高一物理必修一学案答案
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学案1牛顿第确定律[学习目标定位] 1.知道伽利略的抱负试验及其推理过程,知道抱负试验是科学争辩的重要方法.2.理解牛顿第确定律的内容及意义.3.理解惯性的概念,会解释有关的惯性现象.一、伽利略的抱负试验1.亚里士多德的观点必需有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方.2.伽利略的斜面试验(1)抱负试验:让小球沿一个斜面从静止状态开头向下运动,再让小球冲上其次个斜面,假如没有摩擦,无论其次个斜面的倾角如何,小球所达到的高度相同,若将其次个斜面放平,小球将永久运动下去.(2)试验结论:力不是(填“是”或“不是”)维持物体运动的缘由.3.笛卡儿的观点假如运动中的物体没有受到力的作用,它将连续以同一速度沿同始终线运动,既不停下来也不偏离原来的方向.二、牛顿第确定律与惯性1.牛顿第确定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它转变这种状态.2.惯性:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,我们把这共性质叫做惯性.牛顿第确定律又叫惯性定律.质量是物体惯性大小的唯一量度.一、抱负试验的魅力[问题设计]1.日常生活中,我们有这样的阅历:马拉车,车就前进,停止用力,车就停下来.是否有力作用在物体上物体才能运动呢?马不拉车时,车为什么会停下来呢?答案不是.车之所以会停下来是由于受到阻力的作用.2.假如没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体会怎样?请阅读课本中的“抱负试验的魅力”,思考伽利略是如何由抱负试验得出结论的.答案假如没有摩擦阻力,水平面上运动的物体将保持这个速度永久运动下去.抱负试验再现:如图甲所示,让小球沿一个斜面由静止滚下,小球将滚上另一个斜面.假如没有摩擦,小球将上升到原来的高度.假如减小其次个斜面的倾斜角度,如图乙所示,小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程.连续减小其次个斜面的倾斜角度,如图丙所示,使它最终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而将沿水平面以恒定的速度永久运动下去.[要点提炼]1.关于运动和力的两种对立的观点(1)亚里士多德的观点:力是维持物体运动的缘由.这种错误的观点统治了人们的思维近二千年.(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出):物体的运动不需要力来维持(填“需要”或“不需要”).2.伽利略的抱负试验的意义(1)伽利略的抱负试验将牢靠的事实和理论思维结合起来,即接受“牢靠事实+抽象思维+科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点,初步揭示了运动和力的正确关系.(2)第一次确立了物理试验在物理学中的地位.二、牛顿物理学的基石——惯性定律1.对牛顿第确定律的理解(1)定性说明白力和运动的关系.①说明白物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态.②说明力是转变物体运动状态的缘由.(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性.因此牛顿第确定律也叫惯性定律.2.物体运动状态的变化即物体运动速度的变化,有以下三种状况:(1)速度的方向不变,只有大小转变.(物体做直线运动)(2)速度的大小不变,只有方向转变.(物体做曲线运动)(3)速度的大小和方向同时发生转变.(物体做曲线运动)三、惯性与质量[问题设计]坐在公共汽车里的人,当车突然启动时,有什么感觉?当运动的汽车突然停止时,又有什么感觉?解释上述现象.答案当汽车突然启动时,人身体后倾.当汽车突然停止时,人身体前倾.这是由于人具有惯性,原来人和车一起保持静止状态,当车突然启动时,人的身体下部随车运动了,但上部由于惯性保持原来的静止状态,所以会向后倾;原来人和车一起运动,当车突然停止时,人的身体下部随车停止了,但上部由于惯性保持原来的运动状态,故向前倾.[要点提炼]1.惯性与质量的关系(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.(2)质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大.2.惯性与力的关系(1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受。
第三章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律一、例题例1:A D 例 2 :C 例 3:D二、当堂展示1:B D 2:C 3:C D三、课时作业1:B 2:B 3:C 4:D 5:A 6:B 7. A 8.加速、向前、向左第三章牛顿运动定律第2节探究加速度与力、质量的关系一、例题例1:⑴图略⑵成正比例 2 :D二、当堂展示1:a—1/m 2: ⑴图略⑵成正比, 成反比⑶0.50kg ⑷4.0N三、课时作业1:B 2:B C 3:B 4:A C D 5:B 50 6:0.707kg 7⑴平衡摩擦力过度或长木板倾角过大,⑵未平衡掉摩擦力或倾角过小。
第三章牛顿运动定律第3节牛顿第二定律一、例题例1:D例 2 :⑴A B D ⑵B D⑶B D例 3:⑴1000N ⑵1 m/s2二、当堂展示1:B D 2:B 3:⑴0.2 m/s2 0.4N ⑵0.8N⑶0.5 m/s三、课时作业1:B 2:D 3:D 4:C 5:D 6:D 7:62.5N 8:500N第三章牛顿第二定律第4节牛顿第三定律一、例题例1:C例 2 :D例 3:D例4:反冲二、当堂展示1:A 2:C 3:D 4:B三、课时作业1:C 2:A D 3:C 4:B 5:B C 6:⑴ 2 m/s2 ⑵0.3 7:8 m/s 3s第三章牛顿运动定律第5节牛顿运动定律的应用(一)一、例题例1:(1)g s inθ(2) g(sinθ-ucosθ) (3)①g sinθ,②g(sinθ+ucosθ)例 2 :⑴15.2N ⑵1.3 m/s2⑶16.25m 例 3:50N二、当堂展示1:gtanθ水平向左 2:⑴2s ⑵10m 3:10N/3三、课时作业1:40m/s 2:⑴7.6m/s2 ⑵1m/s2⑶ 31.8N向上或4.2向上 3:11s 4:⑴600N/11⑵20m/s ⑶80m第三章牛顿运动定律第5节牛顿运动定律的应用(二)一、例题例1:A例 2 :1F +2F/2例3:gtanθ二、当堂展示1:B 2:gtanθ向右加速或向左减速 3:⑴m2 gtanθ⑵m2 g- m1g/cosθ 4:⑴2 m/s2⑵8N三:课时作业1:ACD 2:BC3:m A F2+m B F l∕m A+m B 4:Mg+ mgcosθcosθ,mgcosθsinθ5:60N,20N,m2∕m1 6:(M+m) gtanθ第三章牛顿运动定律第6节超重与失重一、例题例1:f=0.866ma N=mg+ma/2 例 2 : B D 例 3:ACDE二、当堂展示1:B 2:C 3:①N=mg+ma ②N=mg+ma ③N=mg-ma ④N=mg-ma ⑤N=0 ⑥无关三、课时作业1:D 2:D 3:C D 4:减速上升,2 m/s2 50kg 5:B C 6:B D第三章牛顿运动定律基本概念复习(一)一、例题例1: D 例 2 : 2,变小例 3:A B 例 4 :(1)--B (2)—D (3)—C (4)—A例 5:D 例 6: 3.3N 例7::9m二、当堂展示1:汽车启动时绿灯亮,急刹车时红灯亮 2:(AC) 3: 167m三、课时作业1:(BD) 2:(D) 3:(B 、D) 4:09.0=μ,t = 4.1s 5:αμααμαs i n c o s )c o s s i n (-++g g a m第三章 牛顿运动定律基本方法复习(二)一、例题例1(A )例2(1)3.2 (2)a =m21 (3)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 例3 (1) =︒==37tan g mF a 合7.5m/s 2(2)8.010137cos ⨯=︒=mg F T N=12.5N例4 F 1=m (g +a )sin α,F 2=m (g +a )cos α,(2)F 1=m (g sin α-a cos α),F 2=m (g cosα+a sin α)例5g/2 例6 F/3二、当堂展示 1,略 2,a =0.58 m/s 2 3,ααμαcos )cos (sin -=mg F f 三、课时作业1,B 2,C D 3, 5 2 4, C 5,(1)F 1=50N , F 2=70N 。
人教版高中物理必修一导学案参考答案1.1 质点参考系和坐标系课堂检测:1、BCD 2、C 3、ACEF 4、ABD 5、D6、分析:题中所描述的三人分别以各自所乘的电梯为参照物所看到的现象。
而本题要求讨论以地面为参照物时三人所乘电梯的运动情况。
所以,分析和判断参照物的选择是本题的关键,同时要注意理解运动的相对性。
由题意可知,小红看见地面匀速上升,那么若以地面为参照物,小红所乘的的电梯是处于匀速下降的。
小华看见小红所乘的电梯是匀速上升的,说明以地面为参照物则小华乘的电梯比小红乘的电梯匀速下降的速度还要快。
小明看见小华乘的电梯匀速下降,说明若以地面为参照物,小明所乘的电梯可能是静止,可能是匀速上升,也可能以比小华小的速度匀速下降。
课后练习:1.D2.BC3.B4.CD5.D6.ABD7.AC8.C9.CD 10.D 11.D 12.B13.至少选择了三个参照物,两辆车和地球。
“实际上……汽车并没有动”是以地球为参照物2、时间和位移课堂检测:1.(1)中的“ 10月15 日上午9时0分50秒”指的是时刻;“历经21个小时”指的是时间;“ 10月16日凌晨6时23分”指的是时刻。
(2)中的“1997年7月1日零时”指的是时刻。
(3)中的“19时”指的是时刻。
2.这指的是路程的大小。
3.记录的是路程的大小;按行驶的路程的大小付费。
4.硬币直径为2.5cm;(1)都是2.5πcm (2)相同5.如下图所示,图中红色有向线段所示,就是物体的位移。
大小为:Δx=x2- x16.ADE课后练习:1.BD2.D3.B4.BC5.BC6.D7.BD8.B9.B 10.B 11.CD 12.C13.解析:如图-1 根据图象可知,用纵坐标表示位移s,用横坐标表示时间t,根据上述石块运动的数据,在图中描点连线,得到石块的位移图象如图-1所示.由图象看出:石块的位移图象是条曲线,可见石块做变速直线运动.越大,说明速度越来越大,可见物体下落是速度增大的加速运动。
目录一、运动的描述二、匀变速直线运动的研究 (1)§1-2.1 基本概念 (2)§1-2.2 直线运动的基本规律 (4)§1-2.3运动图象问题 (7)§1-2.4 追击和相遇问题 (11)§1-2.5 匀变速直线运动的特例 (15)1-2.阶段测试 (18)三、相互作用 (20)§3.1重力、弹力、摩擦力 (20)§3.2受力分析 (24)§3.3力的合成和分解 (27)§3.4共点力的平衡 (30)3.阶段测试 (33)四、牛顿运动定律 (35)§4.1 牛顿第一定律牛顿第三定律 (35)§4.2牛顿第二定律 (39)§4.3 牛顿第二定律的应用-—超重失重 (45)§4.4牛顿第二定律的应用―――连接体问题 (48)4.阶段检测(一) (51)4.阶段检测(二) (54)五、自选题 (56)一、运动的描述二、匀变速直线运动的研究§1-2.1 基本概念【学习目标】1、理解并掌握质点、位移、速度、加速度等基本概念2、清楚相似物理量之间的区别与联系【自主学习】1、机械运动:定义:。
宇宙间的一切物体,大到宇宙天体,小到分子、原子都处在永恒的运动中,所以运动是的.平常说的静止,是指这个物体相对于其他另一个物体的位置没有发生变化,所以静止是的.2、参考系:⑴定义:为了研究物体的运动而的物体。
⑵同一个运动,如果选不同的物体作参考系,观察到的运动情况可能不相同。
例如:甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线,以相同的速度15m/s并列行驶着.若两车都以路旁的树木作参考系,则两车都是以15m/s速度向东行驶;若甲、乙两车互为参考系,则它们都是的.⑶参考系的选取原则上是任意的,但在实际问题中,以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为原则;研究地面上运动的物体,一般选取为参考系。
3、质点:⑴定义:⑵是否大的物体一定不能看成质点,小的物体一定可以看成质点?试讨论物体可看作质点的条件:⑶它是一种科学的抽象,一种理想化的物理模型,客观并不存在。
用牛顿运动定律解决问题(一)组题人:一、两类动力学问题(1)已知物体的受力情况求物体的运动情况根据物体的受力情况求出物体受到的合外力,然后应用牛顿第二定律F=ma求出物体的加速度,再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。
(2)已知物体的运动情况求物体的受力情况根据物体的运动情况,应用运动学公式求出物体的加速度,然后再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力,进而求出某些未知力。
求解以上两类动力学问题的思路,可用如下所示的框图来表示:(3)在匀变速直线运动的公式中有五个物理量,其中有四个矢量v0、v1、a、s,一个标量t。
在动力学公式中有三个物理量,其中有两个矢量F、a,一个标量m。
运动学和动力学中公共的物理量是加速度a。
在处理力和运动的两类基本问题时,不论由力确定运动还是由运动确定力,关键在于加速度a,a是联结运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。
二、应用牛顿第二定律解题的一般步骤:1确定研究对象:依据题意正确选取研究对象2分析:对研究对象进行受力情况和运动情况的分析,画出受力示意图和运动情景图3列方程:选取正方向,通常选加速度的方向为正方向。
方向与正方向相同的力为正值,方向与正方向相反的力为负值,建立方程4解方程:用国际单位制,解的过程要清楚,写出方程式和相应的文字说明,必要时对结果进行讨论三、整体法与隔离法处理连接体问题1.连接体问题所谓连接体就是指多个相互关联的物体,它们一般具有相同的运动情况(有相同的速度、加速度),如:几个物体或叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、细杆联系在一起的物体组(又叫物体系).2.隔离法与整体法(1)隔离法:在求解系统内物体间的相互作用力时,从研究的方便性出发,将物体系统中的某部分分隔出来,单独研究的方法.(2)整体法:整个系统或系统中的几个物体有共同的加速度,且不涉及相互作用时,将其作为一个整体研究的方法.3.对连接体的一般处理思路(1)先隔离,后整体.(2)先整体,后隔离典例剖析典例一、由受力情况确定运动情况【例1】将质量为0.5 kg的小球以14 m/s的初速度竖直上抛,运动中球受到的空气阻力大小恒为2.1 N,则球能上升的最大高度是多少?解析通过对小球受力分析求出其上升的加速度及上升的最大高度.以小球为研究对象,受力分析如右图所示.在应用牛顿第二定律时通常默认合力方向为正方向,题目中求得的加速度为正值,而在运动学公式中一般默认初速度方向为正方向,因而代入公式时由于加速度方向与初速度方向相反而代入负值.根据牛顿第二定律得mg +Ff =ma ,a =mg +Ff m=0.5×9.8+2.10.5m/s2=14m/s2上升至最大高度时末速度为0,由运动学公式0-v20=2ax 得最大高度x =02-v202a =0-1422×(-14) m =7 m.答案 7 m 1.受力情况决定了运动的性质,物体具体的运动状况由所受合外力决定,同时还与物体运动的初始条件有关. 2.受力情况决定了加速度,但与速度没有任何关系.【例2】如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m =1kg 的物体,物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F =10N ,方向平行斜面向上,经时间t =4s 绳子突然断了,求:(1)绳断时物体的速度大小.(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(sin 37°=0.60,cos 37°=0.80,g =10 m/s2)解析 (1)物体受拉力向上运动过程中,受拉力F 、斜面的支持力FN 、重力mg 和摩擦力Ff ,如右图所示,设物体向上运动的加速度为a1,根据牛顿第二定律有:F-mgsin θ-Ff=ma1因Ff=μFN ,FN=mgcos θ 解得a1=2 m/s2t=4 s 时物体的速度大小为v1=a1t=8 m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移m t a x 1621211==绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设运动的加速度大小为a2,受力如上图所示,则根据牛顿第二定律,对物体沿斜面向上运动的过程有:mgsin θ+Ff=ma2 Ff=μmgcos θ 解得a2=8 m/s2物体做减速运动的时间s t a v1212==减速运动的位移m t a x 4222212==此后物体将沿着斜面匀加速下滑,设物体下滑的加速度为a3,受力如右图所示,根据牛顿第二定律对物体加速下滑的过程有:mgsin θ-Ff=ma3 Ff=μmgcos θ解得a3=4 m/s2设物体由最高点到斜面底端的时间为t3,所以物体向下匀加速运动的位移:2332121t a x x =+解得s t 2.3103≈= 所以物体返回到斜面底端的时间为t 总=t2+t3=4.2 s典例二、由运动情况确定受力情况【例3】民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊组成的斜面,机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来.若某型号的客机紧急出口离地面高度为4m ,构成斜面的气囊长度为5 m .要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2 s ,则(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大?(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?(g =10 m/s2) 解析(1)设h =4 m ,L =5 m ,t =2 s ,斜面倾角为θ,则Lh=θsin .乘客在气囊上下滑过程,由221at L = 解得: a =2.5 m/s2(2)乘客下滑过程受力分析如右图则有:FN=mgcos θ ,Ff =μFN = μmgcos θ 由牛顿第二定律可得:mgsin θ- Ff=ma代入数据解得:1211=μ规律总结:物体的加速度由物体所受的合力决定,两者大小、方向及变化一一对应;速度大小的变化情况取决于加速度的方向与速度方向的关系,当两者同向时,速度变大,当两者反向时,速度变小。
物理(必修1)详解答案详解答案第一章运动的描述1质点参考系和坐标系课前预习案1.(1)空间位置(2)机械运动2.(1)形状大小有质量的物质点(2)理想化3.时间参考4.位置位置的变化预习自测1.(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)√2.提示:以赛道起点为原点,选择博尔特跑动方向为正方向,取一米为单位长度建立直线坐标系.课中探究案合作探究一提示:忽略物体的大小和形状,而突出“物体具有质量”这个要素,把物体简化为一个有质量的物质点.物体的大小和形状对研究问题没有影响或者影响很小,都可以把物体看成质点.[例1]研究地球绕太阳公转时,地球的大小没有影响,所以能看成质点;研究地面上各处季节变化时,即地球的自转时,不能看成质点.变式训练1②③⑤一个物体能否看做质点,并非依靠物体自身的大小、形状来判断.在以上情况中,如果物体的大小、形状在所研究的现象中属于次要因素,可忽略不计,该物体就能看做质点.花样滑冰运动员,有着不可忽略的旋转等动作,身体各部分运动情况不完全相同,所以不能看做质点;同理研究砂轮上某一点的转动情况及乒乓球的弧圈技术时也不能看做质点;而远洋航行的巨轮在海洋中的位臵、环绕地球的卫星公转的时间和研究地球公转时,体积、形状属于次要因素,所以可以看做质点.故可看做质点的为②③⑤.变式训练2C当物体的大小与形状对研究问题的性质没有影响或影响很小时,就可以看做质点,否则不能把物体看成质点,与物体的体积、质量、运动速度的大小没关系,故A、B、D错误;物体的尺寸跟物体间距离相比甚小时,物体的大小对研究的问题影响很小,可以把物体看成质点,故C正确.合作探究二1.提示:在描述一个物体的运动时,选做标准的假定不动的另一物体叫参考系.2.提示:选择参考系时,应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则.研究地面上物体的运动,一般以地面为参考系.[例2]D甲车内的人看见路旁的树木向东移动,以地面为参考系,则甲车向西运动;乙车内的人看甲车没有动,则甲乙两车运动相同.变式训练1D选不同参考系时,观察结果往往不同,B错;看到从匀速飞行的飞机上落下的重物沿直线竖直下落,是该飞机上的人认飞机做参考系观测的结果,C错.变式训练2B乙上升过程,甲、乙间距越来越小,故甲看到乙向上运动;乙下降过程,因甲的速度大于乙的速度,甲、乙间距仍然变小,故甲看到乙还是向上运动,只有B项正确.合作探究三1.提示:为了定量描述物体的位臵及位臵的变化.2.提示:一维直线坐标系、二维直角坐标系、三维直角坐标系.3.提示:对物体的位臵及位臵变化描述起来更简单.[例3]ABD建立坐标系的意义就是为了定量描述物体的位臵及位臵变化;坐标系需要在参考系的基础上建立,平面内做曲线运动的物体需要建立二维直角坐标系,故A、B、D 正确,C错误.变式训练1B根据题意建立如图所示的坐标系.变式训练2(1)(2,2)(2)(1,2)(3)(0,1)当堂检测1.D一个物体可否视为质点,要看所研究问题的具体情况而定,不能单独看物体本身的质量和体积大小;同一物体,在某些情况下可以看成质点,在其他情况下,不一定能看成质点,故A、B、C错误,D正确.2.AB研究飞机从北京到上海的时间时,飞机本身的大小与运动距离相比,可以忽略不计,可以把飞机当作质点;确定轮船在大海中的位臵时,可以把它当作质点来处理;火车通过一根电线杆,是指火车的长度经过电线杆的时间,所以火车不能看成质点;作直线运动的物体,若物体本身的长度大于运动的位移,不能把物体看成质点.3.ABC选取参考系是为了描述物体的运动,选取不同参考系,对物体运动的描述不同;参考系的选取是任意的,一般选取地面作为参考系,不是任何情况下都必须选取地面作为参考系.4.C甲物体以乙物体为参考系是静止的,说明甲乙运动情况相同,丙物体相对甲是运动,即丙相对于乙也是运动的.2时间和位移课前预习案一、1.间隔2.时刻时间间隔二、1.长度2.(1)位置(2)初位置末位置(3)长度(4)末位置想一想:路程一定很大,但位移不一定很大.三、1.大小方向2.大小方向3.算术加减四、x B-x A预习自测1.25日09时10分,27日16时30分,28日17时40分指时刻;55小时20分,25小时10分指时间间隔2.3 m-2 m-5 m 5 m沿x轴负向由题图可知初末位臵的坐标值,x A=3 m,x B=-2 m,由Δx=x B-x A可得Δx=-5 m,Δx 的绝对值是5 m,表明位移大小为5 m,负号表示方向,位移沿x轴负向.课中探究案合作探究一提示:时刻是指某一瞬间;时间是指时间间隔.即时间是两个不同时刻之间的间隔.[例1]时间间隔时刻前3 s、第3 s是指一段时间,是时间间隔;3 s末、4 s初是指某一瞬间,是指时刻.变式训练1D“2012年10月25日23时33分”与“2012年11月8日9时”及“13时35分”是指时刻;“14个小时”是指时间间隔.变式训练2ACD B项5 s内指从0时刻到5 s时这一段,是5 s的时间,故B错误.合作探究二1.提示:运动物体轨迹的长度,是标量.2.提示:从初位臵到末位臵的有向线段,有方向,是矢量3.提示:可以.在单方向的直线运动中,路程等于位移的大小;其他运动形式,路程都大于位移的大小.[例2] C 路程为400+300=700 m .位移为x =4002+3002=500 m.变式训练1 235.5 m 70.7 m 方向由A →B 与半径AO 的夹角为45°此人运动的路程等于ACB 所对应的弧长,即路程L =34×2πR =34×2×3.14×50 m =235.5 m 此人从A 点运动到B 点的位移大小等于由A 指向B 的有向线段的长度,即x =2R =2×50 m ≈70.7 m ,位移的方向由A →B ,与半径AO 的夹角为45°.变式训练2 D 位移是从初位臵到末位臵的有向线段,而路程是轨迹的长度;只有单方向的直线运动,位移的大小才等于路程,其他运动形式的路程都大于位移的大小;位移与初末位臵有关,与运动路径无关.合作探究三提示:矢量有方向,标量没方向.[例3] C 标量也可有负值,标量与矢量是两个不同的概念,表示的也不一样,所以它们之间有区别,而且标量与矢量也不是一回事.变式训练1 AD 比较矢量大小,不看正负,只看绝对值,因为正、负代表方向. 变式训练2 3 km ,方向沿x 轴正方向Δx =x 2-x 1=1 km -(-2 km)=3 km.当堂检测1.D 作息时间表上的数字、19时、20 min 时是指时刻;用12.91 s 是指时间间隔.2.C 矢量有方向,标量没有方向.位移有大小也有方向,是矢量;质量、路程、时间只有大小,没有方向,是标量.3.AD 第5秒初、第5秒末都是指某一瞬间,是时刻;第5秒内、前5秒内都是指一段时间,是时间间隔.4.B 位移是矢量,路程是标量,是两个不同的物理概念;位移的方向是从初位臵指向末位臵,不是速度方向;单方向直线运动时,路程等于位移的大小,其他运动形式,路程都大于位移的大小.3 运动快慢的描述——速度课前预习案一、坐标 坐标的变化 位移的大小 位移的方向做一做:-30 m x 轴负方向二、1.位移 时间 3.米每秒 m/s 或(m·s -1)4.矢量 运动三、1.平均快慢 2.时刻 位置 3.大小 标做一做:v =x t =10012.5m/s =8 m/s. 这个速度表示整个运动过程中的平均快慢,并不表示在12.5秒内一直都是8 m/s.预习自测1.(1)× 研究直线运动,建立直线坐标系时,既可规定运动方向为正方向,也可规定运动的反方向为正方向.(2)√ 由于时间变化的单向性,所以时间变化量一定为正值.(3)× 应该是等于单位时间内位移的大小.(4)× 比较速度大小时,要比较其绝对值.(5)√ 物体的瞬时速度总为0,说明物体一直静止.(6)× 物体的平均速度为0,说明其位移为0,则可能静止,也可能运动.2.有可能.如某运动员跑环形运动场一圈,他虽然一直在奔跑,但他又回到出发点,所以他的位移为0,则平均速度也为0.课中探究案合作探究一1.提示:为了描述物体运动的快慢,可以比较相同时间内的位移,也可以比较相同位移时的时间,在物理学中,常常取单位时间内的位移,即位移与时间的比值表示速度.2.提示:描述物体运动快慢的物理量.速度大意味着物体运动的快,但并不是运动的远.[例1] ACD 速度是矢量,正负号表示运动方向,速度的绝对值表示大小,所以A 、C 正确、B 错误;由于甲沿正方向运动,乙沿负方向运动,所以10 s 后的距离x =(2+4)×10 m =60 m ,所以D 正确.变式训练1 AC变式训练2 A 速度是描述物体运动快慢的物理量,所以A 正确、B 错误;物体走的远近与速度和运动时间都有关系,所以C 、D 错误.合作探究二1.提示:平均速度只能近似反映一段时间内的平均快慢情况,不能准确反映物体的运动情况.2.提示:首先明确是哪一段时间(或哪一段过程)内的平均速度,用该段时间内的总位移与总时间的比表示平均速度.在变速运动中,物体的位移与时间的比值叫做这段时间内的平均速度,表达式为v =Δx Δt. 物体在某一时刻或某一位臵时的速度叫做瞬时速度.当Δt →0时,瞬时速度等于Δt 时间内的平均速度.[例2] (1)12.5 m/s 与汽车行驶方向一致 (2)20 m/s 12.5 m/s(1)由平均速度的定义得:v 1=5+201+1m/s =12.5 m/s ,与汽车行驶方向一致. (2)v 2=20+201+1m/s =20 m/s v =5+20+20+51+1+1+1m/s =12.5 m/s 变式训练1 24 m/s设甲乙两地的位移为x ,则:v =2x x v 1+x v 2=2120+130m/s =24 m/s. 变式训练2 B A 、C 、D 项都是瞬时速度.合作探究三1.提示:不同;平均速度是总位移与时间的比,平均速率是总路程与时间的比.2.提示:物体做单方向的直线运动时,位移的大小等于路程,平均速度的大小等于平均速率.[例3] 0 4v 3平均速度:v 1=0;平均速率:v 2 =2x x v +x 2v=4v 3 变式训练1 0 4 m/s王军同学这5分钟内的位移是0,路程是3×400 m =1 200 m.根据平均速度和平均速率的定义得:平均速度v 1=Δx Δt =0300=0 平均速率v 2=x t =1 200 m 300 s=4 m/s. 变式训练2 B A 项平均速率和平均速度不是一回事;C 项平均速率大于等于平均速度;D 项平均速率应该是路程与时间的比值,故A 、C 、D 错误.当堂检测1.B 平均速度是位移与时间的比,速度的平均不一定等于位移与时间的比;瞬时速度的大小叫瞬时速率;火车以速度v 通过某一段路,v 是指通过这一段路的平均速度;子弹以速度v 从枪口射出,v 是指经过枪口瞬间的速度.2.C 设该物体通过的两个相等位移均为x ,则v =2x x 10+x 15=12 m/s. 3.A 平均速度等于位移与时间的比值,并不等于速度的平均;瞬时速度是某时刻时的速度,瞬时速度近似等于很短时间内的平均速度,所有A 正确、B 错误;平均速度是位移与时间的比,平均速率是路程与时间的比,所以C 、D 错误.4.B 平均速度对应某一过程,瞬时速度对应某位臵(或瞬间)的速度.4 实验:用打点计时器测速度课前预习案一、1. 提示:对照图,指出各部分的名称.2.(1)电磁 6 V 以下交流电 (2)电火花 220 V 交流电二、1.(1)限位孔 (2)接通电源 拉动2.提示:各点间的距离越来越大,说明物体运动的越来越快,速度越来越大;若各点间的距离相同,说明纸带做匀速运动.3.提示:采取极限思想.用很短的一段时间内的平均速度等于瞬时速度填一填:瞬时速度三、1.速度 时间2.平滑曲线预习自测1.根据电源的频率f ,若f =50 Hz.则打点时间间隔T =1f=0.02 s. 2.电源应该使用交流电 小车与打点计时器相离不能太远课中探究案合作探究一[例1] BCD 电火花计时器使用的是墨粉盘而不是复写纸,所以A 项错.变式训练1 BC 电磁打点计时器使用低压交流电(6 V 以下),所以A 错误、B 正确;我国的交流电的频率是50 Hz ,所以每经过0.02 s 打一次点,所以纸带相邻两个点的时间间隔为0.02 s ,故C 正确、D 错误.变式训练2 D 正常情况下,振针应该恰好敲打在限位板上,这样才能在纸带上留下点.当振针与复写纸的距离过大时,振针可能打不到复写纸,这时会出现有时有点,有时无点.如果振针与复写纸的距离过小,振针就会有较长的时间与复写纸接触,这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段.合作探究二[例2] 3 m/sA 点的瞬时速度近似等于AC 间的平均速度,即v A =v AC =6×10-20.02m/s =3 m/s. 变式训练1 0.25 m/s 0.29 m/sA 点瞬时速度v A =x 1t 1=5.0×10-3 m 0.02 s=0.25 m/s. B 点瞬时速度v B =x 1+x 2t 1+t 2=(5.0+6.6)×10-3 m (0.02+0.02) s=0.29 m/s.变式训练2 (1)0.04 s (2)2.80×10-2 m(3)0.70 m/s由电源频率是50 Hz ,两个点之间的时间间隔为0.02 s ,根据平均速度v =Δx Δt和打点计时器的工作原理可知:(1)A 、B 之间历时0.04 s.(2)A 、B 之间的位移为2.80×10-2 m.(3)A 、B 段的平均速度为: v =Δx Δt =2.80×10-20.04m/s =0.70 m/s. 合作探究三1.提示:以速度v 为纵轴,时间t 为横轴建立直角坐标系,根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点,最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v 与时间t 关系的图线.2.提示:匀速直线运动的v t 图象:反映匀速直线运动的物体的速度随时间变化的规律,是一条平行于t 轴的直线,图象反映出其速度是恒定(大小、方向都不变)的.[例3] (1)有一定的初速度 (2)变化 (3)见解析(1)由图象可知,在t =0时,v ≠0,所以物体具有一定的初速度.(2)在0~t 3这段时间内,速度为正值,说明物体沿正方向运动,t 3时刻以后,速度为负值,说明物体沿与正方向相反的方向运动,所以物体运动的方向发生变化.(3)由图象可知速度的大小发生变化,在0~t 1时间内逐渐增大,t 1~t 2时间内速度大小不变,t 2~t 3时间内速度逐渐减小,在t 3时刻速度为零,在t 3时刻以后,速度反向,但大小又在逐渐增大.变式训练1 BC 打点计时器打下的纸带准确记录了纸带上任意两点的时间间隔和距离(位移大小),故能准确测出纸带上某段时间内的平均速度,选项C 正确;由v =Δx Δt知,当Δt 很小时,可用相邻两点间的平均速度表示中间时刻的瞬时速度,故选项B 正确,A 、D 错误.变式训练2 C 由于v 的大小随时间的变化先增大后减小,然后又再增大再减小,所以不是匀速直线运动,故B 错;但由v 的方向不变,所以物体始终朝一个方向运动,故A 、D 均错,C 正确.当堂检测1.ABD 打点计时器是记录时间的仪器,不同的点迹对应不同时刻,两点间距离对应一段时间内的位移,所以A 、B 正确;纸带上的点迹疏密情况反映物体运动的快慢,所以C 错误、D 正确.2.C 纸带受到的摩擦主要是纸带与限位孔之间的摩擦,为了减小摩擦,应用平整的纸带,与电源电压无关.3.变速运动 0.175由图可知,x AC =2.10 cm =2.1×10-2 m ,t =0.02×6 s =0.12 s ,所以v AC =x AC tm/s =2.1×10-20.12m/s =0.175 m/s. 4.AB 因为打点计时器每隔0.02 s 打一次点,根据纸带上打点的个数可确定出时间间隔,故选项A 正确;用刻度尺可直接测量出两点间的距离即位移,故选项B 正确;速率和平均速度可通过上述A 、B 项的物理量,再利用公式进行计算方可求得,因此选项C 、D 错误.5 速度变化快慢的描述——加速度(一)课前预习案一、1.速度的变化量 时间2.快慢3.Δv Δt4.米每二次方秒 m/s 2二、1.速度变化量Δv2.相同 相反预习自测1.(1)× 表示运动快慢的物理量是速度(2)× Δv 表示速度变化大小(3)√ a 又叫速度变化率(4)× 比较矢量大小看绝对值.所以a B >a A2.第一个“快”指战斗机的速度大,运动得快;第二个“快”指起步时小轿车比公交车的加速度大,即小轿车比公交车速度增加得快.课中探究案合作探究一1.提示:速度表述物体运动快慢.速度变化量是指在一段时间内速度变化的大小,有方向.物体做加速运动时,速度变化量的方向与初速度方向相同;物体做减速运动时,速度变化量的方向与初速度方向相反.加速度是描述速度变化快慢的物理量.2.提示:加速度与速度、速度变化量并没有直接的关系,加速度大,速度不一定大,速度变化量也不一定大;速度大,速度变化量不一定大,加速度也不一定大;速度变化量大,速度不一定大,加速度也不一定大.[例1] B 加速度表示速度变化快慢的物理量,变化快,加速度大;速度、速度变化量、加速度没有直接关系,速度为零,加速度不一定为零,速度变化量大,若用时间很长,则加速度不一定就大,匀速运动的物体,加速度为零,速度不为零.B 正确.变式训练1 B 速度是否增大取决于速度方向与加速度方向之间的关系,与加速度的大小无必然联系,选项A 正确;由加速度的定义可知,选项B 、C 错误;加速度的定义式是矢量式,速度的变化既可以是大小变化,也可以是方向变化,还可以是大小和方向都变化,选项D 错误.变式训练2 B Δv 大,a 不一定大,A 错;某时刻v =0,a 不一定为0,C 项错.D 项中加速度很大时,速度变化快,但速度不一定很大.合作探究二1.提示:加速度是正值,说明加速度方向沿正方向;加速度是负值,说明加速度的方向沿负方向,并不能说明物体是做加速还是做减速运动.2.提示:加速度与初速度方向相同时,物体做加速运动;加速度与初速度方向相反时,物体做减速运动.与加速度的正负无关.[例2] C 加速度方向与末速度方向可以相同,也可以相反;加速度方向与速度变化量方向相同;速度大,加速度可能大,也可能很小,也可能是0.变式训练1 BCD 当速度方向和加速度方向相同时,物体做加速运动;当速度方向和加速度方向相反时,物体做减速运动.故选项B 、C 、D 正确.变式训练2 BD 汽车的加速度方向与速度方向一致,则汽车一定做加速运动,速度增大;当加速度减小时,速度增加的慢;当加速度减小到0时,速度不再增大,即速度达到最大.合作探究三1.提示:与选取的正方向相同的都取正值,与选取的正方向相反的都取负值.2.提示:首先选取一个正方向(一般取初速度方向为正),然后确定各个矢量的正负.[例3] ABC 取初速度方向为正方向.末速度可能有两个方向.当末速度与初速度方向相同时,即v =4 m/s ,Δv 1=v -v 0=2 m/s ;a 1=v -v 0t =4-23 m/s 2=23m/s 2; 当末速度与初速度方向相反时,即v ′=-4 m/s ,Δv 2=v ′-v 0=-6 m/s ,a 2=v ′-v 0t =-4-23m/s 2=-2 m/s 2. 变式训练 C 由题意知,v 0=8 m/s ,v =-12 m/s ,所以Δx =v -v 0=-20 m/s ,则a =-200.2m/s 2=-100 m/s 2, 负号表示加速度方向与规定的正方向相反.当堂检测1.A 根据加速度的定义式,以及含义,可知A 正确,D 错误;当加速度与速度方向相同时,物体做加速运动,加速度减小,物体速度增加得慢了,故B 错误;速度方向为正,加速度可能为负,做减速运动,也可能为正,做加速运动,故C 错误.2.ACD 有恒定速率,但方向可能变化,所以速度仍可能变化,故A 正确;恒定速度是指大小和方向都不变,故B 错误;根据加速度与速度的关系,可知C 、D 正确.3.CD 加速度是描述速度变化快慢的物理量,大小等于单位时间内速度的增加量,故A 、B 错误,C 正确;加速度的方向与速度变化的方向相同,故D 正确.4.C 加速度为-2 m/s 2,说明加速度方向与规定正方向相反,而速度方向不确定,所以物体可能做加速运动,也可能做减速运动,故C 正确,A 、B 、D 错误.5 速度变化快慢的描述——加速度(二)课前预习案1.速度 时间 加速度2.倾斜直线 倾斜程度 加速度的大小 Δv Δt预习自测1.(1)× 物体的速度为0,其加速度不一定为0,例如汽车启动时,速度等于0,但加速度不为0,否则无法启动.(2)× 物体的加速度为负值,仅表示a 的方向与规定的正方向相反,若v 也为负值,则物体做加速直线运动.(3)√2.0.5 m/s -0.8 m/s由图甲可知:a =Δv Δt =4-24m/s 2=0.5 m/s 2. 由图乙可知a ′=Δv Δt =0-45m/s 2=-0.8 m/s 2 负号表示a 的方向与初速度方向相反.课中探究案合作探究一提示:a =Δv Δt =v 2-v 1t 2-t 1[例1] (1)6 加速 (2)0 速 (3)-12 减速(1)a 1=Δv Δt =122m/s 2=6 m/s 2,匀加速运动; (2)a 2=Δv Δt =02m/s 2=0 m/s 2 ,匀速运动; (3)a 3=Δv Δt =0-121m/s 2=-12 m/s 2,匀减速运动. 变式训练1 B 斜率表示加速度大小,由图可知,斜率越来越小,即加速度越来越小. 变式训练2 A 由图可知,甲沿正方向做减速直线运动,乙沿正方向做加速直线运动,甲乙的速度方向相同,加速度方向相反,所以A 正确、B 、C 错误;a 甲=0-23 m/s 2=-23m/s 2, a 乙=2-12m/s 2=0.5 m/s 2,所以甲的加速度比乙的大. 合作探究二1.提示:v t 图中t 轴上方的图线表示v >0运动方向为正方向;v t 图中t 轴下方的图线表示v <0运动方向为负方向;不能看向上倾斜,还是向下倾斜.2.提示:v t 图中两图线的交点表示速度相同(大小相等,方向相同)并不表示两物体相遇.[例2] 见解析(1)AC 段表示加速直线运动;CD 段表示减速直线运动;AD 段表示匀速直线运动.(2)a 甲=0;a 乙=1 m/s 2;(3)在t 1=2 s 末与t 2=8 s 末两物体的速度相同.变式训练1 Cv t 图象的斜率表示加速度,因为两直线的斜率一正一负,所以a 和b 的加速度方向相反,但速度图线均在t 轴上方,所以两物体的速度方向相同.在题图中作一条辅助线,即连接另一条对角线(如图所示),a 的加速度大于c 的加速度,而b 与c 的加速度大小相等,所以a 的加速度大于b 的加速度.故选项C 正确.变式训练2 4 与速度同向 2 与速度反向由题图可知,该物体的运动是分段的匀变速直线运动,各段可分别用a =Δv Δt计算加速度的大小;0~1 s 内图象上的点远离时间轴,做加速运动,a 与v 同向,即沿正方向;1 s ~3 s 内图象上的点靠近时间轴,做减速运动,a 与v 反向,即沿负方向.在0~1 s 内,物体做匀加速直线运动,加速度大小为a 1=⎪⎪⎪⎪⎪⎪4-01-0 m/s 2=4 m/s 2,其方向与速度同向;在1 s ~3 s 内,物体做匀减速直线运动,加速度大小为a 2=⎪⎪⎪⎪⎪⎪0-43-1 m/s 2=2 m/s 2,其方向与速度反向.当堂检测1.(1)有初速度 (2)方向变化 (3)速度先变大后不变,然后又减小,最后反向变大2.A 在0~1 s 内,质点的加速度为a 1=Δv t =41m/s 2=4 m/s 2,在1~3 s 内,质点的加速度为a 2=Δv ′t ′=0-42 m/s 2=-2 m/s 2,故选项A 正确. 3.AD 根据v t 图象中图线的斜率表示加速度可知,前2 s 和后3 s 内图线的斜率均不变,故前2 s 和后3 s 内物体的加速度大小均不变,选项A 正确;0~2 s 内物体沿正方向做加速运动,前2 s 内速度的变化量为5 m/s ,加速度a 1=5-02m/s 2=2.5 m/s 2,2~5 s 内物体的速度保持5 m/s 不变,物体做匀速直线运动,5~8 s 内物体沿正方向做减速运动,速度的变化量为-5 m/s ,加速度a 2=0-53 m/s 2=-53m/s 2,故选项B 、C 错误,D 正确. 4.(1)20 m/s (2)5 s (3)-4 m/s 2(1)由图象知t =0时v 0=20 m/s.(2)5 s 末v =0即停下来了.(3)由a =Δv Δt =0-205m/s 2=-4 m/s 2,负号表示方向与初速度方向相反. 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课前预习案一、时间二、打点计时器三、交流 刻度尺 钩码四、1.长木板上没有滑轮的一端五、1.(3)一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度 2.(1)时间 速度 预习自测0.29 m/s 0.36 m/sB 点瞬时速度,v B =x 1+x 22T=5.0 mm +6.6 mm 2×0.02 s=0.29 m/s C 点瞬时速度,v C =x 2+x 32T=6.6 mm +7.8 mm 2×0.02 s=0.36 m/s 课中探究案合作探究一1.提示:注意事项.(1)开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.(2)先接通电源,等打点稳定后,再释放小车.(3)打点完毕,立即断开电源.(4)选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T 等于多少秒.(5)要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住.(6)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点,一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为t =0.02×5 s =0.1 s.(7)在坐标纸上画v t 图象时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图象尽量分布在较大的坐标平面内.2.提示:(1)木板的粗糙程度不同,摩擦不均匀.(2)根据纸带测量的位移有误差,从而计算出的瞬时速度有误差.(3)作v t 图象时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.[例1] AC变式训练1 BC 打点计时器与定滑轮间的距离尽可能大一些,小车尽可能靠近打点计时器,都是为了使小车运动的距离尽量大一些,尽可能打出较多的点,选项A 错误,B 正确;实验时应先接通电源,待打点稳定后再释放小车,选项C 正确;钩码个数应适当,钩码个数太少,则打的点很密,钩码个数太多,则打的点太少,都会带来较大的实验误差,选项D 错误.变式训练2 ACD 用每打5个点的时间作为单位时间便于测量,且可以减小误差;利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算可减小测量误差;选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验可以减小因速度变化不均匀带来的误差.选项A 、C 、D 均正确.合作探究二提示:先求出各点的速度,然后做出速度时间的关系图线,根据图象的斜率求解加速度.[例2] (1)0.864 0.928 (2)图见解析(3)0.64(1)v D =x 3+x 42T =(8.33+8.95)×10-22×0.10m/s =0.864 m/s ; v E =x 4+x 52T =(8.95+9.61)×10-22×0.10m/s =0.928 m/s ;。
第1讲生疏运动[目标定位] 1.知道参考系,知道运动具有相对性.2.理解质点的概念,知道质点是一种抱负化模型.3.能说出把物体看做质点的条件,会推断物体是否可以看做质点.一、参考系1.机械运动:物体在空间的位置变化,称为机械运动.2.参考系:描述任何运动都是相对于某个参照物而言的,这个参照物称为参考系.3.描述一个物体的运动时,参考系可以(填“可以”或“不行以”)任意选择.但同一个物体的运动,选择的参考系不同,得出的运动结果不同.想一想作为参考系的物体肯定是静止在地面上的物体吗?答案不是.二、质点1.质点:在争辩物体运动的过程中,假如物体的大小和外形在所争辩问题中可以忽视,认为物体的质量都集中在这个点上,这个点称为质点.2.抱负化模型:依据所争辩问题的性质和需要,抓住问题中的主要因素,忽视次要因素,建立一种抱负化的模型,使简单问题得到简化.质点就是一种抱负化模型.想一想丽丽一家坐高铁从北京到广州,丽丽想测量列车经过一座大桥的时间,可不行以将高铁看做质点?答案不行以.物体看成质点的条件是其大小和外形对所争辩的问题没有影响.高铁的长度对测量时间有影响.一、对参考系的理解1.物体的运动是确定的,静止是相对的,选定参考系之后,才能知道和争辩物体的运动.2.参考系对观看结果的影响(1)选取的参考系不同,对同一个物体运动的描述也往往不同.(2)运动和静止的相对性:假如一个物体相对参考系位置不变,我们就说这个物体是静止的;假如物体相对参考系的位置转变,我们说这个物体是运动的,静止是相对的,而运动是确定的.3.参考系的选取原则:参考系的选取可以是任意的.在实际问题中,参考系的选取以争辩问题便利、对运动的描述尽可能简洁为基本原则.假如题目不做特殊说明,都是选地面为参考系.例1如图1所示,由于风的原因,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两艘船上的旗帜分别向右和向左飘,两艘船的运动状态可能是()图1A.A船确定是向左运动的B.A船确定是静止的C.B船确定是向右运动的D.B船可能是静止的答案C解析从河岸上的旗帜的运动方向,可以推断风向右吹,由此可以推断B船肯定向右运动且比风速快;A船可能静止,可也可能向左运动,还有可能向右运动,但是比风速慢.例2我们描述某个物体的运动时,总是相对肯定的参考系而言的,下列说法正确的是()A.我们说“太阳东升西落”,是以地球为参考系的B.我们说“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的C.我们说“同步卫星在高空静止不动”,是以太阳为参考系的D.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面对他飞奔而来,乘客是以火车或他自己为参考系的答案AD解析“太阳东升西落”是相对于我们居住的地球而言,是以地球为参考系的,所以A正确;“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的,所以B不正确;“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的,是以地球为参考系的,所以C不正确;火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面对他飞奔而来,是以火车或他自己为参考系的,所以D正确.针对训练以下说法正确的是()A.参考系就是不动的物体B.任何状况下,只有地球才是最抱负的参考系C.不选定参考系,就无法争辩某一物体是怎样运动的D.同一物体的运动,对不同的参考系可能有不同的观看结果答案CD解析参考系是假定不动的物体,实际上也运动,A错;同一物体选择不同的参考系,其运动形式的表述一。
2 时间和位移学习目标知识脉络1.知道时间与时刻的含义及它们的区分.2.会应用时间轴来描述物体运动过程中的时间与时刻.(重点)3.理解位移的概念,知道位移与路程的区分和联系.(难点)4.知道矢量和标量,并能区分它们.(难点)时刻和时间间隔[先填空]1.时刻是指某一瞬间,时间间隔表示某一过程.2.在表示时间的数轴上,时刻用点来表示,时间间隔用线段来表示.3.在国际单位制中,表示时间间隔和时刻的单位是秒,它的符号是s.[再推断]1.时刻和时间间隔都是时间,没有本质区分.(×)2.飞机8点40分从上海起飞,10点05分降落到北京,分别指的是两个时间间隔.(×)3.2022年10月17日7时30分在酒泉成功将“神州十一号”载人飞船放射升空.17日7时30分,指的是时刻.(√)4.在时间轴上,线段表示一段时间间隔,点表示时刻.(√)[后思考]李爷爷起床后外出晨练,在公园遇到张爷爷,“您这么早!练多长时间了?”“十五分钟左右吧,现在是什么时间?”“大约六点.”对话中两个“时间”,哪个是“时间间隔”,哪个是“时刻”?【提示】第一个是时间间隔,其次个是时刻.“练多长时间”,是指时间间隔;“现在是什么时间”指的是一个瞬间,所以是指时刻.[合作探讨]中考结束后,爸爸带小明乘火车去深圳旅游,火车20:30准时从北京西站动身,经5小时23分于其次天1:53到达山东菏泽站,停2分钟后动身,于4:26到达安徽阜阳站……这一段话中提到的时间哪些是时刻,哪些是时间间隔?【提示】20:30、1:53、4:26是时刻,5小时23分、2分钟是时间间隔.[核心点击]1.区分与联系时刻时间间隔对应运动描述量位置路程、位移用时间轴表示用时间轴上的点表示用时间轴上的线段表示描述关键词“第1 s末”“第3 s初”“第3 s末”等“第1 s”“前2 s”“前3 s内”等联系两个时刻的间隔即为一段时间间隔,时间间隔是一系列连续时刻的积累过程.时间间隔能呈现运动的一个过程,好比一段录像;时刻可以显示运动的一瞬间,好比一张照片2.在时间轴上的标示:各时间间隔与时刻如图121所示:图1211.(多选)在如图122所示的时间轴中,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )【导学号:57632007】图122A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初B.t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内C.t0~t2表示时间间隔,称为前2 s或第2 s内D.t n-1~t n表示时间间隔,称为第(n-1)s内【解析】t2表示时间轴上的一个点,所以表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,A正确;t2~t3表示时间轴上的一段距离,所以为时间间隔,称为第3 s内,B正确;t0~t2表示时间轴上的一段距离,所以为时间间隔,称为前2 s,第2 s内表示t1~t2,C错误;t n-1~t n表示时间间隔,称为第n s内,D错误.【答案】AB2.在如图123所示的时间轴上标出:①3 s内;②第3 s内;③第3 s初;④第2 s末.同时推断它们是时刻还是时间,并说明理由.【导学号:57632008】图123【解析】①3 s内指从0时刻开头的长度为3 s的时间“段”,是时间;②第3 s内指从0时刻起的第3个长度为1 s的时间“段”,是时间;③第3 s初指从0时刻起的第3个长度为1 s的时间“段”的起始“点”,是时刻;④第2 s末指从0时刻起的第2个长度为1 s的时间“段”的终止“点”,是时刻.如图所示,其中③与④指的是同一时刻.【答案】见解析利用上下文推断时间间隔与时刻分析所给的说法,依据题意去体会.常用来表示时刻的关键词是“初”“末”“时”等;常用来表示时间间隔的关键词是“内”“经受”“历时”等.如“第1 s内”“第2 s内”“第3 s内“等指的是时间间隔,在数值上都等于1 s.“最初2 s内”“最终2 s内”等指的也是时间间隔,在数值上都等于2 s.“第1 s末(第2 s初)”“第2 s末(第3 s初)”等都指的是时刻.路程和位移[先填空]1.路程物体运动轨迹的长度.2.位移(1)物理意义:表示物体(质点)位置变化的物理量.(2)定义:从初位置指向末位置的一条有向线段.(3)大小:初、末位置间有向线段的长度.(4)方向:由初位置指向末位置.[再推断]1.路程的大小肯定大于位移的大小.(×)2.物体运动时,路程相等,位移肯定也相等.(×)3.列车里程表中标出的北京到天津122 km,指的是列车从北京到天津的路程.(√)4.位移由质点运动的始末位置打算,路程由质点实际运动的路径打算.(√)[后思考]1.物体的位移为零,表示物体肯定静止吗?【提示】不肯定,位移为零表示物体初、末位置相同,物体可能运动了一周又回到了动身点.2.一个人从北京去重庆,可以乘火车,也可以乘飞机,还可以先乘火车到武汉,然后再乘轮船沿长江到重庆,如图124所示,则他的运动轨迹、位置变动、走过的路程和他的位移是否相同?图124【提示】他的运动轨迹不同,走过的路程不同;他的位置变动相同,位移相同.[合作探讨]在图125中,A处两个同学分别沿图中直线走到B(图书馆)、C(操场)两个不同位置,经测量知,路程是相同的,那么,两同学的位移相同吗?请说明理由.图125【提示】两同学的位移不相同.缘由是:位移是矢量,既有大小,又有方向.虽然两同学的路程相等,但位置变化的方向是不相同的,故两同学的位移不相同.[核心点击]路程和位移的区分与联系项目路程位移区别物理意义反映物体运动轨迹的长度,不能反映物体位置的变化反映物体位置的变化,不能反映物体运动轨迹的长度定义物体实际运动轨迹的长度从初位置指向末位置的有向线段打算因素与运动路径有关只与初、末位置有关矢量与标量(1)是标量,只有大小,没有方向(2)大小:物体运动轨迹的长度即为路(1)是矢量,有大小和方向(2)方向:由初位置指向末位置程的大小(3)计算:遵循算术加法法则(3)大小:初末位置间的距离,与运动轨迹无关(4)计算:遵循平行四边形定则(第三章学习)图示(曲线运动)物体由A点运动到B点,轨迹弧AB的长度即为质点的路程物体由A点运动到B点,有向线段AB表示质点位移的大小和方向联系单位都是长度单位,国际单位都是米(m)物理意义都是描述质点运动的物理量大小关系|位移|≤路程,只有在单向直线运动中,位移的大小才与路程相等3.如图126所示,坐高铁从杭州到南京,原需经上海再到南京,路程为s1,位移为x1.杭宁(南京)高铁通车后,从杭州可直达南京,路程为s2,位移为x2.则( )【导学号:57632009】图126A.s1>s2,x1>x2B.s1>s2,x1<x2C.s1=s2,x1=x2D.s1>s2,x1=x2【解析】走两条路线的位移相同,即x1=x2,但是经上海再到南京时路程较长,即s1>s2,故选D.【答案】 D4.(多选)同学们都宠爱上体育课,一年一度的学校运动会同学们更是期盼很大.如图127所示为某学校田径运动场跑道的示意图,其中A点是全部跑步项目的终点,也是400 m、800 m赛跑的起跑点,B点是100 m赛跑的起跑点.在一次校运动会中,甲、乙、丙三位同学分别参与了100 m、400 m和800 m赛跑,则从开头竞赛到竞赛结束时( )图127A.甲的位移最大B.丙的位移最大C.乙、丙的路程相等D.丙的路程最大【解析】甲同学的初、末位置直线距离为100 m,位移大小为100 m,路程也是100 m;乙同学路程为400 m,但初、末位置重合,位移大小为零;丙同学路程为800 m,初、末位置重合,位移大小也为零,所以甲的位移最大,丙的路程最大,A、D正确.【答案】AD位移和路程的“可能”与“不行能”1.位移与路程永久不行能相同.由于位移是矢量,既有大小又有方向;而路程是标量,它只有大小没有方向.两者的运算法则不同.2.在任何状况下,位移的大小都不行能大于路程.由于两点之间线段最短.3.位移大小与路程可能相等,一般状况下,位移大小都要小于路程,只有当物体做单向直线运动时,位移大小才与路程相等.矢量和标量[先填空]1.矢量既有大小又有方向的物理量.如位移、力等.2.标量只有大小、没有方向的物理量.如质量、时间、路程等.3.运算法则两个标量的加减遵从算术加减法,而矢量则不同,后面将学习到.[再推断]1.负5 m的位移比正3 m的位移小.(×)2.李强向东行进5 m,张伟向北也行进5 m,他们的位移不同.(√)3.路程是标量,位移是矢量.(√)4.标量只有正值,没有负值.(×)[后思考]1.物体运动前一半时间内路程为2 m,后一半时间内路程为3 m,总路程肯定是5 m吗?【提示】是,路程是标量,其运算满足算术运算法则.2.物体运动前一半时间内位移为2 m,后一半时间位移为3 m,总位移肯定是5 m吗?【提示】不肯定,位移为矢量,其运算不满足算术运算法则.[合作探讨]探讨1:像位移这样的物理量叫做矢量,既有大小又有方向.但是我们以前学过的物理量很多都只有大小,没有方向,请同学们回忆哪些物理量只有大小,没有方向?【提示】温度、质量、体积、长度、时间、路程.探讨2:矢量和标量的算法有什么不同?【提示】两个标量相加遵从算术加法的法则.两个矢量相加满足平行四边形定则(第三章学习).[核心点击]1.矢量的表示方法(1)图示表示:用带箭头的线段表示,线段的长度表示矢量的大小,箭头的方向表示矢量的方向.(2)数字表示:先建立坐标系并规定正方向,然后用正、负数来表示矢量.“+”号表示与坐标系规定的正方向全都,“-”号表示与坐标系规定的正方向相反;数字的大小表示矢量的大小.2.矢量和标量的区分(1)矢量是有方向的,标量没有方向.(2)标量的运算法则为算术运算法则,即学校所学的加、减、乘、除等运算方法;矢量的运算法则为以后要学到的平行四边形定则.(3)矢量大小的比较要看其数值的确定值大小,确定值大的矢量大,而“+”、“-”号只代表方向.5.下列物理量中,哪个是矢量( )A.质量B.时间C.路程D.位移【解析】质量、时间和路程都只有大小,没有方向,是标量.位移既有大小又有方向,是矢量.选项D正确.【答案】 D6.(多选)关于矢量和标量,下列说法中正确的是( )【导学号:57632010】A.矢量是既有大小又有方向的物理量B.标量是既有大小又有方向的物理量C.位移-10 m 比5 m小D.-10 ℃比5 ℃的温度低【解析】由矢量的定义可知,A正确,B错误;位移的正、负号只表示方向,不表示大小,其大小由数值和单位打算,所以-10 m的位移比5 m的位移大,故C错误;温度的正、负是相对温度为0 ℃时高出和低于的温度,所以-10 ℃比5 ℃的温度低,故D正确.【答案】AD矢量、标量的大小比较比较两个矢量大小时比较其确定值即可.比较两个标量大小时,有的标量比较确定值,如电荷量,有的标量比较代数值,如温度.直线运动的位置和位移[先填空]1.直线坐标系中物体的位置物体在直线坐标系中某点的坐标表示该点的位置.2.直线运动的位置与位移的关系如图128所示,一个物体沿直线从A运动到B,假如A、B两位置坐标分别为x A和x B,那么,质点的位移Δx=x B-x A,即初、末位置坐标的变化量表示位移.图128[再推断]1.位置坐标就是位移.(×)2.初末两位置坐标为正时,位移肯定是正.(×)3.初末两位置坐标为负时,位移可能为正.(√)[后思考]在直线坐标系中物体的位移Δx正负号的含义是什么?【提示】正号表示位移与规定正方向相同,负号表示位移与规定正方向相反.[合作探讨]我们怎样用数学方法描述直线运动的位置和位移?【提示】假如物体做直线运动,运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置,假如是一段时间,对应的是这段时间内物体的位移.如图所示,物体在时刻t1处于“位置”x1,在时刻t2运动到“位置”x2.那么,x2-x1就是物体的“位移”,记为Δx=x2-x1.[核心点击]1.直线运动位移的计算物体做直线运动时,它的位移可通过初、末位置的坐标值计算.如图129所示,在t1~t2时间内,物体从位置x A移动到位置x B,发生的位移Δx=x B-x A.对于甲图,Δx=3 m;对于乙图,Δx=-5 m.甲乙图1292.直线运动位移的方向在直线运动中,位移的方向一般用正负号来表示.如图129甲所示,Δx>0,表示位移的方向沿x轴正方向;如图乙所示,Δx<0,表示位移的方向沿x轴负方向.这样就可以用一个带正负号的数值,把直线运动中位移矢量的大小和方向表示出来了.7.(多选)物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用坐标的变化量Δx表示物体的位移.如图1210所示,一个物体从A运动到C,它的位移Δx1=-4 m-5 m=-9 m,从C运动到B,它的位移为Δx2=1 m-(-4 m)=5 m.下列说法中正确的是( )【导学号:57632011】图1210A.A到C的位移大于C到B的位移,由于负号表示位移的方向,不表示大小B.C到B的位移大于A到C的位移,由于正数大于负数C.由于位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较D.物体由A到B的合位移Δx=Δx1+Δx2【解析】位移是矢量,比较位移的大小时,只需比较数值,不要带正负号,选项B、C错误,A正确;因Δx1=x C-x A,Δx2=x B-x C,所以物体由A到B的合位移Δx=x B-x A=Δx1+Δx2,选项D正确.【答案】AD8.如图1211所示,一辆汽车在大路上行驶,t=0时,汽车在十字路口中心的左侧20 m处;过了2 s,汽车正好到达十字路口的中心;再过3 s,汽车行驶到了十字路口中心右侧30 m处.假如把这条大路抽象为一条坐标轴x,十字路口中心定为坐标轴的原点,向右为x轴的正方向.图1211(1)试将汽车在这三个观测时刻的位置坐标填入表格内:观测时刻t=0时过2 s 再过3 s位置坐标x1=x2=x3=(2)前2 s内、后3 s内汽车的位移分别是多少?这5 s内的位移又是多少?【导学号:57632012】【解析】(1)把大路抽象为坐标轴,由于向右为x轴的正方向,所以在坐标轴上原点左侧的点的坐标为负值,右侧的点的坐标为正值,即:x1=-20 m,x2=0,x3=30 m.(2)前2 s内的位移Δx1=x2-x1=0-(-20) m=20 m;后3 s内的位移Δx2=x3-x2=30 m-0=30 m;这5 s内的位移Δx3=x3-x1=30 m-(-20 m)=50 m.上述位移Δx1、Δx2和Δx3都是矢量,大小分别为20 m、30 m和50 m,方向都向右,即与x轴正方向同向.【答案】(1)-20 m 0 30 m (2)20 m,方向向右30 m,方向向右50 m,方向向右1.在直线运动中,坐标对应物体的位置,坐标的变化量对应物体的位移.2.无论初、末位置的坐标大小关系如何,坐标值正负如何,Δx=x末-x初总是成立的.。
高中物理(必修一)全册精讲精练学案(含答案)1.物体和质点(1)实际物体:都有一定的大小和形状,并且物体各部分的运动情况一般来说并不相同。
(2)质点:用来代替物体的具有质量的点。
(3)将物体看成质点的条件在研究物体的运动时,当物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时,物体可视为质点。
1.体积很小的物体都能看成质点( × )2.只有做直线运动的物体才能看成质点( × ) 3.任何物体在一定条件下都可以看成质点( √ ) 4.转动的物体一定不能看成质点( × )解析:能否将物体看成质点,取决于所研究的问题而不是取决于这一物体的大小、形状,当研究物体的大小和形状对所研究问题没有影响或影响很小时,可以将其形状和大小忽略,将物体看成质点,同一物体有时能看成质点,有时不能看成质点,1、2、4错误,3正确。
答案:1.× 2.× 3.√ 4.×2.参考系(1)定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。
(2)参考系的选取①参考系可以任意选择,但选择不同的参考系来描述同一物体的运动时,结果往往不同;②参考系选取的基本原则是使问题的研究变得简洁、方便。
宋代诗人陈与义乘船东行,在去襄邑的途中写下了《襄邑道中》一诗,根据图中诗句回答以下问题:1.诗中“飞花”的参考系是_____________________________;2.诗中“云不动”的参考系是_____________________________________; 3.诗中“云与我倶东”的参考系是__________________________________。
解析:两岸原野上落花缤纷,随风飞舞,“飞花”是以两岸为参考系的;“云不动”是说诗人躺在船上望着天上的云,它们好像纹丝不动,说明云与船的位置不变,是以船为参考系的;“云与我俱东”是以两岸为参考系的,船向东行驶。
答案:1.两岸 2.船 3.两岸 3.坐标系 (1)建立目的:为了定量地描述物体的位置及位置的变化,在参考系上建立适当的坐标系。
物理必修一全册学案第一章运动的描述1.1 质点、参考系和坐标系【学习目标】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。
【课前预习】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。
【课堂练习】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【课后练习】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。
1.质点参考系和坐标系(本栏目内容,在学生用书中分册装订!)1.在以下情况中可将物体看成质点的是()A.研究某学生骑车回校的速度B.对某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解析:研究学生的骑车速度或探测器的飞行轨迹时,其大小和形状的影响可忽略不计,故其可以看成质点,A、C正确;但当研究学生的骑车姿势时,学生的身躯和四肢就构成了研究的对象,故不能把学生看成质点,B错;当火星探测器在火星表面探测时,探测器的动作直接影响探测的效果,所以探测器不能看成质点,故D错.答案:AC2.下列说法正确的是()A.参考系就是绝对不动的物体B.只有选好参考系以后,物体的运动性质才能确定C.同一物体的运动,相对于不同的参考系,观察的结果可能不同D.我们平常所说的楼房是静止的,是以地面为参考系解析:参考系是为了描述物体的运动,选来作为标准的物体,可以是运动的,也可以是静止的,故A错误;运动和静止是相对的,要描述物体的运动,必须选择参考系,故B正确;描述同一运动时,若以不同物体作为参考系,观察结果可能不同,C正确;参考系的选取,原则上是任意的,但在实际问题中应以对运动的描述尽可能简单为原则,一般以地面为参考系,D正确.答案:BCD3.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述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解析:坐标系是建立在参考系上的,是用来定量描述物体的位置及位置变化的,A、B正确,C错误;做直线运动的物体的描述需要建立一维直线坐标系,做平面曲线运动时需建立平面直角坐标系,D正确.答案:ABD4.下列说法中与人们的日常习惯相吻合的是()A.测量三楼楼道内日光灯的高度,选择三楼地板为参考系B.测量井的深度,以井底为参考系,井“深”为0C.以卡车司机为参考系,卡车总是静止的D.以路边的房屋为参考系判断自己是否运动解析:在解本题时,很多同学受生活习惯的影响,往往错误地认为参考系只能选地面.其实不然,如A选项,可以选择与地面相对静止的三楼地板为参考系.参考系的选择没有对错之分,只有合理与不合理的区别,只要有利于问题的研究,选择哪个物体为参考系都可以.B、C 与日常习惯不吻合,故选A、D.答案:AD5.在有云的夜晚,抬头望月,发现“月亮在白莲花般的云朵里穿行”,这时取的参考系是()A.月亮B.云C.地面D.观察者解析:人抬头望月时,月亮短时间内相对于地面并没有动,只是云在动,但若以云为参考系,这时我们就感觉月亮在运动.答案: B6.下列情况下的物体可以看作质点的是()A.研究轨道上正在与“神舟”十号对接的“天宫一号”飞船时B.研究“八一”飞行表演队飞行表演的飞机时C.放在地面上的木箱,在上面的箱角处用水平推力推它,木箱可绕下面的箱角转动时D.研究“蛟龙号”下潜到7 000 m深度过程中的速度时答案: D7.下列关于运动的描述中,参考系的选取符合描述的是()A.诗句“飞流直下三千尺”,是以飞流作为参考系的B.“钱塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来”,是以潮水作为参考系的C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”,是以万重山作为参考系的D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以国旗作为参考系的解析:选项A中的研究对象是“水”,水流下三千尺,故是以地面为参考系,该选项错误;选项B中的研究对象是“潮水”,潮水扑面而来,是以观察者为参考系,该选项错误;选项C中的研究对象是“轻舟”,轻舟已过万重山,是以万重山为参考系,该选项正确;选项D 中的研究对象是“国旗”,是以地面或旗杆为参考系的,该选项错误.答案: C8.为了实现全球快速、简捷的通信,人类发射了地球同步通信卫星.同步通信卫星位于距地面大约36 000 km的高空,则()A.以地面为参考系,同步卫星静止B.以太阳为参考系,同步卫星静止C.同步卫星在高空静止不动D.同步卫星相对地面上静止的物体是运动的解析:地球同步卫星相对地面是静止的,A正确,D错误;若以太阳为参考系,地球同步卫星则是运动的,B错误;C选项没有选定参考系,不能确定其运动情况.答案: A9.某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩.当两辆汽车在平直公路上运动时,甲车内一同学看见乙车没有运动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动.如果以地面为参考系,根据上述观察到的现象可说明()A.甲车不动,乙车向东运动B.乙车不动,甲车向东运动C.甲车向西运动,乙车向东运动D.甲、乙两车以相同的速度都向东运动解析:物体的运动是相对参考系而言的,同一物体参考系不同,其运动情况一般不同.本题中,树木和地面是连在一起的,相对地面静止.乙车内的同学发现窗外树木在向西移动,说明乙车在向东运动,甲车内的同学发现乙车仍没有动,说明甲车相对乙车静止,乙车相对地面向东运动,因此甲车也是相对地面向东运动且与乙车速度相同.答案: D10.太阳东升西落是地球上的自然现象,但在某些条件下,在纬度较高地区上空飞行的飞机上,旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象,这些条件是()A.时间必须是在清晨,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大B.时间必须是在清晨,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度必须较大C.时间必须是在傍晚,飞机正在由东向西飞行,飞机的速度必须较大D.时间必须是在傍晚,飞机正在由西向东飞行,飞机的速度必须较大解析:地球自西向东自转,我们以地球为参考系,看到太阳东升西落,即以地球为参考,太阳绕着地球自东向西转.若飞机以太阳相对地球转动的速度飞行,即飞机也自东向西飞,则飞机上的人看到的太阳是静止的,不升也不降;若飞机的速度比太阳自东向西转的速度大,则飞机上的人(以飞机为参考系)看到太阳相对于飞机自西向东运动,即看到太阳从西边升起.若要看到太阳从西边升起的效果,则需要飞机傍晚时以较快的速度自东向西飞.答案: C11.从高出地面3 m的位置竖直向上抛出一个小球,它上升5 m后回落,最后小球到达地面,如图所示,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,填写以下表格:坐标原点的设置出发点的坐标最高点的坐标落地点的坐标以地面为原点以抛出点为原点解析:本题中的物体沿直线运动,可以在该直线上建立直线坐标系,来定量描述物体的位置.若以地面为原点,则出发点、最高点、落地点的坐标分别为x1=3 m,x2=8 m,x3=0;若以抛出点为原点,则x1′=0,x2′=5 m,x3′=-3 m.答案: 3 m8 m00 5 m-3 m12.下图为A、B、C三列火车在一个车站的情形,A车上的乘客看到B车向东运动,B车上的乘客看到C车和站台都向东运动,C车上的乘客看到A车向西运动.站台上的人看A、B、C三列火车各向什么方向运动?解析:由B车上的乘客看到站台向东运动,可判断B车向西运动;由A车上的乘客看到B车向东运动,说明A车也向西运动且速度大于B车速度;C车上的乘客看到A车向西运动,则C车有三种运动情况,C车可能静止,可能向东运动,也可能向西运动但速度比A、B的速度都小.答案:A车向西运动B车向西运动C车可能静止,可能向东运动,也可能向西运动但速度比A、B的速度都小.。
第一篇:必修一第一章运动的描述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 自由落体运动5 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解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 用牛顿定律解决问题(一)7 用牛顿定律解决问题(二)第一章运动的描述专题一:描述物体运动的几个基本本概念◎知识梳理1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等形式。
2.参考系:被假定为不动的物体系。
对同一物体的运动,若所选的参考系不同,对其运动的描述就会不同,通常以地球为参考系研究物体的运动。
3.质点:用来代替物体的有质量的点。
它是在研究物体的运动时,为使问题简化,而引入的理想模型。
仅凭物体的大小不能视为质点的依据,如:公转的地球可视为质点,而比赛中旋转的乒乓球则不能视为质点。
’物体可视为质点主要是以下三种情形: (1)物体平动时;(2)物体的位移远远大于物体本身的限度时; (3)只研究物体的平动,而不考虑其转动效果时。
4.时刻和时间(1)时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置、瞬时速度、动量、动能等状态量,通常说的“2秒末”,“速度达2m/s 时”都是指时刻。
(2)时间是两时刻的间隔,是时间轴上的一段。
对应位移、路程、冲量、功等过程量.通常说的“几秒内”“第几秒内”均是指时间。
5.位移和路程(1)位移表示质点在空间的位置的变化,是矢量。
位移用有向线段表示,位移的大小等于有向线段的长度,位移的方向由初位置指向末位置。
姓名,年级:时间:4。
1 牛顿第一定律1、初步体会伽利略理想实验的魅力,同时明确理想实验是科学探究的重要方法;2、理解牛顿第一定律的内容,同时尝试挖掘定律内容的深层含义;3、理解惯性的概念,同时尝试解释有关惯性的现象。
重点难点1、对牛顿第一运动定律以及惯性和质量关系的正确理解(重点)2、了解伽利略理想实验的科学研究过程(重点)3、力和运动的关系(难点)自主探究一、理想实验的魅力(1)历史上关于运动和力的关系的认识:亚里士多德(观察+直觉):必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就会停下来,即力是_______物体运动的原因。
伽利略(理想实验:实验+逻辑推理):如果没有摩擦阻力,运动的物体将保持某个速度一直运动下去,即力是______物体运动的原因。
笛卡尔(数学演绎):如果运动的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来,也不_______原来的方向。
(2)伽利略的理想斜面实验实验事实:如图所示,AB、BC是两个对接的斜面,让小球从AB斜面上某高度由静止落下,小球将滚上BC斜面,所到达的高度略低于在AB上释放的高度。
推理1:若两个斜面均_______,则小球在右侧的斜面上将上升到原来释放的高度。
推理2:若减小右侧斜面的倾角(例如BD活BE),则小球在右侧的斜面上______原来释放时的高度,且在右侧斜面上将滚得更远.推理3:若继续减小右侧斜面的倾角,直至变成水平(例如BF),则小球将无法到达原来释放的高度,将以_______的速度在无限长的水平面上永远运动下去.结论:物体的运动不需要力来维持,即里不是物体运动的原因。
局限:接触面不可能绝对光滑;水平面不可能无限长意义:①伽利略用“实验+逻辑推理"的方法推翻了亚里士多德的观点,揭示了力不是维持物体运动的原因。
②第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位。
③理想实验在自然科学的理论研究中有着重要的作用,但也有局限性。
学案8力的分解[目标定位] 1.知道什么是力的分解,知道力的分解同样遵守平行四边形定则.2.理解力的分解原则,并会用作图法和计算法求分力.3.知道力的三角形定则,会区分矢量和标量.4.会用正交分解法求合力.一、力的分解[问题设计]王昊同学假期里去旅游,他正拖着行李箱去检票,如图1所示.王昊对箱子有一个斜向上的拉力,这个力对箱子产生了什么效果?图1答案王昊对箱子斜向上的拉力产生了两个效果:水平方向使箱子前进,竖直方向将箱子向上提起.[要点提炼]1.力的分解(1)定义:已知一个力求它的分力的过程叫做力的分解.(2)分解法则:力的分解是力的合成的逆运算,遵守力的平行四边形定则.2.对一个已知力的分解可依据力的实际效果来确定:(1)依据力的实际作用效果确定两个分力的方向.(2)依据两个分力的方向作出力的平行四边形.(3)利用数学学问解三角形,分析、计算分力的大小.3.力的分解的争辩(1)假如没有限制,一个力可分解为很多对大小、方向不同的分力.(2)有限制条件的力的分解①已知合力和两个分力的方向时,有唯一解.(如图2所示)图2②已知合力和一个分力的大小和方向时,有唯一解.(如图3所示)图3(3)已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时,若F与F1的夹角为α,有下面几种可能:图4①当F sin α<F2<F时,有两解,如图4甲所示.②当F2=F sin α时,有唯一解,如图乙所示.③当F2<F sin α时,无解,如图丙所示.④当F2>F时,有唯一解,如图丁所示.二、力的正交分解法1.正交分解的目的:当物体受到多个力作用,并且这几个力只共面不共线时,其合力用平行四边形定则求解很不便利,为此先将各力正交分解,然后再合成.2.正交分解法求合力的步骤(1)建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上.(2)正交分解各力,即将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如图5所示.图5(3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和,即:F x=F1x+F2x+F3x+…F y =F 1y +F 2y +F 3y +…(4)求共点力的合力:合力大小F =F 2x +F 2y ,合力的方向与x 轴的夹角为α,则tan α=F yF x . 三、矢量相加的法则 1.三角形定则(1)内容:如图6所示,把两个矢量首尾相接,从第一个矢量的始端指向其次个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向,这就是矢量相加的三角形定则.图6(2)实质:平行四边形定则的简化.(如图7所示)图72.矢量和标量(1)矢量既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则). (2)标量只有大小,没有方向,相加时依据算术法则. 留意 矢量和标量的最本质的区分是运算法则不同.一、按力的作用效果分解例1 如图8甲所示,在一个直角木支架上,用塑料垫板作斜面,将一用橡皮筋拉着的小车放在斜面上(如图乙),观看塑料垫板和橡皮筋的形变.图8(1)小车重力对斜面和橡皮筋产生了哪些作用效果?假如没有小车重力的作用,还会有这些作用效果吗?(2)请依据重力产生的两个效果将重力分解,并求两分力的大小.答案 (1)斜面上小车重力产生了两个效果:一是使小车压紧斜面,二是使小车沿斜面下滑,拉伸橡皮筋.不会.(2)重力的分解如图所示设斜面的倾角为θ(忽视斜面的形变).由几何关系知∠DOE=θ.由三角函数可得:F1=mg sin α,F2=mg cos α.针对训练如图9所示,轻杆与柱子之间用铰链连接,杆的末端吊着一个重为30 N的物体,轻绳与水平轻杆之间的夹角为θ=30°,求轻绳和轻杆各受多大的力?图9答案60 N52 N解析重物对O点的拉力F=G,产生两个作用效果:一个是沿绳方向拉轻绳,一个是沿杆方向压杆(因轻杆处于静止时杆所受的弹力肯定沿着杆,否则会引起杆的转动),作平行四边形如图所示,由几何关系解得F1=Gsin θ=60 NF2=Gtan θ≈52 N二、有限制条件的力的分解例2按下列两种状况把一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力.图10(1)一个分力在水平方向上,并等于240 N,求另一个分力的大小和方向.(2)一个分力在水平方向上,另一个分力与竖直方向的夹角为30°斜向下(如图10所示),求两个分力的大小.解析(1)力的分解如图所示.F 2=F 2+F 21=300 N设F 2与F 的夹角为θ,则 tan θ=F 1F =43,解得θ=53°(2)力的分解如图所示. F 1=F tan 30°=180×33N =60 3 N F 2=F cos 30°=18032N =120 3 N答案 (1)300 N 与竖直方向夹角为53° (2)水平方向分力的大小为60 3 N ,斜向下的分力的大小为120 3 N 三、力的正交分解法例3 如图11所示,水平地面上有一重60 N 的物体,在与水平方向成30°角斜向上、大小为20 N 的拉力F 作用下匀速运动,求地面对物体的支持力和摩擦力的大小.图11解析 对物体进行受力分析,如图所示,物体受重力G 、支持力F N 、拉力F 、摩擦力F f .建立直角坐标系, 对力进行正交分解得: y 方向: F N +F sin 30°-G =0① x 方向:F f -F cos 30°=0② 由①②得:F N =50 N ,F f =10 3 N. 答案 50 N 10 3 N1.力的分解:已知一个力求它的分力的过程.力的分解遵循平行四边形定则. 2.力的分解有唯一解的条件 (1)已知两个分力的方向.(2)已知一个分力的大小和方向. 3.力的分解方法(1)按力的实际作用效果分解. (2)正交分解法以共点力的作用点为原点建立直角坐标系(让尽量多的力在坐标轴上),把不在坐标轴上的力分解到x 轴、y 轴上,然后分别求出x 轴和y 轴上的合力F x 和F y ,则共点力的合力大小F =F 2x +F 2y ,合力方向与x 轴夹角为α,tan α=F yF x . 4.矢量相加的法则平行四边形定则、三角形定则.1.(按力的作用效果分解)在图12中,AB 、AC 两光滑斜面相互垂直,AC 与水平面成30°.假如把球O 的重力G 依据其作用效果分解,则两个分力的大小分别为( )图12A.12G ,32G B.33G ,3G C.23G ,22G D.22G ,32G 答案 A解析 对球所受重力进行分解如图所示,由几何关系得F 1=G sin 60°=32G ,F 2=G sin 30°=12G ,A 正确.2.(有限制条件的力的分解)甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO ′方向航行,甲用1 000 N 的力拉绳子,方向如图13所示,要使船沿OO ′方向航行,乙的拉力最小值为( )图13A.500 3 N B.500 NC.1 000 N D.400 N答案B解析要使船沿OO′方向航行,甲和乙的拉力的合力方向必需沿OO′方向.如图所示,作平行四边形可知,当乙拉船的力的方向垂直于OO′时,乙的拉力F乙最小,其最小值为F乙min=F甲sin 30°=1 000×12N=500 N,故B正确.3.(正交分解法)如图14所示,放在水平面上的物体A用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体B,并静止,这时A受到水平面的支持力为F N,摩擦力为F f,若把A向右移动一些后,A 仍静止,则()图14A.F N将增大B.F f将增大C.轻绳拉力将减小D.物体A所受合力将增大答案AB解析物体A受力分析如图,系统处于静止状态,绳子的拉力不变,始终等于B的重力,即F=m B g,A所受合力为零,故C、D均错;当A向右移动时,θ角减小,F N=m A g-F sin θ,F f=F cos θ,由此可得,F N、F f均增大,所以A、B正确.题组一对力的分解的理解1.若将一个力F分解为两个力F1、F2,则下列说法正确的是()A.F是物体实际受到的力B.F1、F2不是物体实际受到的力C.物体同时受到F、F1、F2三个力的作用D.F1、F2共同作用的效果与F相同答案ABD2.把一个力分解为两个力时()A.一个分力变大时,另一个分力肯定要变小B.两个分力不能同时变大C.无论如何分解,两个分力不能同时小于这个力的一半D.无论如何分解,两个分力不能同时大于这个力的2倍答案C解析设把一个力F分解为F1、F2两个分力,当F1、F2在一条直线上且方向相反时,则有F=|F1-F2|,当F1变大时,F2也变大,A、B错.F1、F2可以同时大于F的2倍,D错.当将F沿一条直线分解为两个方向相同的力F1、F2时,则有F=F1+F2,可知F1、F2不行能同时小于12F,C对.3.下列说法中正确的是()A.一个2 N的力能分解为7 N和4 N的两个分力B.一个2 N的力能分解为7 N和9 N的两个分力C.一个6 N的力能分解为3 N和4 N的两个分力D.一个8 N的力能分解为4 N和3 N的两个分力答案BC题组二有限制条件的力的分解4.下列说法正确的是()A.已知合力大小、方向,则其分力必为确定值B.已知合力大小、方向和一个分力的大小、方向,则另一个分力必为确定值C.分力数目确定后,若已知各分力大小、方向,可依据平行四边形定则求出总的合力D.若合力为确定值,两分力方向已知,依据平行四边形定则肯定可以求出这两个分力的大小答案BCD解析已知合力大小、方向,其分力有很多组,A错.若已知合力大小、方向和一个分力的大小、方向,则依据平行四边形定则,另一分力为确定值,B对.若分力确定后,可依据平行四边形定则,求出总的合力,C 对.合力为确定值,两分力的方向已知,则两分力是唯一的.5.将一个有确定方向的力F =10 N 分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F 成30°夹角,另一个分力的大小为6 N ,则在分解时( ) A .有很多组解 B .有两组解 C .有唯一解 D .无解答案 B解析 由三角形定则作图如图所示,由几何学问知另一分力的最小值F 2′=F sin 30°=10×12 N =5 N ,而题中分力的大小为6 N ,大于最小值5 N ,小于F =10 N ,所以有两组解. 题组三 按力的作用效果分解6.如图1为某同学设计的一个小试验.他将细绳的一端系在手指上(B 处),绳的另一端系在直杆的A 端,杆的另一端C 顶在掌心上,组成一个“三角支架”.在杆的A 端悬挂不同重物,并保持静止.通过试验会感受到( )图1A .绳子是被拉伸的,杆是被压缩的B .杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C 指向A C .绳对手指施加作用力的方向沿绳由B 指向AD .所挂重物质量越大,绳和杆对手的作用力也越大 答案 ACD解析 重物重力的作用效果,一方面拉紧绳,另一方面使杆压紧手掌,所以重力可以分解为沿绳方向的力F 1和垂直于掌心方向的力F 2,如图所示.由几何学问得F 1=Gcos θ,F 2=G tan θ,若所挂重物质量变大,则F 1、F 2都变大,选项A 、C 、D 正确.7.如图2所示,将绳子的一端系在汽车上,另一端系在等高的树干上,两端点间绳长为10 m .用300 N 的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m ,不考虑绳子的重力和绳子的伸长量,则绳子作用在汽车上的力的大小为( )图2 A.1 500 N B.6 000 N C.300 N D.1 500 3 N 答案A解析由题意可知绳子与水平方向的夹角正弦值为sin α=0.5 5=0.1,所以绳子的作用力为F绳=F2sin α=1 500 N,A项正确,B、C、D项错误.8.如图3所示,三段不行伸长的细绳,OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,其中OB是水平的,A端、B端固定在水平天花板上和竖直墙上.若渐渐增加C 端所挂重物的质量,则最先断的绳是()图3A.必定是OA B.必定是OBC.必定是OC D.可能是OB,也可能是OC答案A解析OC下悬挂重物,它对O点的拉力等于重物的重力G.OC绳的拉力产生两个效果:使OB在O点受到水平向左的力F1,使OA在O点受到沿绳子方向斜向下的力F2,F1、F2是G的两个分力.由平行四边形定则可作出力的分解图如图所示,当渐渐增大所挂物体的质量时,哪根绳受的拉力最大则哪根最先断.从图中可知:表示F2的有向线段最长,F2分力最大,故OA绳最先断.题组四力的正交分解9.如图4所示,质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上.已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ,斜面的倾角为30°,则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为()图4 A.32mg 和12mg B.12mg 和32mg C.12mg 和12μmg D.32mg 和32mg 答案 A解析 依据重力mg 的作用效果,可分解为沿斜面对下的分力F 1和使三棱柱压紧斜面的力F 2,依据几何关系得F 1=mg sin 30°=12mg , F 2=mg cos 30°=32mg , 由于,F 1与三棱柱所受静摩擦力大小相等,F 2与斜面对三棱柱的支持力大小相等,因此,选项A 正确.10.如图5所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F ,当它们滑动时,受到的摩擦力大小是( )图5A .甲、乙、丙所受摩擦力相同B .甲受到的摩擦力最大C .乙受到的摩擦力最大D .丙受到的摩擦力最大答案 C解析 题图中三个物体对地面的压力分别为F N 甲=mg -F sin θ,F N 乙=mg +F sin θ,F N 丙=mg ,因它们均相对地面滑动,由F f =μF N 知,F f 乙>F f 丙>F f 甲,故C 正确.11.如图6所示,质量为m 的物块与水平面之间的动摩擦因数为μ,现用斜向下与竖直方向夹角为θ的推力作用在物块上,使物块在水平面上匀速移动,求推力的大小.(重力加速度为g )图6答案 μmg cos θ-μsin θ解析 对物块受力分析如图所示将物块受到的力沿水平和竖直方向分解,依据平衡条件有水平方向:F cos θ=F f ①竖直方向:F N =mg +F sin θ②F f =μF N ③由①②③得F =μmg cos θ-μsin θ12.如图7所示,物体的质量m =4.4 kg ,用与竖直方向成θ=37°的斜向右上方的推力把该物体压在竖直墙壁上,并使它沿墙壁在竖直方向上做匀速直线运动.物体与墙壁间的动摩擦因数μ=0.5,取重力加速度g =10 N/kg ,求推力F 的大小.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图7答案 88 N 或40 N解析 若物体向上做匀速直线运动,则受力分析如图甲所示.F cos θ=mg +F fF sin θ=F NF f =μF N故推力F =mg cos θ-μsin θ= 4.4×100.8-0.5×0.6N =88 N若物体向下做匀速直线运动,受力分析如图乙所示. F cos θ+F f =mgF sin θ=F NF f =μF N故推力F =mg cos θ+μsin θ= 4.4×100.8+0.5×0.6 N =40 N。
一、运动的描述 二、匀变速直线运动的研究 §1-2.1 基本概念 参考答案例1、B例2、AD 若末速度与初速度同向,即物体做单向加速运动,由V t =V 0+at 得,a=6m/s 2. 由V t 2─V 02=2ax 得,x=7m.若末速度与初速度反向,即物体先减速至零再加速,以初速度方向为正方向,由V t =V 0+at 得,a=─14m/s 2, 由V t 2─V 02=2ax 得,x=─3m. 综上选AD例3、B 针对练习:1、B2、D3、BCD4、AD5、BC6、B 能力训练:1、D2、D3、D4、C5、C6、A7、BCD8、AC9、BD 10、解:设从甲地到丙地的路程是S ,由题设,V =12s s s 2V 2V +=12122V V V V +§1-2.2 直线运动的基本规律 参考答案例1、解:v 0=15m/s ,a =-6 m/s 2,则刹车时间为 t =0v a-=2.5s ,所以滑行距离为 S =2002v a-=18.75例2、解:在连续两个10s 内火车前进的距离分别为S 1=8×8m =64m ,S 2=6×8m =48m. 由△S =aT 2,得a =△S / T 2=(S 2 -S 1)/ T 2=0.16m/s 2, 在第一个10s 内,由S =v o t +12at 2,得v 0=7.2m/s 例3、设全程的最大速度为v ,则S =v t/2 ① 又 v =a 1t 1=a 2t 2 ② t =t 1+t 2 ③ 联立三式得 t =12122()S a a a a +针对训练:1、ABC2、C3、ABC4、B5、(v 2-v 1)/T6、本题有多种解法,用图像法求解是较为简便的方法。
根据题意作出列车的速度——时间图象,如图所示,由图象可知,列车通过的位移在数值等于速度图线与时间轴所围的梯形的面积值,即有 s =12v(t +t 2) =12v (t +t -t 1-t 3) 又t 1=v/a 1,t 3=v/a 2 则有121(2)2v vs v t a a =-- 得1211()2s v t v a a =++ 能力训练:1、AB2、C3、4、5.255、1406、解:解:由△S =aT 2,得a =△S / T 2=(S 2 -S 1)/ T 2=2.25m/s 2, 在头4s 内,由S 1=v o t +12at 2,得v 0=1.5m/s 7、解:由S =v o t 1+12at 12① S =v 1t 2+12at 22 ②又v 1=v o +at 1 ③ 联立得a =1212122()()S t t t t t t -+8、根据v t 2=2a 1S 1 S 1=800m v t 2=2a 2S 2 S 2=640m 则S =S 1+S 2=1440m 9、如右图所示 则S =2vt v =5m/s 10、解析:(1)由a =2st ∆知小球的加速度 a =2220150.1BC ABs s t --= cm/s 2=500 cm/s 2=5 m/s 2 (2)B 点的速度等于AC 段的平均速度即 v B =1520220.1AC s t +=⨯ cm/s=1.75 m/s (3)由于相邻相等时间的位移差恒定即s CD - s BC = s BC - s AB 所以s CD =2s BC -s AB =(40-15)cm=25 cm=0.25 m (4)设A 点小球的速率为v A因为v B =v A +at v A =v B -at =1.75-5×0.1=1.25 m/s 所以A 球的运动时间t A =1.255A v a = s=0.25 s ,故A 球的上方正在滚动的小球还有两个. 参考答案:11§1-2.3 运动图象问题例1、如图所示,根据升降机的速度图象,则矿井的深度h 可由梯形面积得出:h =12(10+25)⨯6 =105(m) 本题也可用平均速度求解,即先由平均速度公式求出每段的平均速度02tv v v +=,然后根据s = vt 计算即可:(1)匀加速上升阶段:h 1 = v 1t 1 = 02v + t 1= 062+⨯5 = 15(m)(2)匀速上升阶段:h 2 = v 2t 2 = 6 ⨯10 = 60(m)(3)匀减速上升阶段:h 3 = v 3t 3 = 02v +t 3 = 602+⨯10 = 30(m)所以,矿井深度h=h 1+h 2+h 3=15+60+30=105(m ) 例2、C 针对练习:1、B2、A3、AB4、⑴正、负、正⑵负、正、负⑶a 、相同 b 、此时二者速度相同c 、增大、t 0 能力训练:1、AC2、BC3、ACD4、BD5、ABD6、AC7、C8、C9、3m/s 2、为正;0,1.5m/s 2,负向§1-2.4 追击和相遇问题 参考答案:例1:解:①两车速度相等时相距最远,设所用时间为t v 汽=at =v 自 t =10s最远距离x =x 自-x 汽 =v 自t -12at 2 =25m②设汽车追上自行车所用时间为t /此时x 自=x 汽v 自t /=12a t /2 t /=20s此时距停车线距离x =v 自t /=100m 此时汽车速度v 汽=a t /=10m/s例2:解:设两车恰好相撞,所用时间为t ,此时两车速度相等v 1-at =v 2此时位移关系如图s +x2=x1 x1=v 1t -12at 2 x2=v 2 t由以上计算式可得a =()2122v v s-所以要使两车不相撞a>()2122v v s-例3:解:①设刹车速度大小为av m 2=2ax ma =7m/s 2肇事车先匀速,后减速 x 匀+x 减=AB +BC x 匀=v A t ,t =0.7s v A 2=2a x 减由以上计算式可得 v A =16.7m/s②设肇事汽车从A 到E 仍做匀速 x 匀=v A t =11.7m x BE =AB -x 匀=5.8m 汽车从E 到B 做匀减速v A t EB -12a t EB 2=x BE t EB =0.38s游客横过马路的速度 v =EBt BD=6.8m/s 针对练习: 1.解:v =120km/h =1003m/s 汽车先匀速,后减速,直到停止s =x 匀+x 减=vt +22v a=155.56m2.解:若两车不相撞,速度相等时距离最小,设此时所用时间为t ,此时v 客=v o -at =v 货 t =17.5s此时x 客=v o t -12at 2=227.5mx 货=v 货t =105m x 客> x 货+120 所以两车相撞3.解:设B 经时间t 速度减为0v 2-at =0 t =5s 此时x A =v 1t =20mx B =v 2t -12at 2=25m 所以此时没追上,AB 相距5m ,设A 走5m 所用的时间为t / v 1 t /=x B -x A t /=1.25s A 追上B 所用时间 t 总=t +t /=6.25s4、解:设在曝光的0.02s 内,石子实际下落的距离为l ,据题意则4cm :10cm =1.6cm :l , l =40cm =0.4m则可算出石子了开始被摄入时的瞬时速度为 0.420/0.020.02l mv m s s s=== 设下落的石子为自由落体,则有v 2=2gh222(20/)202210/v m s h m g m s ===⨯ 答:石子是从距这个窗子20m 的高处落下的。
高一物理必修1答案高一物理必修1答案(一)第一章运动1.1已知初速度、加速度和位移,求末速度题目:小明在做物理实验时,将一个物体放在斜面上让其自由滑落,已知初速度为0,加速度为9.8m/s^2,位移为10m,求物体滑落到底部时的末速度。
答案:根据基本公式v^2=u^2+2as可知,因为初速度为0,所以u^2=0,代入得v^2=2as,再代入已知量,得v=14m/s。
1.2已知初速度、末速度和位移,求加速度题目:小王骑车无意中骑到了一个坑洼,前轮减速使车速从10m/s降到了5m/s,经过1s时间,小王在惯性作用下继续前进10m,求减速度是多少。
答案:因为初速度为10m/s,末速度为5m/s,位移为10m,时间为1s,所以根据基本公式s=(u+v)t/2,得加速度a=-(v-u)/t=-5m/s^2。
1.3已知初速度、末速度和加速度,求位移题目:小张在物理实验中将一物体用10N的力推动,物体质量为1kg,已知从静止开始,经过5s后物体的末速度为50m/s,求物体的位移。
答案:因为物体质量为1kg,所以根据牛顿第二定律F=ma,可得物体的加速度a=10m/s^2,根据运动学公式s=vt+1/2at^2,已知初速度0m/s,末速度50m/s,加速度10m/s^2,时间5s,可得位移s=1250m。
高一物理必修1答案(二)第二章运动的规律性2.1匀速直线运动的图像分析题目:下图是小明在直线运动中的速度-时间图像,请分析小明的运动情况。
答案:因为速度是匀速的,所以速度-时间图像是一条水平直线,速度大小为20m/s,代表小明在保持20m/s的速度直线前进,没有加速度和减速度。
2.2匀加速直线运动的公式与应用题目:一列火车以5m/s的速度行驶着,司机看到一辆行驶相同方向的汽车,他在1s内决定将速度减半,求列车的减速度是多少。
答案:列车的初速度为5m/s,减速度为a,时间为1s,末速度为2.5m/s,所以根据运动学公式v=u+at可得,a=(v-u)/t=-2.5m/s^2。
高一物理必修一学案答案【篇一:高中物理必修1学案】xt>第1课时质点参考系和坐标系一、课前自主学习㈠课本导读1.物体的_____________随时间的变化,称为机械运动。
机械运动是自然界最_______、最_____的运动形态。
研究_____________________的分支叫做力学。
我们在学习力学的过程中,不仅要学习机械运动的规律,还要学习其中的科学研究的方法。
无论从逻辑上还上从历史上讲,力学都是________的基础。
2.要准确地描述物体的运动不是一件容易的事,原因是:任何物体都有一定的_______和_______,物体各部分的运动情况___________________________。
我们要同时把物体上的各个点(无数个)的位置随时间的变化情况都描述清楚不是一件容易的事。
如果物体只有一个点,就不存在这样的问题。
3.在一些情况下,我们如果忽略物体的大小和形状,把物体抽象为一个点,并不会对所研究的问题带来大的偏差。
把物体抽象成一个点,尽管与真实的自然界不相符,但是它使复杂的问题得以简单化,使我们对物体运动的描述得以进行,不至于寸步难行。
例1.地球在绕太阳公转,同时又在自转,如果只研究地球公转,我们______(可以、不可以)把地球看成一个点,如果我们研究地球的自转_________(可以、不可以)把地球看成一个点。
例2.火车在铁轨上行驶,如果我们只研究火车整体的运动时,_________(可以、不可以)用一点来表示火车,这是因为:_____________________________________________________。
如果要研究火车车轮的运动,_________(可以、不可以)把火车看成一个点。
4.质点的概念:⑴质点:用来代替物体的有质量的点叫做质点。
质点没有形状、大小、体积而具有物体的全部质量。
⑵我们把物体看成质点时忽略了物体的_________、_________和转动等次要因素,抓住了物体具有一的空间位置和________等主要因素。
⑶质点是一种理想化的物理模型,在现实生活中_____________(存在、不存在)。
所谓物理模型,是为了方便探索和揭示复杂的物理事物的本质和规律,根据研究对象和问题的特点、性质、程度和内容,在一定条件下对研究对象进行抽象,排除非本质的因素干扰,舍弃次要因素和无关因素,抽取本质的、起决定作用的主要因素,把复杂的物理现象或过程进行简化,得到的理想化的研究对象。
引入理想化模型,是物理学上经常用到的一种科学研究方法。
⑷建立质点模型的目的:使复杂的问题简单化,便于研究。
⑸质点的物理意义:质点是一种科学抽象,是一种理想化的物理模型。
它忽略次要因素、突出主要因素,使所研究的复杂问题得到了简化。
这是一种重要的科学研究方法。
5.实际物体可以抽象为质点的条件当质点处理,但并不是实际尺寸小就一定可以看作质点,如:电子、原子核虽小,在研究它们的旋转时,就不能看成质点。
⑵物体上的各点运动情况都相同时(物体做平动时)。
所以研究它上面某一点运动规律就可以代替整体运动情况,这种情况下物体也可当质点处理,不过是取该物体上的一点来研究,并不一定是不计物体大小,如火车过桥。
⑶转动的物体不研究它的转动时,也可以看成质点。
例如研究地球公转时,可把地球看作质点;研究地球自转时,不能把地球看质点。
⑶转动的物体不研究它的转动时,也可以看成质点。
例如研究地球公转时,可把地球看作质点;研究地球自转时,不能把地球看质点。
注意:物体质量的大小,或体积的大小不能作为物体能否视为质点的标准。
同一个物体在一种问题中不能看作质点,而在另一种问题中可能就可看作质点,所以要具体问题,具体分析。
6.关于参考系⑴为了描述物体的运动,被选作参考(标准),假定为不动的物体称为___________。
如果物体相对于参考系的位置在变化,则表明物体相对于该参考系在__________;如果物体相对于参考系的位置不变,则表明物体相对于该参考系是__________的。
⑵一个物体一旦被选为参考系,就被假定为是静止的。
在选定参考系后要假定自己站在参考系中去观察物体的运动。
⑶选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,观察的结果______________________。
⑷参考系的选取原则:描述一个物体的运动时,参考系________(可以、不可以)任意选择。
但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。
例如,描述地面上物体的运动时,通常选地面或相对于地面而静止不动的其他物体作为参考系。
在没有特别说明时,通常以地面为参考系。
⑸怎样理解运动是绝对的又是相对的?6.坐标系⑴为了定量地描述物体的__________及____________,需要在___________上建立适当的坐标系。
⑵坐标系即参考系的具体化,是在参考系上建立的,坐标系相对参考系是静止的。
⑶如果物体在一条直线运动(在一维空间运动),只需建立_______坐标系,用一个坐标值就能准确表达物体的位置;如果物体在同一平面内做曲线运动(在二维空间运动),就需要建立平面直角坐标系,用两个坐标值来描述物体的位置;当物体在三维空间运动时,则需要建立三维坐标系,用三个坐标值来描述物体的位置。
平面直角坐标系三维坐标系㈡通过以下几个问题回顾记忆所学知识1.什么是机械运动?力学在物理学中处于什么地位?2.什么是质点?在哪些情况下可以把物体抽象为质点?3.建立质点模型的目的是什么?建立质点模型时,忽略了哪些因素?抓住了物体的哪些主要因素?4.质点的物理意义是什么?5.什么是参考系?选择不同的参考系观察同一个物体的运动结果相同吗?参考系可以任意选取吗?通常怎样选取参考系?6.在参考系上建立坐标系的目的是什么?物体在一维空间运动、在二维空间运动、在三维空间运动时应分别建立怎样的坐标系?㈢课前自测题1.下列关于质点的说法中,正确的是()a.地球很大,一定不能看做质点 b.原子核很小,一定能看做质点c.体积很大的物体一定不能看成质点d.若研究物体的转动,物体一定不能看成质点2.下列关于质点的说法中,正确的是()a.建立质点模型是为了使所研究问题简单化b.质点是一种理想化模型,实际不存在,无实际意义c.同一物体在不同的情况中,有时可看做质点,有时则不可看做质点d.转动的物体一定不能看成质点3.下列说法中正确的是()a.参考系一定是固定不动的物体b.在研究物体运动时,参考系可以任意选取c.不选定参考系,就无法研究某一个物体是怎么运动的d.选取不同的参考系,所得出的关于物体运动的结论一定不同4.某校高一新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。
两辆汽车在平直公路上运动,甲车内一同学看见乙车没有运动,而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。
如果以地面为参考系,上述观察说明() a.甲车不动,乙车向东运动 b.乙车不动,甲车向东运动c.甲车向西运动,乙车向东运动d.甲、乙两车以相同的速度都向东运动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,如图,分别以㈣提出疑惑:同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中二、课堂学习1.组内讨论有疑问的问题,向老师提出不理解之处。
2.老师检查自学情况。
3.讨论以下问题:⑴判断:只有体积很小或质量很小的物体才能看成质点。
()⑵判断:转动的物体都不能看成质点。
()⑶下列情况中的物体,哪些可以看作质点()a.研究从重庆开往上海的一列火车的运行速度 b.研究汽车后轮上一点运动情况的车轮c.绕地球运动的卫星 d.研究地球的自转时的地球⑷关于参考系的描述中正确的是()a.参考系可以任意选取b.参考系不能任意选取c.选取不同的参考系描述同一物体的运动,结果可能不同d.参考系是为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体⑸如右图,汽车以5m/s的速度向右匀速运动,人在车厢内以3m/s的速度相对于车向右运动。
如果以车为参考系人的速度是________,如果以地面为参考系人的速度是_________。
如果汽车停在地面上,人在车厢内以3m/s的速度相对于车向右运动,则以车为参考系人的速度是__________,以地面为参考系人的速度是___________。
⑹在匀速行驶的火车内,某人让一小铁球自然下落,则在车内的人认为铁球怎样运动?在车外地面上的人看来,认为铁球做什么运动?为什么会这样?⑺地面观察者看雨滴竖直下落时,坐在匀速前进的列车车厢中的乘客看雨滴是()a.向前运动b.向后运动c.倾斜落向前下方 d.倾斜落向后下方⑻在公路上向左匀速运动的汽车,经过一棵果树时,恰有树上一个果子从上面自由落下,下图为运动的轨迹,在地面上观察到的运动轨迹是_____车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是______a b c d第2课时时间和位移一、课前自主学习㈠课本导读1.时刻和时间时刻是指某一瞬时;时间是时间间隔的简称,指一端持续的时间间隔。
两个时刻的间隔表示一段时间。
在表示时间的数轴上,时刻用__________表示,时间间隔用_________表示。
在上图中,a、b、?、m表示时间轴上的各个点,n、o、?、s表示时间轴上的线段。
请你指出下列时间或间刻对应的哪一点或哪一段:⑴第3秒内:_________;⑵前3秒:________;⑶第2秒末:________;⑷第3秒初:________;⑸第3秒末:_______;⑹t=10s时:_______;⑺第5秒:_______;⑻前12秒的中点时刻:_______。
2.路程和位移⑴路程:是物体(质点)运动轨迹的实际长度。
有向线段的长度表示位移的大小,有向线段的方向表示位移的方向。
⑶位移的大小和方向只由始末位置决定,与物体的具体路径无关。
即同一位移可能有多条不同的路径。
如右图所示,分别沿acb和adb两条路径从a地到达b地。
在这两个过程中,路程_________(相同、不相同),但位移________(相同、不相同)。
⑷例1.某人从o点出发,他先在前5s内向正北方向走了4m,到了a点,紧接着的3s内,他向正东方向走了3m,到达了b点。
则整个8s内的总位移是否是7m呢?这两段时间内的位移的大小和方向如图甲所示。
要得到8s内的总位移,可以有两种途径:第一种途径:如图乙所示,把两有向线段首尾相连,然后从始端向末端画一有向线段,即为合位移。
第二种途径:如图丙所示,把两有向线段始端重合,再以这两个有向线段为邻边画一平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合位移的大小和方向。
(平行四边形定则、三角形定则见课本p62、p65)由以上分析可知:人在8s内的总位移的大小为______ m,方向为____________。
⑸位移的大小不大于路程。
只有在单向直线运动中,位移的大小才等于路程,在其他情况中,路程要⑹直线运动的位置和位移:如果物体做直线运动,则位移在数值上等于末位置的坐标减去初位置的坐标(即位移等于位置坐标的变化)。