人教版高中物理必修一全套課件【精品】

物理

人教版·必修1

物理課時1質(zhì)點參考系和坐標系

課前導航

我國是文明古國，對運動早就有研究．早在漢代成書的《尚書緯·考靈曜》中就有這樣的記載：“地恒動不止，而人不知。譬如人在大舟中，閉牖(窗戶)而坐，舟行而人不覺也?！?/p>

毛澤東同志的詩中也有一名句：“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河。”

請你思考：

1．選什么物體為參考系，才能說“地恒動不止”？

2．“日行八萬里”的地球可否視為質(zhì)點？

3．有一個成語叫做“刻舟求劍”，如果說刻舟求劍者的錯誤在于錯選了參照系，你同意這種看法嗎？

基礎(chǔ)梳理

知識精析

一、理想化模型

1．理想化模型是為了使研究的問題得以簡化或研究問題方便而進行的一種科學的抽象，實際并不存在．

2．理想化模型是以研究目的為出發(fā)點，突出問題的主要因素，忽略次要因素而建立的物理模型．

3．理想化模型是在一定程度和范圍內(nèi)對客觀存在的復(fù)雜事物的一種近似反映，是物理學中經(jīng)常采用的一種研究方法．

二、質(zhì)點

1．質(zhì)點的特點：具有質(zhì)量，占有位置，無體積和形狀，是一個理想化的物理模型，實際上并不存在．

2．物體能否看做質(zhì)點的幾種情況

(1)平動的物體因各部分運動情況相同，一般可以看做質(zhì)點．

(2)物體有轉(zhuǎn)動，但物體的轉(zhuǎn)動不是我們所要研究的主要問題，物體本身的形狀和大小已變成了次要因素時可以看做質(zhì)點．如研究地球繞太陽的公轉(zhuǎn)規(guī)律時，地球的大小就變成次要因素，可以不考慮，此時地球就可以看做質(zhì)點．轉(zhuǎn)動的物體在研究其轉(zhuǎn)動的規(guī)律時不能看成質(zhì)點．如研究地球自轉(zhuǎn)時，地球的大小和形狀就是影響研究問題的重要因素了，因此就不能再把地球看做質(zhì)點了．

(3)物體本身的大小對所研究問題的影響不能忽略時，不能把物體看做質(zhì)點，如研究火車過橋的時間時就不能把火車看做質(zhì)點．

三、參考系

1．選擇參考系的意義要描述一個物體的運動，必須首先選好參考系，對于同一個運動，如果選不同的物體作參考系，觀察到的運動情況可能不相同．例如：甲、乙兩輛汽車由西向東沿同一直線以15m/s的相同速度行駛著．若兩車都以路邊的樹木作為參考系，則兩車都是以15m/s的速度向東行駛；若以其中任意一輛車為參考系，則另一輛是靜止的．

2．選擇參考系的原則

(1)選取參考系一般應(yīng)根據(jù)研究對象和研究對象所在的系統(tǒng)來決定．

例如研究火車上物體的運動情況時，一般選取火車作為參考系；研究地面上物體的運動時，常選地面或相對地面不動的物體作為參考系，這時，參考系常可以略去不提，如“汽車運動了”，就不必說成“汽車相對地面運動了”．

(2)參考系的選取可以是任意的.在實際問題中,參考系的選取應(yīng)以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為基本原則．

四、坐標系

1．建立坐標系的物理意義為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼担?/p>

2．坐標系的種類及特點

(1)直線坐標系：以某一點為原點，規(guī)定單位(有時是長度，有時是時間，也可能是其他物理量)、正方向或變化方向的意義．

(2)平面坐標系：物體在某一平面內(nèi)運動時需建立平面坐標系．如圖1－1所示，在圖甲中，a、b、c三點有相同的橫坐標，在圖乙中，A、B、C三點有相同的縱坐標，由此可以發(fā)現(xiàn)：如果僅僅確定某點的橫坐標或縱坐標，該點的位置并不能唯一確定，如果同時確定某點的橫坐標和縱坐標，則該點的位置唯一確定．圖1－1(3)多維坐標系(如三維立體空間坐標系)：物體的運動不在同一平面內(nèi)時，可以建立多維坐標系.

方法指導

一、理解質(zhì)點

例12008年8月16日，牙買加運動員博爾特在北京奧運會上以9秒69打破男子百米跑世界紀錄，再創(chuàng)速度極限．下列說法正確的是(

)

A．在博爾特的100米飛奔中，可以將他看做質(zhì)點

B．教練為了分析其動作要領(lǐng)，可以將其看做質(zhì)點

C．無論研究什么問題，均不能把博爾特看做質(zhì)點

D．是否能將博爾特看作質(zhì)點,決定于我們所研究的問題解析

在博爾特的100米飛奔中，我們關(guān)心的是他的名次，無需關(guān)注其動作的細節(jié)，可看做質(zhì)點．教練為了分析其動作要領(lǐng)時，如果作為質(zhì)點，則其擺臂、提腿等動作細節(jié)將被掩蓋，無法研究，所以就不能看做質(zhì)點．

答案

AD

點評

(1)不能以質(zhì)量和體積的大小來斷定能否將一個物體看做質(zhì)點，關(guān)鍵是物體自身因素(如大小和形狀)對我們所研究問題的影響程度．

(2)平動的物體一般可以視為質(zhì)點，平動的物體是指物體上各個點的運動情況都完全相同的物體．這樣，物體上任一點的運動情況與整個物體的運動情況相同，可用一個質(zhì)點來代替整個物體．但研究物體的轉(zhuǎn)動時，不能把物體視為質(zhì)點．二、參考系與相對運動問題

例2

甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看見高樓在向下運動；乙中乘客看見甲在向下運動；丙中乘客看見甲、乙都在向上運動．這三架電梯相對地面的運動情況可能是(

)

A．甲向上，乙向下，丙不動

B．甲向上，乙向上，丙不動

C．甲向上，乙向上，丙向下

D．甲向上，乙向上，丙也向上，但比甲、乙都慢

解析

電梯中的乘客觀看其他物體的運動情況時，是以自己所乘的電梯為參考系．甲中乘客看見高樓向下運動，說明甲相對于地面一定在向上運動．同理，乙相對甲在向上運動，說明乙相對地面也是向上運動，且運動得比甲更快．丙電梯無論是靜止，還是在向下運動，或以比甲、乙都慢的速度在向上運動，丙中乘客看甲、乙兩電梯都會感到它們是在向上運動．

答案

BCD

點評

要準確地描述物體的運動，參考系的選取非常關(guān)鍵．如在本題中，甲中乘客在觀察高樓的運動時，是以自己所乘的電梯為參考系．若以地面為參考系，高樓是靜止的．

變式訓練1我們描述某個物體的運動時，總是相對一定的參考系．下列說法正確的是(

)

A．我們說“太陽東升西落”，是以地球為參考系的

B．我們說“地球圍繞太陽轉(zhuǎn)”，是以地球為參考系的

C．我們說“同步衛(wèi)星在高空靜止不動”，是以太陽為參考系的

D．坐在火車上的乘客看到鐵路旁的樹木、電線桿迎面向他飛奔而來，乘客是以火車為參考系的

解析

“太陽東升西落”是相對于我們居住的地球而言，是以地球為參考系的，所以選項A正確；“地球圍繞太陽轉(zhuǎn)”是以太陽為參考系的，所以選項B錯誤；“同步衛(wèi)星在高空靜止不動”是相對于地球而言的，是以地球為參考系的，所以選項C錯誤；火車上的乘客看到鐵路旁的樹木、電線桿迎面向他飛奔而來，是以火車或他自己為參考系的，所以選項D正確．

答案

AD

例3

為了確定一輛行駛在北京長安街上的汽車的位置，我們可以取x軸表示長安街的東西方向，x軸的正方向指向東，并且取天安門前的旗桿作為坐標軸的原點，那么汽車的位置就由它的坐標完全確定了．若汽車的坐標是1km，則表示汽車處于什么位置？汽車的坐標是－2km呢？

解析

若汽車的坐標是1km，則表示汽車旗桿以東1km；汽車在的坐標是－2km，則表示汽車在旗桿以西2km.

答案

旗桿以東1km，旗桿以西2km

點評

用坐標確定了物體的位置，我們就能定量地描述物體的運動，特別要注意坐標正負號的含義，坐標的絕對值表示汽車離開坐標原點的距離，正負號表示方向．變式訓練2從高出地面3m的位置豎直向上拋出一個小球，它上升5m后落回地面，如圖1－2所示，分別以地面和拋出點為原點建立坐標系，方向均以向上為正，填寫下面的表格．解析

在物體運動的直線上建立直線坐標系，定量描述物體的位置，若以地面為原點，則出發(fā)點、最高點、落地點的坐標分別為x1＝3m，x2＝8m，x3＝0；若以拋出點為原點，則x1′＝0.2，x2′＝5m，x3′＝－3m.坐標原點出發(fā)點坐標最高點坐標落地點坐標地面為原點拋出點為原點坐標原點出發(fā)點坐標最高點坐標落地點坐標地面為原點3m8m0拋出點為原點05m－3m

互動平臺

育才老師告訴你如何記學習筆記

學習筆記是同學們在學習活動中，通過聽講、觀察和思考而記錄的內(nèi)容，是一種重要的學習手段．俗話說“好記性不如爛筆頭”，隨著時間的推移，所學知識總要有所遺忘，而學習筆記積累了大量的原始資料，稍加整理，就可以使知識系統(tǒng)化，便于日后復(fù)習鞏固．學習筆記應(yīng)以注重內(nèi)容、不拘形式、發(fā)展能力為原則，起到拓寬知識、加深理解、訓練思維、提高效率的作用．

1．學習筆記應(yīng)記什么

(1)記重點

①記重要的概念、原理和規(guī)律．物理概念、原理、規(guī)律的敘述常常是簡潔而嚴謹?shù)模粋€關(guān)鍵的字、詞往往隱藏著豐富的內(nèi)涵．因此在物理概念、原理、規(guī)律的學習中，必須及時把老師在課堂上分析的這些隱藏著的潛臺詞整理出來，并做必要的記錄．

②記典型習題．典型習題對同學們今后的學習可起到引導、啟發(fā)和示范作用，能發(fā)展分析、綜合、歸納和應(yīng)用知識等多方面的能力，培養(yǎng)思維的邏輯性和推理的嚴密性．③記一般規(guī)律．通常情況，老師會將類似的或有關(guān)聯(lián)的問題進行分類、概念，整理其分析思路，總結(jié)一些規(guī)律性的東西．

(2)記疑點、難點

發(fā)現(xiàn)問題是認識上的進步，問題得到解決是知識水平的提高．物理學習說到底就是生疑、釋疑的過程．每個同學可整理出自己學習情況的“問題集”，以便檢查自己學習中遺留的問題，提高學習效率．

(3)記課外知識

俗話說：“處處留心皆學問．”當今社會處于信息時代，物理學習也應(yīng)適應(yīng)時代要求．因此，在物理學習中應(yīng)廣泛地閱讀，細心地觀察，認真地思考，隨時采擷信息，使一些現(xiàn)象與物理知識產(chǎn)生神奇的碰撞，迸發(fā)出靈感的火花．

2．記筆記時應(yīng)注意的問題

(1)處理好“聽”、“想”、“記”的關(guān)系同學們要逐步養(yǎng)成手腦并用、邊聽邊記的習慣．因高中課堂教學難度、容量都比較大，如果把“聽”和“記”絕對分開進行，必然會有一些內(nèi)容聽不到或記不全，這必然影響學習效果．

(2)及時整理筆記由于時間緊迫，筆記可能有各種缺陷，要及時補漏勘誤．

(3)要注意筆記的合理布局課堂筆記不要寫得過密，行與行、段與段之間要留有適當?shù)目瞻?，以便于修改、補充和整理．

同步達標

一、選擇題(本題共8小題，每小題4分，共32分，每題至少有一個選項是正確的)

1．在研究體育比賽中運動員的運動特點時，下列運動員可以當做質(zhì)點處理的是(

)

A．研究姚明在扣籃的動作時

B．研究李小鵬在雙桿上比賽的動作時

C．研究菲爾普斯100米自由游觸壁的瞬間

D．記錄某馬拉松運動員在比賽過程中各時刻的位置時

答案

D

2．關(guān)于參考系，下列說法不符合實際的是(

)

A．一個物體相對于其他物體的位置變化，叫機械運動

B．不選定參考系，就無法研究某一物體怎樣運動

C．參考系是不動的物體

D．參考系是人們假設(shè)不動的物體

答案

C

3．“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河?！边@一詩句表明(

)

A．“坐地日行八萬里”選的參考系是地心

B．“巡天遙看一千河”選的參考系是地球以外的星體

C．人在地球上的靜止是相對的，運動是絕對的

D．坐在地面上的人是絕對靜止

解析

研究物體的運動時要選定參考系．“坐地日行八萬里”－－人坐在地上(赤道附近)一日(24h)繞地心運動一周，根據(jù)地球半徑可知周長約4萬千米，“巡天遙看一千河”－－坐在地面上的人相對地球以外的其他天體(星星)是運動的，故選項A、B正確．運動是絕對的，靜止是相對的，故選項C正確、D錯誤．

答案

ABC

4．下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是(

)

A．質(zhì)點是一個理想化的模型，實際并不存在

B．因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中心的點沒有區(qū)別

C．凡是輕小的物體，都可看成質(zhì)點

D．如果物體的形狀和大小在所研究的問題中屬于無關(guān)或次要因素，就可以把物體看成質(zhì)點

解析

質(zhì)點是一個理想化的物理模型，實際上不存在，物體能否看成質(zhì)點要滿足D項的條件，選項A、D正確；質(zhì)點是人們?yōu)榱搜芯繂栴}的方便而抽象出來的點，與幾何中心、物體大小沒有直接關(guān)系，選項B、C錯誤．

答案

AD

5．某校高一的新同學分別乘兩輛汽車去市公園玩．兩輛汽車在平直公路上運動，甲車內(nèi)一同學看見乙車沒有運動，而乙車內(nèi)一同學看見路旁的樹木向西移動．如果以地面為參考系，那么，上述觀察說明(

)

A．甲車不動，乙車向東運動

B．乙車不動，甲車向東運動

C．甲車向西運動，乙車向東運動

D．甲、乙兩車以相同的速度都向東運動

解析

甲看到乙車不動，說明甲和乙運動情況相同，乙車內(nèi)同學看到樹木向西運動，說明車在向東運動，選項D正確，A、B、C錯誤．

答案

D

6．有一天下午，在我國東南部的某大城市的中心廣場行人擁擠，有人突然高喊“樓要倒了！”其他人猛然抬頭觀看，也發(fā)現(xiàn)樓在慢慢傾倒，如圖所示．人們便紛紛狂奔逃生，導致交通一片混亂，但過了好久，高樓并沒有倒塌．人們再仔細觀望時，樓依然穩(wěn)穩(wěn)地矗立在那里．下列有關(guān)探究分析這一現(xiàn)象的原因的說法中，正確的是(

)

解析

看到?jīng)]有運動的樓在運動，應(yīng)該是選擇了運動的物體作參考系，高樓矗立在空中，是以開闊的天空為背景的高層建筑，它旁邊沒有別的固定的參考系，人在抬頭觀望時可能是選擇了空中運動的云做參考系，如果天空的云在快速移動，人在突然抬頭觀望時，誤將云看做是固定不動的，所以產(chǎn)生了樓在運動的錯覺．“月在云中行”也是這種情況．

答案

C7．煙囪冒出的煙和平直路面上甲、乙兩車上的小旗的朝向如圖所示，關(guān)于甲、乙兩車相對于路旁房子的運運情況，下列說法正確的是(

)

A．甲、乙兩車一定向左運動

B．甲車可能靜止或向右運動或向左緩慢運動，乙車一定向左運動

C．甲車可能向右加速運動，乙車可能向右減速運動

D．甲車一定向右運動，乙車一定向左運動解析

首先由圖中煙囪冒出的煙，可以判斷當時的風向向左；甲車的小旗和煙的飄向一致，說明以甲車為參考系時風向向左，甲車有可能靜止，也有可能沿和風向相同的方向運動，只是甲車的運動速度比風的速度小，還可能是甲車以任意速度向左運動；乙車的小旗和煙的飄向相反，說明乙車一定是向左運動，而且車速比風速大．

答案

B

8．地面觀察者看到雨滴豎直下落時，坐在勻速前進的列車車廂中的乘客看雨滴是(

)

A．向前運動B．向后運動

C．傾斜落向前下方D．傾斜落向后下方

解析

這是以乘客為參考系，此時雨滴在水平方向相對于乘客是向后運動的，再加上豎直下落的運動，故應(yīng)為落向后下方．

答案

D

9．第一次世界大戰(zhàn)的時候，一個法國飛行員在2000m高空飛行的時候，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個什么小玩意兒在游動著．飛行員以為是一只小昆蟲，敏捷地把它一把抓了過來．現(xiàn)在請你想一想這位飛行員的驚詫吧，他發(fā)現(xiàn)他抓到的是一顆德國子彈！大家都知道，子彈的飛行速度是相當快的，為什么飛行員能抓到子彈？

解析

這是因為，一顆子彈并不是始終用800～900m/s的速度飛行的．由于空氣的阻力，這個速度會逐漸減小下來，而在它的路程終點(跌落前)的速度卻只有40m/s.這個速度是普通飛機也可以達到的．因此，很可能碰到這種情形：飛機跟子彈的方向和速度相同，那么，這顆子彈對于飛行員來說，它相當于靜止不動的，或者只是略微有些移動．那么，把它抓住自然沒有絲毫困難了．

10．為了確定平面上物體的位置，我們建立平面直角坐標系，如圖所示．以O(shè)點為坐標原點，沿東西方向為x軸，向東為正；沿南北方向為y軸，向北為正．圖中A點的坐標如何表示？其含義是什么？解析

A點的橫坐標x＝2m，A點的縱坐標y＝3m，坐標值的含義表示A點在坐標原點偏東2m，偏北3m處．

答案

(2m,3m)

A點在坐標原點偏東2m，偏北3m處

11．一物體從O點出發(fā)，沿東偏北30°的方向運動10m至A點，然后又向正南方向運動5m至B點．

(1)建立適當坐標系，描述出該物體的運動軌跡．

(2)依據(jù)建立的坐標系，分別求出A、B兩點的坐標．

解析

(1)坐標系如圖所示，線OAB為運動軌跡．

(2)xA=5m，yA=5m；xB=5m，yB=0.A點的坐標：(5,5)，B點的坐標：(5,0)．

附加探究題(10分)

12．東漢時期的著作《尚書緯·考靈曜》中談到地球的運動時這樣寫道：“地恒動不止，而人不知。譬如人在大舟中，閉牖(即窗戶)而坐，舟行而人不覺也。”這說明了什么道理？如果你坐在一艘勻速行駛的船中，窗戶全部關(guān)閉，請你探究如何證明船是在運動的．

探究思路

這句話反映了運動與參考系的關(guān)系，要確定物體的運動必須有參考系，人在地球表面上以地面為參考系是靜止的，就如同在封閉的船艙里以船艙為參考系是一樣的，所以感覺不到地球和船的運動．當人坐在窗戶關(guān)閉的船艙中時，由于看不到船外面的物體，所以分析船艙內(nèi)物體的運動時，均以船艙為參考系，所以船勻速行駛時，人在船艙內(nèi)是感覺不出船的運動的，也無法證明這一點．課時2時間和位移

課前導航

學習物理時經(jīng)常會遇到生活用語和專業(yè)術(shù)語的區(qū)別，這一點要引起重視．一位同學問：什么“時間”下課？另一位同學說：8時45分下課．又問：一節(jié)課多長“時間”？答：45分鐘．

請你思考：

1．第一問中的“時間”實際是“時刻”還是“時間間隔”？

2．第二問中的“時間”是“時刻”還是“時間間隔”？

基礎(chǔ)梳理

知識精析

一、時間與時刻

1．時刻對應(yīng)于物體所處的狀態(tài)，只有先與后、早與遲的區(qū)別，而沒有長短之分；在時間軸上，時刻用一個點表示．

舉例：下面幾種說法均屬時刻．第2s初，第3s末，第5s時，火車10：05開車．

2．時間間隔對應(yīng)于物體所經(jīng)歷的某段過程，是用長短來表達的，它本身沒有先后或遲早的涵義；在時間軸上，時間間隔用線段表示．

舉例：下面的幾種說法均屬時間間隔．第5s內(nèi)：時間為1s；前10s內(nèi)：時間為10s；從第3s初至第6s初：時間為3s.

二、位移與路程三、標量與矢量

1．標量：只有大小沒有方向的量．如：長度、質(zhì)量、時間、路程、溫度、能量等．運算遵從算術(shù)法則．

2．矢量：有大小也有方向的量．如：位移、力、速度等．運算法則與標量不同，我們將在以后學習．

方法指導

一、時間與時刻的區(qū)別與聯(lián)系

例1

關(guān)于時間和時刻，下列說法正確的是(

)

A．物體在5s時指的是物體在5s末時，指的是時刻

B．物體在5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時間

C．物體在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時間

D．第4s末就是第5s初，指的是時刻

解析

解答本題的關(guān)鍵是正確理解“時”、“初”、“末”、“內(nèi)”等字在表示時刻和時間間隔時的不同含義.

答案

ACD

點評

(1)時刻是一狀態(tài)量，時間是一過程量，區(qū)分二者的關(guān)鍵是看它們對應(yīng)的是一個狀態(tài)還是一段過程．

選項內(nèi)容指向，聯(lián)系分析結(jié)論A5s時和5s末是指同一時刻正確B5s內(nèi)是指物體在1s初到5s末這5s的時間錯誤C第5s內(nèi)是指第4s末到第5s末這1s的時間正確D第4s末和第5s初指同一時刻，在時間軸上二者對應(yīng)同一點正確

(2)在時間軸上，要注意同一點的不同說法．如圖所示，A點表示第1s末或第2s初，但不要理解成第1s初．

變式訓練1

下列的計時數(shù)據(jù)指時間的是(

)

A．天津開往德州的列車于13時35分從天津發(fā)車

B．某人用15s跑完100m

C．中央電視臺新聞聯(lián)播節(jié)目19時開播

D．1997年7月1日零時中國對香港恢復(fù)行使主權(quán)

答案

B

二、位移和路程的區(qū)別

例2

如圖2－1所示，在2008年北京奧運會上，甲、乙兩運動員分別參加了在主體育場舉行的400m和100m田徑?jīng)Q賽，且兩人都是在最內(nèi)側(cè)跑道完成了比賽．則兩人在各自的比賽過程中通過的位移大小x甲、x乙和通過的路程大小l甲、l乙之間的關(guān)系是(

)

A．x甲>x乙，l甲<l乙

B．x甲<x乙，l甲>l乙

C．x甲>x乙，l甲>l乙

D．x甲<x乙，l甲<l乙

解析

田徑場上的跑道如圖所示.400m比賽要從起點環(huán)繞跑道一圈，圈子最內(nèi)側(cè)跑道的起點和終點重合．因此，路程l甲＝400m，位移x甲＝0；而100m比賽是直道，路程l乙＝100m，位移x乙＝100m．顯然x甲<x乙，l甲>l乙．

答案

B

點評

田徑比賽的問題，首先要了解田徑場的情況；再次要對運動員參賽項目比賽規(guī)則要有所了解．故體育比賽對物理學的研究起一定的作用．

變式訓練2

如圖2－2所示，一操場跑道全長400m，其中CD和FA為100m長的直道，彎道ABC和DEF均為半圓形，長度均為100m．一運動員從A點開始起跑，沿彎道ABC和直道CD跑到D點，求該運動員在這段時間內(nèi)的路程和位移．

圖2－2

答案

路程為200m，位移為118.57m，方向由A指向D

三、直線運動中的位置和位移

例3

在如圖2－3所示的坐標系中，物體由A點沿直線運動到B點，再由B點沿直線返回到C點，試分別求出物體從A到B、從B到C、從A到C三段的路程和位移．

圖2－3解析

根據(jù)定義去求路程和位移，在位移軸上，位移等于坐標值的變化量.路程就是軌跡的長度，所以質(zhì)點在三個階段的路程分別為：

lAB＝30m，lBC＝40m

lAC＝lAB＋lBC＝30m＋40m＝70m三個階段的位移分別為：

xAB′＝xB－xA＝30m

xBC′＝xC－xB＝10m－50m＝－40m

xAC′＝xC－xA＝10m－20m＝－10m負號表示位移的方向與x軸正方向相反．

答案

路程分別為30m、40m、70m位移分別為30m、－40m、－10m

互動平臺

育才老師和細心同學關(guān)于時間和時刻的對話

細心：我國有句俗語叫做“寸金難買寸光陰”．“寸”本是長度的單位，“寸金”可以理解，可是“寸光陰”就讓人費解了，度量長度的單位“寸”怎么能夠用來度量時間呢？

育才：問得好．說來話長，古代計時工具不發(fā)達，人們就用漏壺滴水來計時，在壺的中央插上一根箭桿，箭桿上刻上刻度，隨著水面下降，露出水面的刻度越來越多，這就是“時刻”這一詞的起源．

細心：老師，我明白了．“寸光陰”就是指漏壺中的水面下降一寸所需要的時間．

育才：對．有一出京劇名劇叫做《文昭關(guān)》，其中有一句唱詞是“寅夜漏聲催曉箭”，說的就是伴隨著不停的漏聲，壺中的箭桿越露越長，天就要亮了．

細心：看來“時刻”是指箭桿上的刻度，而“時間”應(yīng)是指刻度與刻度間的距離．

育才：現(xiàn)在的計時工具已遠非當年的銅壺滴漏可比了．那么，第3s末、第4s初、3s內(nèi)、第3s內(nèi)分別表示什么？

細心：第3s末、第4s初為時刻，且為同一時刻，與狀態(tài)量對應(yīng)；3s內(nèi)(0～第3s末)、第3s內(nèi)(第2s末～第3s末)均為時間，與過程量對應(yīng)．

粗心同學和細心同學關(guān)于質(zhì)點的對話

粗心：地球很大，是不能看做質(zhì)點的．

細心：地球相對宇宙大不大？

粗心：不大．

細心：地球繞太陽運動時，能不能看做質(zhì)點呢？

粗心：地球的大小跟地球與太陽間的距離相比很小，所以可將地球看做質(zhì)點．我明白了，物體本身的尺寸大小不是能否將其看做質(zhì)點的標準．

同步達標

一、選擇題(本題共6小題，每小題5分，共30分，每題至少有一個選項是正確的)

1．關(guān)于時間和時刻，下列說法正確的是(

)

A．時間很長，時刻很短

B．第2s內(nèi)和2s都是指一段時間間隔

C．時光不能倒流，因此時間是矢量

D．“北京時間12點整”其實指的是時刻

解析

時間指一過程，時刻指某一瞬時，選項A錯誤；第2s內(nèi)和2s都指時間間隔，選項B正確；時間是標量，選項C錯誤；“12點整”指時刻，選項D正確．

答案

BD

2．關(guān)于位移和路程，下列說法正確的是(

)

A．位移和路程是相同的物理量

B．路程是標量，即表示位移的大小

C．位移是矢量，位移的方向即質(zhì)點運動的方向

D．若物體做單一方向的直線運動,位移的大小等于路程

解析

位移是由初始位置指向終止位置的有向線段，是矢量，位移的大小等于這段直線段的長度；路程是標量，是物體運動軌跡的總長度，只有質(zhì)點一直向著單一方向運動時，位移的大小才等于路程．

答案

D

3．下列說法正確的是(

)

A．學校作息時間表上的“學生上第一節(jié)課的時間為8：00”是指時間間隔

B．火車站公布的旅客列車運行表是時刻表

C．體育老師用秒表記錄某同學完成百米短跑的記錄值是時間間隔

D．神舟七號繞地球飛行45周，耗時68時27分鐘是時刻

答案

BC

4．氫氣球升到離地面80m高空時從上面掉落下一物體，物體又上升了10m高后開始下落，若取向上為正，則物體從掉落開始至落地時的位移和經(jīng)過的路程分別為(

)

A．80m,100m

B．－80m,100m

C．90m,180m

D．90m，－180m

解析

位移是矢量，有大小和方向，當選擇向上方向為正時，向下即為負，故正確表示位移應(yīng)為－80m.

答案

B

5．一質(zhì)點在x軸上運動，各個時刻的位置坐標如下表所示，則此質(zhì)點開始運動后(

)

A．第1s內(nèi)的位移最大 B．第4s內(nèi)的位移最大

C．第2s內(nèi)的位移最大 D．第3s的路程最小

答案

Ct(s)末012345x(m)05－4－1－71

6．物體沿半徑分別為r和R的半圓弧由A點經(jīng)B點到達C點，如圖所示．則它運動的位移和路程分別是(

)

A．2(R+r)；π(R+r)

B．2(R＋r)，向東；2πR，向東

C．2π(R＋r)，向東；2π(R＋r)

D．2(R＋r)，向東；π(R＋r)

解析

位移是由初位置指向末位置的矢量，其大小等于A、C間的距離，即x＝2r＋2R＝2(R＋r)，方向由A指向B，即向東．路程是標量，其大小等于兩半圓弧長度之和，即l＝πr＋πR＝π(R＋r)，沒有方向．

答案

D

二、計算題(本題共2小題，共20分，每小題10分)

8．2007年4月18日，我國鐵路第六次大面積提速，重點城市間大量開行時速200公里及以上動車組旅客列車--“和諧號”CRH系列國產(chǎn)化動車組列車．下表是D665次動車組列車運行的時刻表．試求D665次動車組列車從上海到海寧、杭州、義烏、金華的時間．(保留兩位有效數(shù)字)

D665次列車時刻表停靠站到達時刻開車時刻里程(km)上海南－13：120海寧13：5914：01108杭州14：3514：37173義烏15：2515：27312金華西15：53－360

解析

從上海到海寧的時間為：47分從上海到杭州的時間為：1小時23分從上海到義烏的時間為：2小時13分從上海到金華的時間為：2小時41分．

附加探究題(10分)

9．在運動場的一條直線跑道上，每隔5m距離放置一個空瓶子，運動員在進行往返跑訓練，從中間某一瓶子出發(fā)，跑向最近的空瓶將其扳倒后再扳倒出發(fā)點處的第一個瓶子，之后再往返到前面的最近處的瓶子，依次下去，當他扳倒第6個空瓶時，他跑過的路程為多大，位移是多大？

探究思路

從O點出發(fā)，如圖所示路程：(2×5＋10＋15＋20＋25)m＝80m位移：OE＝10m答案路程為80m位移大小為10m

課時3運動快慢的描述——速度

課前導航

著名物理學家、諾貝爾獎獲得者費恩曼(R.P.Feynman,1918～1988年)曾講過這樣一則笑話：一位女士由于駕車超速而被警察攔?。熳哌^來對她說：“太太，您剛才的車速是60英里每小時！”(1英里＝1.609千米)這位女士反駁說：“不可能的！我才開了7分鐘，還不到一個小時，怎么可能走了60英里呢？”“太太，我的意思是：如果您繼續(xù)像剛才那樣開車，在下一個小時里您將駛過60英里。”“這也是不可能的，我只要再行駛10英里就到家了，根本不需要再開過60英里路程。”

請你思考：

1．交警所說的“60英里每小時”指的是什么？

2．這位女士狡辯的根據(jù)是什么？

3．假如你是交警，你如何說服這位女士？

基礎(chǔ)梳理

知識精析

一、平均速度

1．平均速度：反映一段時間內(nèi)物體運動的平均快慢程度，它與一段位移或一段時間相對應(yīng)，不指出對應(yīng)哪一個過程的平均速度是沒有意義的．

2．比較平均速度與瞬時速度

(1)含義：平均速度指某`過程中物體位置變化的平均快慢程度；瞬時速度指某時刻或某處物體運動的快慢程度．

(2)對應(yīng)：平均速度對應(yīng)某個過程，如一段時間、一段位移；瞬時速度對應(yīng)某個狀態(tài)，如時刻、位置．

二、位移－時間圖象

圖3－1

1．位移－時間圖象(x－t圖象)：在如圖3－1所示的直角坐標系中，用來描述位移x與時間t關(guān)系的圖象叫位移－時間圖象或x－t圖象．

2．利用x－t圖象描述物體的運動

(1)從x－t圖象中可以找出物體在各個時刻對應(yīng)的位移．

(2)若物體做勻速直線運動，則x－t圖象是一條傾斜的直線，直線的斜率表示物體的速度.

圖3－2

圖3－3

(3)若x－t圖象與時間軸平行，表示物體處于靜止狀態(tài)，如圖3－2所示．

(4)若物體做非勻速運動，則x－t圖象是一條曲線，如圖3－3所示，在時間t1～t3內(nèi)的平均速度等于直線AB的斜率，t2時刻對應(yīng)圖象上點的切線的斜率表示該點的瞬時速度.

方法指導

一、理解速度和速率

例1

關(guān)于速率和速度，下列說法不正確的是(

)

A．平均速率就是平均速度

B．瞬時速率是指瞬時速度的大小

C．勻速直線運動中任意一段時間內(nèi)的平均速度都等于其任一時刻瞬時速度

D．勻速直線運動中任何一段時間內(nèi)的平均速度均相等解析

速度與速率是兩個不同的概念，且前者是矢量，后者是標量．選項A中，平均速率是路程與時間的比值，而平均速度是位移與時間的比值，一般情況下，路程是大于位移的，所以兩者大小不一定相等，而且平均速率無方向，也不同于平均速度，故選項A錯誤．選項B是瞬時速率定義表述的內(nèi)容，正確．在特殊的勻速直線運動中，由于相等時間內(nèi)位移相等，而且位移大小與路程也相等，所以選項C、D都正確．

答案

A

二、平均速度的計算

例2

甲做變速直線運動，前一半位移平均速度為v1，后一半位移平均速度為v2，全程的平均速度為多大？

變式訓練1

(1)甲做變速直線運動，若甲前一半時間的平均速度為v1，后一半時間的平均速度為v2，則全程的平均速度多大？

(2)甲做變速直線運動，若甲前一半時間內(nèi)的平均速度為v1，全程的平均速度為v2，則后一半時間內(nèi)的平均速度是多少？

三、利用x－t圖象分析物體的運動

例3

圖3－4所示是做直線運動的甲、乙兩物體相對于同一參考系的位移一時間(x－t)圖象，下列說法錯誤的是(

)

圖3－4

A．甲啟動的時刻比乙早t1s

B．當t＝t2時，兩物體相遇

C．當t＝t2時，兩物體相距最遠

D．當t＝t3時，兩物體相距x0m

解析

甲從t＝0時刻開始出發(fā)，乙在0～t1這段時間內(nèi)保持靜止，故甲比乙早出發(fā)的時間為t1s，選項A正確．當t＝t2時，甲、乙兩物體的位移相等，即甲、乙兩物體相遇，選項B正確、選項C錯誤；當t＝t3時，甲的位移為零，乙的位移為x0，兩物體相距x0，選項D正確．

答案

C

點評

解析圖象問題要將圖象與實際運動情況結(jié)合起來，以便建立清晰的物理情境．注意坐標軸的含義，起點、交點的物理意義，以及斜率和面積的意義．

變式訓練2

百米賽跑中，甲、乙、丙三人從一開始就做勻速直線運動，甲按時起跑，乙比甲落后0.5s起跑，丙搶跑的距離為1m，試說明圖3－5中的A、B、C三條圖線分別表示的是誰的圖象并比較他們的速度大小．圖3－5

解析

甲按時起跑，說明甲的圖線是A，乙比甲落后0.5s，說明乙的圖線是C，丙搶跑1m，說明丙的圖線是B.

在x－t圖象中，圖線的斜率表示速度，從A、B、C三條圖線斜率的大小可得出甲、乙、丙三人的速度大小關(guān)系為：v甲＞v乙＞v丙．

答案

A－甲，B－丙，C－乙v甲＞v乙＞v丙

互動平臺

育才老師與細心同學、粗心同學關(guān)于平均速度的對話

粗心：凡是平均數(shù)就應(yīng)該是兩數(shù)相加除以2.

育才：其實常見的平均數(shù)有如下幾種．

細心：根據(jù)平均速度的定義，平均速度應(yīng)當是第③種，即調(diào)和平均數(shù)．

粗心：原來我對于平均數(shù)的認識是狹隘的．平均數(shù)有這么多種類，不能一遇上求平均值的問題就幾個數(shù)相加再除以幾．我以后會注意的．

同步達標

一、選擇題(本題共8小題，每小題5分，共40分，每題至少有一個選項是正確的)

1．下列有關(guān)平均速度的說法中，正確的是(

)

A．平均速度為始末速度和的一半

B．平均速度是路程與時間的比值

C．平均速度是標量

D．平均速度與位移段的選取密切相關(guān)

答案

D

2．下列描述的幾個速度中，屬于瞬時速度的是(

)

A．子彈以790m/s的速度擊中目標

B．信號沿動物神經(jīng)傳播的速度大約為102m/s

C．汽車上速度計的示數(shù)為80km/h

D．臺風以36m/s的速度向東北方向移動

解析

瞬時速度是物體在某一時刻或某一位置的速度，所以選項A、C正確，B、D錯誤．

答案

AC

3．雨滴落在窗臺的速度為5m/s，經(jīng)過窗戶的速度是4m/s，則(

)

A．5m/s是平均速度

B．5m/s是瞬時速度

C．4m/s是平均速度

D．4m/s是瞬時速度

解析

平均速度是一個過程中的速度，它與一段時間或一段位移對應(yīng)，瞬時速度是某時刻或某位置的速度，它與時刻和位置對應(yīng)，選項B、C正確．

答案

BC

4．下列關(guān)于速度的說法中，正確的是(

)

A．速度是表示物體運動快慢的物理量，它既有大小，又有方向

B．平均速度就是速度的平均值，它只有大小沒有方向

C．汽車以速度v1經(jīng)過某一路標，子彈以速度v2從槍口射出，v1和v2均指平均速度

D．運動物體經(jīng)過某一時刻(或某一位置)的速度，叫瞬時速度，它是矢量

解析

速度的物理意義就是描寫物體運動的快慢，它是矢量，有大小，也有方向，故選項A正確．平均速度指物體通過的位移和通過這段位移所用時間的比值，它描寫變速直線運動的平均快慢程度，不是速度的平均值，它也是矢量，故選項B錯誤．選項C中v1、v2對應(yīng)某一位置，為瞬時速度，故選項C錯誤．D為瞬時速度的定義，故選項D正確．

答案

AD

5．一輛汽車向東行駛，在經(jīng)過路標甲時速度計指示為50km/h，行駛一段路程后，汽車轉(zhuǎn)向北行駛，經(jīng)過路標乙時速度計指仍為50km/h，下列說法正確的是(

)

A．汽車經(jīng)過甲、乙兩路標時的速度相同

B．汽車經(jīng)過甲、乙兩路標時的速率不同

C．汽車經(jīng)過甲、乙兩路標時的速率相同，但速度不同

D．汽車向東行駛和向北行駛兩過程平均速度相同

解析

題目中給出的兩個速度均為瞬時速度，大小相等，方向不同，故選項A、B錯誤，C正確；汽車向東行駛和向北行駛的平均速度無法計算，故選項D錯誤．

答案

C

6．甲、乙、丙三個物體同時同地出發(fā)做直線運動，它們的位x－t圖象如圖所示．在20s內(nèi)它們的平均速度和平均速率的大小關(guān)系是(

)

A．平均速度大小相等，平均速率v甲>v乙=v丙

B．平均速度大小相等，平均速率v甲>v丙>v乙

C．平均速度v甲>v丙=v乙，平均速率相等

D．平均速度和平均速率大小均相等

答案

A

7．三個質(zhì)點A、B、C的運動軌跡如圖所示，三個質(zhì)點同時從N點出發(fā)，同時到達M點，下列說法正確的是(

)

A．三個質(zhì)點從N到M的平均速度相同

B．B質(zhì)點從N到M的平均速度方向與任意時刻瞬時速度方向相同

C．到達M點的瞬時速率一定是A的大

D．三個質(zhì)點到M時的瞬時速率相同

解析

三個質(zhì)點的運動的初、末位置相同，故位移相同，又時間一樣，故平均速度相同．B質(zhì)點沿NM直線運動但有可能往返，故不能斷定平均速度方向與任意時刻的瞬時速度方向相同，選項B錯誤，C項無法判定．到達M時，三者的瞬時速率大小無法確定．

答案

A

8．圖示為高速攝影機拍攝到的子彈穿透蘋果瞬間的照片．該照片經(jīng)放大后分析出，在曝光時間內(nèi)，子彈影像前后錯開的距離約為子彈長度的1%～2%.已知子彈飛行速度約為500m/s，由此可估算出這幅照片的曝光時間最接近(

)

A．10－3s

B．10－6s

C．10－9s

D．10－12s

答案

B

二、計算題(10分)

9．如圖所示，一列火車長100m，速度為5m/s.它通過一根直徑為2cm的標志桿約需要多長時間？它通過長為50m的大橋需要多長時間？答案

20s

30s

附加探究題(10分)

10．火車在甲、乙兩站之間勻速行駛，一位同學根據(jù)鐵路旁電桿的標號觀察火車的運動情況，在5min時間里，他看見電桿的標號從100增到200.如果已知兩根電桿之間的距離是50m，甲、乙兩站相距l(xiāng)=72km，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，試探究分析火車的速度是多少？

探究思路

答案

72min課時4實驗：用打點計時器測速度

課前導航

1.電磁打點計時器圖4－1所示是電磁打點計時器的構(gòu)造圖，圖中標出了幾個主要部件的代號及名稱．

圖4－1

當給電磁打點計時器通電后，線圈產(chǎn)生磁場，放在線圈中的振片被磁化，由于線圈通的是交變電流，電流方向不斷變化，振片就會因反復(fù)地受到向上、向下的吸引而不停地振動起來．當交變電流的頻率是50Hz時，電磁打點計時器的振針每0.02s打下一個點．

2．電火花計時器圖4－2所示是電火花計時器的構(gòu)造圖．圖中標出了幾個主要部件的代號，它們的名稱見圖．

圖4－2

電火花計時器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點而顯示出點跡的計時儀器．當電源的頻率是50Hz時，它的脈沖放電周期也是0.02s，即每隔0.02s打下一個點．

請你思考：

1．為什么打點計時器不能使用直流電源？

2．假設(shè)交流電源的頻率不是50Hz，而是60Hz，打點計時器還是每隔0.02s打一個點嗎？這時它將每隔多長時間打下一個點？

基礎(chǔ)梳理

知識精析

一、計時器的使用

1．電磁打點計時器的使用

(1)用限位孔限定紙帶，復(fù)寫紙壓在紙帶的上面．通電，振片帶動振針打點．若紙帶運動，其上就會留下一行小點．

(2)如由物體帶動紙帶運動，物體的位移就對應(yīng)為紙帶上相應(yīng)點間的距離，運動時間可由該距離上點痕的數(shù)目計算．

2．電火花計時器的使用

(1)使用時，墨粉紙盤套在紙盤軸上，把紙帶穿過限位孔．當接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動的紙帶上就打出一行點跡．

(2)這種計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力比較小，實驗誤差也比較?。?/p>

二、用打點計時器測量瞬時速度圖4－3

三、用v－t圖象分析實驗數(shù)據(jù)

1．v－t圖象在平面直角坐標系中，用縱軸表示速度，橫軸表示時間，圖象中的任一點表示某時刻的速度，得到速度－時間圖象(v－t圖象)，簡稱速度圖象．

2．v－t圖象的意義

v－t圖象反映的是速度隨時間的變化關(guān)系，它并不是物體的運動軌跡．

3．勻速直線運動的v－t圖象

圖4－4

(1)勻速直線運動的v－t圖象是與時間軸平行的直線，如圖4－4所示．

(2)速度不同的勻速直線運動的v－t圖象，是不同的平行于時間t軸的直線，它們縱軸的截距表示速度，截距越大，表示速度越大，如圖4－4中，va＞vb.

(3)勻速直線運動的圖線與時間軸所圍的面積表示該時間內(nèi)物體的位移．圖4－4中的陰影部分面積S＝va·t，va·t恰是a物體在t時間內(nèi)的位移，即S＝x＝vat.

4．用v－t圖象描述紙帶的運動以速度v為縱軸，時間t為橫軸，建立直角坐標系．用各點跡上對應(yīng)的時間和瞬時速度描點，用一條平滑的曲線將這些點連接起來，即可用v－t圖象分析速度隨時間的變化規(guī)律．

方法指導

一、紙帶的處理方法

例1

打點計時器所用電源的頻率為50Hz，某次實驗中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量的情況如圖4－5所示，紙帶在A、C間的平均速度為________m/s，在A、D間的平均速度為________m/s，B點的瞬時速度更接近于________m/s.

圖4－5

解析

由題意知，相鄰兩點間的時間間隔為0.02s，A、C間的距離為14mm＝0.014m，A、D間的距離為25mm＝0.025m.由公式v＝得，vAC＝m/s＝0.35m/s

vAD＝m/s≈0.42m/s

B點的瞬時速度更接近于0.35m/s.

答案

0.35

0.42

0.35

點評

求某點瞬時速度時，我們應(yīng)取此點兩側(cè)靠近此點的兩點間的平均速度，但這兩點并不是靠得越近越好．

二、實驗誤差分析

例2

某同學在用打點計時器做實驗時，得到的紙帶如圖4－6所示，這可能是因為(

)

圖4－6

A．打點計時器錯接在直流電源上

B．電源的電壓不穩(wěn)

C．電源的頻率不穩(wěn)

D．振針壓得過緊

解析

正常情況下，振針應(yīng)該恰好敲打在限位板上，這樣在紙帶上才能留下點．當振針與復(fù)寫紙的距離過大時，振針可能打不到復(fù)寫紙，這時會出現(xiàn)有時有點，有時無點．當振針與復(fù)寫紙的距離過小時，振針就會有較長的時間與復(fù)寫紙接觸，這樣就會在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段．

答案

D

三、v－t圖象的應(yīng)用

例3

圖4－7是甲、乙兩物體運動的速度圖象，下列說法正確的是(

)圖4－7

A．物體甲處于靜止狀態(tài)

B．物體乙剛開始時以5m/s的速度與甲物體同向運動

C．物體乙在最初3s內(nèi)的位移是10m

D．物體乙在最初3s內(nèi)的路程是10m

解析

甲速度圖象是平行于t軸的直線，因此甲做勻速直線運動，選項A錯誤；乙物體在第1s內(nèi)向正方向做速率為5m/s的勻速直線運動，第2s內(nèi)靜止，第3s內(nèi)沿負方向做速率為5m/s的勻速直線運動，故選項B正確；乙在第1s內(nèi)的位移x1＝v1t1＝5m，在第2s內(nèi)的位移x2＝0，在第3s內(nèi)的位移x3＝v3t3＝－5m，所以物體乙在最初3s內(nèi)的位移x＝x1＋x2＋x3＝0，故選項C錯誤；物體乙在最初3s內(nèi)的路程l＝|x1|＋|x2|＋|x3|＝10m，故選項D正確．

答案

BD

互動平臺

育才老師與細心同學關(guān)于紙帶位移測量的對話

育才：為盡量減小刻度尺在測量相鄰計數(shù)點間位移的大小的過程中產(chǎn)生的誤差，應(yīng)如何操作？

細心：(1)刻度尺的準確度要達到1mm；(2)不要分段測量相鄰兩點的位移，應(yīng)盡可能一次測量完畢并分別測出第一個計數(shù)點到其他各計數(shù)點的位移，且讀數(shù)時應(yīng)估讀到mm以下一位．

粗心同學與細心同學關(guān)于計數(shù)點的對話

細心：用逐差法求加速度至少要測出6個位移值來．

粗心：所以紙帶上最少應(yīng)有7個點．

細心：我們?nèi)绻敲?個點取一個計數(shù)點呢？

粗心：唉，我又錯了．應(yīng)該是紙帶上至少應(yīng)有7個計數(shù)點，而每5個點取一個計數(shù)點，所以紙帶上至少要有31個點．

同步達標

一、選擇題(本題共6小題，每小題5分，共30分，每題至少有一個選項是正確的)

1．在使用打點計時器時應(yīng)(

)

A．先接通電源，再使紙帶運動

B．先使紙帶運動，再接通電源

C．在使紙帶運動的同時接通電源

D．先使紙帶運動或先接通電源都可以

答案

A

2．下列說法正確的是(

)

A．電磁打點計時器和電火花計時器的原理基本一樣

B．電磁打點計時器和電火花計時器外接的交流電壓一樣

C．電磁打點計時器和電火花計時器外接的交流電頻率是一樣的

D．電磁打點計時器和電火花計時器打點的時間間隔都是0.02s

解析

電磁打點計時器和電火花打點計時器原理和使用方法基本一樣，所接交流電壓不同，電磁打點計時器的工作電壓為4V～6V，電火花計時器外接的電壓為220V.

答案

ACD

3．運動物體拉動穿過打點計時器的紙帶，紙帶上打下一列小點，打點計時器打下的點直接記錄了(

)

A．物體運動的時間

B．物體在不同時刻的位置

C．物體在相同時間內(nèi)的距離

D．物體在不同時間內(nèi)的位移

解析

因為打點計時器打點的時間間隔都是0.02s，所以只要數(shù)出紙帶上所打的點數(shù)，用t＝0.02s×(n－1)可以計算出物體運動的時間，選項A正確．打點計時器每打一個點與一個時刻對應(yīng)，因此，打點計時器直接記錄物體在不同時刻所在的位置，選項B正確．每兩個相鄰時間間隔一定是0.02s，但這里的相同時間可以是任意相同時間．只要測量間隔相同點數(shù)的點跡之間的距離就可以了，但是相同的時間內(nèi)的距離不一定是相同的．而物體

在不同時間內(nèi)的位移，只要經(jīng)過再一次測量與該時間段對應(yīng)的一段位移就可以知道，所以打下的點也直接記錄了物體在不同時間內(nèi)的位移，選項D正確．

答案

ABD

4．打點計時器所用的電源是50Hz的交流電，其相鄰點間的時間間隔是T，若紙帶上共打出N個點，該紙帶上記錄的時間為t，則(

)

A．T＝0.1s，t＝NT

B．T＝0.05s，t＝(N－1)T

C．T＝0.02s，t＝(N－1)T

D．T＝0.02s，t＝NT

答案

C

5．我國使用的交流電的頻率是50Hz，而美國使用的交流電的頻率為60Hz，同樣的紙帶實驗，紙帶長度、拉動紙帶的速度完全相同，在我國和美國兩地區(qū)所得到的紙帶上被打點的個數(shù)(

)

A．一樣多B．在美國多

C．在我國多D．不能確定

解析

長度、拉動速度完全相同的紙帶運動的時間出相同，頻率越高，周期越小，打下的點個數(shù)就越多．

答案

B

6．若一質(zhì)點從t=0開始由原點出發(fā)，其v-t圖象如圖所示，則該質(zhì)點(

)

A．當t＝1s時，離原點最遠

B．當t＝2s時，離原點最遠

C．當t＝3s時，回到原點

D．當t＝1s時，回到原點

解析

這是一個速度－時間圖象，故曲線與t軸所夾面積表示位移大小，所以2s末離原點最遠，4s末回到原點．

答案

BD

二、填空題(9分)

7．用接在50Hz交流電源上的打點計時器測定小車的運動情況．某次實驗中得到一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點起，每5個打印點取一個計數(shù)點，分別標明0、1、2、3、…量得0與1兩點間的距離x1=30mm，2與3兩點間的距離x2=48mm，則小車在0與1兩點間的平均速度為v1=

m/s，在2與3兩點間的平均速度v2=

m/s.據(jù)此可判定小車做_____運動．答案

0.3

0.48加速

三、計算題(11分)

8．利用速度傳感器與計算機結(jié)合，可以自動作出物體運動的圖象．某同學在一次實驗中得到運動小車的v-t圖象如圖所示，請據(jù)此回答：

(1)小車做什么樣的運動？

(2)小車運動的最大速度約為多少？

(3)小車運動的最大位移約為多少？

解析

由圖象可知，在0～8s時間內(nèi)小車做加速運動，在8～14s時間內(nèi)小車做減速運動．圖線的最大縱坐標表示小車運動的最大速度，約為0.8m/s.曲線與橫坐標軸(時間)所包圍的“面積”表示小車運動的最大位移，通過割補法處理可得，約為8.3m.

附加探究題(10分)

9．圖示是一打點計時器所打的紙帶，將直尺靠在紙帶邊，零刻度線與紙帶上打的第一個點對齊．由0到1、2、3、…點的距離分別用d1、d2、d3…表示，初時刻0到1、2、3…點的時間分別用t1、t2、t3…表示，測量出d1、d2、d3…的值并填入表中,假設(shè)打點計時器所用交流電的頻率為50Hz，在這五個時間段內(nèi)位移和時間有什么對應(yīng)關(guān)系？距離d1d2d3d4d5測量值(cm)

探究思路

直接由圖可讀出d1、d2、d3、d4、d5的值，分別是1.75cm、2.90cm、3.80cm、4.50cm、5.00cm，根據(jù)打點計時器的性質(zhì)和圖可知：t1＝0.08s，t2＝0.14s，t3＝0.20s，t4＝0.26s，t5＝0.32s，且t21＝t32＝t43＝t54＝0.06s.觀察圖知，隨著時間的延續(xù)，位移在不斷地增大，但相同時間內(nèi)發(fā)生的位移越來越小，說明物體運動得越來越慢．

課時5速度變化快慢的描述——加速度

課前導航

發(fā)令槍響的瞬間

100米決賽就要開始了，運動員已各就各位，坐在看臺上的觀眾也屏住氣息，等待發(fā)令槍響激動人心的一剎那．隨著一聲清脆的槍響，運動員像離弦的箭一樣沖出了起跑線，飛似的奔向終點．可以肯定，發(fā)令槍響的瞬間，運動員、坐在看臺上的觀眾的速度都是零．因為若槍響瞬間運動員速度不為零的話，必然是搶跑了，裁判就要判他犯規(guī)；若看臺上觀眾的速度不為零的話，看臺上的秩序就大亂了．

請你思考：

1．槍響瞬間運動員、觀眾速度都是零，但他們此時的加速度也都是零嗎？

2．你體會到了速度和加速度的區(qū)別了嗎？

基礎(chǔ)梳理

知識精析

一、理解速度、速度變化量、加速度的區(qū)別與聯(lián)系

1．含義

(1)v表示運動的快慢程度．

(2)Δv表示速度改變的多少．

(3)a表示速度改變的快慢，是速度的變化率．

2．方向：三個量都有大小也有方向，都可用“＋”、“－”表示方向．

(1)v指物體運動的方向．

(2)Δv指速度改變的方向，也是矢量，由初末速度共同決定．

(3)a與Δv的方向相同，與v的方向沒有必然關(guān)系．

4．圖象

圖5－1

(1)x－t圖象，如圖5－1所示，由斜率表示速度．①表示勻速直線運動．②表示速度越來越小的直線運動．③斜率表示A點的瞬時速度．

(2)v－t圖象，如圖5－2所示，由斜率表示加速度，由兩點縱坐標的差表示速度變化量．

圖5－2①表示加速度越來越小的加速直線運動．②斜率表示B點的加速度．

二、運動的判斷

判斷物體是加速運動還是減速運動的方法有兩個：

1．根據(jù)v－t圖象，看隨著時間的增加，速度的大小如何變化，若越來越大，則加速，反之則減速；

2．根據(jù)加速度方向和速度方向間的關(guān)系．只要加速度方向和速度方向相同，就是加速；加速度方向和速度方向相反，就是減速．這與加速度的變化和加速度的正負無關(guān)．

可總結(jié)如下：

方法指導

一、對加速度的理解

例1

甲、乙兩個物體沿同一直線向同一方向運動時，取物體的初速度方向為正，甲的加速度恒為2m/s2，乙的加速度恒為－3m/s2，則下列說法正確的是(

)

A．兩物體都做加速直線運動，乙的速度變化快

B．甲做加速直線運動，它的速度變化快

C．乙做減速直線運動，它的速度變化率大

D．甲的加速度比乙的加速度大

分析

物體做加速運動還是減速運動，取決于速度方向與加速度方向是否相同，比較加速度的大小關(guān)系時，只比較它們的絕對值，不考慮方向．

解析

因為兩物體的運動方向相同，即速度方向相同，加速度一正一負，說明加速度方向相反，兩者只有一個是做加速運動，所以選項A錯誤；加速度的負號說明加速度的方向與所取的正方向相反，比較加速度的大小時，應(yīng)比較加速度的絕對值．乙的加速度的絕對值大，所以它的速度變化快，選項B、D均錯誤；所以本題應(yīng)選C.

答案

C

變式訓練1

(1)例1中，若a甲＝－4m/s2，a乙＝3m/s2，則甲、乙兩物體將做什么運動？

(2)例1中，若規(guī)定初速度方向為負方向，且a甲＝2m/s2，a乙＝－3m/s2，則甲、乙兩物體各做什么運動？

解析

(1)由于甲物體加速度方向與速度方向相反，乙物體加速度方向與速度方向相同，故甲做減速運動，乙做加速運動．

(2)由于甲物體加速度方向與初速度方向相反，乙物體加速度方向與初速度方向相同，故甲做減速運動，乙做加速運動．

答案

(1)減速運動加速運動(2)減速運動加速運動

二、加速度與速度、速度變化量的關(guān)系

例2下列說法正確的是(

)

A．加速度為零，則速度一定為零，速度變化也為零

B．加速度越大，則速度變化也越大

C．加速度不為零，則速度越來越大

D．速度很大時，加速度可能很小

從加速度定義式可知vt－v0＝at，這說明速度的變化大小不僅由加速度決定，也同時由時間t決定．當t為定值時(t≠0)，這時速度的變化和加速度成正比，此時a越大，則(vt－v0)也越大；但如果a為定值(a≠0)，則(vt－v0)與t成正比，當t＝0時，無論a多大，(vt－v0)都為零，故選項B錯誤．加速度是矢量，它不僅有大小，還有方向．在直線運動中，當a≠0時，若a與v0同方向時(以v0方向為正)，則a>0，所以(vt－v0)>0，則物體運動速度越來越大；若a與v0反向，則a<0，所以(vt－v0)<0，此時a≠0，但速度越來越小，故選項C錯誤．物體以很大的速度做勻速直線運動時，加速度為零，所以選項D正確．

答案

D

點評

加速度表示速度變化的快慢，可用速度的變化量和變化所用時間來求得，而與速度無必然聯(lián)系．

三、加速度的求解方法

例3

列車以30m/s的速度行駛，司機發(fā)現(xiàn)前方路段給出“低速行駛”的信號，于是采取制動措施，在10s內(nèi)使列車的速度減小到10m/s，試求列車運動的加速度．

解析

要求解加速度，必須正確地求出速度的變化量Δv，必須先規(guī)定正方向，并注意初末速度的正負問題．設(shè)初速度v0的方向為正方向,則列車的初速度v0=30m/s，末速度vt=10m/s，故列車的加速度為：

變式訓練2

一只足球以10m/s的速度沿正東方向運動，運動員飛起一腳，足球以20m/s的速度向正西方向飛去，運動員與足球的作用時間為0.1s，求足球獲得加速度的大小和方向．

答案

300m/s2方向向西

四、利用圖象分析物體運動

例4

圖5－3所示為某物體做直線運動的v－t圖象．試分析物體在各段時間內(nèi)的運動情況并計算各階段加速度的大小和方向．

圖5－3

分析