【优化指导】2016-2017学年高中物理 第1章 怎样描述物体的运动 1.4怎样描述速度变化的快慢课件 沪科版必修1
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1.质点:没有形状、大小,而具有质量的点.一个物体能否看成质点,并不取决于这个物体的大小,而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素,要具体问题具体分析.2.参考系(1)物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称运动.(2)在描述一个物体运动时,选来作为标准(即假定为不动的)另外的物体,叫做参考系.(3)对参考系应明确以下几点:①运动的相对性:对同一运动物体,选取不同的物体作参考系时,对物体的观察结果往往不同的.②参考系的选取是任意的.在研究实际问题时,选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化,能够使解题显得简捷.③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动,所以通常取地面作为参照系.3.时刻和时间时刻指的是某一瞬间,在时间轴上用一个点来表示,如第2s 末,第5s 末等均为时刻;时间指的是两时刻间的间隔,在时间轴上用一段线段表示,如4s 内(0-4s 末),第4s 内(3s 末到4s 末)等均为时间.反映列车进出站的时刻表叫列车时刻表,而不能叫时间表.(注:3s 末和4s 初表示同一时刻)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离相比甚小时,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做质点运动的描述知识点一:质点、参考系、时间与时刻例题精练2.下列情形中的物体可以看作质点的是()A.郭晶晶在跳水比赛中B.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E.汽车的后轮,研究汽车牵引力来源F.沿斜槽下滑的小钢球,研究它沿斜槽下滑的速度G.人造卫星,研究绕地球转动H.海平面木箱,研究在水平力作用下先滑动还是先滚动3.某校高一的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,那么,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1.标量和矢量(1)标量:有大小没有方向的物理量,如长度,质量,时间,温度,路程,能量等. (2)矢量:既有大小又有方向的物理量,如位移,力,速度,加速度等. (注:矢量相等必须大小相等,方向相同)2.路程和位移(1)位移是表示质点位置变化的物理量.路程是质点运动轨迹的长度.(2)位移是矢量,可以用以初位置指向末位置的一条有向线段来表示.因此,位移的大小等于物体的初位置到末位置的直线距离,位移的方向是由起点指向终点.路程是标量,它是质点运动轨迹的长度.因此其大小与运动路径有关.(3)一般情况下,运动物体的路程与位移大小是不同的.只有当质点做单一方向的直线运动时,路程与位移的大小才相等.下图中质点轨迹ACB 的长度是路程,AB 是位移S .(4)在研究机械运动时,位移才是能用来描述位置变化的物理量.路程不能用来表达物体的确切位置.比如说某人从O 点起走了50m 路,我们就说不出终了位置在何处.1.下列关于位移和路程的说法中,正确的是( ) A .位移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2.一个皮球从5m 高的地方落下,碰撞地面后又反弹起1m ,通过的路程是_____m ,该球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,在整个运动过程中皮球的位移是_____m .知识点二:路程和位移例题精练3.某人沿着半径为R 的水平圆周跑道跑了1.75圈时,他的( ) A .路程和位移的大小均为3.5πR BC .路程为3.5πRD .路程为0.5πR4.如图所示,质点从圆形上的A 点出发沿圆形逆时针方向运动,一共运动了1周半,在此过程中,质点通过的路程是 m ,位移大小是________m ,方向为______.(圆周半径, AB 为直径,)m 1=R 3=π1.速度、平均速度、瞬时速度、速率和平均速率.(1)速度:表示物体运动快慢的物理量(位移变化快慢),它等于位移s 跟发生这段位移所用时间t 的比值.即s v t ∆=∆(注:s ∆为位移变化量,st∆∆为位移变化率).速度是矢量,既有大小也有方向,其方向就是物体运动的方向.在国际单位制中,速度的单位是(m/s )米/秒.(2)平均速度:位移与时间之比.v =s /t 为物体在这段时间(或这段位移)上的平均速度.平均速度也是矢量,其方向就是物体在这段时间内的位移的方向.(3)瞬时速度是指运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度.从物理含义上看,瞬时速度指某一时刻附近极短时间内的平均速度. (4)瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率. (5)平均速率:路程与时间之比. 2.匀速直线运动(1)定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内位移相等,这种运动叫做匀速直线运动.根据匀速直线运动的特点,质点在相等时间内通过的位移相等,质点在相等时间内通过的路程相等,质点的运动方向相同,质点在相等时间内的位移大小和路程相等.(2)匀速直线运动的s -t 图象和v -t 图象(3)位移图象(s -t 图象)就是以纵轴表示位移,以横轴表示时间而作出的反映物体运动规律的数学图象,匀速直线运动的位移图线是通过坐标原点的一条直线.3.加速度(1)加速度的定义:加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值,定义式:t v v a t 0-==v t ∆∆(注:v ∆速度变化量,vt∆∆速度变化率),单位m/s 2(2)加速度是矢量,它的方向是速度变化的方向 (3)加速度与速度的关系:①在变速直线运动中,若加速度的方向与速度方向相同,则质点做加速运动; 若加速度的方向与速度方向相反,则则质点做减速运动.②加速度越大,速度变化(可增大也可减小)越快;加速度越小,速度变化越慢. ③速度大小与加速度大小没有任何直接练习.④速度是位移变快慢,或位移变化率,但不能说位移的变化量大速度就大.加速度是速度的变化快慢,或位移的变化率,但不能说速度变化量大加速度就大.知识点三:速度与加速度1.某人爬山,上山的速度是v 1,下山的速度v 2,求这个人从出发到回到起点,他的平均速度与平均速率分别是多少?2.某运动员在百米跑道上以8m/s 的速度跑了80m ,然后又以2m/s 的速度走了20m ,这个运动员通过这段路的平均速度是多少?3.下列说法中正确的是( ) A .平均速度就是速度的平均值 B .瞬时速率是指瞬时速度的大小C .火车以速度v 经过某一段路,v 是指瞬时速度D .子弹以速度v 从枪口射,v 是平均速度4.物体做直线运动,其位移图象如图所示,试求: (1)5s 末的瞬时速度. (2)20s 内的平均速度 (3)第二个10S 内的平均速度.5.下列说法正确的是( ) A .加速度增大,速度一定增大 B .速度变化量Δv 越大,加速度就越大 C .物体有加速度,速度就增大 D .物体速度很大,加速度可能为零例题精练1326.某物体沿直线运动,某时刻速度大小为s m /6,经一秒速度大小为s m /8,则物体运动加速度() A .一定是2/2s m B .一定小于2/8s m。
高中物理必修(一)知识点总结第1章运动的描述学习目标: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。
3.认识坐标系,合理建立坐标系。
重难点:质点的概念、参考系。
提示:我们可否把一些物体无限的缩小,直至到一个点来描述?是不是什么情况下都可以把物体看成一个点?那今天我们就来研究一下什么情况下我们可以把物体看成一个质点来研究。
一、质点1、定义:用来代替物质的有质量的物质点。
②可代替物体全部质量。
生的影响可忽略不计提示: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。
小结:①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。
②质点没有体积,因而质点是不可能转动的。
任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
③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、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相对的。
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。
这个用来作参考的物体叫做参考系。
2、参考系的选择原则○1观测方便。
○2使运动的描述尽可能简单。
通常在研究地面上的物体运动时,常选择地面或者相对于地面静止的物体作为参考系。
3、参考系的四个性质○1标准性:用来作参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体的是运动还是静止,都是相对于参考系而言的。
○2任意性:参考系的选取具有任意性,但应以观察方便和运动描述简单为原则。
质点 参考系和坐标系质点定义:用来代替物体的具有质量的点基本属性:只占有位置而不占空间,具有被代替物体的全部质量可看成质点的条件取决于所研究的问题,而不是其物体本身只有当物体的大小、形状等对其所研究的问题没有影响或影响很小时,才可以将物体视为质点判断能否视为质点动作转动,旋转物体各部分运动状态不同质点不同于只表示空间位置的几何点(质点具有质量,几何点没有)参考系定义:在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的某个物体叫参考系。
也就是参照物参考系的选择原则任意性原则:参考系的选取是任意的,选择不同的参考系描述同一物体的运动,其结果可能不同简单方便原则:应以观察方便和运动的描述简单为原则。
我们通常选地面或相对地面静止的物体作为参考系统一性原则:当比较两个或多个物体的运动情况时,必须选择统参考系物体的运动是相对于参考系而言的,这是运动的相对性。
所以提到运动都应明确它是相对哪个参考系而言的无论物体原来的运动如何,一旦把它选为参考系,就视为它是静止的坐标系物体做机械运动时,其位置发生了变化,为了定量的描述物体的位置和位置的变化,需要在参考系上建立坐标系坐标系是建立在参考系上的,参考系是坐标系中的坐标原点坐标系的分类直线坐标系、平面直角坐标系、空间直角坐标系坐标要带单位时间和位移时刻和时间间隔定义:在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示时间是时间间隔的简称,时间不是时间间隔和时刻的统称路程和位移路程S物体运动轨迹的长度矢量性:路程为标量,只有大小没有方向,遵循算数法则路程的大小与路径有关,但路程不能描述物体位置的变化位移x表示物体(质点)的位置变化从初位置到末位置作一条有向线段表示位移段的长短表示大小,有向线段的指向表示方向矢量性:位移是矢量,既有大小又有方向,运算遵循平行四边形定则位移与路径无关只与始末位置有关物理意义:描述质点位置变化的物理量直线运动的位置和位移公式:△x=x₂-x₁路程≥位移的大小矢量和标量矢量满足平行四边形法则既有大小又有方向矢量的正负表示方向两个矢量比较大小时,要去掉正负号,因为矢量的正负号表示方向不表示大小标量满足算数法则只有大小没有方向标量的正负表大小运动快慢的描述——速度定义:速度v等于物体运动的位移△x跟发生这段位移所用时间△t的比值表达式v=△x/△t矢量性:矢量,其大小在数值上等于单位时间内位移的大小,方向与△x的方向相同单位国际单位制中速度的单位是“米每秒”m/s常用单位:m/s,km/h等,1m/s=3.6km/h物理意义:描述物体运动快慢及方向的物理量只说速度或速率默认为瞬时速度或瞬时速率平均速度定义:运动的物体的位移△x跟发生这段位移所用时间△t的比值,叫做平均速度矢量性:矢量,方向与这段时间发生的位移△x的方向相同平均速度描述的是某一段时间或某一段时间内的平均快慢程度,只能粗略的描述的描述物体的运动瞬时速度定义:运动物体在某一时刻或某一位置的速度矢量性:矢量,方向为物体所在位置的运动方向,也就是路程轨迹的切线方向瞬时速度能够精确的描述物体运动的快慢程度和方向瞬时速率和平均速率瞬时速率就是瞬时速度的大小,但是平均数率不是平均速度的大小,平均速率与平均速度的大小是两个完全不同的概念平均速率是物体运动的路程与时间的比值 v=s/t实验:用打点计时器测速度打点计时器作用:计时、打点类别电磁打点计时器工作电源4~6V交流电打点方式振针打点阻力来源限位孔和复写纸对纸带的摩擦指针与纸带间的摩擦较大,所以误差较大电火花打点计时器工作电源220V交流电打点方式电火花打点阻力来源限位孔和墨粉盘对纸带的摩擦误差较小计时器的打点周期T=1/f,当f=50Hz时,T=0.02s,首先要确定好电源的频率计时点:打点计时器实际打的点迹计数点:人为选定的点,例如每隔4个计时点选取一个计数点在测量计数点间的距离时要用长刻度尺一次读出各组计数点间的距离,而不要用短刻度尺一段段的测量各计数点间的距离错误分析打点的周期不稳:电源的频率不稳纸带上是短线:电压偏大;振针偏低打双点:振针松动没有点或不清晰:电压偏低;振针偏高;复写纸或墨粉盘使用太久实验步骤的注意事项先开电源再拉动纸带,先关电源再取下纸带电火花打点计时器最好使用两条纸带估计某点的瞬时速度用该点左右两侧的点的平均速度代替速度变化快慢的描述——加速度定义加速度是速度的变化量与这一变化所用时间的比值,通常用a表示(也就是速度的变化率)表达式a==△t△vt−t0v−v0单位米每二次方秒,m/s²或m·s⁻²矢量性矢量,方向与△v的方向相同,与v的方向无关物理意义描述速度改变快慢的物理量,速度的改变包括大小和方向求加速度时要注意规定正方向,然后确定初末速度a和v₀的关系a和v₀,同向→加速运动→a增大,v增大的快;a减小,v增大的慢a和v₀,反向→减速运动→a增大,v减小的快;a减小,v减小的慢对加速度的理解物体的速度大,加速度不一定大物体的速度很小,加速度不一定很小物体的速度为零,加速度不一定为零物体的速度变化很大,加速度不一定大负加速度不一定小于正加速度加速度为负,物体不一定做减速运动加速度不断减小,速度不一定减小加速度不断增大,速度不一定增大物体速度大小不变,加速度不一定为零 (加速度正负号不同)加速度的方向不一定与速度在同一直线上直线运动匀速直线运动位移与时间成正比s=vt位置-时间图像斜率=速度匀变速直线运动速度-时间图像:一条直线v=v+0at位移-时间图像:一条抛物线s=v t+0at212速度-位移v−2v=022as平均速度公式=v2v+v0自由落体运动静止下落v=gt下落距离:s=gt212竖直向上抛出v=v−0gts=v t−0gt212曲线运动平抛运动横向位移=初始速度*时间 x=v t0纵向位移:y=gt212曲线方程:y=x2v2g2斜抛运动横向位移:x=(v cosθ)t纵向位移:y=(v sinθ)t−0gt212曲线方程:y=x tanθ−x2v cosθ22g2飞行时间(当y=0时):T=g2v sinθ射高(最大高度):H=v sinθ⋅0−2T g()=212T22gv sinθ22射程:X=v cosθ⋅0T=gv sinθ22圆周运动角速度ω dφ :指点相对圆心o的位矢转过的角度;dt:旋转时间。
第一章运动的描述§1.1质点、参考系和坐标系一.知识梳理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。
二.基础训练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A.研究某学生骑车由学校回家的速度BC.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹D5A.研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少BCD.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。
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?1.2时间和位移一.知识梳理1.时刻和时间间隔时刻和时间间隔既有联系又有区别,在表示时间的数轴上,时刻用表示,时间间隔用表示,时刻与物体的相对应,表示某一瞬间;时间间隔与物体的相对应,表示某一过程(即两个时刻的间隔)。
高一物理1 第一章 运动的描述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. 质点、参考系和坐标系1)质点:没有大小和形状,具有物体全部的质量。
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。
一个物体看作质点的条件:① 物体本身的线度比物体运动的距离小的多 ② 物体作转动,但转动所引起的影响可忽略不计 ③ 平动的物体2)参考系: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,以及怎么样变化。
用来做参考的被假定为不动的物体称为参考系。
描述一个物体运动时,参考系是可以任意选择的(通常取地面为参考系)3)坐标系:为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。
坐标系包括描述直线运动的物体的位置变化的直线坐标系,描述平面上运动物体的位置变化的平面直角坐标系,描述立体空间内的物体的位置变化的空间直角坐标系等。
3. 时刻和时间时刻: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。
时间: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。
联系:时刻的差值即时间,表示为12t t t -=∆。
4. 路程和位移路程:路程是质点在空间运动轨迹的长度。
在确定的两位置间,物体的路程不是唯一的,它与质点的具体运动过程有关。
位移:位移表示质点在空间的位置的变化。
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。
当物体作直线运动时,可用带有正负号的数值表示位移,取正值时表示其方向与规定正方向一致,反之则相反。
第一章运动的描述第一节质点、参考系和坐标系质点定义:有质量而不计形状和大小的物质。
参考系定义:用来作参考的物体。
坐标系定义:在某一问题中确定坐标的方法,就是该问题所用的坐标系。
第二节时间和位移时刻和时间间隔在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示。
路程和位移路程物体运动轨迹的长度。
位移表示物体(质点)的位置变化。
从初位置到末位置作一条有向线段表示位移。
矢量和标量矢量既有大小又有方向。
标量只有大小没有方向。
直线运动的位置和位移公式:Δx=x1-x2第三节运动快慢的描述——速度坐标与坐标的变化量公式:Δt=t2-t1速度定义:用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢。
公式:v=Δx/Δt单位:米每秒(m/s)速度是矢量,既有大小,又有方向。
速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小,速度的方向也就是物体运动的方向。
平均速度和瞬时速度平均速度物体在时间间隔内的平均快慢程度。
瞬时速度时间间隔非常非常小,在这个时间间隔内的平均速度。
速率瞬时速度的大小。
第四节实验:用打点计时器测速度电磁打点计时器电火花计时器练习使用打点计时器用打点计时器测量瞬时速度用图象表示速度速度—时间图像(v-t图象):描述速度v与时间t关系的图象。
第五节速度变化快慢的描述——加速度加速度定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
公式:a=Δv/Δt单位:米每二次方秒(m/s2)加速度方向与速度方向的关系在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度的方向相同;如果速度减小,加速度的大方向与速度的方向相反。
从v-t 图象看加速度从曲线的倾斜程度就饿能判断加速度的大小。
用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动(A ) 1、实验步骤:(1)把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将打点计时器固定在平板上,并接好电路 (2)把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着重量适当的钩码. (3)将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔(4)拉住纸带,将小车移动至靠近打点计时器处,先接通电源,后放开纸带. (5)断开电源,取下纸带(6)换上新的纸带,再重复做三次2、常见计算:(1)2B AB BC T υ+=,2C BC CDT υ+=(2)2C B CD BCa T T υυ--==练习:1.在以下的哪些情况中可将物体看成质点 ( ) A .研究某学生骑车回校的速度.B .对这位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.2.美国发射的哈勃望远镜在宇宙空间绕着地球沿一定轨道高速飞行,因出现机械故障,用航天飞机将宇航员送上轨道对哈勃望远镜进行维修.以 作参照系,宇航员相对静止时就可以实行维修工作;以 作参照系时,宇航员是在做高速运动.3.做直线运动的物体,在t=0时,质点距坐标原点的距离为2 m ,质点在接下来的3 s 内时,通过的位移是3.0 m ,接着返回,经过2 s 位移为-3 m ,再经过2 s 位移也为-3 m ,在7 s 末物体的位置坐标是(原运动方向沿坐标系正方向) ( ) A .-3 m B. -1 m C. 5 m D. 2 m 4.如图甲,一根细长的弹簧系着一个小球,放在光滑的桌面上.手握小球把弹簧拉长,放手后小球便左右来回运动,B 为小球向右到达的最远位置.小球向右经过中间位置O 时开始计时,其经过各点的时刻如图乙所示。