平均功率。

(2)对于机车，由于F与v一般方向一致，故(2)式可写为P=Fv。

机车在实际运行中有两种理想模式：①额定功率下运行：机车运行时受两个力：牵引力F和阻力f。

设输出功率为P，行驶速度为v，那么P=Fv。

机车刚开动时，行驶速度v较小，牵引力较大。

在所受阻力f不变时，这时F ＞f，机车加速行驶。

随着v的增大，由P=Fv知，F减小，f增大。

当F=f时，机车以最大速度vm匀速行驶。

高中物理必修一第一部分知识组成与结构一、知识概要1、运动的描述质点、参考系和坐标系速度：平均速度和瞬时速度加速度实验:用打点计时器测速度打点计时器2、匀变速直线运动匀变速直线运动的速度、时间和速度与时间的关系匀变速直线运动的位移和位移与时间的关系匀变速直线运动的位移与速度的关系自由落体运动——重力加速度打点计时器3、相互作用认识力：力的作用效果理解力的三要素重力弹力——胡克定律摩擦力：静摩擦力，动摩擦力力的合成与分解4、牛顿运动定律牛顿第一定律——又叫惯性定律是牛顿物理学的基石惯性牛顿第二定律——核心 F=ma牛顿第三定律：作用力和反作用力牛顿定律应用共点力作用下物体的平衡超重和失重二、概念地图力和运动第二部分运动的描述一、知识点睛1、参考系：描述一个物体的运动时，选来作为标准的的另外的物体。

运动是绝对的，静止是相对的。

一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系在而言的。

参考系的选择是任意的，被选为参考系的物体，我们假定它是静止的。

选择不同的物体作为参考系，可能得出不同的结论，但选择时要使运动的描述尽量的简单。

通常以地面为参考系。

2、质点：①定义：用来代替物体的有质量的点。

质点是一种理想化的模型，是科学的抽象。

②物体可看做质点的条件：研究物体的运动时，物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。

且物体能否看成质点，要具体问题具体分析。

③物体可被看做质点的几种情况:(1)平动的物体通常可视为质点。

(2)有转动但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点。

(3)同一物体，有时可看成质点，有时不能。

当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，反之，则可以。

3、时间和时刻：时刻是指某一瞬间，用时间轴上的一个点来表示，它与状态量相对应；时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔，用时间轴上的一段线段来表示，它与过程量相对应。

4、位移和路程：位移用来描述质点位置的变化，是质点的由初位置指向末位置的有向线段，是矢量；路程是质点运动轨迹的长度，是标量。

高一物理必修第一课知识点高一物理必修第一课主要介绍了一维运动和二维运动的知识点。

本文将详细讲解这些知识点，包括一维运动的基本概念、一维运动的描述和图像表示、一维运动的速度和加速度等内容，以及二维运动的向量运算、平抛运动和斜抛运动等内容。

一、一维运动1. 一维运动的基本概念一维运动是指物体在一条直线上的运动，它的运动方向只有一个。

一维运动的基本概念包括位移、速度和加速度。

- 位移：物体从起点到终点的位置变化，用Δx表示。

- 速度：物体单位时间内位移的变化率，用v表示。

- 加速度：物体单位时间内速度的变化率，用a表示。

加速度可以是正值、负值或零值，分别表示加速运动、减速运动和匀速运动。

2. 一维运动的描述和图像表示一维运动的描述可以使用位置-时间图像（即位移-时间图像）和速度-时间图像来表示。

- 位置-时间图像：横轴表示时间，纵轴表示位置。

物体运动的轨迹可以用一条曲线来表示，曲线的斜率表示物体的速度。

- 速度-时间图像：横轴表示时间，纵轴表示速度。

物体的速度变化可以用一条曲线来表示，曲线的斜率表示物体的加速度。

3. 一维运动的速度和加速度一维运动中的速度和加速度可以通过位移和时间的关系来计算。

- 速度的计算：平均速度可以用位移除以时间来计算，即v=Δx/Δt。

瞬时速度是指物体在某一时刻的速度，可以通过求导数来计算。

- 加速度的计算：平均加速度可以用速度除以时间来计算，即a=Δv/Δt。

瞬时加速度是指物体在某一时刻的加速度，可以通过求导数来计算。

二、二维运动1. 向量运算二维运动中，物体的位移和速度可以由向量来表示。

向量具有大小和方向。

- 向量的表示：用有向线段来表示向量，线段的长度表示向量的大小，箭头表示向量的方向。

- 向量的相加：向量相加时，将两个向量的起点连接起来，再将它们的终点连接起来，连接起点和终点得到的向量就是两个向量的和向量。

- 向量的分解：将一个向量分解为两个垂直方向的分量，可以利用三角函数来计算。