新人教版物理必修一全册导学案(教师使用).doc
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1、一、 运动的描述1.1 质点、参考系和坐标系【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,称为机械运动。 是绝对的, 是相对的。2质点 研究物体运动时,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 。1物体在空间的位置随时间的变化,称为机械运动2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时
2、间变化,以及怎样变化,这种用来做参考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坐标系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,一般选取地面为参考系3选择不同的参考系描述同一物体的运动,其结果会有所不同4我们在研究物体的运动时,在某些特定情况下,可以不考虑物体的形状和大小,把它简化为一个有质量的点,称为质点,质点是一个理想化的物理模型5研究地球的自转时不能看做质点,研究地球的公转时可以看做质点.【基础训练】例1甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动;乙中乘客看甲在向下运动;丙中乘客
3、看甲、乙都在向上运动这三架电梯相对地面的运动情况不可能是()A甲向上、乙向下、丙不动B甲向上、乙向上、丙不动C甲向上、乙向上、丙向下D甲向上、乙向上、丙也向上解析电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时,是以自己所乘的电梯为参考系甲中乘客看高楼向下运动,说明甲相对于地面一定在向上运动同理,乙相对甲在向上运动,说明乙相对地面也是向上运动,且运动得比甲更快丙电梯无论是静止还是在向下运动,或者以比甲、乙都慢的速度在向上运动时,丙中乘客看见甲、乙两架电梯都会感到甲、乙是在向上运动答案A变式训练1观察图1中的烟和小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正确的是()图1A甲、乙两车一定向左运动B甲、
4、乙两车一定向右运动C甲车可能运动,乙车向右运动D甲车可能静止,乙车向左运动答案D解析图中房子相对于地面是静止的,由烟囱冒出的烟向左飘,可知此时风向向左(相对于地面而言)甲车上的旗子向左飘,则有三种可能的情况:一是甲车不动,风把小旗向左刮;二是甲车向右运动,风相对甲车向左,风把小旗向左刮;三是甲车向左运动但速度小于风速,因此风仍能把小旗向左刮对于乙车,则只有乙车向左运动并且速度大于风速时,风才能把小旗向右刮故只有选项D正确例2分析研究下列物体运动时,研究对象能当做质点的是()A沿曲线飞行在空中的足球B做花样溜冰的运动员C从斜面上滑下的物体D运动员发出的弧旋乒乓球解析足球在踢出后要在空中飞出长长的
5、弧线,足球的大小尺寸和旋转情况,相对于这么长的弧线可以忽略不计,因而可以把这时的足球当做质点花样溜冰运动员的动作复杂,既有旋转又有平移,若对运动员的动作进行技术分析,显然不能把其视为质点但若只研究运动员的滑行路线,则可以把其视为质点从斜面上滑下的木块,其各部分的运动情况都相同,故可把木块看做质点弧旋的乒乓球在转动,其各点的运动情况不同,因而不能把它看做质点答案AC变式训练2在以下的哪些情况中可将所研究的物体看成质点()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答案AC解析质点是指有质量而不
6、考虑大小和形状的物体它是我们为了研究问题的方便而引入的一种理想化模型,A、C情景中物体的大小和形状能忽略,因而可看成质点;B、D情景中所研究的问题都涉及物体的不同部分,此时的物体就不能再看成质点,否则问题将无法研究【即学即练】1关于参考系的选取,下列说法中不正确的是()A研究物体的运动,必须选定参考系B描述一个物体的运动情况时,参考系是可以任意选取的C实际选取参考系时,应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行,如研究地面上的运动时,常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系D参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体答案D解析描述一个物体的运动情况时,参考系是可以任意选取的,但对
7、于不同的参考系,物体的运动情况往往不同,实际选取参考系时,应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行2“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”这句诗表明了()A坐在地上的人是绝对静止的B坐在地面上的人相对于地球以外的其他星体是运动的C人在地球上的静止是相对的,运动是绝对的D以上说法都错误答案BC3关于质点的概念,下列叙述中正确的是()A任何细小的物体都可以看做质点B任何静止的物体都可以看做质点C在研究某一问题时,一个物体可以视为质点,那么在研究另一个问题时,该物体也一定可视为质点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答案D解析质点是为了研究问题的方便,将物体抽象成有质量而无大
8、小形状的点,一个物体可否视为质点,要看所研究问题的具体情况而定4下列关于质点的说法正确的是()A研究和观察日食时可把太阳当做质点B研究地球的公转时可把地球看做质点C研究地球的自转时可把地球看做质点D原子核很小,可把原子核看做质点答案B8一物体从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?尝试做做高考题1、(2006年全国一卷
9、23题)天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的距离为处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差t=6.0s。试估算云层下表面的高度。已知空气中的声速vkm/s解答:如图,A表示爆炸处,O表示观测者所在处,h表示云层下表面的高度。用t1表示爆炸声直接传到O处所经时间,则有d = vt1 用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所经时间,因为入射角等于反射角,故有 已知t2-t1 = t 联立、式,可得 代入数值得h = 2.0103m 2、(2009年全国一卷15题) 某物体左右两侧各有一竖直放置的平面镜,两平面镜相互平行,物体距离左镜
10、4m,右镜8m,如图所示,物体在左镜所成的像中从右向左数的第三个像与物体的距离是A.24m B.32m C.40m D.48m答案B【解析】本题考查平面镜成像.从右向左在左镜中的第一个像是物体的像距离物体8cm,第二个像是物体在右镜所成像的像,第3个像是第一个像在右镜中的像在左镜中的像距离物体为32cm.3、两地相距300米,甲乙分别从两地相向出发而行,一只小狗来回奔跑于两人之间, 甲乙速度分别是2米每秒和3米每秒,小狗速度是6米每秒。问至两人相遇时,小狗共跑了多少路程? 解答:甲乙的相遇时间是300(23)60秒小狗行走的时间等于甲乙二人的相遇时间小狗跑了660360米1.2 时间和位移【知
11、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)。2路程和位移 路程是物体运动轨迹的 ,位移是用来表示物体(质点)的 的物理量,位移只与物体的 有关,而与质点在运动过程中所经历的 无关,物体的位移可以这样表示:从 到 作一条有向线段,有向线段的长度表示位移的 ,有向线段的方向表示位移的 。3矢量和标量 既有 又有 的物理量叫做矢量,只有大小没有方向的物理量叫做 。矢量相加与标量相加遵守不同的法则,两个标量相加遵从 的法则,矢量相加的法则与此
12、不同。1时刻指的是某一瞬时,时间指的是某两个时刻之间的间隔2时刻与时间既有联系又有区别,在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间用线段表示,时刻与物体的位置相对应,表示某一瞬间;时间与物体的位移相对应,表示某一过程(即两个时刻的间隔)3路程与位移:路程是物体运动轨迹的长度,位移是用来表示物体(质点)的位置变化的物理量,位移只与物体运动的起点和终点有关,而与质点在运动过程中所经历的实际运动轨迹无关,物体的位移可以这样表示:从物体运动的起点到终点作一条有向线段,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4矢量和标量:既有大小又有方向的物理量叫做矢量,只有大小没有方向的物理量叫做标量5
13、如图1所示,一个物体沿直线从A点运动到B点,若A、B两点的位置坐标分别为xA和xB,则物体的位移为sxBxA.1标量只有大小而没有方向的物理量如:长度、质量、时间、路程、温度、功、能量等,其运算遵从算术法则2矢量有大小和方向的物理量,如位移、力、速度等,其运算法则不同于标量,将在后面学习3矢量的表示(1)矢量的图示:用带箭头的线段表示,线段的长短表示矢量的大小,箭头的指向表示矢量的方向(2)在同一直线上的矢量,可先建立直线坐标系,可以在数值前面加上正负号表示矢量的方向,正号表示与坐标系规定的正方向相同,负号则表示相反.图1【基础训练】例1在如图2所示的时间轴上标出:3 s内;第3 s内;第2个
14、2 s内;第3 s初;第2 s末;3 s初,同时判断它们是时刻还是时间,并说明理由图2解析本题考查时刻与时间之间的“点”与“段”的区别有一个小技巧可以试一下:(1)凡有“在秒内”词汇出现,多指时间“段”,指的是从0时刻开始的长度为3 s的时间“段”,指的是从0时刻起的第3个长度为1 s的时间“段”,指的是从0时刻起的第2个长度为2 s的时间 “段”;(2)凡有“初”、“末”等词汇出现,多指时刻“点”,指的是从0时刻起的第3个长度为1 s的时间“段”的起始“点”,指的是从0时刻起的第2个长度为1 s 的时间“段”的终止“点”,指的是从0时刻开始长度为3 s的时间“段”的起始“点”如图所示,与指的
15、是同一时刻答案见解析变式训练1关于时间和时刻,下列说法中正确的是()A物体在5 s时指的是物体在5 s末时,指的是时刻B物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间C物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间D第4 s末就是第5 s初,指的是时刻答案ACD解析5 s时指的是5 s末这一时刻,5 s内指的是前5 s这一段时间,第5 s内指的是4 s末到5 s末这1 s的时间,前1 s末和后1 s初是同一时刻,故第4 s末和第5 s初是同一时刻故正确选项为A、C、D.例2关于位移和路程,下列说法中正确的是()A沿直线运动的物体,位移和路程是相等的B质点沿不同的路径由
16、A到B,其路程可能不同而位移是相同的C质点通过一段路程,其位移可能是零D质点运动的位移大小可能大于路程解析沿直线运动的物体,若没有往复运动,也只能说位移的大小等于路程,但不能说位移等于路程,因为位移是矢量,路程是标量若有往复时,其大小也不相等在有往复的直线运动和曲线运动中,位移的大小是小于路程的,位移只取决于起点和终点,与路径无关,而路程是与路径有关的答案BC变式训练2如图3所示,某人沿半径R50 m的圆形跑道跑步,从A点出发逆时针跑过3/4圆周到达B点,试求由A到B的过程中,此人跑步的路程和位移图3答案235.5 m70.7 m,方向与半径AO的夹角为45解析此人运动的路程等于ACB所对应的
17、弧长,即路程L2R23.1450 m235.5 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s=2R=1.41450 m=70.7 m,位移的方向由AB,与半径AO的夹角为45例3一质点沿x轴运动,如图4所示,t1时刻质点位于x13 m处,t2时刻质点到达x25 m处,t3时刻到达x37 m处,则:(1)物体在t1到t2这段时间内位移的大小和方向如何?(2)t2到t3这段时间内位移的大小和方向如何?(3)t1到t3这段时间内位移的大小和方向如何?图4解析(1)s1x2x15(3) m8 m,方向由x1指向x2,与x轴同向 (2)s2x3x2(75) m12 m,大小为12
18、 m,方向由x2指向x3,与x轴反向(负号用来表示方向)(3)s3x3x17(3) m4 m,或s3s1s28(12) m4 m,大小为4 m,方向由x1指向x3,与x轴反向答案见解析【即学即练】1南非世界杯开幕式于2010年6月11日21时(北京时间)在约翰内斯堡举行,所有比赛历时31天以上记录时间的数据分别指的是()A时刻和时间 B时间和时刻C都是时刻 D都是时间答案A解析2010年6月11日21时指的是开幕的时刻;31天是所有比赛所用的时间,指的是时间,故A正确2关于时间和时刻,下列说法中正确的是()A时间表示较长的过程,时刻表示较短的过程B时刻对应质点的位置,时间对应质点的位移和路程C
19、1 min只能分成60个时刻D9点开会,开了2 h,11点散会,其中9点和11点指时刻,2 h指时间答案BD解析再短的时间也是一个时间间隔,时刻指一个瞬间,而不是很短的一段时间,故A错要注意1 s不等于一个时刻,1 min可以分成无数个时刻,故C错,B、D正确3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,路程描述曲线运动答案C4以下四种运动中,哪种运动位移的大小最大()A物体先向东运动4 m,接着再向南运动3 mB物体先向东运动8 m,接着再向
20、西运动4 mC物体沿着半径为4 m的圆轨道运动5/4圈D物体沿直线向北运动2 s,每秒钟通过3 m路程答案D5下图5所示,一物体从O点开始由西向东做直线运动,在第一个10 s末运动到了B点,到达B点后返回,第二个10 s末运动到了A点,第三个10 s末返回到了O点,继续前进,第四个10 s末到达C点后静止已知OA20 mAB10 m,OC20 m,图5则:(1)第一个10 s内发生的位移大小为_ m,方向向_,路程为_ m;(2)第二个10 s内发生的位移大小为_ m,方向向_,路程为_ m;(3)最前面20 s内发生的位移大小为_ m,方向向_,路程为_ m;(4)整个的40 s内发生的位移
21、大小为_ m,方向向_,路程为_ m;答案(1)30东30(2)10西10(3)20东40(4)20西80解析建立图示的一维坐标系,O点为坐标原点第一个10 s内的位移s1xBxO30 m,向东,路程s1s130 m;第二个10 s内的位移s2xAxB20 m30 m10 m,负号表示方向向西,路程s2|s2|10 m;最前面20 s内的位移s3xAxO20 m,向东,路程s3s1s240 m;整个的40 s内的位移s4xCxO20 m020 m,负号表示方向向西,路程s42()80 m.1.3运动快慢的描述-速度【知识梳理】1坐标与坐标的变化量物体沿直线运动,并以这条直线为坐标轴,这样,物体
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