高中物理-運動的描述教案

1、高中物理-運動的描述教案一質(zhì)點參考系和坐標系（一）物體和質(zhì)點（subjectandmasspoint）質(zhì)點:不考慮物體的大小和形狀,把物體簡化為一個有質(zhì)量的點質(zhì)點是一種科學(xué)的抽象,是一種理想化的模型（理想化模型:指抓住問題主要因素,忽略次要因素,對實際問題近似的一種思想）活動與交流研究火車的各種運動情況時,哪些情況下需要考慮火車的長度?哪些情況不需要?研究地球自轉(zhuǎn)和地球繞太陽公轉(zhuǎn)時,是否可以忽略地球的大小?討論交流同一物體有時看做質(zhì)點,有時又不能看做質(zhì)點,要具體問題具體分析.如研究火車從北京到上海時,可把火車看做質(zhì)點,不考慮火車的長度,而研究火車通過某一座橋時,這時就不能把火車看做質(zhì)點質(zhì)點是用

2、來代替物體的具有質(zhì)量的點,任何轉(zhuǎn)動的物體,在研究自轉(zhuǎn)時,都不可簡化為質(zhì)點.所以在研究地球自轉(zhuǎn)時,不可以忽略地球的大小,地球不能當(dāng)做質(zhì)點來處理.質(zhì)點不一定是很小的物體,很大的物體也可簡化為質(zhì)點,但在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)運動時,由于地球的直徑比地球和太陽之間的距離小得多,地球上各點相對于太陽的運動可以看做是相同的,即地球的大小可忽略不計,在這種情況下,地球當(dāng)做質(zhì)點來處理物體看成質(zhì)點條件a）當(dāng)物體上各部分運動情況都相同時，物體上任何一點的運動情況都能反映物體的運動,物體可看成質(zhì)點b）物體的大小、形狀對所研究的問題可以忽略不計的情況下可看成質(zhì)點c）同一個物體在不同的問題中，有時可以當(dāng)做質(zhì)點，有時不能當(dāng)做

3、質(zhì)的質(zhì)點實例分析在下列運動中,研究對象可當(dāng)做質(zhì)點的有A遠洋航行的巨輪B研究飛行中直升飛機上的螺旋漿的轉(zhuǎn)動情況C繞地球運動的人造衛(wèi)星D轉(zhuǎn)動中的砂輪E從斜面上滑下的物體F火車從車站開出通過站口的時間G只有體積很小或質(zhì)量很小的物體參考系(referenceframe)1參考系參考系:描述一個物體運動時,用來做參考的另一個物體(2)幾點提醒問題1課本P12圖1.1-4描述同一個物體運動時，若以不同的物體為參考系觀察的結(jié)果可能不同問題2在空中,“空姐”熱情為旅客服務(wù),為了描述“空姐”的運動情況,應(yīng)選下列哪個物體為參考系A(chǔ)飛機場B飛機C沿航線的山,樹或云彩D都可以參考系的選取原則上是任意的,在實際問題中應(yīng)

4、以研究問題方便為原則.應(yīng)認識到運動是絕對的，靜止是相對的唯物辨證思想.問題分析“坐在火車里的人看到窗外相鄰軌道上的另一輛火車開動了,此時他感到自己坐的火車在后退實際上,他坐的火車并沒有動”這句話中,所選則的參考系有多少?坐標系(coordinatesystem).實例分析：一輛小轎車在平直的路面上行使，怎樣描述不同時刻車的位置及其位置變化?2.坐標系建立思想：a.如何選則坐標軸和正方向b.如何選坐標原點c.如何確定坐標軸上的刻度值(2)建立原則對直線運動的質(zhì)點，一般選質(zhì)點運動軌跡為坐標軸，質(zhì)點運動方向為坐標軸正方向，選取質(zhì)點經(jīng)過坐標軸原點的時刻為時間的起點.對于曲線運動的質(zhì)點，可建立二維、三維

5、或多維坐標系.3.全球定位系統(tǒng)(GPS)隨堂訓(xùn)練下列關(guān)于質(zhì)點的說法正確的是()只要是體積很小的物體都可以看成質(zhì)點只要是質(zhì)量很小的物體都可以看成質(zhì)點質(zhì)量很大或體積很大的物體都一定不能看成質(zhì)點由于所研究的問題不同,同一物體有時可以看成質(zhì)點，有時不能看成質(zhì)點甲物體以乙物體為參考系是靜止的,甲物體以丙物體為參考系,又是運動的,那么,以乙物體為參考系,丙物體的運動情況是()A.一定是靜止的B.一定是運動的C.運動或靜止都有可能D.條件不足，無法判斷二時間和位移實例分析時刻和時間間隔時刻：指的是某一瞬間,在時間坐標軸上用一點表示時間間隔：指的是兩個時刻的間隔.在時間坐標軸上用一線段表示平時所說的“時間.有

6、時指的是時刻,有時指的是時間間隔討論交流材料1:電臺報時時一般是這樣說:“現(xiàn)在是北京時間八點整”.聽評書連播等節(jié)目時,最后播音員往往說“請明天這個時間繼續(xù)收聽”.這里的兩個“時間”是什么意思?材料2:“1s末”“1s時”“2s初”物理意思是否相同？實例分析問題1條件:人做單向直線運動%資A10km%資A10kmB20kmC從ABC路程是多少？從AB位置變化是多少B位置變化是多少？從BC位置變化是多少？從AC呢?問題2沿四條不同路徑到達B點路程是否相同,位置變化是否相同？根據(jù)上述兩個問題,你可以得到什么樣的結(jié)論？結(jié)論:路程與物體運動軌跡有關(guān),而位置的變化僅與物體起點與終點的位置有關(guān)（二）路程和位

7、移路程：物體運動軌跡的長度位移：表示物體位置的變化表示方法：用初始位置指向末位置的有向線段表示大?。壕€段的長短表示位移的大小方向：線段的指向表示位移的方向,由初位置指向末位置當(dāng)物體做單向直線運動時,位移的大小就等于路程針對訓(xùn)練1關(guān)于位移和路程,下列說法正確的是(A沿直線運動的物體,位移和路程是相等的B質(zhì)點沿不同的路徑由A到B,其路程可能不同而位移是相同的C質(zhì)點通過一段路程,其位移可能是零D質(zhì)點運動的位移大小可能大于路程氣球上升到100m的高空時，從氣球上落下一物體,物體又上升了10m后開始下落，若取向上為正方向,則物體從離開氣球開始到落到地面時的位移為多少?通過的路程為多少?下列哪種情況下指的

8、是位移()機動車里程表上所顯示的千米數(shù)標準田徑嘗跑道的周長是400m乘火車或飛機由北京到上海的直線距離約為1080km計量跳遠運動員的比賽成績一質(zhì)點在x軸上運動，各個時刻的位置坐標如下表,則此質(zhì)點開始運動后t/s012345x/m05-4-1-71幾秒內(nèi)位移最大?幾秒內(nèi)路程最大?提示注意初始時刻質(zhì)點位于坐標原點,質(zhì)點位移的起點在坐標原點。解析位移最大時,質(zhì)點距離原點的距離最大。由表中提供的數(shù)據(jù)可知,此質(zhì)點開始運動后4s內(nèi)位移最大，是7m。質(zhì)點的位置坐標在不斷變化，說明它在不斷運動，所以此質(zhì)點開始運動后5s內(nèi)路程最大。點悟有的同學(xué)可能會認為該質(zhì)點在開始運動后1s內(nèi)位移最大，而7s內(nèi)位移卻是最小，

9、因為1s內(nèi)位移為5m,4s內(nèi)位移為一7m,57。其實，位移的大小要看其絕對值，正負號只能表示它的方向。一7m表示位移大小為7m,負號表示位移方向沿x軸的負方向。個質(zhì)點沿兩個半徑為R的半圓弧由A經(jīng)B到達C,在此過程中，它的位移和路程分別為4R,2nRB.4R,-2nRC.-4R,2nRD.-4R,-2nR（三）矢量和標量1矢量：有大小又有方向的物理量如位移、速度、加速度等標量：只有大小,沒有方向的物理量如質(zhì)量、長度等注意點：矢量計算f平行四邊形定則標量計算f算術(shù)加法法則在一條直線上遇到矢量問題時,可以規(guī)定一個正方向,凡是與正方向相同的用“+”來表示,與正方向相反的用“”來表示.討論交流小明從A點

10、出發(fā)，向東走了30m,到達B點.然后向南又走了40m，到達C點.用有向線段表明他第一次的位移,第二次的位移以及從A到C的位置變化（即兩次行走的合位移）.三個位移的大小各是多少?你能通過這個實例總結(jié)出矢量相加的法則嗎?（四）直線運動的位置和位移位置：狀態(tài)量,與物體某一狀態(tài)相對應(yīng),與時刻相對應(yīng),在坐標軸上為一點.位移：過程量.與物體的某一運動過程相對應(yīng),與時間間隔相對應(yīng),在坐標軸上為一線段（1）生活中兩個物體都在運動,哪一個運動更快？（2）如何比較物體運動快慢？*要比較不同物體運動的快慢,必須尋找一個統(tǒng)一的標準,這就是速度總結(jié):在坐標系中,某點的數(shù)值為坐標.在坐標系中,某兩點的數(shù)值差為坐標的變化量

11、.對應(yīng)時間的差值叫時間的變化量時刻、坐標對應(yīng)軸上一點；時間、坐標變化,對應(yīng)軸上一段實例分析初始位置(m)經(jīng)過時間(s)末了位置(m)A.自行車沿平直道路行駛020100B.公共汽車沿平直道路行駛010100C.火車沿平直軌道行駛500301250D.飛機在天空直線飛行500102500比較A和B,可以得到怎樣的結(jié)論？比較B和D,可以得到怎樣的結(jié)論？比較B和C,你有何感想？運動的快慢跟時間及通過的位移都有關(guān)系三速度速度定義：位移(Ax)與發(fā)生這個位移所用時間(的比值_x公式：At單位：國際單位:m/s常用:km/h、cm/s速度是矢量,既有大小,又有方向物理意義：表示物體運動快慢的物理量實例分析

12、:在日常生活中,物體運動快慢不一,如:天空,日出日落;草原,駿馬奔馳;樹叢,蝸牛爬行;在許多情況下,物體運動的快慢會發(fā)生改變：飛機的起飛;汽車行駛;運動員的奔跑等.在自然界中,物體運動狀態(tài)各不相同,為了較準確的描述物體的運動,人們引入了平均速度的概念.平均速度1.定義：運動物體在某段時間內(nèi)的位移(Ax)與發(fā)生這段位移所用時間(的比值2.公式:.平均速度是矢量，它的方向由位移方向決定平均速度能粗略描述物體運動的快慢和方向討論與交流美國田徑運動員劉易斯，在1991年的世界田徑錦標賽上創(chuàng)下了9.86s的百米跑世界記錄.下表中給出了當(dāng)時的實測記錄.請算出每個20m內(nèi)的平均速度,并填入表中.位移(m)0

13、20406080100時間02.964.716.648.319.86通過每20m的時間(s)2.961.751.751.691.73每20m內(nèi)的平均速度(m/s)6.7611.4311.4311.8311.56通過該表,你能得到怎樣的結(jié)論?結(jié)論:平均速度應(yīng)強調(diào)是哪一段時間(或位移)內(nèi)的平均速度例題分析一輛汽車沿平直的公路行使，第1s內(nèi)通過5m的距離，第2s內(nèi)和第3s內(nèi)各通過20m的距離，第4s內(nèi)又通過15m的距離，求汽車在最初2s內(nèi)的平均速度和這4s內(nèi)的平均速度各是多少?練習(xí)一物體直線向東運動，前一半路程的平均速度是3m/s，后一半路程的平均速度是2m/s,則全部路程中的平均速度應(yīng)是多少?光在

14、空氣中傳播的速度約等于3.0X108m/s，聲音在空氣中傳播速度是340m/s,一個人看到閃電后5s聽到雷聲,則打雷的地方大約離他多遠?.瞬時速度定義：指物體經(jīng)過某一時刻(或位置)的速度v二空,(AtT0)公式：&4.瞬時速度的方向就是某時刻物體運動的方向?qū)τ趧蛩僦本€運動,物體在任意一段時間內(nèi)的平均速度和在任意一點的瞬時速度都相3.瞬時速度的大小叫瞬時速率,有時簡稱速率名稱共同點區(qū)別聯(lián)系平均速度描述物體運動快粗略描述,對應(yīng)某段時間，方向與所對的時間內(nèi)位移方向相冋勻速運動中,平均速度等于瞬時速度，瞬時速度是極短時間內(nèi)的平均速度瞬時速度慢和方冋，都是矢量精確描述,對應(yīng)某一時刻，方向與質(zhì)點所在位置的

15、運動方向一致.平均速度和瞬時速度的比較練習(xí)1.下列說法正確的是()平均速度就是速度的平均值瞬時速率是指瞬時速度的大小火車以速度v經(jīng)過某一路段,v是指瞬時速度子彈以速度v從槍口射出,v是平均速度在公路的每個路段都有交通管理部門設(shè)置限速標志,這是告誡駕駛員在這一路段駕駛車輛時()必須以這一規(guī)定速度行駛平均速度不得超過這一規(guī)定數(shù)值瞬時速度不得超過這一規(guī)定數(shù)值汽車上的速度計指示值，有時還是可以超過這一規(guī)定值的一學(xué)生在百米賽跑中，測得他在50m處得瞬時速度為6m/s，在16s末到達終點時得瞬時速度為7.5m/s，則他在全程的平均速度是多少?.速率1.平均速率(1)定義：路程與所用時間的比值sv二(2)定

16、義式：t物理意思：僅粗略描述物體運動的快慢2.瞬時速率(1)定義：瞬時速度的大小V=,(AtT0)定義式：At(3)物理意思：精確描述物體運動的快慢幾個比較速度和速率的比較速度速率意義描述運動的快慢和方向僅表示運動快慢定義位移與時間的比值路程與時間的比值性質(zhì)矢量標里關(guān)系在勻速直線運動中，速度大小等于速率2.平均速度和瞬時速度的比較平均速度瞬時速度意義粗略描述物體運動快慢和方向精確描述物體運動快慢和方向定義位移與發(fā)生位移所對應(yīng)時間的比值指物體經(jīng)過某一時刻（或位置）的速度公式一Axv=Atv=Ax,(AtT0)At性質(zhì)矢量,方向與位移方向相同矢量,方向：物體運動方向聯(lián)系勻速運動中，平均速度等于瞬時

17、速度，瞬時速度是極短時間內(nèi)的平均速度3.平均速度和平均速率的比較平均速度平均速率意義粗略描述物體運動快慢和方向粗略描述物運動快慢定義位移與發(fā)生位移所對應(yīng)時間的比值路程與所用時間的比值性質(zhì)矢量，方向：物體位移的方向標里關(guān)系對于單方向直線運動，平均速度的大小和同一時間段的平均速率相等在談到平均速度或平均速率時，都必須要指明是哪段時間對于往復(fù)的直線運動或曲線運動，平均速度大小小于同一時間段內(nèi)的平均速率兩潛艇相距一段距離，以相同速度v成單行縱隊航行，后艇的水聲定位器發(fā)出的信號到達前艇并被反射回來，聲音在水中的傳播速度為v&已知從發(fā)出信號到收到回聲的時間為t,則兩艇相距為多少？某人在0點,與一平直公路A

18、B相距h=50m。汽車以速度v1=10m/s沿公路駛來。當(dāng)人與車相=200m時，人開始勻速跑動，如圖所示，求此人可汽車相遇的奔跑速度的最小值?描述物體運動的方法一圖象法一.Xt圖象(1)描繪圖象有一小球沿水平的長木板運動,運動位移隨時間變化,如下表所示:運動時間t/s0123456小球位移X/m00.20.40.60.81.01.2以X為縱坐標,t為橫坐標，畫出物體的位移時間圖象(2)認識圖象直線運動的物體Xt圖象是反映直線運動的物體位移隨時間變化的規(guī)律，橫軸表示時間,縱軸表示位移圖象可能是直線,也可能是曲線(3)理解圖像表示物體做勻速直線運動表示物體靜止表示物體做勻速直線運動表示物體靜止表示

19、物體反方向做勻速直線運動(4)應(yīng)用圖象判斷運動性質(zhì)(勻速、變速、靜表示物體反方向做勻速直線運動(4)應(yīng)用圖象判斷運動性質(zhì)(勻速、變速、靜判斷運動方向(正方向、負方向)比較運動快慢確定位移或時間等止)問題探究一做直線運動的物體的位移一時間圖象如圖，根據(jù)圖象判斷下列說法正確的是()物體在AB段做勻速直線運動，速度大小x2t2物體在BC問題探究一做直線運動的物體的位移一時間圖象如圖，根據(jù)圖象判斷下列說法正確的是()物體在AB段做勻速直線運動，速度大小x2t2物體在BC段做勻速直線運動，速度大小為x2(t3-t2)物體從出發(fā)點運動到B的過程中的平均速度大小物體在從0到t3時間內(nèi)的平均速度大小為x2/t

20、2為x2/t2二.Vt圖象(1)描繪圖象有一小球沿水平放置的長木板運動,運動速度幾乎不變,可看作勻速直線運動,現(xiàn)在用秒表記錄該物體在一些時刻的速度,如下表所示vt圖象是反映物體速度隨時間變化的規(guī)間圖1234S律,橫軸表示時間,縱軸表示速度勻速直線運動速度圖象是一條平行于時間軸的直線變速直線運動的速度圖象隨時間而變化(3)理解圖象若圖象位于時間軸的上方，表示物體運動方向與正方向相同，位于時間軸下方，表示物體運動方向與正方向相反.速度圖線與t軸所圍成的“面積”的值等于物體的位移(4)應(yīng)用圖線確定某時刻的速度求位移判斷運動性質(zhì)(靜止、勻速、勻變速、非勻變速)判斷運動的方向(正方向、負方向)如圖所示位移圖象,表示三個物體都在做直線運動,如圖所示位移圖象,表示三個物體都在做直線運動,試分析三個物體的運動情況:從0to時刻三個物體發(fā)生的位移是否相同?經(jīng)過的路程是否相同?一支長120m的隊伍正在前進,某時刻通訊員從隊尾趕到隊前傳達命令后立即返回,當(dāng)通訊兵回到隊尾時隊伍已前進了288m，整個過程中通訊員和隊伍的速率保持不變，求：通訊員通過的位移通訊員通過的總路程問