1.1運動學基本概念 教案

1、適用學科高中物理適用年級高一適用區(qū)域人教版區(qū)域課時時長分鐘2課時知識點參考系、質(zhì)點、位移、路程、標量與矢量、時刻與時間間隔教學目標1、 知道參考系的概念及其與運動的關(guān)系2、 理解質(zhì)點的概念及物體簡化為質(zhì)點的條件3、 能正確分析和建立坐標系4、 能區(qū)分時刻和時間間隔5、 掌握位移的概念,知道位移和路程的不同6、 知道矢量和標量的定義及兩者的區(qū)別教學重點質(zhì)點、參考系、時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系、位移的概念以及它與路程的區(qū)別。教學難點對質(zhì)點和參考系的理解、幫助學生正確認識生活中的時間與時刻、理解位移的概念、會用有向線段表示位移。教學過程一、導(dǎo)入我們已經(jīng)學習了運動描述的一些根本概念,對于

2、不同的參考系,對運動的描述是不同的,今天我們重點溫習一下如參考系、參考系的選取及運動的相對性、質(zhì)點、時刻和時間間隔、位移的概念,位移和路程的區(qū)別,以及矢量和標量的定義及兩者的區(qū)別等這些重要物理量。根底知識回憶1 質(zhì)點用來代替物體的有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點,研究一個物體的運動時,如果物體的形狀和大小對問題的影響可以忽略,就可以看做質(zhì)點2 參考系1為了研究物體的運動而假定不動的物體,叫做參考系2對同一物體的運動,所選擇的參考系不同,對它的運動的描述可能會不同通常以地球為參考系3位移是位置的變化量,是從初位置指向末位置的有向線段是矢量填“矢或“標4速度物理學中用位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值表示物體運動

3、的快慢,即v,其是描述物體運動快慢的物理量1平均速度：在變速運動中,物體在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值叫做這段時間內(nèi)的平均速度,即,其方向與位移的方向相同2瞬時速度：運動物體在某一時刻或某一位置的速度,方向沿軌跡上物體所在點的切線方向指向前進的一側(cè),是矢量瞬時速度的大小叫速率,是標量二、知識講解一考點解讀一、質(zhì)點和參考系1.質(zhì)點(1)用來代替物體的有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點.(2)研究一個物體的運動時,如果物體的形狀和大小對所研究問題的影響可以忽略,就可以看做質(zhì)點.(3)質(zhì)點是一種理想化模型,實際并不存在.2.參考系(1)參考系可以是運動的物體,也可以是靜止的物體,但被選為參考系的物體

4、,我們都假定它是靜止的.(2)比較兩物體的運動情況時,必須選同一參考系.(3)選取不同的物體作為參考系,對同一物體運動的描述可能不同.通常以地球為參考系.二、位移和速度1.位移和路程(1)定義：位移表示質(zhì)點位置的變動,它是質(zhì)點由初位置指向末位置的有向線段；路程等于質(zhì)點運動軌跡的長度.(2)區(qū)別：位移是矢量,方向由初位置指向末位置；路程是標量,沒有方向.(3)聯(lián)系：在單向直線運動中,位移的大小等于路程；其他情況下,位移的大小小于路程.二考點詳析考點1 質(zhì)點1)質(zhì)點是一種理想化模型,實際并不存在.2)物體能否被看成質(zhì)點是由所研究問題的性質(zhì)決定的,并非依據(jù)物體自身大小和形狀來判斷.3)質(zhì)點不同于幾何

5、“點,是忽略了物體的大小和形狀的有質(zhì)量的點,而幾何中的“點僅僅表示空間中的某一位置.考點2 參考系1)由于運動描述的相對性,但凡提到物體的運動,都應(yīng)該明確它是相對哪個參考系而言的,在沒有特殊說明的情況下,一般選大地作為參考系.2)在同一個問題中,假設(shè)要研究多個物體的運動或同一個物體在不同階段的運動,那么必須選取同一個參考系.三 、例題精析例題1在“金星凌日的精彩天象中,觀察到太陽外表上有顆小黑點緩慢走過,持續(xù)時間達六個半小時,那便是金星,這種天文現(xiàn)象稱為“金星凌日,如圖2所示.下面說法正確的選項是()A.地球在金星與太陽之間B.觀測“金星凌日時可將太陽看成質(zhì)點C.以太陽為參考系,金星繞太陽一周

6、位移不為零D.以太陽為參考系,可以認為金星是運動的【參考答案】D【解析】金星通過太陽和地球之間時,我們才看到金星沒有被太陽照亮的一面呈黑色,選項A錯誤；因為太陽的大小對所研究問題起著至關(guān)重要的作用,所以觀測“金星凌日不能將太陽看成質(zhì)點,選項B錯誤；金星繞太陽一周,起點與終點重合,位移為零,選項C錯誤；金星相對于太陽的空間位置發(fā)生了變化,所以以太陽為參考系,金星是運動的,選項D正確.【點睛】金星通過太陽和地球之間時,我們才看到金星沒有被太陽照亮的一面呈黑色例題2嫦娥三號月球探測器成功完成月面軟著陸,并且著陸器與巡視器(“玉兔號月球車)成功別離,這標志著我國的航天事業(yè)又一次騰飛,下面有關(guān)嫦娥三號的

7、說法正確的選項是()A.嫦娥三號剛剛升空的時候速度很小,加速度也很小B.研究“玉兔號月球車在月球外表運動的姿態(tài)時,可以將其看成質(zhì)點C.研究嫦娥三號飛往月球的運行軌道時,可以將其看成質(zhì)點D.“玉免號月球車靜止在月球外表時,其相對于地球也是靜止的【參考答案】C【解析】嫦娥三號在剛剛升空的時候速度很小,但是速度變化很快,加速度很大,應(yīng)選項A錯誤；研究“玉免號月球車在月球外表運動的姿態(tài)時,“玉兔號月球車的大小和形狀不能被忽略,不能看成質(zhì)點,應(yīng)選項B錯誤；研究嫦娥三號飛往月球的運行軌道時,嫦娥三號的大小和形狀可以被忽略,可以看成質(zhì)點,應(yīng)選項C正確；“玉兔號月球車靜止在月球外表時,相對月球是靜止的,相對地

8、球是運動的,應(yīng)選項D錯誤.【點睛】把握加速度的定義式中各個物理量的含義以及各個物理量之間的關(guān)系是解決此類問題的關(guān)鍵,是正確理解加速度的定義的根底。例題3如下列圖,一小鋼球在光滑水平桌面上沿AB直線運動,C處有一小球門,BC垂直于AB.現(xiàn)用同一根細管分別沿甲、乙、丙三個方向?qū)蔅處吹氣,可將鋼球吹進球門的是()A. 甲方向B. 乙方向C. 丙方向D. 都有可能【參考答案】C【解析】小球假設(shè)進入球門,那么速度的方向沿BC的方向,畫出小球的初速度、末速度的方向,由平行四邊形定那么畫出小球速度變化的方向如圖,那么：由圖可知鋼球的速度變化的方向沿丙的方向,所以向右沿丙的方向吹氣,故C正確,ABD錯誤?！?/p>

9、點睛】小球假設(shè)進入球門,那么速度的方向沿BC的方向,結(jié)合運動的合成與分解求出速度變化的方向,然后結(jié)合牛頓第二定律即可求出。例題4改革開放以來,人們的生活水平得到了很大的改善,快捷、方便、舒適的家用汽車作為代步工具正越來越多的走進尋常百姓家中汽車起動的快慢和能夠到達的最大速度,是衡量汽車性能的指標體系中的兩個重要指標汽車在一條平直公路上,假設(shè)從靜止啟動到最大速度的時間內(nèi)做勻加速直線運動,那么汽車做勻加速直線運動的加速度大小為A. 2.5m/s B. 5m/sC. 4.17m/s D. 9m/s【參考答案】A【解析】根據(jù)題意,汽車初速度v0=0,末速度vt=30m/s,030m/s內(nèi)的加速時間t=

10、12s由加速度定義知：,應(yīng)選項A正確?！军c睛】 解題的關(guān)鍵是找出加速時間及對應(yīng)的這段時間內(nèi)加速后的末速度大小,然后根據(jù)加速度的定義式求解即可。例題5物體通過兩個連續(xù)相等位移的平均速度分別為v1=10m/s,v2=15 m/s,那么物體在整個運動過程中的平均速度是: ( ) A.13.75 m/s B.12.5 m/s C.12 m/s D.11.75 m/s【參考答案】C【解析】設(shè)每段位移為x,那么通過第一段位移的時間為,通過第二段位移所用時間為,所以全程平均速度為,化簡可得,故C正確【點睛】在求解平均速度的問題時,一、需要明確是哪一段過程,二、需要知道該過程中所用的時間,和經(jīng)過的位移,然后根

11、據(jù)公式計算,四 、課堂運用根底1、以下說法中正確的有: ( ) A把物體抽象為質(zhì)點后,物體自身的大小和質(zhì)量均可以忽略不計B當質(zhì)點做單向直線運動時,路程就是位移C時間和時刻的區(qū)別在于長短不同,長的為時間,短的為時刻D平均速度v=x/t,當t充分小時,該式可以表示t時刻的瞬時速度【參考答案】D【解析】質(zhì)點是一個有質(zhì)量的點,A錯誤；當質(zhì)點做單向直線運動時,路程等于領(lǐng)銜的大小,兩者不是同一概念,不能說路程就是位移,B錯誤；時間對應(yīng)一段過程,時刻對應(yīng)一個位置,不能以長短來區(qū)分,C錯誤；平均速度當充分小時,該式表示t時刻的瞬時速度,D正確2、田徑運動會上,中學生通過自己的努力,展現(xiàn)了積極向上,勇于拼搏的風

12、采以下幾種關(guān)于比賽工程中的論述正確的選項是A. 背越式跳高比賽中要研究運發(fā)動過桿的技術(shù)要領(lǐng)時,可把運發(fā)動當成“質(zhì)點來處理B. 在400米比賽中,處于第1跑道的丁丁同學正好跑了完整一圈,他的成績?yōu)?0.0s,那么他在整個過程的平均速度為0C. 文文同學在100m比賽的成績是13.35s,其13.35s指的是“時刻D. 強強同學的投標槍成績?yōu)?0.8m,其50.8m為標槍在空中運動的路程【參考答案】B【解析】背越式跳高比賽中要研究運發(fā)動過桿的技術(shù)要領(lǐng)時,運發(fā)動的大小和形狀不能忽略,那么不可把運發(fā)動當成“質(zhì)點來處理,選項A錯誤； 在400米比賽中,處于第1跑道的丁丁同學正好跑了完整一圈,他的成績?yōu)?

13、0.0s,因他的位移為零,那么他在整個過程的平均速度為0,選項B正確； 文文同學在100m比賽的成績是13.35s,其13.35s指的是“時間,選項C錯誤； 強強同學的投標槍成績?yōu)?0.8m,其50.8m為標槍運動的位移,選項D錯誤；應(yīng)選B.3、2019年10月17日,神舟十一號飛船從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,經(jīng)過5次變軌和4次“停泊與天宮二號空間站成功交會對接,航天員景海鵬和陳冬入駐天宮二號空間實驗室,進行了30天的太空駐留實驗體驗,11月18日順利返回著陸不計空氣阻力和飛船與空間站間的萬有引力;在神舟十一號飛船與天宮二號空間站交會對接的過程中()A. 飛船可以看成質(zhì)點,空間站不可以看成質(zhì)點

14、B. 飛船不可以看成質(zhì)點,空間站可以看成質(zhì)點C. 飛船和空間站都可以看成質(zhì)點D. 飛船和空間站都不可以看成質(zhì)點【參考答案】D【解析】在神舟十一號飛船與天宮二號空間站交會對接的過程中,飛船和空間站的大小和形狀都不能忽略,都不能看成質(zhì)點,故ABC錯誤,D正確。穩(wěn)固點睛：解決此題的關(guān)鍵知道物體能否看成質(zhì)點的條件,關(guān)鍵看物體的大小和形狀在研究的問題中能否忽略。1、在2019年北京奧運火炬手實現(xiàn)了成功登上珠峰的預(yù)定目標,如下列圖是火炬手攀登珠峰的線路圖,請根據(jù)此圖判斷以下說法正確的選項是()A. 由起點到終點火炬手所走線路的總長度是火炬手的位移B. 線路總長度與火炬手所走時間的比值等于登山的平均速度C.

15、 在計算登山運動的速度時可以把火炬手當成質(zhì)點D. 頂峰的重力加速度要比拉薩的重力加速度大【參考答案】C【解析】由起點到終點火炬手所走線路的總長度是火炬的路程,A錯誤；線路總長度與火炬手所走時間的比等于登山的平均速率,B錯誤；人的大小相對于路程來講可以忽略,所以在計算登山運動的速度時可以把火炬手當成質(zhì)點,C正確；重力加速度隨著高度的增加而減小,故頂峰的重力加速度要比拉薩的重力加速度小,D錯誤；【點睛】：由起點到終點火炬手所走線路的總長度是火炬的路程2、以下說法正確的選項是 A. 在研究自行車后輪的轉(zhuǎn)動情況時可以將自行車后輪看作質(zhì)點B. 質(zhì)量和速度都是物體慣性大小的量度C. 電臺報時說：“現(xiàn)在是北

16、京時間8點整,這里的“時間實際上指的是時刻D. 作用力與反作用力跟一對平衡力都是等值反向的一對力,作用效果可以互相抵消【參考答案】C【解析】A、當研究自行車后輪的轉(zhuǎn)動情況時,就是要看車輪各局部的情況,所以車輪的大小相對于研究的范圍不可以忽略不計時,故A錯誤；B、質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度,故B錯誤；C、時刻是時間軸上的點,而時間是時間軸上的一段長度,“現(xiàn)在是北京時間8點整,這里的“時間實際上是一個點,指的是時刻,故C正確；D、作用力和反作用力是作用在兩個物體上的；故其效果不能相互抵消,故D錯誤?！军c睛】：對于物理中的根本概念要理解其本質(zhì)不同,如時刻具有瞬時性的特點,是變化中的某一瞬間通常與物

17、體的狀態(tài)相對應(yīng),時間間隔具有連續(xù)性的特點,與某一過程相對應(yīng),注意作用力與反作用力和一對平衡力的區(qū)別。3、在“金星凌日的精彩天象中,觀察到太陽外表上有顆小黑點緩慢走過,持續(xù)時間達六個半小時,那便是金星,這種天文現(xiàn)象稱為“金星凌日,如下列圖.下面說法正確的選項是()A.地球在金星與太陽之間B.觀測“金星凌日時可將太陽看成質(zhì)點C.以太陽為參考系,金星繞太陽一周位移不為零D.以太陽為參考系,可以認為金星是運動的【參考答案】D【解析】金星通過太陽和地球之間時,我們才看到金星沒有被太陽照亮的一面呈黑色,選項A錯誤；因為太陽的大小對所研究問題起著至關(guān)重要的作用,所以觀測“金星凌日不能將太陽看成質(zhì)點,選項B錯

18、誤；金星繞太陽一周,起點與終點重合,位移為零,選項C錯誤；金星相對于太陽的空間位置發(fā)生了變化,所以以太陽為參考系,金星是運動的,選項D正確.【點睛】金星通過太陽和地球之間時,我們才看到金星沒有被太陽照亮的一面呈黑色拔高(多項選擇)如下列圖,某賽車手在一次野外訓練中,先用地圖計算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為9 km,實際從A運動到B用時5 min,賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15 km.當他經(jīng)過某路標C時,車內(nèi)速度計指示的示數(shù)為150 km/h,那么可以確定的是()A.整個過程中賽車的平均速度為180 km/hB.整個過程中賽車的平均速度為108 km/hC.賽車經(jīng)過路標C時的瞬時速度為

19、150 km/hD.賽車經(jīng)過路標C時速度方向為由A指向B【參考答案】BC【解析】從A到B位移為9 km,用時 h,由平均速度定義式可得整個過程的平均速度為108 km/h,故A錯,B對；速度計顯示的是瞬時速度大小,故C對；經(jīng)過C時速度的方向沿C點切線指向運動方向,故D錯.2、一質(zhì)點沿直線Ox方向做變速運動,它離開O點的距離隨時間變化的關(guān)系為x(52t3) m,它的速度隨時間變化的關(guān)系為v6t2(m/s).該質(zhì)點在t0到t2 s內(nèi)的平均速度和t2 s到t3 s內(nèi)的平均速度大小分別為()A.12 m/s,39 m/s B.8 m/s,38 m/sC.12 m/s,19.5 m/s D.8 m/s,

20、12 m/s【參考答案】B【解析】平均速度,t0時,x05 m；t2 s時,x221 m；t3 s時,x359 m.故18 m/s,238 m/s.選項B正確.3、一個質(zhì)點做方向不變的直線運動,加速度的方向始終與速度方向相同,但加速度大小逐漸減小直至為零.在此過程中()A.速度逐漸減小,當加速度減小到零時,速度到達最小值B.速度逐漸增大,當加速度減小到零時,速度到達最大值C.位移逐漸增大,當加速度減小到零時,位移將不再增大D.位移逐漸減小,當加速度減小到零時,位移到達最小值【參考答案】B【解析】只要加速度與速度同向,質(zhì)點就一直做加速運動,當加速度減小至零時,速度到達最大.課堂小結(jié)1.速度是運動

21、狀態(tài)量,對應(yīng)于某一時刻(或某一位置)的運動快慢和方向.2.速度變化量vvv0是運動過程量,對應(yīng)于某一段時間(或發(fā)生某一段位移),假設(shè)取v0為正,那么v>0表示速度增加,v<0表示速度減小,v0表示速度不變.3.加速度a也稱為“速度變化率,表示在單位時間內(nèi)的速度變化量,反映了速度變化的快慢.4.加速減速判斷方向關(guān)系運動性質(zhì)可能情況a和v同向加速直線運動a不變,v隨時間均勻增加a增大,v增加得越來越快a減小,v增加得越來越慢a和v反向減速直線運動a不變,v隨時間均勻減小a增大,v減小得越來越快a減小,v減小得越來越慢課后作業(yè)根底1、近幾年,國內(nèi)房價飆升,在國家宏觀政策調(diào)控下,房價上漲出

22、現(xiàn)減緩趨勢.王強同學將房價的“上漲類比成運動學中的“加速,將房價的“下跌類比成運動學中的“減速,據(jù)此,你認為“房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢可以類比成運動學中的()A.速度增加,加速度減小 B.速度增加,加速度增大C.速度減小,加速度增大 D.速度減小,加速度減小【參考答案】A【解析】“房價上漲可以類比成運動學中的“速度增加,“減緩趨勢那么可以類比成運動學中的“加速度減小2、(多項選擇)一物體做勻變速直線運動,某時刻速度大小為4 m/s,1 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s,在這1 s內(nèi)該物體的()A.加速度的大小為6 m/s2,方向與初速度的方向相同B.加速度的大小為6 m/s2,方向與初速度的方向相反

23、C.加速度的大小為14 m/s2,方向與初速度的方向相同D.加速度的大小為14 m/s2,方向與初速度的方向相反【參考答案】AD【解析】假設(shè)初、末速度方向相同時,a m/s26 m/s2,方向與初速度的方向相同,A正確,B錯誤；假設(shè)初、末速度方向相反時,a m/s214 m/s2,方向與初速度的方向相反,C錯誤,D正確3、關(guān)于物體的運動,下面說法不可能的是()A.加速度在減小,速度在增加B.加速度方向始終改變而速度不變C.加速度和速度大小都在變化,加速度最大時速度最小,速度最大時加速度最小D.加速度方向不變而速度方向變化【參考答案】B【解析】當物體做加速度越來越小的加速運動時,速度越來越大,故

24、A正確；加速度是描述速度變化快慢的物理量,所以只要加速度不為零,速度就一定變化,故B錯誤；穩(wěn)固如果物體先做加速度增大的減速運動,后做加速度減小的加速運動,就會有加速度最大時速度最小,速度最大時加速度最小的情況,故C正確；物體做勻減速運動,速度減為0后,方向改變,但加速度方向不變,例如豎直上拋運動,故D正確1、嫦娥三號月球探測器成功完成月面軟著陸,并且著陸器與巡視器(“玉兔號月球車)成功別離,這標志著我國的航天事業(yè)又一次騰飛,下面有關(guān)嫦娥三號的說法正確的選項是()A.嫦娥三號剛剛升空的時候速度很小,加速度也很小B.研究“玉兔號月球車在月球外表運動的姿態(tài)時,可以將其看成質(zhì)點C.研究嫦娥三號飛往月球

25、的運行軌道時,可以將其看成質(zhì)點D.“玉免號月球車靜止在月球外表時,其相對于地球也是靜止的【參考答案】C 【解析】嫦娥三號在剛剛升空的時候速度很小,但是速度變化很快,加速度很大,應(yīng)選項A錯誤；研究“玉免號月球車在月球外表運動的姿態(tài)時,“玉兔號月球車的大小和形狀不能被忽略,不能看成質(zhì)點,應(yīng)選項B錯誤；研究嫦娥三號飛往月球的運行軌道時,嫦娥三號的大小和形狀可以被忽略,可以看成質(zhì)點,應(yīng)選項C正確；“玉兔號月球車靜止在月球外表時,相對月球是靜止的,相對地球是運動的,應(yīng)選項D錯誤。2、如下列圖,一小球在光滑的V形槽中由A點釋放,經(jīng)B點(與B點碰撞所用時間不計)到達與A點等高的C點,設(shè)A點的高度為1 m,那

26、么全過程中小球通過的路程和位移大小分別為()A. m, m B. m, mC. m, m D. m,1 m【參考答案】C【解析】小球通過的路程為小球?qū)嶋H運動軌跡的長度,那么小球通過的路程為s2lAB2× m m；位移是由初位置指向末位置的有向線段,那么小球的位移大小為xlAC m m.選項C正確3、(多項選擇)2019年7月17日在合肥舉行的機器人大賽中,某機器人在平面內(nèi)由點(0,0)出發(fā),沿直線運動到點(3,1),然后又由點(3,1)沿直線運動到點(1,4),然后又由點(1,4)沿直線運動到點(5,5),最后又由點(5,5)沿直線運動到點(2,2),平面坐標系橫、縱坐標軸的單位長度

27、為1 m.整個過程中機器人所用時間是2 s,以下說法正確的選項是()A.機器人的運動軌跡是一條直線B.機器人不會兩次通過同一點C.整個過程中機器人的位移大小為2 mD.整個過程中機器人的位移與由點(5,5)運動到點(2,2)的位移方向相反【參考答案】CD【解析】畫出如下列圖的位置坐標,整個過程的位移為OD,與位移CD的方向相反,C、D項正確.拔高1、如下列圖,一個人沿著一個圓形軌道運動,由A點開始運動,經(jīng)過半個圓周到達B點,以下說法正確的選項是()A.人從A到B的平均速度方向沿B點的切線方向B.人從A到B的平均速度方向由A指向BC.人在B點的瞬時速度方向由A指向BD.人所經(jīng)過的位移大小為圓周長的一半【參考答案】B【解析】人從A到B的位移方向由A指向B,故平均速度方向由A指向B,應(yīng)選項A錯誤,B正確；瞬時速度沿軌跡的切線方向,故人在B點的瞬時速度方向沿B點的切線方向,應(yīng)選項C錯誤；人經(jīng)過的位移大小為A、B間的直線長度,故為直徑長度,選項D錯誤2、(多項選擇)下面關(guān)于瞬時速度和平均速度的說法正確的選項是()A.假設(shè)物體在某段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度都等于零,那么它在這段時間內(nèi)的平均速度一定等于