【2013秋课堂教学同步】《课堂新坐标》高中物理必修一（沪科版）配套教师版文档：第1章　怎样描述物体的运动（70页）

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HK 物 理必修1
第1章　怎样描述物体的运动
1．1走近运动
(教师用书独具)
●课标要求
1．知道参考系的概念及作用．
2．知道质点的概念及条件．
3．掌握位移的概念．
4．掌握坐标系的简单应用．
5．能够区分时刻和时间间隔．
●课标解读
1．能根据参考系判断物体的运动情况．
2．掌握把实际物体看作质点的条件．
3．理解路程和位移的区别．
4．能够用坐标系表示物体运动的位置和位移．
5．知道时间和时刻的区别．
●教学地位
本节是运动学的基础，概念较多．学好本节课，理解本节的概念，能为今后的学习打好基础.
(教师用书独具)
●新课导入建议
故事导入　飞船在茫茫太空中遨游，如何描述它的运动呢？文学家、艺术家采用形象的手法：“凌云戏月游银汉，转瞬翔天过太空”，短短一两句话就勾勒出航天飞船的雄姿．诗人常用“气势磅礴”、“惊涛拍岸，卷起千堆雪”、“奔流疑激电，惊浪似浮霜”等诗词来描述江水的运动．画家则运用简笔画加线条来描述汽车的运动．那么科学家怎样描述物体的运动呢？
●教学流程设计
课前预习安排：1.通读教材.2.填写【课前自主导学】 步骤1：导入新课(本节教学地位分析) 步骤2：提问：检查预习效果 步骤3：a.完成“探究1”可变换角度更改或补充例题启发学生理解探究内容．b.完成【迁移应用】．c.也可联系【当堂双基达标】的相关内容

步骤6：先由学生总结本节内容，教师点评并小结，布置课下完成【课后知能检测】 步骤5：指导学生完成【当堂双基达标】并检查学习效果，进行个别指导(此项内容也可融合在课堂互动探究中) 步骤4：同步骤3但要变换形式，改变方法完成“探究2、3、4”
课　标　解　读 重　点　难　点
1.能根据参考系判断物体的运动情况．2.知道质点的概念，掌握把实际物体能否简化为质点的方法．3.理解路程和位移的区别．4.能够用坐标系表示物体运动的位置和位移．5.知道时间和时刻的区别. 1.把物体看作质点的条件．(重点) 2.位移的概念．(重点)3.质点模型的条件判断．(难点)4.位移与路程的区别．(难点)
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怎样判断动与静
1.基本知识
(1)参考系：描述物体运动时，需要选取另外一个物体作为标准，这个作为标准的物体，叫做参考系．
(2)意义：观察被研究的物体相对于参考系的位置是否随时间变化以及如何变化．
(3)参考系的选取：同一个物体的运动，选取不同的参考系，所得出的结果可能是不同的．
2．思考判断
(1)参考系必须选择地面．(×)
(2)研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的．(×)
(3)选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同．(√)
图1－1－1
3．探究交流
“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，是电影《闪闪的红星》中的两句歌词．这其中分别描述了两种运动情景．
它们分别是以什么为参考系的？
【提示】　“小小竹排江中游”是以两岸为参考系，而“巍巍青山两岸走”是以竹排为参考系.
怎样对物体进行简化
1.基本知识
(1)质点：用来代替物体的有质量的点．
(2)物体简化为质点的条件
在研究物体的运动时，可以不考虑_物体的大小和形状，或者物体上各点的运动情况完全相同．
2．思考判断
(1)质量很小的物体都可看成质点．(×)
(2)不论物体的质量多大，只要物体的尺寸对所研究的问题的影响可以忽略时，就可以看成质点．(√)
(3)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．(×)
3．探究交流
如图1－1－2所示的花样滑冰运动员正在溜冰场上高速滑行，他们时而雄鹰展翅，时而空中翻腾，优美的动作换来观众们的阵阵喝彩，甲观众说滑冰运动员可以看做质点，乙说他们不能看做质点，你认为甲、乙观众谁说得对？根据什么判定物体能否被看做质点？
【提示】　甲、乙说得都不对．在花样滑冰情景中若研究两运动员在某段时间内的位移则可看做质点，若研究花样动作则不能看做质点．能否被看做质点要看具体情景中研究具体问题中物体的形状和大小能否被忽略，若能忽略就能被看做质点，不能忽略，则不能被看做质点.
位移与路程有什么不同
1.基本知识
(1)位移：从初位置指向末位置的一根有向线段．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．
(2)路程：物体运动轨迹的长度，只有大小，没有方向．
(3)用坐标表示位置和位移：如果物体沿直线运动，即一维运动时，只需用一个坐标就可以确定物体的位置；当物体在平面上运动，即二维运动时，需采用两个坐标来确定它的位置；当物体做空间运动，即三维运动时，需采用三个坐标来确定它的位置．
2．思考判断
(1)出租车司机按位移大小收费．(×)
(2)列车里程表中标出的北京到天津122 km，指的是列车从北京到天津的路程．(√)
(3)李强向东行进5 m，张伟向北行进也5 m，他们的位移不同．(√)
3．探究交流
小明从家到学校和从学校到家走的是同一条路线，他通过的路程相同吗？位移大小相同吗？位置变化相同吗？
【提示】　通过的路程相同，位移大小相同．位置变化不同，第一次是从家到学校，而第二次是从学校到家，即位置变化方向不同.
时间和时刻有什么不同
1.基本知识
(1)时刻：时光流逝过程中的每一瞬间，它没有长短．
(2)时间：两个时刻之间的间隔，即时间轴上两点之间的线段长度．
2．思考判断
(1)一节课45分钟指的是时刻．(×)
(2)飞机8点40分从上海起飞，10点05分降落到北京分别指的是两个时间间隔．(×)
(3)2012年1月9日19时32分在太原卫星发射中心成功发射“一箭双星”，9日19时32分指的是时刻．(√)
3．探究交流
老张起床后外出进行晨练，在公园里碰见朋友老李．“早来了，老李，练了多长时间了？”“十分钟左右吧，现在是什么时间？”老李说．“大约六点．”老张回答．对话中的两个“时间”是时间间隔还是时刻？
【提示】　第一个“时间”为时间间隔，第二个“时间”为时刻.
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对参考系的理解
【问题导思】　
1．运动的物体能否作为参考系？
2．选择不同的参考系描述同一物体的运动，结果一般不同，那么应如何选取参考系？
1．研究物体的运动时一定要选参考系
物体的运动都是相对参考系而言的，一个物体是否运动，怎样运动，决定于它相对所选参考系的位置是否变化、怎样变化．同一个物体选取不同的参考系，其运动情况往往不同，如路边的树木，若以地面为参考系，是静止的，若以向前行驶的汽车为参考系，树木是向后倒退的，这就是我们坐在车里前进时看到树木向后倒退的原因．
2．选取参考系的原则
(1)参考系的选取是任意的，在实际问题中，参考系的选取原则应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则．
(2)研究地面上物体的运动时，一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系，此时参考系可以省略不写．
(3)要比较不同物体的运动情况时，必须选择同一个参考系．
1．在研究物体的运动情况时，如果一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的．
2．在解题过程中如果选地面为参考系可以不指明，但选其他物体作为参考系时必须指明．
　A、B两辆汽车在一条东西方向的公路上向东行驶，A速度为6 m/s，B速度为10 m/s.
(1)若以A为参考系，B的速度多大？方向如何？
(2)若以B为参考系，A的速度多大？方向如何？
(3)以A或B为参考系，地面的运动情况如何？
【审题指导】　解答该题应把握以下两点．
(1)A、B两物体均向东行驶(参考系均为地面)．
(2)选取某物体为参考系就意味着认为该物体静止．
【解析】　(1)以A为参考系，B的速度大小为4 m/s，方向向东．
(2)以B为参考系，A的速度大小也为4 m/s，方向向西．(也可以说成A的速度为－4 m/s，方向向西．)
(3)以A为参考系，地面的运动速度方向向西，大小为6 m/s；以B为参考系，地面的运动速度方向也是向西，大小为10 m/s.
【答案】　见解析
1．(2012·西安高一检测)观察图1－1－3中的烟和小旗，关于甲、乙两辆车相对于房子的运动情况，下列说法正确的是(　　)
A．甲、乙两车一定向左运动
B．甲、乙两车一定向右运动
C．甲车可能运动，乙车可能向右运动
D．甲车可能静止，乙车一定向左运动
【解析】　以房子为参考系，烟向左飘，故风向左吹．乙车的小旗向右飘，显然不是风吹的结果，是乙车向左运动且运动速度大于风速的结果．甲车的小旗向左飘，可能是甲车静止，只有风吹的结果，还有可能甲车向右运动，风和车共同作用的结果；若甲车向左运动，只要车速小于风速，也会使小旗向左飘，故D正确．
【答案】　D
正确理解质点
【问题导思】　
1．为什么要把物体看做质点这样的理想化模型？
2．一物体在某一运动中能看成质点，那么该物体在其他运动中也一定能看成质点吗？
1．质点具有哪些特点
(1)质点是用来代替物体的有质量的点，其突出的特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小、形状、体积，与几何中的“点”有本质的区别．
(2)是实际物体的一种高度抽象，实际中并不存在，是一种“理想化模型”．
2．实际物体可看做质点的条件
(1)当物体的大小和形状对所研究的问题不起主要作用，其影响可以忽略不计时，就可以把物体当成质点．
(2)平动的物体在有些情况下可视为质点．如研究从斜面上滑下来的木块的运动．
(3)物体有转动，但相对于平动而言可以忽略其转动时，可把物体视为质点．如汽车在行驶时，虽然车轮有转动，但我们研究的是车辆整体的运动快慢，因此可将汽车视为质点．
3．物理模型的理解
(1)物理模型是在物理研究中，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的．是经常采用的一种科学研究方法，质点就是典型的物理模型之一．
(2)物理模型作为一种理想模型，是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在．
　在研究以下四种情况中所提出的问题时，所涉及到的对象可看作质点的是(　　)
【审题指导】　(1)确定各图中问题的性质，即确定要关注的要素(大小、形状)．
(2)假设物体的形状、大小被忽略，对研究问题是否有影响，有影响不可看做质点，无影响可看做质点．
【解析】　绕太阳公转时，地球的大小远小于地球到太阳的距离，符合看成质点的条件，火车进站时间是从车头进站开始到车尾进站为止，不能将火车看成质点，花样滑冰运动员比的是身体各部分的动作及协调性等方面，不能将其看成质点，要研究刘翔跨栏的姿势(即身体各部分的位置及协调性)，显然不能将其视为质点，选A.
【答案】　A
2. (2012·陕西师大附中高一检测)2011年11月1日，我国用“CZ－2F”遥八运载火箭在酒泉卫星发射中心将“神舟八号”飞船发射升空，之后经5次变轨，于11月3日凌晨1时36分与“天宫一号”目标飞行器在距地面343 km高处成功交会对接，两个航天器上演了首次“太空之吻”紧紧连接成一个组合体，以优美的姿态飞行在茫茫太空中．在下列说法中，运载火箭或组合体可以看做质点的是(　　)
A．火箭升空约150 s时距地面高度52 km
B．分析助推器与火箭的分离过程时
C．研究“神舟八号”与“天宫一号”的交会对接过程
D．“神舟八号”与“天宫一号”的组合体在距地面343 km高处绕地球飞行
【解析】　确定火箭距地面的高度时，其形状和大小的影响可以忽略，A正确；分析助推器与火箭的分离过程以及“神舟八号”与“天宫一号”的交会对接过程时，其形状和大小的影响不能忽略，B、C错误；组合体在距地面343 km高处绕地球飞行时，其形状和大小的影响可以忽略，D正确．
【答案】　AD
路程和位移的理解
【问题导思】　
1．一个物体的位移为零，其路程也一定为零吗？
2．路程越大，位移也越大吗？
1．对位移概念的理解
位移是描述质点位置变化的物理量，是从初始位置指向末位置的有向线段，既有大小，又有方向，有向线段的长度表示位移的大小，有向线段方向表示位移的方向，它是一个与运动路径无关，仅由初末位置决定的物理量．
2．位移与路程的比较
项目 路程 位移
不同点
含义 描述物体运动路径(或轨迹)长短的物理量，与物体的运动路径有关 描述物体位置变化的物理量，与物体的运动路径无关
标矢性 只有大小没有方向 既有大小又有方向
相同点
单位 国际单位制中都是米(m)
大小 若物体做单方向的直线运动，则位移的大小等于路程
　一个皮球从5 m高的地方落下，若碰到地面后又反弹起1 m高，则皮球通过的路程是多少？皮球的位移又是多少？若皮球经过一系列碰撞后，最终停在地面上，则在整个运动过程中皮球的位移又是多少？
【审题指导】　计算位移时，只需关注物体的初、末两位置；而计算路程时必须关注物体的运动过程．
【解析】　如图所示，皮球从5 m高的地方落下，碰到地面后又反弹起1 m高，则皮球通过的路程是5 m＋1 m＝6 m；皮球运动到了初始位置下方5 m－1 m＝4 m处，故皮球位移的大小等于4 m，方向竖直向下．若皮球经过一系列碰撞后，最终停在地面上，则皮球运动到了初始位置下方5 m处，故皮球位移的大小等于5 m，方向仍是竖直向下．
【答案】　6 m　4 m　5 m
3．关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是(　　)
A．位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向
B．位移的大小不会比路程大
C．路程是标量，即位移的大小
D．当质点做直线运动时，路程等于位移的大小
【解析】　位移是矢量，是从初位置指向末位置的有向线段，不一定与质点运动方向相同，如物体做曲线运动时质点各个时刻的运动方向与位移的方向不同，所以A错；只有在单方向直线运动中，位移的大小才等于路程，因此路程和位移的大小关系是：路程大于或等于位移的大小，所以B对，C、D错．
【答案】　B
综合解题方略——平面内路程和位移的计算方法
图1－1－5
　图1－1－5为400 m的标准跑道，直道部分AB、CD的长度均为100 m，弯道部分BC、DA是半圆弧，其长度也为100 m．A点为200 m赛跑的起点，经B点到终点C.求：
(1)200 m赛跑的路程和位移；
(2)跑至弯道BC的中点P时的路程和位移．(结果保留一位小数)
【规范解答】　(1)在200 m赛跑中，200 m指路径的长度，即路程是200 m；
位移是从起点A指向终点C的有向线段，因BC是半圆弧，则直径d＝ m≈63.7 m，
故位移的大小．
AC＝≈118.6 m.
(2)跑至弯道BC的中点P时，路程是
s＝AB＋＝100 m＋50 m＝150 m；
位移的大小
AP＝≈135.6 m
方向由A指向P.
【答案】　(1)200 m　118.6 m，方向由A指向C
(2)150 m　135.6 m，方向由A指向P.
位移与路程的关系
位移与路程永远不可能相同．因为位移是矢量，既有大小又有方向；而路程是标量，它只有大小没有方向．两者的运算法则有很大不同．位移大小与路程可能相等，一般情况下，位移大小都要小于路程，只有当物体做单向直线运动时，位移大小与路程相等．
【备选例题】(教师用书独具)
关于时间和时刻，下列说法正确的是(　　)
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
【审题指导】　解答该题可按以下流程
画出时间轴标注点：时刻线段：时间
【解析】　画时间轴如图所示，5s时指的是5 s末这一时刻，5 s内指的是0～5 s这一段时间，第5 s内指的是在4 s末到5 s末这1 s的时间，第4 s末和第5 s初是同一时刻，故选A、C、D.
【答案】　ACD
走近运动质点概念物体能否看成质点的条件参考系概念运动的相对性选取原则位移和路程定义用坐标表示位置和位移区别时间和时刻定义区别
【备课资源】(教师用书独具)
理想模型
理想模型是为了便于研究而建立的一种高度抽象的理想物体，实际的物体都是具有多种属性的，但是，当我们针对某种目的，从某种角度对某一物体进行研究时，有许多对研究问题没有直接关系的属性和作用就可以忽略不计．例如，我们从力学角度研究引力作用下物体的运动时，只需考虑质量这一最重要的属性，其他因素均可略去．对于具有一定质量的物体，我们假设其质量集中在物体的质量中心，便抽象出质点模型．
质点是力学中的一个基本概念，只要我们所考虑的运动仅涉及物体的位置移动，并且所涉及的空间尺度比物体自身的尺度大得多时，都可以用质点模型来代替所研究的物体．在上述条件下，不但微观世界中的电子、质子、中子等基本粒子可以看做质点，地球上的各种生物和其他物体可用质点模型来代表，就是恒星、行星等各种天体，也可以看做质点．
作为科学抽象的结果，理想模型也是一种科学概念，广泛应用在各门科学中，例如，数学上所研究的不占有任何空间的“点”，没有粗细的“线”，没有厚度的“面”；物理学中所研究的“理想的摆”(单摆)，忽略分子本身体积和分子间作用力的“理想气体”，不考虑其大小的“点电荷”等；在化学和生物学中也有类似的理想模型．这些理想模型都是以客观存在为原型的．作为抽象思维的结果，它们也是对客观事物的一种反映．在自然科学的研究中，理想模型的建立，具有十分重要的意义，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的；不可能一下子把它们认识清楚，引入理想模型的概念，可以使问题的处理大为简化，从而便于人们去认识和掌握它们．
参考系
质点的机械运动表现为质点的位置随时间变化．质点的位置是相对于一定的参考系说的，参考系是指选来作为研究物体运动依据的一个三维的、不变形的物体(刚体)或一组物体，并在参考体上选取不共面的三条相交线作为标架，再加上与参考体固连的时钟，即参考系包括参考体、标架和时钟，习惯上我们把参考体简称为参考系，为了定量地描述物体的运动，我们在参考系上还要建立坐标系．
从运动学角度看，参考系可以任意选取．对一个具体的运动学问题，我们一般从方便出发选取参考系以简化物体运动的研究．古代研究天体的运动时，很自然以地球为参考系．托勒密的“地心说”用本轮、均轮解释行星的运动．哥白尼用“日心说”解释行星运动时，也要用本轮和均轮．从运动学角度看，“地心说”和“日心说”都可以同样好地描述行星的运动．但从研究行星运动的动力学原因的角度看，“日心说”开通了走向真理的道路．开普勒在“日心说”的基础上，把行星的圆周运动改变为椭圆运动从而扔掉了本轮、均轮的说法，并在观测的基础上建立了行星运动三定律，作出了重要的贡献．
牛顿进一步揭露了开普勒三定律的奥秘，建立了万有引力定律，概括出“万有引力”的概念．我们应该注意，从运动学看，所有参考系都是平权的，选用参考系时只考虑分析解决问题是否简便．从动力学看参考系可分为惯性参考系和非惯性参考系两类，牛顿定律等动力学规律只对惯性参考系成立，对不同的非惯性参考系要应用牛顿定律需引入相应的惯性力修正.
(对应学生用书第4页)
1．(2012·银川高一检测)下列有关运动的描述中，参考系的选取符合描述的是(　　)
A．诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的
B．“钱塘观潮时，观众只觉得潮水扑面而来”，是以“潮水”为参考系的
C．“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的
D．升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的
【解析】　A、B、D选项分别以静止的山、观众、旗杆为参考系，应选C.
【答案】　C
2．第26届世界大学生运动会于2011年8月12日在深圳开幕，本届运动会共设24个竞赛项目，有306个竞赛小项，为历届之最．中国夺75金创造新纪录，下列几种比赛项目中的研究对象可视为质点的是(　　)
A．在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时
B．帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时
C．跆拳道比赛中研究运动员的动作时
D．铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时
【解析】　逐项分析如下
选项 诊断 结论
A 支撑杆从插在地面某点到把运动员送过横杆过程中，不能忽略其长度、形状 ×
B 帆船的大小在确定帆船在大海中的位置时可忽略 √
C 跆拳道比赛中运动员的肢体动作是不能忽略的 ×
D 忽略铅球的形状、大小不影响所研究的问题 √
【答案】　BD
3．(2012·宝鸡高一检测)如图1－1－6所示，一物体沿3条不同的路径由A运动到B，则沿3条路径运动时的位移关系是(　　)
A．沿1较大　　　　　　B．沿2较大
C．沿3较大 D．都一样大
【解析】　物体沿三条路径运动的初、末位置相同，故位移相等．
【答案】　D
4．如图1－1－7所示为时间轴，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是(　　)
图1－1－7
A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初，也可以称为2 s内
B．t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内
C．t0～t2表示时间间隔，称为最初2 s内或第2 s内
D．tn－1～tn表示时间间隔，称为第(n－1)s内
【解析】　时刻和时间间隔分别对应于时间轴上的一个点和一段线段．tn是时刻，可表述为第n s末或第(n＋1)s初；n s内不等于第n s内，n s内是指从0～n s末共n s的时间；第n s内是指从(n－1) s末至n s末共1 s的时间，故A、C、D均错，B正确．
【答案】　B
5．如图1－1－8所示，一个物体从A运动到B，又从B运动到C，A、B、C、三点的位置坐标分别为xA＝3 m，xB＝－4 m，xC＝－1 m，试分析求出物体从A到B，从B到C，从A到C的位移．
图1－1－8
【解析】　三个过程的位移分别为：
从A到B时
s1＝xB－xA＝－4 m－3 m＝－7 m
从B到C时
s2＝xC－xB＝－1 m－(－4)m＝3 m
从A到C时
s3＝xC－xA＝－1 m－3 m＝－4 m
正号表示位移的方向与x轴的正方向相同，负号表示位移的方向与x轴的正方向相反．
【答案】　－7 m　3 m　－4 m
1．以下说法正确的是(　　)
A．参考系就是不动的物体
B．任何情况下，只有地球才是最理想的参考系
C．不选定参考系，就无法研究某一物体是怎样运动的
D．同一物体的运动，选不同的参考系可能有不同的观察结果
【解析】　参考系的选择是任意的，可以是静止的，也可以是运动的，所以A项不对；由参考系的选取条件知B不对．
【答案】　CD
2．以下情景中，物体可看成质点的是(　　)
A．正在进行跳水比赛的运动员
B．在奥运比赛中，乒乓球运动员打出的旋转球
C．研究“神舟八号”飞船从地球到太空的飞行速度
D．用GPS确定航空母舰在大海中的位置
【解析】　A、B选项中所研究的问题与物体的形状有关，不能看成质点．
【答案】　CD
3．(2012·南平高一期末)关于路程和位移的关系，下列说法正确的是(　　)
A．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就是位移
B．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程等于位移的大小
C．物体通过的路程不为零，位移也一定不为零
D．物体的位移为零，路程也一定为零
【解析】　位移是有向线段，是矢量，而路程是标量，二者是不同概念，A错．当物体做单向直线运动时，位移大小与路程相等，B正确．位移大小和路程无直接关系，路程不为零，但可能是运动物体又回到出发点，位移为零，即C、D均错．
【答案】　B
4．下列说法表示同一时刻的是(　　)
A．第2 s末和第3 s初　　　B．前3 s内和第3 s内
C．第3 s末和第2 s初 D．第1 s内和第1 s末
【解析】　同一时刻在时间轴对应同一个点，所以仅选项A正确．
【答案】　A
5．关于坐标系，下列说法正确的是(　　)
A．建立坐标系是为了定量描述物体的位置和位置变化
B．坐标系都是建立在参考系上的
C．坐标系的建立与参考系无关
D．物体在平面内做曲线运动，需要用平面直角坐标系才能确定其位置
【解析】　坐标系是建立在参考系上的，是用来定量描述物体的位置及位置变化的，A、B正确，C错误；做直线运动的物体的描述需建立一维直线坐标系，做平面曲线运动时需要建立平面直角坐标系，D正确．
【答案】　ABD
6．下列情况中的物体，哪些可以看作质点(　　)
A．研究从北京开往上海的一列火车的运动速度
B．研究汽车运动时的后轮
C．体育教练员研究百米跑运动员的起跑动作
D．研究自转时的地球
【解析】　物体能看做质点的条件是，物体的大小和形状对研究的问题可以忽略，研究火车从北京到上海的速度时，其形状和大小为次要因素可忽略，A正确，而汽车后轮的运动，运动员起跑及地球自转．各物体的形状和大小均不能忽略，而不能看做质点．
【答案】　A
7．(2012·石嘴山高一检测)从水平匀速航行的飞机上抛出物体，地面上的观察者以地面作为参考系，观察被投下的物体的运动，则下列说法中正确的是(　　)
A．物体是竖直下落的，其位移的大小等于飞机的高度
B．物体是沿着曲线下落的，其位移的大小等于飞机的高度
C．物体是沿着曲线下落的，其位移的大小等于路程
D．物体是沿着曲线下落的，其位移的大小小于路程
【解析】　地面观察者看到物体沿着曲线下落，从抛出点指向落点的有向线段为位移，而位移的大小小于其轨迹长度，由此知D正确．
【答案】　D
8．某人在t＝0时开始从出发点沿直线向东走，第1 s内走1 m，以后每一秒内比前一秒多走1 m，则(　　)
A．第3 s末，人距出发点6 m
B．第4 s初，人距出发点10 m
C．第3 s内，人通过的距离为6 m
D．4 s内，人通过的距离为10 m
【解析】　第1 s内位移为1 m，第2 s内为2 m，第3 s内为3 m，第4 s内为4 m．3 s内其位移为6 m,4 s内路程为10 m，故A、D正确．第4 s初，即3 s末，人距出发点6 m，B错．第3 s内，人通过的距离为3 m，而不是6 m，C错误．
【答案】　AD
图1－1－9
9．公路上向右匀速行驶的汽车，如图1－1－9所示，经过一棵椰子树附近时，恰有一颗椰子从上面自由落下，下图是椰子的运动轨迹，则地面上静止的观察者看到的椰子的运动轨迹是________，车中人以车为参考系看到的椰子的运动轨迹是________．
【解析】　椰子树相对地面是静止的，地面上静止的人看到椰子应是竖直向下的直线运动，轨迹应为C；车向右匀速行驶，车中的人看到的椰子除向下落外，相对车还具有向左的速度，故其轨迹应为A.
【答案】　C　A
10．一质点绕半径为R的圆圈运动了一周，则其位移大小为________，路程是________，若质点运动了1周，则其位移大小为________，路程是________，此运动过程中最大位移是________，最大路程是________．
【解析】　质点绕半径为R的圆圈运动一周，位置没有变化，位移是0，走过的路程是2πR；质点运动1周，设从A点开始逆时针运动，则末位置为C，如图所示，其位移为由A指向C的有向线段，大小为R，路程即轨迹的总长，为1个周长，即πR；此运动过程中位移最大是由A到B时，最大位移是2R，最大路程为πR.
【答案】　0　2πR　R　πR　2R　πR
11．对于在平面上运动的物体，例如百米赛场上奔跑的运动员，要描述运动员的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如要描述空中飞翔的雄鹰的位置，又应怎样建立坐标系？
【解析】　(1)描述运动员的位置时，可以以赛场中央为坐标原点，向东为x轴正方向，向北为y轴正方向，建立水平面内的直角坐标系，这样就可以准确地描述运动员的位置了．例如，如图所示，某时刻运动员的坐标为(4 m，－6 m)，说明运动员在赛场中央东侧4 m、偏南6 m的地方．
(2)描述雄鹰的位置时，则需要确定一点(如观察者所在的位置)为坐标原点，建立三维直角坐标系来描述．
【答案】　见解析
图1－1－10
12．如图1－1－10所示，一根长0.8 m的杆，竖直放置，今有一内径略大于杆直径的环，从杆的顶点A向下滑动，向下为正方向，
(1)取杆的下端O为坐标原点，图中A、B两点的坐标各是多少？环从A到B的过程中，位置变化了多少(OB间距离为0.2 m)
(2)取A端为坐标原点，A、B点的坐标又是多少？环从A到B的过程中位置变化了多少？
(3)由以上两问可以看出，坐标原点的不同是对位置坐标还是对位置变化有影响？
【解析】　(1)由于杆长0.8 m，OB为0.2 m，题目给出坐标系向下为正方向，故以O点为坐标原点，A、B的坐标分别为xA＝－0.8 m，xB＝－0.2 m．由A到B位置变化为xB－xA＝－0.2 m－(－0.8) m＝0.6 m.
(2)由题意知，AB长为0.6 m，以A为原点，A、B两点的坐标分别为xA＝0，xB＝0.6 m．A到B位置变化为xB－xA＝0.6 m－0＝0.6 m.
(3)坐标原点选的不同，同一位置的坐标不同，但位置变化相同．
【答案】　(1)xA＝－0.8 m　xB＝－0.2 m
xB－xA＝0.6 m
(2)xA＝0　xB＝0.6 m
xB－xA＝0.6 m
(3)坐标不同　位置变化相同1.2怎样描述运动的快慢
(教师用书独具)
●课标要求
知道什么是匀速直线运动．
2．理解速度和平均速度的概念．
3．知道速度不仅有大小还有方向．
●课标解读
1．理解匀速直线运动的物理意义．
2．能运用速度公式解决实际问题．
3．理解平均速度的物理含义，会求某段时间内的平均速度．
●教学地位
高中学习的速度概念较之初中所学的速度有了很大的提升，对学生来说是比较困难的，速度的方向性问题是本节的重点，速度概念是运动学的基础，也是贯穿运动学的重要概念之一.
(教师用书独具)
●新课导入建议
故事导入　为了推动我国田径事业的发展，四川省曾举办过一次100 m飞人挑战赛．有8名世界短跑名将参加角逐，其中包括我国的李雪梅和美国的琼斯，最终琼斯夺得冠军．我们知道百米赛跑分为起跑、途中跑和冲刺三个阶段，李雪梅的途中跑阶段比琼斯的起跑阶段跑得快，但我们都说琼斯比李雪梅跑得快，这是为什么？
通过本节课学习，我们就可以给出合理的评判标准．
●教学流程设计
课前预习安排：1.通读教材.2.填写【课前自主导学】 步骤1：导入新课(本节教学地位分析) 步骤2：提问：检查预习效果 步骤3：a.完成“探究1”可变换角度更改或补充例题启发学生理解探究内容．b.完成【迁移应用】．c.也可联系【当堂双基达标】的相关内容

步骤6：先由学生总结本节内容，教师点评并小结，布置课下完成【课后知能检测】 步骤5：指导学生完成【当堂双基达标】并检查学习效果，进行个别指导(此项内容也可融合在课堂互动探究中) 步骤4：同步骤3但要变换形式，改变方法完成“探究2”
课　标　解　读 重　点　难　点
1.知道速度是表示物体运动快慢和方向的物理量，明确速度的计算公式、符号和单位．2.理解平均速度的概念，会用公式计算物体运动的平均速度．3.体会比值法定义物理量的方法. 1.速度概念的建立．(重点) 2.速度的比值定义法的理解．(重点)3.速度方向性的理解．(难点)
(对应学生用书第5页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
什么叫速度
1.基本知识
(1)匀速直线运动：物体沿直线运动，在相等的时间内通过的位移相等的运动．
(2)速度：
①定义：物体通过的位移s跟发生这段位移所用时间t的比值_．
②公式：v＝.
③单位：米每秒，符号为m/s.
④ 物理意义：描述物体_运动快慢的物理量．
⑤特点：速度不仅有大小，还具有方向．
2．思考判断
(1)速度方向就是物体的运动方向．(√)
(2)位移的方向和速度的方向一定不同．(×)
(3)匀速直线运动的速度方向是不变的．(√)
3．探究交流
有甲、乙两个物体，甲运动的位移大于乙运动的位移，甲的速度一定大于乙的速度吗？
【提示】　物体的速度是由物体发生的位移和所用的时间共同决定的，如果位移大，但所用的时间长，速度不一定大，所以甲的速度不一定大于乙的速度.
平均速度
1.基本知识
(1)定义：运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值．
(2)定义式：＝
2．思考判断
(1)平均速度是粗略表示物体运动快慢的物理量．(√)
(2)平均速度就是速度的平均值．(×)
(3)平均速度与一段时间(或一段位移)对应．(√)
3．探究交流
甲、乙两人同时从同一地点A出发，沿着不同的路线同时到达另一地点B，请问此过程甲、乙两人的平均速度相同吗？
【提示】　相同．平均速度等于位移与时间的比值，甲乙两人的位移和时间都相同，故甲、乙两人的平均速度相同.
(对应学生用书第5页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
对匀速直线运动和速度的理解
【问题导思】　
1．相等时间内位移相等的运动一定是匀速直线运动吗？
2．速度的方向和位移的方向是什么关系？
1．匀速直线运动
(1)匀速直线运动是一种理想化的运动模型，在实际物体的运动中几乎不存在．
(2)匀速直线运动中的“相等时间”是指任意选取的相等时间．
2．速度
(1)大小：速度v＝，即v是位移s对时间t的变化率，其大小为单位时间内位移的大小，与位移大小及时间的长短无关，反映了位移s对时间变化的快慢．
(2)方向：位移是矢量，时间是标量，因此速度也是矢量，其方向与位移方向相同．
1．做匀速直线运动的物体，速度大小不变，方向也不变．
2．速度的正负不表示大小，只表示方向．
　天空中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d＝3.0 km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Δt＝6.0 s．试估算云层下表面的高度．已知空气中的声速v＝ km/s.
【审题指导】　此题考查理解能力和实际应用能力，应该先找到两种情况下声音传播的路程，然后利用速度公式求出时间，再由时间关系列方程求解．
【解析】　如图所示，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处所用时间，则有d＝vt1……①，
用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所用时间，因为反射角等于入射角，故有
2＝vt2……②，
已知t2－t1＝Δt……③，
联立①②③式，可得h＝.
代入数值得h＝2.0×103 m.
【答案】　2.0×103 m
1．甲、乙两质点在同一直线上运动，设向右为正方向，若甲质点的速度为－2 m/s，乙的速度为＋4 km/h，则下列说法正确的是(　　)
A．甲质点的速度大于乙质点的速度
B．乙质点的速度大于甲质点的速度
C．这里的正、负号同数学中的正、负号意义完全相同
D．因甲、乙质点运动方向不同，无法比较其速度大小
【解析】　v甲＝－2 m/s表示速度的大小为2 m/s ，方向与选取的正方向相反；v乙＝＋4 km/h＝＋ m/s ，表示速度的大小为 m/s ，方向沿正方向．“＋、－”代表方向．所以选项A正确，BCD错误．
【答案】　A
综合解题方略——平均速度的计算
　某物体沿一条直线运动：
(1)若前一半时间内的平均速度为v1，后一半时间内的平均速度为v2，求全程的平均速度．
(2)若前一半位移的平均速度为v1，后一半位移的平均速度为v2，全程的平均速度又是多少？
【审题指导】　依据公式＝，确定出全程对应的Δx和Δt.然后求解．
【规范解答】　(1)设全程所用的时间为t，则由平均速度的定义知：
前一半时间内的位移为Δx1＝v1·，
后一半时间内的位移为Δx2＝v2·，
全程即时间t内的位移为Δx＝Δx1＋Δx2＝(v1＋v2)，
则全程的平均速度为＝＝(v1＋v2)．
(2)设全程位移为x，由平均速度定义知：
前一半位移所用时间为t1＝＝，
后一半位移所用时间为t2＝＝，
全程所用的时间为t＝t1＋t2＝＋＝，
则全程的平均速度为＝＝.
【答案】　(1)(v1＋v2)　(2)
求平均速度的方法
1．公式法：求平均速度时一定要紧扣其定义式，分别确定位移和时间；
2．分段法：将全程时间分段时，应先求出各时间段内的位移；将全程位移分段时，应先求出完成各段位移所用时间．
怎样描述运动
的快慢速度匀速直线运动速度的定义平均速度定义物理意义
【备课资源】(教师用书独具)
我们行动得有多快？
优秀的径赛运动员跑完1 500 m，大约需要3 min 35 s(1978年的世界纪录是3 min 32.2 s)．如果想把这个速度跟普通步行速度——每秒钟1.5 m——作一个比较，必须先做一个简单的计算．计算的结果告诉我们，这位运动员跑的速度竟达到每秒钟7 m之多．当然，这两个速度实际上是不能够相比的，因为步行的人虽然每小时只能走5 km，却能连续走上几小时，而运动员的速度虽然很高，却只能够持续很短一会儿．
步兵部队在急行军的时候，速度只有赛跑的人的三分之一；他们每秒钟走2 m，或每小时走7 km多些，但是跟赛跑的人相比，他们的长处是能够走很远很远的路程．
图教1－2－1
假如我们把人的正常步行速度去跟行动缓慢的动物像蜗牛或者乌龟的速度相比，那才有趣哩．蜗牛这东西，确实可以算是最缓慢的动物：它每秒钟一共只能够前进1.5 mm，也就是每小时5.4 m——恰好是人步行速度的千分之一！另外一种典型的行动缓慢的动物，就是乌龟，它只比蜗牛爬得稍快一点，它的普通速度是每小时70 m.
人跟蜗牛、乌龟相比，虽然显得十分敏捷，但是，假如跟周围另外一些行动还不算太快的东西相比，那就又当别论了．是的，人可以毫不费力地追过大平原上河流的流水，也不至于落在中等速度的微风后面．但是，如果想跟每秒钟飞行5 m的蜻蜓来较量，那人就只有用雪橇在雪地上滑溜的时候，才能够追得上．至于想追过一只野兔或是猎狗的话，那么人即使骑上快马也办不到．如果想跟老鹰比赛，那么人只有一个办法：坐上飞机．
人类发明了机器，这就成了世界上行动最快的一种动物.
(对应学生用书第6页)
1．沿直线运动的物体，第1 s内的位移是2 m, 第3 s内的位移是2 m．则物体的运动是(　　)
A．变速的 　B．匀速的
C．加速的 D．可能是变速的
【解析】　有些同学可能误选B，“相等的时间内”是指在任何相等的时间内位移相等．本题只给出两个时间段其他时间段未指明．
【答案】　D
2．(2012·咸阳高一检测)对于做匀速直线运动的物体，下列说法正确的是(　　)
A．任意2 s内的位移一定等于1 s内位移的2倍
B．任意一段时间内的位移一定等于它的路程
C．若两物体运动快慢相同，则两物体在相同时间内通过的位移相等
D．若两物体运动快慢相同，则两物体在相同时间内通过的路程相等
【解析】　匀速直线运动，在任意相等时间内的位移都相等，所以2 s内的位移等于1 s内位移的2倍，A正确；位移是具有方向的物理量，路程是只有大小的物理量，不同的概念不能说相等，B错；两个运动物体比较，运动快慢相同说明速度大小相等，但方向不一定相同，不能比较位移是否相等，可以比较路程是否相等，C错，D对．
【答案】　AD
3．试判断下列几个速度中哪个是平均速度(　　)
A．子弹出枪口的速度800 m/s
B．小球第3 s末的速度6 m/s
C．汽车从甲站行驶到乙站的速度40 km/h
D．汽车通过站牌时的速度72 km/h
【解析】　平均速度对应一段位移，或一段时间，ABD是某一时刻的速度，C对．
【答案】　C
4．寓言《龟兔赛跑》中说：乌龟和兔子同时从起点跑出，兔子在远远超过乌龟时，便骄傲的睡起了大觉，它一觉醒来，发现乌龟已悄悄地爬到了终点，后悔不已．在整个赛跑过程中(　　)
A．兔子始终比乌龟跑得快
B．乌龟始终比兔子跑得快
C．兔子的平均速度大
D．乌龟的平均速度大
【解析】　乌龟先到达终点，全程所用时间较短，平均速度大，C错，D对；兔子在某些时刻的速度大而某些时刻速度为零，A、B错．
【答案】　D
5.一辆汽车沿平直的公路行驶，第1 s内通过5 m的距离，第2 s内和第3 s内各通过20 m的距离，第4 s内又通过了15 m的距离．求汽车在最初2 s内的平均速度和这4 s内的平均速度各是多少？
【解析】　最初2 s内的时间为2 s，位移为s1＋s2＝(5＋20)m＝25 m：前4 s的时间间隔为4 s，位移为s＝s1＋s2＋s3＋s4＝(5＋20＋20＋15)m＝60m
根据平均速度的定义公式v＝s/t得，
最初2 s内的平均速度v1＝(s1＋ s2)/ (t1＋ t 2) m/s＝12.5 m/s,4 s内的平均速度v2＝＝＝15 m/s.
【答案】　12.5 m/s　15 m/s
1．下列关于匀速直线运动的叙述中，正确的是(　　)
A．做匀速直线运动的物体位移和路程相同
B．做匀速直线运动的物体位移大小和路程不一定相等
C．相等的时间内路程相等的运动一定是匀速直线运动
D．匀速直线运动中任意相等的位移所用时间一定相同
【解析】　位移和路程是两个不同的物理量，前者具有方向，无法比较两者是否相同，A错；匀速直线运动是单方向的直线运动，位移的大小等于路程，B错；相等的时间内路程相等，但是位移不一定相等，不一定是匀速直线运动，C错，D正确．
【答案】　D
2．(银川实验中学检测)一辆汽车沿平直的公路行驶，从经过“200 m”路标开始计时，第5 s末经过“300 m”路标，第10 s末经过“400 m”路标，第15 s末经过“500 m”路标，则这辆汽车(　　)
A．一定是匀速直线运动
B．一定不是匀速直线运动
C. 可能是匀速直线运动
D．以上均不正确
【解析】　汽车在前5 s内位移为300 m－200 m＝100 m，第二个5 s内位移为400 m－300 m＝100 m，第3个5 s内位移为500 m－400 m＝100 m，在连续三个相等时间内(5 s)内位移相等，此运动可能是匀速直线运动，但也不能说一定是匀速直线运动，因为每个5 s内不一定是匀速直线运动，因此选项C是正确的．
【答案】　C
3．下列关于速度的说法中正确的是(　　)
A．速度是描述物体位置变化的物理量
B．速度是描述物体位置变化大小的物理量
C．速度是描述物体运动快慢的物理量
D．速度是描述物体运动路程和时间关系的物理量
【解析】　速度是描述位置变化快慢即运动快慢的物理量，A、B错，C对；位置的变化是位移，不是路程，D错．
【答案】　C
4．物体沿直线运动，下列说法中正确的是(　　)
A．若物体某一秒内的平均速度是5 m/s，则物体在这1 s内的位移一定是5 m
B．若物体在第1 s末的速度是5 m/s，则物体在第1 s内的位移一定是5 m
C．若物体在10 s内的平均速度是5 m/s，则物体在其中1s内的位移一定是5 m
D．物体通过某段位移的平均速度是5 m/s，则物体在通过这段位移一半时的速度一定是2.5 m/s
【解析】　无论匀速还是变速直线运动，位移一定为平均速度与时间的乘积，A正确．B中若变速运动，1 s末的速度和1 s内的平均速度不一定相等，因此B错.10 s内的平均速度和其中1 s内的平均速度不一定相等，因此位移不一定是5 m，故C错．物体通过某段位移的平均速度和通过这段位移一半时的速度不一定为一半的关系，故D错．
【答案】　A
5．为了传递信息，周朝设立了邮驿制度，宋朝增设“急递铺”，设金牌、银牌、铜牌三种，“金牌”一昼夜行500里(1里＝500 m)，每到一驿站换人换马接力传递．则金牌的平均速度(　　)
A．与成年人步行的速度相当
B．与成年人骑自行车的速度相当
C．与高速公路上的汽车速度相当
D．与磁悬浮列车的速度相当
【解析】　金牌的平均速度v＝＝ km/h≈10 km/h，可见与成年人骑自行车的速度相当．
【答案】　B
6．(2012·安康高一检测)用同一张底片对着小球运动的路径每隔0.1 s拍一次照，得到的照片如图1－2－1所示，则拍照全程中小球运动的平均速度是(　　)
图1－2－1
A．0.25 m/s　　　　　　　B．0.2 m/s
C．0.17 m/s D．无法确定
【解析】　由照片图示可知时间为0.3 s内，小球的位移为(6－1) cm＝5 cm，据平均速度公式可求得＝＝0.17 m/s.
【答案】　C
7.(2012·山阳中学检测)短跑运动员在百米比赛中，前5 s内的位移为45 m，接下来经5 s到达终点，到达终点时速度为11.5 m/s，则运动员在全程内的平均速度为(　　)
A．9 m/s B．11 m/s
C．10 m/s D．11.5 m/s
【解析】　运动员在百米比赛中不同的时刻运动快慢不同，但全程的平均速度＝.由此可求得＝＝10 m/s，故C正确．
【答案】　C
8．物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1＝10 m/s，v2＝15 m/s，则物体在整个运动过程中的平均速度是(　　)
A．13.75 m/s B．12.5 m/s
C．12 m/s D．11.75 m/s
【解析】　设整个过程的位移为2 s，t1＝，t2＝，由＝得
＝＝＝12 m/s.
【答案】　C
9．2010年上海世博会于10月31日结束，参观人数达7 308.44万人，创历届世博会之最．在整个世博会举办期间，交通网络的运行起着关键的作用．目前上海最快的陆上交通工具是连接浦东国际机场和龙阳路地铁站的磁悬浮列车，它的速度可达到432 km/h，能在7 min内行驶31 km的全程．设该路段为直线，则该车的平均速度是多少？
【解析】　由题可知s＝31 km＝3.1×103 m　t＝7 min＝420 s 由公式＝得＝＝73.3 m/s＝264 km/h.
【答案】　264 km/h
10．如图1－2－2所示的交通图，每一个路口都有红绿灯，并且限速50 km/h.假设你正从西以最高限速向东行驶，当你距离第一个路口10 m时所有的绿灯都亮了．每个绿灯均亮13 s．你能够不用刹车顺利穿过所有的路口吗？
图1－2－2
【解析】　汽车行驶的速度v＝50 km/h＝14 m/s，在13 s内，汽车一共行驶的位移
s＝vt＝14 m/s×13 s＝182 m
而通过所有路口，需走L＝175 m所以可以通过．
【答案】　能
11．大地震时由于山体滑坡会形成大量的堰塞湖，堰塞湖内积存了大量的湖水，如果不及时泄掉湖水，一旦发生溃坝，就会给灾区带来二次灾难，在一次疏通堰塞湖中，解放军战士移除挡在排水渠中的一块巨石时动用了火箭弹．已知火箭弹从发射到看到巨石被炸开用时2.5秒，又经过5秒战士听到爆炸声，若声音在空气中的传播速度为340 m/s，试估算一下火箭弹的速度为多大？
【解析】　光速非常大，巨石被炸开可以认为瞬间被人看到，巨石到战士的距离近似为x＝340 m/s×5 s＝1 700 m．火箭弹的运动可认为是匀速直线运动，设速度为v，则v＝＝ m/s＝680 m/s.
即火箭弹的速度大小为680 m/s.
【答案】　680 m/s
12．用飞机进行航空测量，飞机保持在离地面500 m的高度上匀速巡航，速度大小为400 km/h.飞机上测量仪器可在120°视角范围内测量，如图1－2－3所示．试计算飞机每小时测量的覆盖面积有多大？(tan 60°＝1.7)
图1－2－3
【解析】　飞机每小时测量的覆盖面积为题图中阴影部分表示的矩形面积，它的长度为飞机每小时飞行的距离
x＝vt＝400 km/h×1 h＝400 km
如图所示，由三角形知识可知矩形的宽
l＝2htan 60°＝2×500 m×1.7＝1.7 km
由此可得飞机每小时测量的覆盖面积为
400 km×1.7 km＝680 km2.
【答案】　680 km2
1.3怎样描述运动的快慢(续)
(教师用书独具)
●课标要求
明确瞬时速度的定义．能根据极限的思想体会，瞬时速度和平均速度的关系．领会数学与物理相结合的研究问题的方法．
2．从方向性上了解速度和速率的区别，进一步理解方向在物理概念中所起的作用．
3．体会s－t图像和v t图像对描述物理量以及变化的形象、直观和研究物理问题和的重要作用．
●课标解读
1．理解瞬时速度的概念，领会瞬时速度与平均速度的关系，领略极限的思想以及数学与物理相结合的方法．
2．知道速度和速率以及它们的区别，能在生活中正确使用速度和速率．
3．知道s－t图像和v t图像，能用图像描述直线运动，会从运动图像分析运动的特点，体会数学在研究物理问题中的重要性．
●教学地位
初中和高中所学的速度是不同的，提醒学生注意这点不同，有利于学生对矢量的学习．通过极限的思维方法，从平均速度过渡到瞬时速度，但第一次教学时不要主动启发学生思考这种问题，多次接触极限思维方法后，潜移默化会使他们明白．由于“位移”和“路程”不相同，高中与初中所学的速度不相同．用具体事例讨论有利于学生更好适应高中阶段对速度概念的学习．因为第一次接触极限思想，先不要启发学生思考．接触多了就自然明白.
(教师用书独具)
●新课导入建议
故事导入　20世纪90年代，美国马萨诸塞州列克星敦市的某中学的学生用计算机模拟了阿波罗飞船的登月．模拟开始，宇宙飞船以4 800 km/h的速度从190 km的高度向月球表面逼近，安全着陆的要求是：在飞船接触月球表面时，登月舱的速度不能超过0.16 km/h.你知道这里的0.16 km/h指的是什么速度吗？本节课就探究此问题．
●教学流程设计
课前预习安排：1.通读教材.2.填写【课前自主导学】 步骤1：导入新课(本节教学地位分析) 步骤2：提问：检查预习效果 步骤3：a.完成“探究1”可变换角度更改或补充例题启发学生理解探究内容．b.完成【迁移应用】．c.也可联系【当堂双基达标】的相关内容

步骤6：先由学生总结本节内容，教师点评并小结，布置课下完成【课后知能检测】 步骤5：指导学生完成【当堂双基达标】并检查学习效果，进行个别指导(此项内容也可融合在课堂互动探究中) 步骤4：同步骤3但要变换形式，改变方法完成“探究2、3”
课　标　解　读 重　点　难　点
1.掌握瞬时速度的概念，理解瞬时速度与平均速度的区别与联系，体会极限的思想和方法．2.认识速度和速率，并能正确区分它们的不同之处，在生活生产科研中正确使用和区别速度与速率．3.能根据物体的运动情况绘制出物体的s－t图像和v t图像；也能根据s－t图像和v t图像，了解物体的运动情况和特点，体会图像对研究问题的重要作用. 1.瞬时速度的概念及物理意义．(重点) 2.s t图像，v t图像所描述的内容．(重点)3.用瞬时速度分析、比较判断物体的运动情况．(难点)4.利用s－t，v t图像，分析、判断物体的运动规律或求解相关问题．(难点)
(对应学生用书第7页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
瞬时速度和瞬时速率
1.基本知识
(1)瞬时速度
①定义：运动物体在某一时刻 (或 某一位置)的速度．
②物理意义：精确描述物体在某一时刻或某一位置的运动快慢．
③方向：与物体此时刻的运动方向相同．
(2)瞬时速率：瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率，它只有大小，没有方向．
2．思考判断
(1)平均速度、瞬时速度、瞬时速率都有方向．(×)
(2)汽车速度计上显示的是瞬时速率．(√)
(3)瞬时速度的大小叫速率，平均速度的大小叫平均速率．(×)
3．探究交流
一质点在一段时间内的平均速度为零，在这一段时间内质点每一时刻的瞬时速度都是零吗？举例说明
【提示】　不一定，如绕操场跑步的同学，跑一圈后又回到原点，位移为零，则在跑一圈的时间内的平均速度为零，但该同学这段时间内每时刻的瞬时速度不是零.
用图像描述位移和速度
1.基本知识
(1)位移图像
①以纵轴表示位移，以横轴表示时间而作出的反映物体各个时刻的位置坐标在坐标系中的各个点所组成的图像．
②匀速直线运动的位移图像是一条_倾斜的直线__．
图线的斜率反映运动物体速度的大小，斜率越大，速度越大．
(2)速度图像
①以纵轴表示_速度，以横轴表示时间根据物体的速度和对应的时刻所作出的图像．
②匀速直线运动的速度图像是一条平行于时间轴的直线．
2．思考判断
(1)位移—时间图像描述的是物体运动的轨迹．(×)
(2)在同一个位移—时间图像中，图像的斜率越大、物体的速度越大．(√)
(3)速度—时间图像与时间轴所围的“面积”表示此时间内物体的位移的大小．(√)
3．探究交流
匀速直线运动在s－t与v t图中有何不同．
【提示】　匀速直线运动在s－t图像中是一条倾斜直线，在v t图像中是一条平行于时间轴的直线.
(对应学生用书第8页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
瞬时速度、速率和平均速度
【问题导思】　
1．瞬时速度越大，平均速度也越大吗？
2．实际物体的运动如何区分瞬时速度和平均速度，它们之间有联系吗？
1．平均速度与瞬时速度
(1)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，平均速度与一段位移或时间相对应，所取时间越短，描述物体的运动情况越精确．如果以某时刻(或位置)为中心选一小段时间(或位移)计算平均速度，当所选的时间(或位移)小到趋于零时，这一平均速度就等于该时刻(或位置)的瞬时速度，就能精确描述物体的运动．
(2)瞬时速度与某一时刻或位置相对应，平均速度与一段位移(或时间)相对应．
(3)平均速度的大小与瞬时速度的大小无必然的联系，不能说某时刻的瞬时速度很大，则对应时间段的平均速度也很大．例如在场地自行车比赛中，运动员的瞬时速度很大，但在转过一圈的过程中，其平均速度为零．
瞬时速度能精确描述物体的运动快慢，它能够反映物体在各个时刻的运动情况．
(4)当计算平均速度所取的时间很短时，可用这段时间内的平均速度近似代替这段时间内某时刻的瞬时速度．
(5)平均速度与瞬时速度的方向不一定相同，当物体做单一方向的直线运动时，两者方向相同，但物体做曲线运动时，两者的方向不同．
2．瞬时速度与瞬时速率
(1)瞬时速度是运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，通常称为速度．它有如下特点：
①方向性：速度是矢量，它反映物体运动的快慢和方向．
②瞬时性：它是指物体在某一时刻(或某一位置)运动的快慢和方向，所谓匀速运动，就是各个时刻的速度均相同．
③相对性：同一物体的速度对不同的参考系而言，其大小和方向可能不同．
(2)瞬时速率是瞬时速度的大小，通常称为速率，是标量．它只反映物体运动的快慢，不反映物体运动的方向．
　(2012·铜川高一期末)气象台对某次台风预报是：风暴中心以18 km/h左右的速度向西北方向移动，在登陆时，近中心最大风速达到33 m/s…，报道中的两个速度数值分别是指(　　)
A．平均速度，瞬时速度
B．瞬时速度，平均速度
C．平均速度，平均速度
D．瞬时速度，瞬时速度
【审题指导】　(1)平均速度与某段时间或某段位移对应．
(2)瞬时速度与某时刻或某位置对应．
【解析】　由题意知：18 km/h指的是台风向西北方向移动一段时间或一段位移的平均速度，而33 m/s指的是台风登陆时刻的瞬时速度，故A项正确其他几项错误．
【答案】　A
1．下列关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是(　　)
A．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零
B．若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零
C．匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度
D．变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度
【解析】　由于各时刻的瞬时速度都等于零，即物体静止，因此平均速度也一定等于零，故A正确；
物体从某点运动经一段时间又回到原出发点，则平均速度为零，但各个时刻瞬时速度不为零，故B错误；
匀速直线运动中速度不变(包括大小、方向)，平均速度与瞬时速度相等，故C正确；
在变速直线运动中某一时刻的瞬时速度可能等于某一段时间内的平均速度，故D错误．
【答案】　AC
图像法在描述运动中的应用
【问题导思】　
1．如何用图像描述物体位置的变化和速度的变化．
2．s－t图像和v t图像，有什么不同，它们能描述曲线运动吗？
描述物体的运动通常有两种方法：即公式法和图像法．
公式法——精确、严密．
图像法——形象、直观．
图像法是描述物理规律的重要方法，应用图像法时注意理解图像的物理意义，即图像的纵、横坐标表示的是什么物理量，图线的斜率、截距，两条图线的交点，图线与坐标轴所夹的面积的物理意义．
1．s－t图像
　　内涵要点　　　 意义
纵坐标
坐标值
坐标符号
运动物体离开坐标原点O的位移
“＋”表示物体在正半轴上，“－”表示物体在负半轴上
截距
纵坐标
横坐标
运动物体的起始位置
物体起始运动的时刻
斜率 表示物体速度的大小，斜率越大，运动越快；斜率的正负表示物体速度的运动方向，斜率为“＋”表示物体向正方向运动.
图线交点 运动物体相遇的时刻、位置
2.v－t图像
　　内涵要点　　　 意义
纵坐标
坐标值
坐标符号
物体运动速度的大小
“＋”表示物体向正方向运动，“－”表示物体向负方向运动．纵坐标的正(负)号不变，速度方向就不变
截距
纵坐标
横坐标
运动物体的初始速度
表示物体速度为零的时刻
　物体甲的位移与时间图像和物体乙的速度与时间图像分别如图1－3－1所示，则这两个物体的运动情况是
(　　)
图1－3－1
A．甲在整个t＝6 s时间内有来回运动，它通过的总位移为零
B．甲在整个t＝6 s时间内运动方向一直不变，它通过的总位移大小为4 m
C．乙在整个t＝6 s时间内静止不动，它通过的总位移为零
D．乙在整个t＝6 s时间做匀速直线运动，它通过的总位移大小为12 m
【解析】　从图甲的s－t图可看出：在t＝0时，甲的位置在坐标轴上s＝－2 m处、t＝3 s时，甲的位置在坐标轴上s＝0 m处、t＝6 s时，甲的位置在坐标轴上s＝＋2 m处；因此甲在整个6 s内总位移大小为4 m、方向沿正方向，A错误，B正确．
从图乙的v－t图可看出：物体乙以恒定的速度v＝2 m/s运动6 s，它通过的位移s＝2 m/s×6 s＝12 m，由此可知C错误，D正确．
【答案】　BD
2．说出图1－3－2甲、乙中各质点的运动情况，求出它们在5 s内的总位移．
图1－3－2
【解析】　甲先向正方向以5 m/s的速度匀速运动3 s，走过15 m，然后向负方向以3 m/s的速度匀速运动2 s，走过6 m，所以5 s内的总位移为9 m，方向为正方向；
乙先向正方向匀速运动1 s，走了2 m，然后静止在离原点2 m处2 s，第4 s初又向负方向匀速运动2 s，到第5 s末返回原点，5 s内总位移为零．
【答案】　甲5 s内总位移为9 m，方向为正方向；乙总位移为零
综合解题方略——根据位移—时间图像计算位移和路程
　如图1－3－3所示为一物体沿直线运动的s－t图像，根据图像，求：
图1－3－3
(1)第2 s内的位移；
(2)第3 s内的位移；
(3)前5 s内的总路程和总位移．
【审题指导】　解答本题应把握以下两点：
(1)纵轴的正方向就是位移的正方向．
(2)注意坐标轴上物理量的单位．
【规范解答】　(1)第2 s内的位移是s2－s1＝(30－20)m＝10 m，方向沿正方向．
(2)第3 s内的位移是s3－s2＝0.
(3)前5 s内的总路程l5＝(10＋10＋0＋30)m＝50 m，总位移s总＝s5－s0＝(0－10)m＝－10 m，方向与正方向相反．
【答案】　(1)10 m，方向沿正方向
(2)0
(3)50 m　－10 m，方向与正方向相反
1．由s－t图像各时刻纵坐标的坐标值可知各个时刻物体的位置．
2．由s－t图像可知物体在某段时间内发生的位移或物体发生某段位移所用的时间．
3．由s－t图像与s轴的交点的纵坐标值可知物体运动的初位置．
4．由s－t图像与t轴的交点的横坐标值可知物体运动的初时刻或到达原点的时刻．
5．由s－t图像可知物体的运动性质：s－t图像若是一条倾斜的直线表示物体做匀速直线运动；s－t图像若是一条平行于时间轴的直线表示物体静止；s－t图像若是一条曲线，表示物体做变速直线运动．
6．两条s－t图像相交，表示在同一直线上运动的两个物体相遇．
怎样描述物体
运动的快慢瞬时速度定义方向物理意义图像位移—时间图像速度—时间图像瞬时速率
【备课资源】(教师用书独具)
小鸟击落飞机
我们知道，运动是相对的．当鸟儿与飞机相对飞行时，虽然鸟儿的速度不是很大，但是飞机的飞行速度很大，这样对于飞机来说，鸟儿的速度就很大．速度越大，撞击的力量就越大．
比如一只0.45千克的鸟，撞在速度为每小时80千米的飞机上时，就会产生1 500牛顿的力，要是撞在速度为每小时960千米的飞机上，那就要产生21.6万牛顿的力．如果是一只1.8千克的鸟撞在速度为每小时700千米的飞机上，产生的冲击力比炮弹的冲击力还要大．所以浑身是肉的鸟儿也能变成击落飞机的“炮弹”．
1962年11月，赫赫有名的“子爵号”飞机正在美国马里兰州伊利奥特市上空平衡地飞行，突然一声巨响，飞机从高空栽了下来．事后发现酿成这场空中悲剧的罪魁就是一只空中慢慢翱翔的天鹅．
瞬间的碰撞会产生巨大冲击力的事例，不只发生在鸟与飞机之间，也可以发生在鸡与汽车之间．一只1.5千克的鸡与速度为每小时54千米的汽车相撞时产生的力有2 800多牛顿．一次，一位汽车司机开车行驶在乡间公路上，突然，一只母鸡受惊，猛然在车前跳起，结果冲破汽车前窗，一头撞进驾驶室，并使司机受了伤，可以说，汽车司机没被母鸡撞死真算幸运．
(对应学生用书第10页)
1．下列几个速度中，指瞬时速度的是(　　)
A．上海磁悬浮列车行驶过程中的速度为400 km/h
B．乒乓球运动员陈玘扣出的乒乓球速度达23 m/s
C．子弹在枪膛内的速度为400 m/s
D．飞机起飞时的速度为300 m/s
【解析】　由于瞬时速度是对应于某一时刻或某一位置的，A中对应行驶过程，不是瞬时速度；B中对应于扣球时，则B正确；C对应于枪膛内的过程，C错误；D中对应于飞机起飞的时刻，故D正确．
【答案】　BD
图1－3－4
2．(2012·渭南高一检测)三个质点A、B、C的运动轨迹如图1－3－4所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是(　　)
A．三个质点从N到M的平均速度相同
B．B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻瞬时速度方向相同
C．到达M点的瞬时速率一定是A的大
D．三个质点到M时的瞬时速率相同
【解析】　三个质点运动的初、末位置相同，故位移相同，又时间一样，故平均速度相同．B质点沿NM直线运动但有可能往返，故不能断定平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同．到达M时，三者瞬时速率无法确定．
【答案】　A
图1－3－5
3．如图1－3－5所示是做直线运动的甲、乙两物体相对于同一参考系的位移—时间(s－t)图像，下列说法错误的是(　　)
A．甲运动的时刻比乙早t1 s
B．当t＝t2时，两物体相遇
C．当t＝t2时，两物体相距一段距离
D．当t＝t3时，两物体相距s0 m
【解析】　甲从t＝0时刻开始出发，乙在0～t1这段时间内保持静止，故甲比乙早出发的时间为t1 s，选项A正确．当t＝t2时，甲、乙两物体的位移相等，即甲、乙两物体相遇，选项B正确、选项C错误；当t＝t3时，甲的位移为零，乙的位移为s0，两物体相距s0，选项D正确．故选C.
【答案】　 C
4．如图1－3－6是物体的v－t图像，图像表示物体做________运动，速度是________m/s,10 s内物体的位移大小是________m.
图1－3－6
【解析】　由题图知表示速度不随时间变化，是匀速直线运动；
速度的大小为15 m/s；
10 s内的位移s＝vt＝15 m/s×10 s＝150 m.
【答案】　匀速直线　15　150
5．如图1－3－7所示，一辆汽车在上海到南京的高速公路上行驶．汽车上的速度计指针在图中所示位置左右摆动，请你根据生活经验和图中提供的信息，回答下列问题：
图1－3－7
(1)图中A、B两处相距多远？其值是指A、B两处的路程还是位移大小？
(2)图中速度计中指针所指的速度是表示汽车的平均速度还是瞬时速度？其值为多大？
(3)若假设汽车在A、B间做匀速直线运动，则汽车从A处行驶到B处，需要多少时间？
【解析】　(1)A、B两地距离s＝120 km－40 km＝80 km.
在高速公路上任意相距80 km两点间的道路不可能是直线的，所以其值是指A、B两地间的路程．
(2)图中速度计中指针所指的速度是表示汽车的瞬时速度，其值为100 km/h.
(3)因为汽车在A、B间做匀速直线运动，
所以t＝＝＝0.8 h，
即汽车从A处行驶到B处需要0.8 h(48 min)．
【答案】　(1)80 km　路程　
(2)瞬时速度　100 km/h　(3)0.8 h
1．(2011·宝鸡期末)下列说法正确的是(　　)
A．平均速度能够精确反映物体在一个过程中的运动情况
B．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从枪口射出，v是指平均速度
【解析】　平均速度只能粗略描述物体在一个过程中的运动情况，A错误；由定义可知，B正确；火车经过某一段路的速度应为平均速度，而子弹飞离枪口的速度应为瞬时速度，由此可知C、D错误．
【答案】　B
2．下列关于瞬时速度的说法中正确的是(　　)
A．瞬时速度可以精确地描述物体做变速运动的快慢，但不能反映物体运动的方向
B．瞬时速度等于运动的物体在一段非常非常短的时间内的平均速度
C．瞬时速度的方向与位移的方向相同
D．某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止
【解析】　瞬时速度能够精确描述物体运动的快慢和方向，所以A错误．平均速度在描述物体运动的快慢时较粗略，但当平均速度中所对应的时间Δt越小，越能更精确地描述物体在那一时刻附近的运动快慢，所以B正确．平均速度的方向与物体的位移方向相同，而瞬时速度是与时刻相对应的物理量，不能说它与一段时间内的位移方向相同，C错误；瞬时速度都为零，说明各个时刻静止，则物体在这段时间内静止，D正确．
【答案】　BD
3．(2012·延安高一检测)下列关于速度和速率的说法正确的是(　　)
①速率是速度的大小　②平均速率是平均速度的大小
③对运动物体，某段时间的平均速度不可能为零　④对运动物体，某段时间的平均速率不可能为零
A．①②　　　　　　　B．②③
C．①④ D．③④
【解析】　速率是指速度的大小，平均速率是路程和时间的比值，运动的物体平均速率不会等于零，但若又回到出发点，位移为零，平均速度则为零，所以C正确，其余各项错误．
【答案】　C
图1－3－8
4．如图1－3－8所示为某物体运动过程的x－t图像，物体在第2 s末至第4 s末的时间内发生的位移大小为(　　)
A．1 m B．2 m
C．4 m D．6 m
【解析】　从s－t图像可以得到物体在某一时刻的位置及一段时间内的位移．
【答案】　B
5．如图所示的位移—时间图像中，均表示物体做直线运动，其中描述物体做匀速直线运动的速度为2 m/s的图像是(　　)
【解析】　在位移—时间图像中倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，直线的斜率表示速度的大小．由图像可知A选项表示速度大小为0.5 m/s的匀速直线运动，运动方向为正方向；B选项表示速度大小为2 m/s的匀速直线运动，运动方向为正方向；C选项表示速度为－2 m/s的匀速直线运动，负号表示运动方向为负方向；D选项表示速度逐渐增大的变速运动，运动方向为正方向．
【答案】　B
6．一个运动员在百米赛跑中，测得在50 m处的瞬时速度为6 m/s,16 s末到达终点时的瞬时速度为7.5 m/s，则全程内的平均速度的大小为(　　)
A．6 m/s B．6.25 m/s
C．6.75 m/s D．7.5 m/s
【解析】　由平均速度的表达式得＝＝＝6.25 m/s.
【答案】　B
图1－3－9
7．如图1－3－9所示是甲、乙、丙三个物体运动的s－t图像，下列说法中正确的是(　　)
A．丙物体做加速直线运动
B．甲物体做曲线运动
C．三个物体在0～t0时间内的平均速度甲＝丙＝乙
D．三个物体在0～t0时间内的平均速率甲>丙>乙
【解析】　甲、乙、丙三物体都做直线运动，甲做往返直线运动，而乙、丙一直向前运动，故t0时间内甲的路程最大，而乙、丙路程相同，所以甲、乙、丙三个物体的平均速率的关系应为：甲>乙＝丙，故B、D项均错误；甲、乙、丙三个物体在t0时间内位移相同，平均速度相同，C项正确；位移—时间图线的斜率表示速度，丙的斜率变大速度增加，A项正确．
【答案】　AC
8．(2012·贺兰一中高一检测)甲、乙两小分队进行代号为“猎狐”的军事演习，指挥部通过现代通信设备，在荧屏上观察到两小分队的具体行军路线如图1－3－10所示．两小分队同时同地由O点出发，最后同时捕“狐”于A点．下列说法正确的是(　　)
图1－3－10
A．小分队行军路程s甲>s乙
B．小分队平均速度甲＝乙
C．小分队的平均速率相等
D．图像表示的是位移—时间图像
【解析】　由题图可知A正确．甲、乙的位移相等，所用时间相同，故B正确．平均速率等于路程与时间的比值，C项错误．图中曲线表示行军路线，D项错误．
【答案】　AB
9．如图1－3－11所示是甲、乙两个物体在同一直线上运动的s－t图像，由图可知(　　)
图1－3－11
A．当t＝0时，甲在乙的前方
B．当t＝2t1时，甲离乙最远
C. 甲比乙先开始运动
D．在0－t1时间内，乙的运动速度比甲大
【解析】 　0时刻，甲的位置在s1 , 乙在坐标原点，A对；t＝2t1时，两个图线相交，表示相遇，在同一个位置，B错；甲、乙从0时刻同时开始运动，C错；0～t1时间内，甲、乙的速度相同，D错．
【答案】　A
10．如图1－3－12所示为一物体做直线运动的v t图像，根据图像做出的以下判断中，正确的是(　　)
图1－3－12
A．物体始终沿正方向运动
B．物体先沿负方向运动，在t＝2 s 后开始沿正方向运动
C．在t＝2 s前物体位于出发点负方向上，在t＝2 s后位于出发点正方向上
D．在t＝2 s时，物体距出发点最远
【解析】　0～2 s内速度为负，2 s后速度为正，A错，B对；t＝2 s前物体沿负方向运动，但是不一定在负方向上，C错；2～4 s物体返回运动，所以2 s时物体距出发点最远，D对．
【答案】　BD
11．如图1－3－13所示为在同一直线上运动的甲、乙两物体的s－t图像，则甲物体的运动速度v1＝________，乙物体的运动速度v2＝________.t＝10 s时，甲、乙两物体相距________．
图1－3－13
【解析】　v1＝＝＝30 m/s
v2＝＝＝15 m/s
t＝10 s时，甲、乙两物体相距
s＝300 m－150 m＝150 m.
【答案】　30 m/s　15 m/s　150 m
12．如图1－3－14是利用DIS实验测定小车瞬时速度的装置，小车上固定挡光片，轨道的侧面固定光电门传感器，垫高轨道的一端，使固定有挡光片的小车能够顺利通过光电门并挡光．实验第一小组按课本要求(如图)安放挡光片，每次从轨道的同一位置释放小车，对应四个宽度不同挡光片测得的数据如表一．
(1)该DIS实验测得的速度实质是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)从实验数据分析，表中四个瞬时速度中最接近小车经过挡光片所在位置的瞬时速度值为________m/s.
(3)实验第三小组所用的器材及实验操作步骤与实验第一小组完全相同，他们获得的四次数据如表二，其中各组的速度值较大，且挡光片宽度越窄速度值越大，第三小组出现这种实验结果的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(4)此时最接近小车经过挡光片所在位置的瞬时速度值为________ m/s.
图1－3－14
次数 挡光片宽
度Δs(m) 通过光电门
时间Δt(s) 速度v (m/s)
1 0.080 0.230 44 0.347
2 0.060 0.174 64 0.344
3 0.040 0.116 62 0.343
4 0.020 0.058 50 0.342
表一
次数 挡光片宽
度Δs(m) 通过光电门
时间Δt(s) 速度v(m/s)
1 0.080 0.154 25 0.519
2 0.060 0.112 09 0.535
3 0.040 0.072 55 0.551
4 0.020 0.035 10 0.570
表二
【解析】　(1)挡光片通过光电门的平均速度
(2)挡光片的宽度越小，测得的速度约接近瞬时速度，第4 次的测量最接近小车的瞬时速度．由此可知小车的速度为v＝0.342 m/s
(3)从轨道上释放小车的位置离光电门越远，或者第三小组的同学把轨道的一端垫起的更高
(4)和(2)相同，第4 次的测量结果更接近小车的瞬时速度，由此可知，小车的瞬时速度为v＝0.570 m/s.
【答案】　见解析
1.4怎样描述速度变化的快慢
(教师用书独具)
●课标要求
经历匀变速直线运动的实验研究过程，体会实验在发现自然规律中的作用．
2．理解加速度的概念．
3．用打点计时器研究匀变速直线运动．
●课标解读
1．理解加速度的定义及含义，知道加速度的符号、公式和单位．
2．知道加速度的方向．会区分加速度与速度、速度的变化、速度的变化率之间的关系．
3．理解匀变速直线运动的意义，能用v t图像表示匀变速直线运动，并能通过图像确定加速度．
4．会用打点计时器，测量匀变速直线运动的加速度．
●教学地位
本节内容中将重点讲解加速度和速度—时间图像的应用，其中加速度是高中最重要的知识点之一，它贯穿了高中整个阶段，几乎在所有的问题中都会涉及到加速度，它也是高考必考的知识点，但主要综合其他知识点一起考查，它往往是解决大题的关键步骤，在某些大题中甚至会以单独一问出现.
(教师用书独具)
●新课导入建议
故事导入　在下述图教1－4－1中，各物体的速度都发生变化，你采用什么办法来比较速度随时间变化的快慢呢？这是本节所探究的重要内容．
　万吨货轮起航，10 s内
速度增到0.2 m/s　火箭发射时，10 s内
速度增到约102 m/s　在枪膛内子弹击发
后，经过0.05 s速度
可达6×102 m/s
图教1－4－1
●教学流程设计
课前预习安排：1.通读教材.2.填写【课前自主导学】 步骤1：导入新课(本节教学地位分析) 步骤2：提问：检查预习效果 步骤3：a.完成“探究1”可变换角度更改或补充例题启发学生理解探究内容．b.完成【迁移应用】．c.也可联系【当堂双基达标】的相关内容

步骤6：先由学生总结本节内容，教师点评并小结，布置课下完成【课后知能检测】 步骤5：指导学生完成【当堂双基达标】并检查学习效果，进行个别指导(此项内容也可融合在课堂互动探究中) 步骤4：完成“探究2、3”注意打点计时器的实用和实验注意的事项以及数据处理
课　标　解　读 重　点　难　点
1.知道物体的速度变化是有快慢之分的，理解加速度的含义及物理意义．2.知道加速度单位的符号和读法，会用公式a＝Δv/Δt来解决一些简单的实际问题．3.培养学生抽象思维的能力，能对事物进行具体分析和判断，培养学生的逻辑思维能力. 1.加速度的概念和物理意义．(重点) 2.用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度．(重点)3.对加速度概念的理解．(难点)4.在加速或减速直线运动中加速度方向与速度方向间的关系．(难点)
(对应学生用书第11页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
加速度
1.基本知识
(1)物理意义：描述物体运动速度变化的快慢而引入的物理量．
(2)定义：物体速度的变化跟发生这一变化所用时间的比值．
(3)公式：a＝ .
图1－4－1
(4)国际单位：m/s2(或m·s－2)，读作米每二次方秒．
(5)方向：加速度的方向始终跟速度变化的方向相同．
(6)v－t 图像中图线的斜率反映了物体加速度的大小，在同一v－t 图像中，加速度越大，图线的斜率越大．
2．思考判断
(1)加速度就是增加的速度．(×)
(2)在直线运动中若加速度的方向与速度的方向相同，则速度一定增加．(√)
(3)加速度的方向与速度的方向一定相同．(×)
3．探究交流
如图1－4－2为2012年1月13日8时56分在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭发射“风云二号”07星时的情景．在火箭点火后的很短时间内速度的变化很小，它的加速度一定很小吗？
图1－4－2
【提示】　不一定．加速度等于速度的变化率，与速度的变化量无关．只知道速度的变化很小，不知道所用时间到底多少，不能判断和求出加速度的大小.
匀变速直线运动
1.基本知识
(1)匀变速直线运动：物体做加速度大小、方向都不变的直线运动．
(2)匀变速直线运动的加速度的测量方法：利用打点计时器打出的纸带进行测量．
①如图1－4－3是打点计时器打出的纸带，O、a、b、c、d、e为相隔T＝0.1 s的计时点，则各时间间隔内的平均速度为：
图1－4－3
0 a＝　　ab＝　　bc＝
cd＝　　　de＝
②若将各段平均速度看为各段中间时刻的瞬时速度，则加速度可表达为：
a1＝，a2＝，a3＝，…，
a＝.
③v t图像如图1－4－4所示．
图1－4－4
由v t图像的斜率求出加速度．
2．思考判断
(1)匀变速直线运动是加速度均匀变化的直线运动．(×)
(2)物体的加速度为负值时，不可能是匀加速直线运动．(×)
(3)v t图像中，图线的斜率表示加速度．(√)
3．探究交流
某物体的速度—时间图像如图1－4－5所示，试说明物体做什么运动？
图1－4－5
【提示】　由于物体的v t图像是一条倾斜直线，首先确定该物体做匀变速直线运动；又由于它的速度逐渐增大，所以说物体的运动性质为匀加速直线运动.
(对应学生用书第12页)
[FL(－F@%(0,0,0,70)K2
对加速度的理解
【问题导思】　
1．物体的速度较大，它的加速度是否一定也较大？
2．物体的速度变化量大，它的加速度是否一定也大？
1．加速度的大小
加速度是速度的变化Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值，公式为a＝，也就是速度对时间的变化率，在数值上等于单位时间内速度的变化．加速度描述的是速度变化的快慢．加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用时间的多少共同确定．
2．据加速度和速度方向间的关系判断运动情况
(1)加速度方向和速度方向相同时，Δv＝vt－v0＞0，则vt＞v0，因此物体做的加速运动．
(2)加速度方向和速度方向相反时，Δv＝vt－v0＜0，即vt＜v0，则物体做减速运动．
3．加速度的变化与速度变化之间的关系
物体加速运动时，a增大表示v增加越来越快，a减小表示v增加越来越慢；物体减速运动时，a增加表示减速越来越快，a减小表示减速越来越慢．加速度a不变，v就均匀变化．
4．速度、速度变化量和加速度的关系
对v、Δv、a三者的理解和比较如下表
物理量 意义 公式 关系
速度v 表示运动的快慢和方向 v＝
速度的
变化量
Δv 表示速度变化的大小和方向 Δv＝vt－v0
加速度a 表示速度变化的快慢和方向，即速度的变化率 a＝ 三者无必然联系，v很大，Δv可以很小，甚至为零，a也可大可小，a与Δv方向相同
1．加速度a与速度v无直接关系，与速度变化量Δv也无直接关系．v大，a不一定大；Δv大，a也不一定大．
2．判断速度如何变化可用如下方法：
(1)a与v0同向→加速运动→
(2)a与v0反向→减速运动→
　关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是
(　　)
A．速度变化得越多，加速度就越大
B．速度变化得越快，加速度就越大
C．加速度方向保持不变，速度方向就保持不变
D．加速度大小不断变小，速度大小就不断变小
【审题指导】　)判断选项
【解析】　“速度变化得越多”是指Δv越大，但若所用时间Δt也很大，则就不一定大，故A错．“速度变化得越快”，是指速度的变化率越大，即加速度a越大，B正确．加速度方向保持不变，速度方向可能变，也可能不变，当物体做减速直线运动时，v＝0以后就反向运动，如竖直向上抛出的物体，故C错．物体在运动过程中，若加速度方向与速度方向相同，尽管加速度在变小，但物体仍在加速，直到加速度a＝0时，速度就达到最大了，故D错．
【答案】　B
1．(2012·榆林高一检测)根据给出的速度和加速度的正、负，对下列运动性质的判断正确的是(　　)
A．v0>0，a<0，物体做加速运动
B．v0<0，a<0，物体做减速运动
C．v0<0，a>0，物体做减速运动
D．v0>0，a>0，物体做加速运动
【解析】　由于速度和加速度都是矢量，若二者的符号相同，就表示它们的方向相同，则物体就做加速运动，故B错，D正确；若二者符号相反，就表示它们的方向相反，则物体就做减速运动，故A错，C正确．
【答案】　CD
用打点计时器研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度
【问题导思】　
1．平均速度与瞬时速度有什么不同，如何求某一时刻或某一位置的速度？
2．如何求加速度，求加速度需知道哪些物理量？
1．实验器材
打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、一端固定有滑轮的长木板、刻度尺、钩码．
2．实验步骤
(1)如图1－4－6所示，把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．
图1－4－6
(2)把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平衡地加速滑行．
(3)把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面．
(4)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动．于是，打点计时器就在纸带上打下一系列的点．换上新纸带，重复实验三次．
3．数据处理
从几条纸带中，选择一条比较理想的纸带．为了便于测量，舍去开始比较密集的点，先确定一个合适的点作为计数起始点，并把每打5个点的时间作为一个计时单位，即T＝0.02 s×5＝0.1 s．在选好的开始点下面记为0，第6点作为记数点1，依次标出计数点2、3、4、5、6、….两相邻计数点间的距离用刻度尺测出，分别记作x1、x2、….
(1)图像法：根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，即vn＝.
计算出各计数点的瞬时速度，并把结果填入表中，在图1－4－7中按实验数据描点，并画出速度—时间图像，利用图像求出小车运动的加速度.
计数点 0 1 2 3 4 5
时刻(t/s) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
瞬时速度(v/cm·s－1)
图1－4－7
(2)计算法：利用计算出的某些点的瞬时速度，根据公式a＝，求出加速度．
4．注意事项
(1)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．
(2)先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．
(3)安装打点计时器时，要尽量使纸带、小车、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上．
(4)避免小车跟滑轮相碰，当小车运动到滑轮前应及时用手按住．
(5)纸带运动时不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦．
(6)运动开始时打下的第1个点不宜作为计量的起点．
(7)牵引小车的重物(或钩码)的质量要适宜．如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，点过于密集，不便于测量距离．加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出7～8个计数点为宜．
(8)画v t图像时，注意让所画直线尽量经过较多的点，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧；同时注意坐标轴单位长度的选取，要使图像分布在坐标平面的大部分面积．
　如图1－4－8所示，图中给出了某次实验所打的纸带，从0点开始，每5个点取一个计数点，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点．测得：x1＝1.40 cm，x2＝1.90 cm，x3＝2.38 cm，x4＝2.88 cm，x5＝3.39 cm，x6＝3.87 cm.
图1－4－8
(1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1＝________cm/s，v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，v5＝________cm/s.
(2)作出速度—时间图像，并由图像求出小车的加速度a＝________cm/s2.
【解析】　(1)在时间间隔比较小的情况下，利用纸带上与待测点相邻的两点间的平均速度来表示待测点的瞬时速度，则：
v1＝＝ cm/s＝16.50 cm/s
v2＝＝ cm/s＝21.40 cm/s
v3＝＝ cm/s＝26.30 cm/s
v4＝＝ cm/s＝31.35 cm/s
v5＝＝ cm/s＝36.30 cm/s.
(2)从0点开始计时，图像如图所示，取A、B两点计算加速度．
vA＝12.00 cm/s，tA＝0
vB＝41.00 cm/s，tB＝0.6 s
则a＝＝ cm/s2＝48.33 cm/s2.
【答案】　(1)16.50　21.40　26.30　31.35　36.30
(2)48.33
综合解题方略——利用v t图像分析物体运动
图1－4－9
　如图1－4－9，为某物体做直线运动的v－t图像．试分析物体在各段时间内的运动情况并计算各阶段加速度的大小和方向．
【审题指导】
v t图像斜率大小a的大小正负a的方向
【规范解答】　质点在0～1 s内做加速直线运动，速度变化量为Δv1＝4 m/s－0＝4 m/s，
加速度a1＝＝4 m/s2，方向为正．
在1 s～3 s内做减速直线运动，速度变化量
Δv2＝0－4 m/s＝－4 m/s，
加速度a2＝＝ m/s2＝－2 m/s2，方向为负．
在3 s～4 s内做加速直线运动，速度变化量
Δv3＝－2 m/s－0＝－2 m/s，
加速度a3＝＝ m/s2＝－2 m/s2，方向为负．
【答案】　见规范解答
4杆状物体的下落问题
利用图像分析解决问题口诀：
一看两轴
二审图线
三考具体：点、斜、截、面
“看两轴”即看清两坐标轴表示的物理量；
“审图线”即根据图线形状想象物理情景和过程；
“点”即图线上的点的横、纵坐标，“斜”即斜率，表示的物理意义是什么，“截”即图线在两轴上的截距，“面”即图线与坐标轴围成的“面积”，结合物理公式理解意义．
【备课资源】(教师用书独具)
关于加速度教学中的十个“不一定”
加速度是联系运动学和动力学的枢纽，是力学中最重要的物理量之一，正确地理解它至关重要．可是不少同学却经常将它与速度相混淆，或者因它与速度的关系而产生误解．本文中提出十个“不一定”，希望能帮助同学们理解这一概念．
1．物体具有加速度，但不一定做加速运动
做直线运动的物体，如果加速度方向与速度方向相同，则物体做加速运动；如果加速度方向与速度方向相反，则物体做减速运动．可见，物体具有加速度，但不一定做加速运动．
2．物体的速度方向改变，但加速度的方向不一定改变
加速度的方向取决于合外力的方向．物体合外力的方向不变，则加速度方向就不变．如做平抛运动的物体，虽然速度方向不断变化，但由于只受重力作用，所以物体的加速度方向始终竖直向下．
3．物体的速度方向不变，但加速度方向不一定不变
不少同学把速度v和速度变化量Δv混为一谈，认为v的方向不变，则Δv的方向也不变，由此得a＝的方向也不变．事实上，v的方向与Δv的方向并不同．如汽车在平直公路上先匀加速行驶，然后匀减速行驶，汽车的速度方向是不变的，但加速时Δv方向向前，a方向也向前；减速时Δv方向向后，a方向也向后．这时，虽然速度方向不变，但加速度方向却变了．
4．物体的速度大，但加速度不一定大
速度是表示物体运动快慢的物理量，加速度最表示物体速度变化快慢的物理量，物体速度大，但速度变化不