课件17张PPT。章末总结专题整合知能导图知能导图 单元回眸·构建体系专题整合 归类解析·提炼方法专题一 对速度v、速度变化量Δv
与加速度a（= ）的理解1.速度描述物体运动的快慢;速度变化量是末速度与初速度的矢量差;加速度是速度变化量与所用时间的比值,它描述速度变化的快慢.
2.速度v、速度变化量Δv、加速度a三者的大小无必然联系.
(1)速度大,加速度不一定大,速度变化量也不一定大;速度小,加速度不一定小,速度变化量也不一定小.
(2)速度变化量大,加速度不一定大;速度变化量小,加速度不一定小.
3.速度的方向是物体的运动方向,速度变化量的方向是加速度的方向,加速度与速度的方向关系决定了物体做加速运动还是减速运动.
(1)当a与v同向时,物体做加速直线运动.
(2)当a与v反向时,物体做减速直线运动.【例1】 (2017·定州期末)关于速度、速度变化量和加速度,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度变化量很大,它的加速度一定很大
B.速度很大的物体,其加速度可能很小,也可能为零
C.某时刻物体的速度为零,其加速度一定为零
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大解析:物体运动的速度变化量很大,但所用时间不确定时,不能得到加速度很大的结论,选项A错误;速度很大的物体,如果速度变化很慢则加速度很小,若速度没有变化则加速度为零,选项B正确;若某时刻速度为零,可能该时刻前、后在运动,则物体加速度不一定为零,选项C错误;加速度很大时说明物体的速度变化很快,不能说明物体的速度一定很大,选项D错误.B规律方法 v,Δv和 的比较(1)v描述物体运动的快慢;Δv描述运动速度变化的多少; 描述运动速度变化的快慢.(2) 是速度的变化率,其大小与v,Δv和Δt没有必然的大小关系.(3)Δv=v-v0是矢量.在直线运动中,Δv的方向与v0的方向可能相同,也可能相反.a的方向与Δv的方向相同,而与v的方向没有必然联系.拓展变式1:如图所示,M99是一款性能先进的大口径半自动狙击步枪.步枪枪管中的子弹从初速度为0开始,经过0.002 s的时间离开枪管被射出.已知子弹在枪管内的平均速度是500 m/s,射出枪口瞬间的速度是1 000 m/s,射出过程中枪没有移动.求:
(1)枪管的长度;
(2)子弹在射出过程中的平均加速度.解析:(1)枪管的长度
l= t=500 m/s×0.002 s=1.0 m;答案:(1)1.0 m (2)5×105 m/s2 方向与子弹的速度方向相同专题二 速度—时间图像的理解和应用
1.图像反映了物体速度随时间变化的规律.2.图像的倾斜程度(斜率)表示加速度,a= ,斜率的正负表示加速度的方向.3.图像不表示运动的轨迹.两个v-t图像的交点只表示该时刻两物体速度相等,不表示两物体相遇.【例2】 (2017·鄂州高一检测)如图是做直线运动的某质点的v-t图像.
(1)请分析质点在图中各段时间内分别做什么运动?解析:(1)在0～4 s内质点的速度不断增大,且方向始终沿正方向,则质点做正向加速直线运动;
在4～8 s内,质点的速度始终为10 m/s,则质点做正向的速度不变的直线运动;
在8～10 s内,质点的速度不断减小,且方向始终为正,则质点做正向减速直线运动;
在10～12 s内,质点的速度不断增大,且方向始终为负,则质点做反向加速直线运动.答案:见解析(2)求在0～4 s,8～10 s,10～12 s内质点的加速度.答案:见解析规律方法 由v-t图像判断物体的运动情况
(1)图线为倾斜直线的物体的加速度不变.
(2)图线为折射时,加速度一定发生变化.
(3)图线过t轴时物体运动方向一定发生了变化.
(4)无论速度是正值还是负值,若图线倾斜程度增大,则加速度一定变大.拓展变式2:(2017·阳江广雅中学检测)一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度—时间图像如图所示,由图像可知( )
A.0～ta段火箭的加速度小于ta～tb段火箭的加速度
B.在0～tb段火箭是上升的,在tb～tc段火箭是下落的
C.tb时刻火箭离地面最远
D.tc时刻火箭回到地面解析:由于图线在ta～tb段比在0～ta段倾斜程度大,说明ta～tb段的加速度大于0～ta段的加速度,选项A正确;在0～tc过程中,火箭的速度总为正值,即火箭一直在升高,选项B,C,D错误.A专题三 “匀速运动”模型的实际应用
1.模型特征
“匀速运动”是一种理想化模型,应用广泛.例如声、光的传播都可以看成匀速,而实际生活中的运动估算,也经常用到这一模型,如计算飞行时间.2.思维引导
在这类问题中位移的计算是关键,有时要巧用几何关系[如灯光下人的影子;光波、声波反射、折射问题,如图(甲) ],有时要估算长度[如高速摄影,如图(乙)],有时要求相对位移(如动态测速)等.这类问题的核心方程是v= .【例3】 一路灯距地面的高度为h,身高为l的人以速度v匀速行走,如图所示.
(1)试证明人的头顶的影子做匀速运动;答案:见解析(2)求人影的长度随时间的变化率.答案:见解析拓展变式3: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相距为d=2.72 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=2.0 s.试计算云层下表面距地面的高度.已知空气中的声速v=340 m/s.答案:1.02 km谢谢观赏！课件40张PPT。第一章 运动的描述(教师参考)
一、课程标准
内容标准
(1)通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用.
(2)通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用.
(3)理解位移、速度和加速度的概念.能区分矢量与标量.
二、高考内容及要求
1.参考系、质点.(Ⅰ)
2.位移、速度和加速度.(Ⅱ)
3.矢量和标量.(Ⅰ)第1节 质点 参考系和坐标系 (教师参考)
一、教学目标
知识与技能
1.认识建立质点模型的意义和方法
2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系
3.认识一维直线坐标系,掌握坐标系的简单应用
过程与方法
1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,初步掌握科学抽象理想化模型的方法.让学生将生活实际与物理概念相联系,通过具体事例引出质点这个理想化的模型
2.通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法.让学生从熟悉的常见现象和已有的生活经验出发,体验不同参考系中运动的相对性情感态度与价值观
1.通过质点概念和参考系的学习,体会物理规律与生活的联系
2.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想
二、教学重点难点
教学重点
1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法
2.如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系
教学难点
将实际物体抽象为质点的条件三、重难点突破方略
质点概念建立的突破方略
【演示1】 教师将一片羽毛举高后释放,让同学们认真观察羽毛的运动情景.并提出问题:羽毛在下落的过程中有什么特点?
学生:不规则的翻滚,同时整体下落.
【演示2】 教师将竹蜻蜓双手一搓,竹蜻蜓便飞起来.并提出问题:竹蜻蜓的运动跟羽毛的运动一样吗?它又有什么特点?
学生:既有上下弯曲向前的飞行,又有自身的转动.
【思考讨论】 可见准确地描述物体的运动,是一件十分困难的事.提出问题:描述物体运动的困难和麻烦在哪里?
学生:描述的困难就在于物体有自己的大小和形状,因为自然界物体的运动是多种多样的,同一物体上不同部分的运动又不相同.
教师:能不能克服这些麻烦呢?我们研究一些具体物理问题时,物体上不同部分的运动都要周全、完整地描述出来吗?
下面我们来研究具体问题,看能否找到科学方法.【问题】 (1)某桥梁长为1 200 m,列车的长为450 m,它要完全通过桥梁需行驶多远?若列车的速度为30 m/s,则需用时多少?
学生:完全通过桥梁需行驶1 650 m,需用时55 s.
(2)若该列车从北京开到上海,在研究列车运行时间时,一定要考虑列车的长度吗?能不能将列车当做一个点来计算运行时间?
学生:可以不考虑列车的长度,可以将列车当做一个点来计算运行时间.因为北京到上海的路程比列车的长度大多了,研究列车运行的时间时,列车的车长对所研究的问题——时间几乎没有影响.
【教师总结】 看来,在某些情况下,大小和形状不是关键,是可以忽略的.为了使物体在所处的空间有一个确切的位置,我们引入了质点的概念,使物体的复杂运动转化成点的运动.
质点的定义:用来代替物体的有质量的点叫做质点.即忽略形状、大小、体积而具有质量的一个点,质点具有物体的全部质量.课堂探究自主学习达标测评自主学习 课前预习·感悟新知 (教师参考)
情境链接一
观察如图所示的漫画,图中司机说乘车人“你没动”,而路上的小女孩说乘车人运动得“真快”.关于司机和小女孩对乘车人运动状态的描述所选取的参考系分别是什么?信息
通常我们可以选择熟悉的标志作为参考系,说明汽车离该标志有多远,在该标志的哪个方向.以汽车为参考系,乘车人相对于汽车的位置没有变化,以路旁树木为参考系,乘车人的位置发生了变化.情境链接二
地球空间直角坐标系的原点O与地球质心重合,Z轴指向地球北极,X轴指向格林尼治平均子午面与赤道的交点,Y轴垂直于XOZ平面构成三维坐标系.如果一个可以看做质点的物体沿直线运动,怎样定量描述物体的位置变化呢?
信息
1.坐标系相对参考系是静止的,是在参考系的基础上抽象出来的概念,是抽象化的参考系.
2.坐标的三要素:原点、正方向、标度单位.
3.用坐标表示质点的位置.
4.用坐标的变化描述质点的位置改变.教材梳理一、质点
在某些情况下,可以忽略物体的 和 ,把它简化成一个有 的物质点,称为质点.大小形状质量想一想 物体做平动时,物体各部分运动情况都相同,一定能看做质点吗?试举例说明.
答案:不一定.例如研究火车过桥梁的时间时,火车的长度不能忽略,火车不能看做质点.二、参考系和坐标系
1.参考系
(1)意义:描述物体的 时,用来做 的物体.
(2)选取原则:参考系的选取是 的.运动参考任意(3)特性:选择不同的参考系观察同一个物体的运动,观察结果 .
2.坐标系
(1)为了定量地描述物体的 及位置的变化,需要在参考系上建立适当的 .
(2)直线坐标系:当物体沿直线运动时,往往以这条直线为x轴,在直线上规定 、正方向和 ,建立直线坐标系.不同位置坐标系原点单位长度想一想 在直线坐标系中,物体的坐标值有正值也有负值.这表示物体的位置有何不同?
答案:坐标值为正值时表示物体在原点正方向一侧,坐标值为负值时表示物体在原点负方向一侧.1.一个实际物体有大小,有形状,很难描述它处在哪个位置.( )
2.只要物体很小,就可把物体看做质点.( )
3.任何做匀速直线运动的物体一定可以看做质点.( )
4.运动的物体可以选作参考系.( )
5.“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”所对应的参考系是地面.( )
6.利用坐标系可以确定物体的运动快慢.( )思考判断答案:1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.×要点一课堂探究 核心导学·要点探究【问题导学】质点1.百米运动员在运动中他身上各部分(头、手臂、腿、脚等)运动情况相同吗?在研究他百米赛跑所用时间时,能否忽略他的形状和大小,把他看成一个“点”呢?答案:不相同.能看成一个“点”.2.质点与几何中的点有什么区别?答案:质点是用来代替物体的有质量的物质点,其特点是具有质量,没有大小、体积、形状,而几何中的点则没有这些意义.【要点归纳】
1.对质点的认识
(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”,但是没有大小、体积、形状,它与几何中的“点”有本质区别.
(2)质点是一种“理想化模型”.
2.理想化模型的理解
(1)为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际并不存在.
(2)以研究目的为出发点,抓住问题的主要因素,忽略次要因素,突出事物的主要特征而建立的“物理模型”.
(3)是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种研究方法.【例1】 (2017·昆明检测)在研究下列现象时,涉及的物体可看做质点的是( )
A.研究地球绕太阳运动的轨迹时
B.研究撬棒用力大小与支点位置关系时
C.研究乒乓球的旋转方向时
D.研究旋转的电扇扇叶所受阻力大小的影响因素时A ?核心点拨? (1)一个物体能否看成质点要看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响.
(2)同一个物体能否被看做质点是看所研究的问题,而不是看研究对象.解析:研究地球绕太阳运动的轨迹时,由于地球的半径远小于日地之间的距离,所以地球可看做质点;撬棒支点位置影响用力大小,撬棒不可以看做质点;研究乒乓球旋转方向时,不能看做质点;扇叶所受阻力与扇叶形状、大小有关,不能看做质点.选项A正确.物理模型质点(1)一个物体能否看做质点,与物体本身的大小和形状无关.关键是看物体的大小和形状在研究物体的运动中有无影响.
(2)质点是实际物体的一种近似反映.是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了物体的主要特征,是重要的科学研究方法.(教师备用)
例1-1:(2017·绍兴模拟)2016年第31届夏季奥运会在巴西的里约热内卢举行.下列比赛中可把研究对象看成质点的是( )
A.研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术
B.研究乒乓球男子单打冠军马龙的发球动作
C.研究女子3米板冠军施廷懋的跳水动作
D.研究女子50米步枪三次比赛中杜丽射出的子弹轨迹解析:研究苏炳添在百米跑比赛时的起跑技术、马龙的发球动作、施廷懋的跳水动作时,运动员的大小和形状不能忽略,不能看成质点,选项A,B,C错误.研究子弹轨迹,子弹的大小和形状能忽略,可以看成质点,选项D正确.D针对训练1:(2017·南通检测)(多选)图示为正在航拍的四旋翼无人飞机.下列过程中不能将无人飞机看做质点的是( )
A.调节飞机旋翼的转速
B.调整飞机在空中的姿态
C.观察飞机在空中的位置
D.调整飞机上摄像机镜头的方向ABD解析:调节飞机旋翼的转速时,飞机旋翼的大小和形状不能忽略不计,不能看做质点,选项A错误;调整飞机在空中的姿态,飞机部分运动不同,不可以将飞机看做质点,选项B错误;观察飞机在空中的位置,飞机的大小可忽略,选项C正确;调整飞机上摄像机镜头的方向时,飞机的大小不能忽略,选项D错误.要点二【问题导学】
在奔驰的大巴中,小伟看着窗外说:“快看,树在飞快地往后跑!”小霞看了说:“不对,是我们和汽车在往前跑,树怎么会动呢!”科学老师笑眯眯地说:“你们说得都对!”你同意科学老师的说法吗?为什么?答案:同意.对于一个物体运动情况的描述,取决于所选的参考系,选取的参考系不同,对同一物体运动的描述往往不同.参考系【要点归纳】
1.选取原则:以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则.研究地面上物体的运动时,常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系.2.参考系的四个性质【例2】 (2017·河北定州中学高一检测)观察图中的烟和小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车一定向左运动
B.甲、乙两车一定向右运动
C.甲车可能静止,乙车可能向左运动
D.甲车可能运动,乙车可能向右运动 ?核心点拨? (1)烟向左飘说明风吹的方向向左.
(2)车的小旗的飘动方向和小车的速度大小、方向及风速的大小有关,小车向右运动或小车向左运动小于风速时,小旗向左飘,小车向左运动且大于风速时,小旗向右飘.
解析:从图上烟的方向可以判断风的方向是向左的,以“风”为参考系,图中甲车的小旗向左飘,说明小车甲相对于风向右运动,即对地面可以静止,可以向右运动,也可以向左运动,其运动快慢小于风速;图中乙车的小旗向右飘,说明小车乙相对于“风”向左运动,即相对地面小车乙一定向左运动,选项C正确,A,B,D错误.C规律方法判断物体是否运动的一般思路(1)根据参考系的选取原则选取参考系.
(2)看物体与所选参考系之间的位置是否发生变化.若变,则物体是运动的;若不变,则物体是静止的.(教师备用)
例2-1:(2017·盐城高一检测)甲、乙两架飞机在空中以相同速度同向飞行.若看到甲飞机是静止的,则选择的参考系是( )
A.太阳 B.乙飞机
C.空中的云朵 D.地面上的建筑物解析:甲飞机静止,说明相对于参考系其位置不变,但相对于太阳、空中的云朵以及地面上的建筑物位置均发生变化,所以以太阳、空中的云朵以及地面上的建筑物为参考系,甲飞机都是运动的,选项A,C,D错误.以乙飞机为参照物,甲与乙飞机之间的相对位置没有发生变化,所以甲是静止的,选项B正确.B 解析:“追拍法”是跟踪运动的物体,将运动的物体看做是静止的,该图片是运动的滑板运动员被摄影师当做静止的,而用镜头跟踪,故参考系是滑板运动员,选项B正确.针对训练2:(2017·青海师大附属二中高一期末)如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美,则摄影师选择的参考系是( )
A.大地 B.滑板运动员
C.太阳 D.步行的人B 要点三【问题导学】
1.从高出地面的位置竖直向上抛出一个小球,它上升到最高点后又返回,最后落到地面,可以建立怎样的坐标系来描述小球在空中的位置情况?答案:可建立直线坐标系
(1)选定坐标原点O.例如,可设抛出点为原点O;
(2)选定正方向.例如,可设竖直向上为正方向;
(3)选定刻度.
则可用带有正、负号的数值表示小球的不同位置. 坐标系2.在参考系上建立坐标系有什么意义?答案:(1)可定量地描述物体的位置及位置变化.
(2)物体的位置可认为是质点在某时刻所在空间的一点.【要点归纳】
三种坐标系的比较【例3】 一辆汽车从天安门出发沿直线运动,经过一段时间到达东距天安门3.3 km的建国门,又经过一段时间到达西距天安门3.5 km的复兴门.结合上述情境讨论:
(1)我们如何描述汽车的位置?试着建立一个坐标系并表示汽车的位置及汽车从建国门到复兴门位置的变化.
(2)如果汽车是在北京城内运动,应如何建立坐标系描述汽车的位置?如果要描述北京上空飞行的飞机的位置,应建立怎样的坐标系??思维导图?解析:(1)取正东方向为x轴的正方向,以天安门为原点,建立直线坐标系来描述汽车的位置,如图所示.建国门x1=3.3 km,复兴门x2=-3.5 km,负号表示在天安门的西侧,从建国门到复兴门汽车位置的变化为x2-x1=-3.5 km-3.3 km=-6.8 km.(2)在北京城内运动的汽车不在同一直线上运动,而是在一平面内运动,所以应建立平面直角坐标系描述汽车的位置;飞机不是在同一平面内运动,所以要描述飞机的位置需建立空间坐标系.答案:见解析误区警示位置坐标的“相对性”和位置变化的“绝对性”(1)物体的位置坐标与坐标系原点的选取、坐标轴正方向的规定有关.同一位置,建立某种坐标系时所选的原点不同,或选定的正方向不同,物体的位置坐标不同.
(2)物体的位置变化与坐标系原点的选取、坐标轴正方向的规定无关.(教师备用)
例3-1:有一个成语“螳螂捕蝉,黄雀在后”.若将螳螂、蝉、黄雀看做质点,其位置分别在图中的A,B,C点,如图所示,x轴正方向与BA间的夹角为37°,以B为原点,以水平向右的方向为x轴正方向,竖直向上的方向为y轴正方向,BC=20 cm,
BA=20 cm,x轴和y轴的标度相同,试确定A,B,C各点的位置坐标.(sin 37°=0.6,
cos 37°=0.8)解析:B点在原点,坐标为(0,0),C点在x轴上,坐标为(-20 cm,0),xA=|AB|·
cos 37°=16 cm,yA=|AB|·sin 37°=12 cm,A点坐标为(16 cm,12 cm).答案:A(16 cm,12 cm) B(0,0) C(-20 cm,0)针对训练3:(2017·淮安检测)一个小球从地面5 m高处落下,被地面弹回,在距地面2 m高处被接住,坐标原点选在抛出点下方2 m处,取向下为坐标轴正方向,则小球抛出点、接住点的坐标分别为( )解析:坐标原点选在抛出点下方2 m处,取向下为坐标轴正方向,可知A坐标为-2 m,O坐标为3 m,B点坐标为1 m选项C正确.A.4 m,1 m B.-4 m,-1 m
C.-2 m,1 m D.2 m,-1 mC(教师参考)
【教材探究】
教材P11“说一说”对于在平面上运动的物体,例如冰场上的花样滑冰运动员,要描述他们的位置,你认为应该怎样建立坐标系?答案:当物体在某一平面内做曲线运动时,运动方向不断改变.这时,可以建立两个互相垂直的坐标轴(x轴、y轴)确定它的位置,这样的坐标系称为平面直角坐标系.达标测评 随堂演练·检测效果1.(2017·天津和平区模拟)物理学中引入“质点”概念,从科学方法说,是属于( )
A.观察、实验的方法 B.逻辑推理的方法
C.类比的方法 D.建立理想模型的方法D解析:“质点”是为了研究问题简单而引入的理想化的物理模型,所以从科学方法上来说属于理想物理模型,选项D正确,A,B,C错误.2.(2017·启东月考)关于质点和参考系,下列说法中正确的是( )
A.研究舰载机在航母上降落的过程中,不可以将其看成质点
B.“一江春水向东流”是以水为参考系来描述江水的运动
C.研究人造卫星绕地球运动一周的时间时,卫星不可以被看做质点
D.我们常说“太阳东升西落”,是以太阳为参考系来描述地球的运动A解析:研究舰载机在航母上降落的过程中,舰载机的大小不能忽略,不可以将其看成质点,选项A正确.“一江春水向东流”,是说水相对于地面向东运动,故参考系是地面,选项B错误.在研究人造地球卫星绕地球一周的时间时,卫星的形状和大小可以忽略不计,故可以看做质点,选项C错误.我们常说“太阳东升西落”,是以地球为参考系描述太阳的运动,选项D错误.3.(2017·广州月考)南朝梁代僧人傅大士,是中国维摩禅祖师,他有一首很著名的偈诗:“空手把锄头,步行骑水牛;人在桥上走,桥流水不流.”其中“桥流水不流”中的“桥流”所选取的参考系是( )
A.水 B.桥 C.人 D.河岸A解析:“桥流水不流”可以理解为桥在运动,水在静止.以水为参考系,桥相对于水的位置发生了变化,则桥是运动的,选项A正确;以桥为参考系,则桥是静止的,而水相对于桥的位置发生了变化,则水是运动的,选项B错误;以人为参考系,因为人在桥上走,人相对于桥的位置发生了变化,桥是运动的,而水相对于人的位置也发生了变化,所以水也是运动的,选项C错误;以河岸为参考系,河岸相对于桥的位置没有发生变化,桥是静止的,水相对于河岸的位置发生了变化,所以水是运动的,选项D错误.4.(2017·大庆月考)近日,大庆市高中教育资源整合,三所高中撤并,石油高中将搬迁至新址.如果新址操场上国旗平台离地面的高度是0.5 m,将坐标系的原点定在平台上,取旗杆所在直线向上方向为坐标轴的正方向,旗杆上固定国旗的A,B两点离地面的距离分别为10.9 m和9.4 m,那么A,B两点的坐标分别是( )
A.10.9 m,9.4 m B.11.4 m,9.9 m
C.10.4 m,8.9 m D.10.9 m,-9.4 m解析:A,B两点离平台的距离分别为10.9 m-0.5 m=10.4 m 和9.4 m-0.5 m=
8.9 m,以平台为坐标轴原点,向上方向为正方向,则A,B两点坐标值为10.4 m和8.9 m,选项C正确.C(教师参考)课堂小结谢谢观赏！课件42张PPT。第2节 时间和位移(教师参考)
一、教学目标
知识与技能
1.知道时间和时刻的区别和联系
2.理解位移的概念,了解路程与位移的区别
3.知道标量和矢量,知道位移是矢量,时间、时刻和路程是标量
4.能用数轴或一维直线坐标系表示时刻和时间、位置和位移
5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系
过程与方法
1.联系实际引出时间、时刻、位移、路程等,要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法
2.会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向
3.会用矢量表示和计算质点位移,用标量表示路程情感态度与价值观
1.通过时间、位移的学习,要让学生了解生活与物理的关系
2.通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置,不同时间内的不同位移(或路程)的体验,领略物理方法的奥妙
3.从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点
二、教学重点难点
教学重点
位移的概念以及它与路程的区别
教学难点
1.帮助学生正确认识生活中的时间与时刻
2.理解位移的概念,会用有向线段表示位移三、重难点突破方略
位移概念的突破方略
【情境设置】 标准运动场最内圈为400米,在进行1 500米赛跑中,某运动员从跑道上最内圈的起跑点出发,绕运动场跑了多圈后到达终点.
【思考讨论1】 运动员跑过的路程是多少米?
学生:1 500米.
【思考讨论2】 最内圈的运动员的位置变化如何?位置变动大约是几百米?
学生1:约300米,是从起点沿环绕方向到终点的路径长度.
学生2:约100米,是从起点逆着环绕方向到终点的路径长度.
【思考讨论3】 同学们的答案不一样,这是为什么呢?路径长度就是位置变化吗?位置变化究竟指的是什么?
学生3:不是,位置变化是指终点相对于起点移动了多远.
学生4:位置变化是终点相对于起点移动的距离是多少.【教师总结】 位置变化是由“起点”向“终点”的位置变化,运动员的位置变化就是由起跑点和终点决定的.
【思考讨论4】 那么这几位运动员的“起点”和“终点”都相同吗?位置变化大小相同吗?位置变化有没有方向?
学生5:这几位运动员的“起点”不相同,“终点”大致相同,位置变化大小不相同,位置变化没有方向.
学生6:位置变化是有方向的.几个运动员的“起点”不相同,沿直线到“终点”行走的方向是不相同的.
【教师总结】 由于起跑的位置不相同,所以位置变化也就不相同,位置变化是有方向的.所以,为了描述运动物体初、末位置的变化情况,引入了位移这一物理量.位移是指从初位置指向末位置的一条有向线段.课堂探究自主学习达标测评自主学习 课前预习·感悟新知 (教师参考)
情境链接一
小明的妈妈到处找小明,一位刚见过小明的路人对小明妈妈说:“小明在400米处”,你认为小明妈妈能很快找到小明吗?如果换作你,你会如何回答?信息
路人只说了小明距离此地的路程,没说明方向,所以妈妈不会很快找到小明.正确地介绍应该包括小明位移的大小及方向,例如“小明在正南方向400米处.”情境链接二
甲:请问到市图书馆怎么走?
乙:从你所在的市中心向南走400 m到一个十字路口,再向东走300 m就到了.
甲:谢谢!
乙:不用客气!
甲所走的路程和位移有何不同?信息
路程和位移的大小一般是不相等的,只有当质点做单向直线运动时路程才和位移的大小相等;路程只有大小,没有方向,位移既有大小,又有方向.教材梳理一、时刻和时间间隔
时刻指“瞬时”,时间间隔是两个时刻之间的 .在表示时间的数轴上,时刻用 表示,时间间隔用 表示.间隔点线段想一想 如果有一部照相机和摄像机,你认为哪一个记录的是事物的瞬间美?哪一个记录的是事物的过程美?
答案:照相机记录的是事物的瞬间,照片拍摄的是某一时刻的事物;摄像机记录的是事物的过程,一段影片拍摄的是某个时间间隔的事物.二、位移和路程
1.路程:物体运动轨迹的 .长度2.位移
(1)物理意义:表示物体(质点)的 变化.
(2)表示方法:从初位置到末位置的 线段.
(3)方向:从 位置指向 位置.
(4)大小:从初位置到末位置的 .位置有向初末线段长度想一想 物体做怎样的运动时,路程等于位移的大小?
答案:物体做单方向的直线运动时,路程等于位移的大小.三、矢量和标量
1.矢量:既有 ,又有 的物理量.
2.标量:只有 没有 的物理量.大小方向大小方向想一想 物体运动时第一阶段的位移大小为3 m,第二阶段的位移大小为4 m,则物体的总位移大小是7 m吗?为什么?
答案:不一定是7 m.第一阶段的位移方向与第二阶段的位移方向可能不相同,总位移方向与第一、二阶段的方向可能都不相同,总位移大小就不是7 m.x2-x1四、直线运动的位置和位移
在物体运动的直线上建立x轴,物体从A点沿直线运动到B点,如图所示.x1,x2表示物体的初、末位置;
物体的位移Δx= ,Δx<0表明物体位移方向与正方向相反.想一想 教材P14图1.2-5中,一个物体从A运动到B的坐标变化量Δx=-5 m,其中“-”号表示什么意义?
答案:“-”号表示物体从A运动到B的位移方向与选取的正方向相反.1.我们上午8:00开始上课,“8:00”指时刻.( )
2.闪电瞬间消失,“瞬间”指时刻.( )
3.经过一段时间某物体位移为0,则路程也一定为0.( )
4.运动物体在一段时间内的位移大小一定等于路程.( )
5.无论物体如何运动,其位移的方向一定是由始位置指向末位置.( )思考判断答案:1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√要点一课堂探究 核心导学·要点探究【问题导学】时间间隔与时刻如图是表示时间的坐标轴.请思考讨论:
(1)图中A点和B点的意义是什么?答案:时刻是某个瞬间,时间间隔是某段过程,对应时刻是物体所处的状态.时间间隔与时刻可以在“时间轴”上表示出来,其中“时间间隔”是一线段,有一定的长度,“时刻”是一个点.
(1)A点和B点是两个时刻,分别指第3 s末(或第4 s初)和第4 s末(或第5 s初).(2)AB之间的线段表示什么?
(3)“前2 s”在图中怎么表示?
(4)“第6 s”在图中怎么表示?
(5)“第2 s末”和“第3 s初”在图中怎么表示?它们是同一个时刻吗?答案:(2)是时间间隔,且时间为1 s.
(3)0～2 s末间的线段表示前2 s.
(4)5～6 s之间的线段表示第6 s.
(5)数字2所在的点,是同一时刻.【要点归纳】
1.表示方法
在表示时间的数轴上,时刻用点表示,时间间隔用线段表示.如图所示,0～3 s表示3 s的时间间隔,即前3 s;4～5 s表示第5 s内,是1 s的时间间隔.1所对应的刻度线记为第1 s末,也为第2 s初,是时刻.2.区别与联系【例1】 (多选)在如图所示的时间轴中,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )AB?思维导图?A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初
B.t2～t3表示时间间隔,称为第3 s内
C.t0～t2表示时间间隔,称为前2 s或第2 s内
D.tn-1～tn表示时间间隔,称为第(n-1)s内解析:t2表示时间轴上的一个点,所以表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,选项A正确;t2～t3表示时间轴上的一段距离,即为时间间隔,称为第3 s内,选项B正确;t0～t2表示时间轴上的一段距离,即为时间间隔,称为前2 s,而第2 s内表示为t1～t2,选项C错误;tn-1～tn表示时间间隔,称为第n s内,选项D错误.规律方法区分时刻和时间间隔的方法(1)利用上下文判断:分析所给的说法,根据题意体会.
(2)利用时间轴判断:画出时间轴,把所给的时刻或时间间隔标出来,时刻对应一个点,时间间隔对应一条线段.(教师备用)
例1-1:(2017·吉林长春外国语学校期末)关于时刻和时间间隔,下列说法中正确的是( )
A.1秒很短,所以1秒表示时刻
B.第3秒内是指一个时刻
C.12秒80是男子110米栏最新世界纪录,这里的12秒80是指时间间隔
D.物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间间隔解析:时间间隔是指时间的长度,时刻是指时间点,“1秒很短”说明两时刻间隔为1秒,虽然很短,但表示时间间隔,选项A错误;第3秒内是第3 s初到第3 s末1 s内的时间间隔,选项B错误;12秒80是时间间隔,选项C正确;物体在5 s内指的是两时刻的时间间隔,选项D错误.C针对训练1:(2017·南京检测)2016年1月1日南京扬子江隧道实施免费通行政策,大大缓解市民过江压力,该隧道全程7.36 km,设计时速为80 km/h,隧道养护在夜间1:00～5:00.下列说法正确的是( )
A.汽车过7.36 km隧道指的是汽车运动的位移
B.1:00养护开始指的是时刻
C.1:00养护开始指的时间间隔
D.在遵守规定的情况下,4 min内汽车可以通过隧道B解析:汽车过7.36 km隧道指的是汽车运动的路程,选项A错误.“1:00养护开始”在时间轴上对应一个点,指的是时刻,选项B正确,C错误.汽车在最大速度的前提下通过隧道的时间t= = =0.092 h=5.52 min,选项D错误.要点二【问题导学】
在图中,A处两个同学分别沿图中直线走到B(图书馆)、C(操场)两个不同位置,经测量知,路程是相同的,那么,两同学的位移相同吗?请说明理由.答案:两同学的位移不相同.
原因是:位移是矢量,既有大小,又有方向.虽然两同学的路程相等,但位置变化的方向是不相同的,故两同学的位移不相同. 位移与路程【要点归纳】
位移和路程的区别与联系【例2】 (多选)如图所示,把一个小球从离地面3 m的位置竖直向上抛出,它上升5 m后回落,最后到达地面,小球在整个过程中( )
A.路程是3 m
B.路程是8 m
C.位移是-3 m
D.位移是8 m?思维导图?C解析:小球上升5 m,又下降8 m,故全过程的总路程s=8 m+5 m=13 m,选项A,B错误;小球初位置为3 m,末位置为0,则全过程的总位移x=-3 m,选项C正确,D错误.误区警示位移大小不一定等于路程(1)确定位移时应先确定起点位置和终点位置,再利用几何关系确定其大小,位移大小不一定等于路程.
(2)最终位移的大小不一定是运动过程中的最大值,各段位移的大小之和不一定等于全过程位移的大小.(教师备用)
例2-1:(2017·西安高一检测)如图所示,关于物体从A运动到C的过程,以下说法正确的是( )
A.经轨迹1从A运动到C的位移最小
B.经轨迹2从A运动到C的位移是曲线
C.经轨迹3从A运动到C的位移最大
D.无论从哪条路线运动,位移都相同解析:由图看出,三个运动过程物体的起点与终点相同,根据位移是从起点到终点的有向线段可知,位移都相同,且为从A指向C的有向线段,选项D正确,A,B,C错误.D解析:位移的大小等于始、末位置的距离,可知位移的大小等于AC的距离,即为1.5 m-1 m=0.5 m.
路程等于运动轨迹的长度,可知s=(1-0.2)m+(1.5-0.2)m=2.1 m,选项D正确,A,B,C错误.针对训练2:(2017·天津检测)如图所示,在距墙1 m的A点,小球以某一速度冲向与墙壁固定的弹簧,将弹簧压缩最短时到达距墙0.2 m的B点处,然后又被弹回至距墙1.5 m的C点静止,则从A点到C点的过程中,小球的位移大小和路程分别是( )
A.0.5 m,1.3 m B.0.8 m,1.3 m
C.0.8 m,1.5 m D.0.5 m,2.1 mD要点三【问题导学】
1.一个袋子里原来有15 kg大米,现在又放进去10 kg大米,那么现在大米总量是25 kg.如果一位同学从操场中心A点出发向北走了40 m到达B点,然后又向西走了30 m到达C点,则他从A点到C点的位移是多大?从大小的计算方法上看,质量和位移有什么不同?答案:如图所示,位移为从A点指向C点的有向线段,大小为50 m.质量是标量,遵从算术加法的法则,可以直接相加减;位移是矢量,不能直接相加减,位移的大小等于初位置指向末位置的有向线段的长度.矢量和标量2.矢量和标量的表示方法有什么不同?大小比较的方法一样吗?运算方法一样吗?答案:矢量和标量的表示方法、大小比较、运算方法均不一样, 具体内容见下面表格.【要点归纳】
1.矢量的正负表示方向,正号表示矢量的方向与规定的正方向相同,负号则相反.
2.标量大小的比较只看其自身数值大小,而矢量大小的比较要看其数值的绝对值大小,绝对值大的矢量大.
如两位移x1=5 m和x2=-7 m,则x15 m.下列说法中正确的是( )
A.C到B的位移大于A到C的位移,因为正数大于负数
B.A到C的位移大于C到B的位移,因为符号表示位移的方向,不表示大小
C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较
D.物体由A到B的位移ΔxAB=ΔxAC+ΔxCBBD解析:位移是矢量,比较两位移的大小时,只需比较数值,正负号表示方向,选项A,C错误,B正确;因ΔxAC=xC-xA,ΔxCB=xB-xC,则ΔxAC+ΔxCB=xC-xA+xB-xC=xB-xA=ΔxAB,即ΔxAB=ΔxAC+ΔxCB,选项D正确.针对训练3:(多选)关于矢量和标量,下列说法中正确的是( )
A.矢量是既有大小又有方向的物理量
B.标量是既有大小又有方向的物理量
C.位移-10 m 比5 m小
D.-10 ℃比5 ℃的温度低解析:由矢量的定义可知,选项A正确,B错误;位移的正、负号只表示方向,不表示大小,其大小由数值和单位决定,所以-10 m的位移比5 m的位移大,选项C错误;温度是标量,其正、负是相对0 ℃时高出和低于的温度,所以-10 ℃比5 ℃的温度低,选项D正确.AD(教师参考)
【教材探究】
教材P13图1.2-3中,物体从A运动到B,不管沿着什么轨迹,它的位移都相同吗?为什么?答案:相同.首先,图中A,B两点代表两个确定的位置;然后,不论沿着哪条轨迹运动,只要物体从A位置运动到B位置,它的位置的改变情况总是相同的,具体来说,它的位置改变的大小都等于图中A,B连线的长度,而位置改变的方向都是箭头所指的方向.故从A到B发生的位移都是相同的,即位移与实际运动的路径(轨迹)无关,只与初、末位置有关.达标测评 随堂演练·检测效果1.(2017·天津模拟)下列物理量中,属于矢量的是( )
A.时间 B.质量
C.路程 D.位移D解析:时间、质量和路程都是只有大小没有方向的标量,而位移是既有大小又有方向的矢量,选项D正确,A,B,C错误.2.中新网2016年10月19日消息,“神舟十一号”飞船于北京时间19日凌晨3点半左右与“天宫二号”成功实施自动交会对接,在对接3小时后,两名航天员进驻“天宫二号”,并按计划开展空间科学实验.下列说法正确的是( )
A.“19日凌晨3点半”是时间
B.“3小时”是时刻
C.研究“神舟十一号”和“天宫二号”对接的技术细节时,可以把它们看做质点
D.对接后,以“天宫二号”为参考系,“神舟十一号”是静止的D解析:“19日凌晨3点半”在时间轴上对应一个点,是时刻,选项A错误;“3小时”在时间轴上对应一条线段,是时间,选项B错误;研究“神舟十一号”和“天宫二号”对接的技术细节时,“神舟十一号”和“天宫二号”的大小和形状不能忽略,则不能看成质点,选项C错误;对接后,两者为一个整体,以“天宫二号”为参考系,“神舟十一号”是静止的,选项D正确.3.(2017·长春外国语学校高一期末)某篮球运动员在原地拍球,球从1.5 m高处竖直落下,又被地板弹回,在离地1 m处被接住.则球通过的路程和位移的大小分别是( )
A.2.5 m,2.5 m B.2.5 m,0.5 m
C.1.5 m,1 m D.1.5 m,0.5 mB解析:路程是指物体所经过的路径的长度,所以从1.5 m高处落下,再上升1 m的过程中,总的路程为2.5 m;位移是指从初位置到末位置的有向线段,所以从1.5 m高处落下,再上升1 m的过程中,初位置在1.5 m高处,末位置在1 m高处,所以位移的大小为0.5 m.选项B正确.4.如图所示,某同学沿平直路面由A点出发,前进了100 m到达斜坡底端B点,又沿倾角为60°的斜坡前进160 m到达C点,求他的位移大小和路程.答案:227 m 260 m(教师参考)课堂小结谢谢观赏！课件38张PPT。第3节 运动快慢的描述——速度 (教师参考)
一、教学目标
知识与技能
1.理解物体运动的速度.知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性
2.理解平均速度的意义,会用公式计算物体运动的平均速度,认识各种仪表中的速度
3.能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念
过程与方法
1.体会用比值定义物理量的方法
2.让学生在活动中加深对平均速度的理解.通过生活中的实例说明平均速度的局限性
3.初步领略极限的思想并初步领会数学与物理相结合的方法,进而直接给出瞬时速度的定义情感态度与价值观
1.通过介绍或学习各种工具的速度,去感知科学的价值和应用
2.了解从平均速度求瞬时速度的思想方法,体会数学与物理间的关系
3.培养学生认识事物的规律:由简单到复杂.培养学生抽象的思维能力
二、教学重点难点
教学重点
瞬时速度概念,平均速度的计算
教学难点
平均速度的计算三、重难点突破方略
瞬时速度概念的突破方略
【设问】 (1)生活中物体运动的快慢是在不断变化的,平均速度这个物理量不能具体地告诉物体在每一时刻的运动快慢程度.那么,怎样来描述物体在各个时刻的运动快慢呢?
学生:要精确地描述某一时刻的运动快慢,物理学中引入瞬时速度这一物理量.学生:瞬时速度对应的是某一位置和某一时刻.学生:已经知道平均速度对应的是一段时间,若将时间间隔Δt取得非常小,计算的结果就可以代表瞬时速度.【思考讨论】 (1)由近似计算瞬时速度的大小的思维方法,能否有效地建立瞬时速度的概念?
学生1:能,可以将时间间隔Δt取得无限小.
学生2:不能,即使Δt再小,计算出的总是瞬时速度的近似值.
教师:这两种回答都比较仔细.物理学中常采取无限取微、逐渐逼近的方法来定义物理量,瞬时速度就可以按照这种方法来定义.
(2)以质点经过某点起在后面取一小段位移,取到的位移越小,质点在该段时间内的速度变化是大还是小?是否可以将质点在该段时间内的运动认为是匀速直线运动?
学生:以质点经过某点起在后面取到的位移越小,速度变化就越小,可以认为质点在该段时间内的运动为匀速直线运动.
教师:当位移足够小(或时间足够短)时,质点在这段时间内的运动可以认为是匀速的,求得的平均速度就等于质点通过该点时的瞬时速度.【演示】 如图所示,在滑块上放置不同宽度的挡光片,宽度Δx分别为1 cm,2 cm,
3 cm.让滑块在沿倾斜的气垫导轨的同一点由静止释放,从光电计时器中读出每个挡光片通过光电门所用的时间间隔Δt.并提问:(1)怎样求出这三种挡光片通过光电门的平均速度?(2)在这三个平均速度值中,哪一个更接近滑块通过光电门瞬间的瞬时速度?学生:利用挡光片的宽度Δx除以挡光的时间Δt,即可求得挡光片通过光电门的平均速度.由宽度Δx为1 cm的挡光片得到的平均速度更接近滑块通过光电门瞬间的瞬时速度.
教师:挡光片越窄、Δt越小时, 描述通过该位置的运动快慢越精确,当Δx小到一定程度,可认为 表示瞬时速度.【教师总结】 瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度.准确地讲,瞬时速度是物体在某时刻前后无穷短时间内的平均速度,其大小反映了物体此时刻的运动快慢.课堂探究自主学习达标测评自主学习 课前预习·感悟新知 (教师参考)
情境链接一信息
运动员跑100米用9.99秒,骑自行车通过3 000米用3分38秒.两者通过的位移不同,时间也不同,应通过比较两者单位时间内位移大小来判断谁更快.情境链接二
从汽车中的速度计能够直接读出汽车在某一时刻或某一位置的瞬时速度.速度计实质是一个与电流计相连接的发电机.该发电机的旋转快慢与汽车的速度成正比.电流计显示的电流示数被转换成速度的示数.对变速直线运动,瞬时速度是变化的,如何研究瞬时速度?信息
采用无限取微、逐渐逼近的方法,即从质点经过某点起在后面取一小段位移,求出质点在该段位移上的平均速度.当取的这一小段位移足够小(或时间足够短)时,质点在这段时间内的运动可以认为是匀速运动,求得的平均速度就等于质点通过该点时的瞬时速度.教材梳理一、坐标与坐标的变化量
1.坐标与坐标变化量:坐标轴上每一点的数值表示该点的坐标,两坐标的
表示坐标的变化量.
2.位移:直线运动中,坐标变化量表示 ,即Δx= ,Δx的大小表示位移的 ,Δx的正负表示位移的 .(如图)差值位移x2-x1大小方向想一想 教材P15图1.3-1中汽车在向x轴正方向运动,如果汽车沿x轴负方向运动,位移Δx是正值还是负值?
答案:Δx是负值.二、速度
1.定义:位移与发生这个位移所用 的比值.
2.定义式:v= .
3.物理意义:描述物体运动的 .
4.方向:物体 的方向.
5.单位:国际单位制中是 ,符号m/s或m·s-1.时间快慢运动米每秒想一想 当我们始终以大小为5 m/s的速度绕操场跑步时,速度是不变的吗?
答案:速度是变化的,因为速度的方向变化了.三、平均速度和瞬时速度 速率
1.平均速度:描述物体在 的平均快慢程度.
2.瞬时速度:物体在某 或某 的速度.一段时间内时刻位置想一想 物体的平均速度为0,瞬时速度一定为0吗?为什么?
答案:不一定.物体的平均速度为0,说明物体的位移为0,此时物体可能是静止的,也可能是运动又回到了出发点.1.直线运动中坐标系中的位置变化量表示物体的位移.( )
2.速度的大小与位移成正比,与时间成反比.( )
3.一个物体的平均速度大则瞬时速度也一定大.( )
4.速度大的物体的位置变化一定快.( )
5.运动物体速率越大,一定时间内位移一定越大.( )思考判断答案:1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.×要点一课堂探究 核心导学·要点探究【问题导学】速度、平均速度与瞬时速度自行车和客车都在平直公路上沿同一方向单向行驶,自行车在30 min内行驶9 km;客车在30 min内行驶50 km;百米比赛中,运动员甲用时11 s,运动员乙用时13.5 s.
(1)自行车和客车哪个运动得快?运动员甲和运动员乙哪个跑得快?答案:(1)客车运动得快,相同时间内位移大.
运动员甲运动得快,通过相同位移所需时间短.(2)客车和运动员甲哪个运动得快?如何进行比较的?【要点归纳】
平均速度和瞬时速度的区别与联系【例1】 (2017·寿光现代中学月考)某质点由A出发做直线运动,前5 s向东行驶了30 m经过B点,又向前行驶了5 s前进了60 m到达C点,在C点停了4 s后又向西行驶,经历了6 s运动了120 m到达A点西侧的D点,如图所示,求:
(1)最后6 s时间内物体的平均速度大小和方向;
(2)全过程的平均速度.?思维导图?(2)全程中质点初位置为A点,末位置为D点,其位移是AD,方向向西,大小Δx=Δx3-Δx1-Δx2=120 m-30 m-60 m=30 m,所用时间t总=5 s+5 s+4 s+
6 s=20 s.答案:(1)20 m/s,方向向西 (2)1.5 m/s,方向向西误区警示 求平均速度的关键点 物体做变速运动时,在不同阶段的平均速度一般不同,因此在求平均速度时一定要明确所求的是哪一个时间段的平均速度,要紧扣平均速度的定义.(教师备用)
例1-1:(2017·十堰高一检测)下列关于速度的说法,正确的是( )
A.速度是描述物体位置变化的物理量
B.瞬时速度大小不变的运动在任意时间内平均速度也不变
C.v1=2 m/s,v2=-3 m/s,因为2>-3,所以v1>v2
D.速度的方向与物体运动的方向一致解析:速度是描述物体运动快慢即位置变化快慢的物理量,选项A错误;速度大小不变即为速率不变,位移方向可能变化,因此不同时间平均速度可能不同,选项B错误;速度是矢量,正、负号表示方向,绝对值表示大小,选项C错误;速度的方向与物体运动的方向一致,选项D正确.D针对训练1:(多选)某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出A,B两地的直线距离为9 km,实际中他从A地到达B地所用时间为5 min,赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km,当他经过某路标P时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是( )
A.在整个过程中赛车手的路程是9 km
B.在整个过程中赛车手的平均速度大小为108 km/h
C.在整个过程中赛车手的平均速度大小是150 km/h
D.经过路标P时的瞬时速度大小是150 km/hBD解析:由于位移是从初位置指向末位置的有向线段,路程是运动轨迹的长度,故赛车手的位移为9 km,路程为15 km,选项A错误;整个过程中位移大小Δx=
9 km,所用时间Δt=5 min= h,则平均速度vAB= =108 km/h,选项B正确,
C错误;车内速度计的示数为车通过某位置的瞬时速度,选项D正确.要点二【问题导学】
一同学在晨练时,从出门到返回共跑了3 km,用时9分钟,那么他全程的平均速度是多少?答案:平均速度是一段时间内发生的位移与所用时间的比值,显然,这位同学虽然跑了3 km的路程,但位移却为零,故平均速度等于零.平均速度和平均速率的分析与计算 【要点归纳】【例2】 (2017·山西平遥中学高一期末)某学校教室、寝室、食堂的位置关系如图所示,放学后甲同学直接去食堂吃饭,用了2 min到食堂,乙先去寝室拿东西然后立即赶到食堂,结果用了4 min.求甲、乙各自运动的平均速度和平均速率.?核心点拨? (1)甲由教室直接去食堂,始位置为教室,末位置为食堂,运动轨迹为从教室到食堂的直线.
(2)乙由教室先到寝室后到食堂,始位置为教室,末位置为食堂,运动轨迹为从教室到寝室、寝室到食堂的折线.答案:见解析误区警示求平均速度时常见的两种错误(2)认为平均速度大小等于平均速率.在计算平均速度时,用路程与时间的比值去求解.而实际上平均速度必须依据其定义用位移与时间的比值去求解.并且必须强调针对的是哪段位移(或哪段时间).(教师备用)
例2-1:某人爬山,从山脚爬上山顶,然后又沿原路返回到山脚,上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则往返的平均速度的大小和平均速率分别是( )D针对训练2:(2017·三明市四地六校高一期末)一辆汽车沿平直公路行驶,开始以20 m/s的速度行驶了全程的一半,接着以速度30 m/s行驶另一半路程,则全程的平均速度v等于( )
A.25 m/s B.24 m/s C.20 m/s D.30 m/sB(教师参考)
【教材探究】
教材P19“问题与练习”第4题中对第(1)、(2)问的计算结果进行比较,可以得到怎样的结论?由以上计算结果可以看出,同一物体在不同阶段的平均速度往往不相同.故用平均速度描述运动的快慢时,一定要明确是哪一个过程的平均速度,即平均速度与所研究的过程是一一对应的,一般地,不同过程中的平均速度往往不同.达标测评 随堂演练·检测效果DA.控制变量法 B.假设法
C.理想模型法 D.极限法解析:在时间间隔Δt较小的情况下,平均速度能比较精确地描述物体运动的快慢程度,Δt越小,描述越精确,当Δt非常小时,即可精确描述物体运动的快慢,这里用的是极限法.2.(多选)子弹以800 m/s的速度从枪筒射出,汽车在北京长安街上行使,时快时慢,20 min行使了18 km,汽车行驶的速度是54 km/h,则( )
A.800 m/s是平均速度 B.800 m/s是瞬时速度
C.54 km/h是平均速度 D.54 km/h是瞬时速度BC解析:子弹以800 m/s的速度从枪筒射出,表示通过某一位置的速度,是瞬时速度.汽车行驶的速度是54 km/h,表示一段位移内的速度,是平均速度.选项B,C正确.3.(2017·六安高一检测)为了使公路交通有序、安全,道路两旁都竖立了许多交通标志.如图所示,(甲)图是广州市环市路高架桥上的限速标志(白底、红圈、黑字),表示允许行驶的最大速度是60 km/h;(乙)图是路线指示标志,表示离下一出口还有25 km.上述两个数据的物理意义是( )
A.60 km/h是平均速度,25 km是位移
B.60 km/h是平均速度,25 km是路程
C.60 km/h是瞬时速度,25 km是位移
D.60 km/h是瞬时速度,25 km是路程D解析:允许行驶的最大速度表示在某一位置的速度,是瞬时速度.到下一出口还有25 km,25 km是运动轨迹的长度,是路程.选项D正确,A,B,C错误.4.(2017·河北衡水武邑中学模拟)图(甲)是一种应用传感器检测轨道运行的实验装置.在轨道某处设置监测点,当车头到达传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间,信号发生器各发出一个脉冲信号,由记录仪记录.假如轨道车长度为22 cm,记录仪记录的信号如图(乙)所示,则轨道车经过该监测点的速度为( )
A.0.20 cm/s B.2.0 cm/s
C.22 cm/s D.220 cm/sC解析:由题图可知车头到达该监测点与车尾离开该监测点的时间间隔为1.0 s,即轨道车运行车身长度的位移时所用时间为1.0 s,故车速为v= =22 cm/s,选项C正确.(教师参考)课堂小结谢谢观赏！课件20张PPT。第4节 实验:用打点计时器测速度实验探究实验基础典例研习实验基础 解读实验·萃取精华实验探究 探寻结论·提升精度一、数据处理
1.计算瞬时速度把计算所得的各点的速度填入下表中2.v-t图像的画法
根据测量的数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来.二、误差分析三、注意事项
1.使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带.
2.手拉纸带时速度应适当快一些,以防点迹太密集.
3.使用电火花计时器时,应注意把纸带正确穿好,墨粉纸盘位于纸带上方,使用电磁打点计时器时,应让纸带穿过限位孔,压在复写纸下面.4.使用电磁打点计时器时,如打出点较轻或是短线,应调整振针距复写纸的高度.
5.对纸带进行测量时,不要分段测量各段位移,要用长尺一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离).(教师参考)
其他方案
新方案一 利用频闪照相分析计算物体的速度
原理:频闪照相法每间隔一定时间曝光一次,从而形成间隔相同时间的影像的方法.
器材:频闪灯、照相机、小球、斜面等.
方法:在频闪照相中会用到频闪灯,它每隔相等时间闪光一次,例如每隔0.1 s闪光一次,即每秒闪光10次.当物体运动时,利用频闪灯照明,照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置.通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片.
点评:与打点计时器记录的信息相比,频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流电源的频率,而相同时间间隔出现的影像则相当于打点计时器打出的点迹.因此,运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息,又记录了物体运动的位移信息.至于求平均速度和瞬时速度,两者都是一样的.新方案二 借助数字计时器和气垫导轨测速度
见教材P24“科学漫步”
点评:这样测得的速度也不是瞬时速度,而是遮光条在遮光这段时间内滑块的平均速度.典例研习 通法悟道·拓宽思路类型一 实验原理和实验操作 【例1】 (2017·唐山质检)关于“用打点计时器测速度”的实验:
(1)实验中,除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带定滑轮的长木板、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有 .
(填选项代号)?
A.电压合适的50 Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平?核心点拨? (1)电磁打点计时器使用低压交流电源.解析:(1)实验中必须使用的有合适的50 Hz的低压交流电源,计算速度时需要测量各点间的距离,因此还必须有刻度尺,故应选AC.答案:(1)AC (2)对于减小实验误差来说,下列采取方法中正确的有 .?
A.选取合适的n个点为计数点
B.使小车运动的尽量慢些
C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算
D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
E.实验时尽量让小车远离打点计时器,释放小车后再接通电源?核心点拨? (2)可以从实验操作、纸带的选择与数据处理方面减小实验误差.解析:(2)选取合适的n个点为计数点,有利于测量长度,又使平均速度与瞬时速度更接近,以减小误差,选项A正确;使小车运动尽量慢些,打出的点较密,为减小测量误差,则所取n会较大,计算出的结果误差会较大,选项B错误;舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算,这样可减小误差,选项C正确;选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验可使得小车运动比较平稳,各点的瞬时速度与实际更接近,可减小误差,选项D正确;若小车远离打点计时器,且先释放小车后打开电源,会造成点密而少,给测量、计算造成较大误差,选项E错误.答案:(2)ACD误区警示使用打点计时器注意的问题(1)电磁打点计时器需要4～6 V低压交流电源,电火花计时器需用220 V交流电源.
(2)使用打点计时器时要注意先接通电源,打点稳定后再释放纸带.
(3)选择纸带时要注意“点迹清晰,间隔适度”.类型二 利用纸带计算平均速度和瞬时速度【例2】 (2017·三明高一检测) (1)使用电火花计时器测定小车运动情况的实验中,有如下基本步骤:
A.把电火花计时器固定在长木板上没有滑轮的一端
B.把纸带固定在小车上并穿过打点计时器限位孔
C.使小车靠近打点计时器,然后松开纸带让小车带着纸带运动
D.接通220 V交流电源
E.按下脉冲输出开关,进行打点
F.把长木板固定在桌面上,使带滑轮的一端伸出桌外,小车放在木板上
G.关闭电源,取下纸带
这些步骤正确的排列顺序为 .?
(2)如图所示,用毫米刻度尺测量得AB=4.56 cm,AC=12.16 cm,AD=22.52 cm,AE=
36.06 cm,为使计算出的C点时小车速度误差尽可能小,则vC= m/s;小车在AE段的平均速度为 m/s.(结果保留三位有效数字)??核心点拨?应用公式v= 计算某一过程的平均速度,当Δt→0时,这一过程的平均速度可视为这一过程某点的瞬时速度.解析:(1)排列顺序时应注意:①应在安装电火花计时器后安装纸带.②应先接通电源,后释放纸带.③获得纸带后立即关闭电源,由此可知,实验步骤的正确排序为FABDECG.答案:(1)FABDECG (2)4.49 4.51规律方法 瞬时速度的求解平均速度可由v= 求出,求瞬时速度时,应当取包含该点的尽可能短的时间间隔,应用“极限”的思想求物体的瞬时速度,由平均速度代替瞬时速度.类型三 利用v-t图像分析运动规律【例3】 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A,B,C,D,E,F,G共7个计数点.相邻计数点间的距离如图(甲)所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.(计算结果均保留3位有效数字)(1)在实验中,使用打点计时器时应先 再 (选填“释放纸带”或“接通电源”).?解析:(1)在实验中,使用打点计时器时应先接通电源,再释放纸带.答案:(1)接通电源 释放纸带 (2)每两个计数点间还有 个点没有标出.?
(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.10 s测一次速度,计算出打下B,C,D三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表.答案:(2)4 (3)0.400 0.479 0.560 (4)将B,C,D,E,F各个时刻的瞬时速度标在图(乙)中直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.解析:(4)将各时刻对应速度在v-t坐标系中描点,并过这些点作出图线,如图所示.答案:(4)图见解析作图像的规范要求规律方法(1)明确坐标轴的意义并选取合适标度,既要把数据标注在图像上,又要匀称直观.
(2)如果图像是直线,要求尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点应均匀分布在直线两侧;如果图线是曲线,要用平滑的曲线连接各点.谢谢观赏！课件45张PPT。第5节 速度变化快慢的描述——加速度 (教师参考)
一、教学目标
知识与技能
1.理解加速度的意义,知道它的定义、公式、符号和单位,能用公式a= 进行定量计算2.知道加速度与速度的区别和联系,会根据加速度与速度的方向关系判断物体是做加速运动还是减速运动
3.能从v-t图像理解加速度的意义过程与方法
1.通过事例,提出为了描述物体运动速度变化的快慢,引入了加速度概念的必要性,激发学生学习的兴趣2.帮助学生学会分析数据,归纳总结得出加速度
3.教学中从速度—时间图像的角度看物体的加速度,让学生在实践中学会应用数据求加速度
情感态度与价值观
1.领会人类探索自然规律中严谨的科学态度,理解加速度概念的建立对人类认识世界的意义
2.培养合作交流的思想
二、教学重点难点
教学重点
1.加速度的概念建立和加速度与匀变速直线运动的关系
2.加速度是速度的变化率,它描述速度变化的快慢和方向
教学难点
1.理解加速度的概念,树立变化率的思想
2.区分速度、速度的变化量及速度的变化率三、重难点突破方略
加速度概念建立的突破方略
【思考与讨论1】 测试人员对不同类型汽车启动过程中的速度测试记录如下.并提出问题:谁的速度增加得快?你是怎样比较的?学生:越野车的速度增加得快,因为所用时间相同的情况下,速度改变大的物体速度改变得快.【思考与讨论2】 测试人员换了一种比较的方式,各类型汽车启动过程中的速度测试记录如下.并提出问题:谁的速度增加得快?你是怎样比较的?学生:越野车的速度增加得快,因为速度改变相同的情况下,所用时间短的物体速度改变得快.【思考与讨论3】 几种不同情境的速度变化记录如下,并提出问题.(1)很明显,这几个运动物体的末速度不同,谁的末速度最大?该物体速度的改变量是多少?该物体速度的改变量是最大的吗?
学生:空中的飞机末速度最大,其速度的改变量为0,速度的改变量不是最大的.
教师:速度大的物体,速度的改变量不一定大.(2)这几个运动物体速度的改变量也不同,谁的速度改变量最大?该物体速度的改变量是多少?该物体是不是速度增加得最快?
学生:火车出站过程中速度的改变量最大,速度的改变量是20 m/s,但火车不是速度增加得最快的.
教师:速度改变量大的物体,速度增加得不一定快.
(3)怎样判断这四个情境中谁的速度增加得快呢?
学生:由速度的改变量与所用时间的比值来判断,比值最大的物体速度增加得最快.
【教师总结】 为了描述物体运动中速度变化的快慢,人们引入了加速度的概念,速度的改变量与所用时间的比值叫加速度.课堂探究自主学习达标测评自主学习 课前预习·感悟新知 (教师参考)
情境链接
西方交通管理部门为了交通安全,特制定了死亡加速度500g(取g=10 m/s2)这一数值,以醒世人.意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险.那么大的加速度,一般情况下车辆是达不到的,但如果发生交通事故时,可能会达到这一数值.因为一般车辆碰撞的时间短,大多为毫秒级.例如,两辆摩托车时速20 km/h相向而行发生碰撞,碰撞时间为毫秒级,那么驾驶员是否有生命危险?信息
加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用的时间的比值.碰撞时加速度大小约
为a= m/s2=5.6×103 m/s2>500g,有生命危险.教材梳理一、加速度
1.定义:速度的 与发生这一变化所用 的比值.变化量时间2.定义式:a= .3.物理意义:表示物体运动速度 的物理量.
4.单位:在国际单位制中是 ,符号是m/s2或m·s-2.变化快慢米每二次方秒想一想 若甲、乙两物体沿直线运动,甲物体在10 s内速度由10 m/s增加到20 m/s,乙物体在5 s内速度由1 m/s增加到8 m/s,甲、乙两物体谁的加速度大?二、加速度方向与速度方向的关系
1.加速度的方向:与 的方向相同.
2.加速度与速度的方向关系:在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度的方向 ;如果速度减小,加速度的方向与速度的方向 .速度变化量Δv相同相反想一想 加速度增大,物体的速度一定增大吗?
答案:不一定.加速度表示速度变化的快慢,加速度增大表示速度变化加快,可能是速度增加得越来越迅速,也可能是速度减小得越来越迅速.三、从v-t图像看加速度
如图所示,v-t图像的 反映加速度的大小.倾斜程度想一想 教材P28“思考与讨论”中哪个物体运动的加速度比较大?为什么?1.物体运动越快,则加速度越大.( )
2.物体速度变化越大,则加速度越大.( )
3.物体速度变化越快,则加速度越大.( )
4.物体的加速度变大,则速度也一定变大.( )
5.加速度的方向一定与速度变化的方向相同.( )
6.在v-t图像中,图线倾斜程度变大时速度一定变大.( )思考判断答案:1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.×要点一课堂探究 核心导学·要点探究【问题导学】加速度与速度、速度变化量的比较下列三种车辆起步后,经不同的时间达到了不同的速度.哪种车辆速度变化大?哪种车辆速度增加得快?并说明原因.【要点归纳】【例1】 (2017·青海师大第二附中检测)(多选)下列所描述的运动情况,其中可能正确的有( )
A.速度变化量很大,加速度很小
B.速度变化量方向为正,加速度方向为负
C.速度越来越大,加速度越来越小
D.速度变化越来越快,加速度越来越小?核心点拨? 只要加速度与速度方向相同(或相反),无论加速度大小如何变化,速度一定增大(或减少).AC解析:根据a= 可知加速度a由速度的变化量Δv和速度发生改变所需要的时间Δt共同决定,若Δv很大,但Δt更大时,a可以很小,选项A正确.加速度的方向就是物体速度变化量的方向,速度变化量为正,则加速度也一定为正,选项B错误.当物体的加速度方向与速度方向相同时,无论加速度大小如何变化,速度都会增大,只是速度增加得快慢不同,选项C正确.加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越来越快,则加速度越来越大,选项D错误.误区警示“速度大”“速度变化大”和“速度变化快”的含义(1)速度大→表示物体运动得快,位置变化快,速度大,速度的变化不一定大,如飞机在高空匀速飞行时,速度v很大.
(2)速度变化大→表示速度的变化(Δv=v-v0)大,与发生这一变化所需的时间Δt无关.
(3)速度变化快→表示相同时间内速度变化大,速度变化快.速度变化的快慢就是速度的变化率.(教师备用)
例1-1:(多选)核潜艇是国家的战略利器,也是国家安全的重要保证.某核潜艇在充满未知的深海独自执行任务,做变速运动,关于核潜艇在变速运动过程中的速度、加速度、速度变化量的关系,下列说法中正确的是( )
A.核潜艇某时刻的加速度等于0,但速度可以不为0
B.核潜艇的加速度方向向东,速度变化量的方向可以向西
C.核潜艇做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度可以比前一阶段大
D.核潜艇的速度变化量很大,但加速度可以很小解析:a与v大小间无必然关系,选项A,C正确;根据a= ,Δv很大时,若Δt也很大,a可以很小,选项D正确;a的方向与Δv方向一定相同,选项B错误.ACD针对训练1:(2017·广东揭阳一中段考)下列关于物体运动的说法,正确的是( )
A.物体速度不为零,其加速度也一定不为零
B.物体具有加速度时,它的速度可能不会改变
C.物体的加速度变大时,速度也一定随之变大
D.物体加速度方向改变时,速度方向可以保持不变解析:由于加速度与速度没有直接关系,则速度不为零时,加速度可能为零,选项A错误;物体具有加速度时,速度必定改变,选项B错误;物体的加速度变大时,速度不一定随之变大,要看两者方向的关系,选项C错误;物体加速度方向改变时,速度方向可以保持不变,比如物体在一条直线上先做加速运动后做减速运动时,加速度方向改变,而速度方向不变,选项D正确.D要点二【问题导学】
已知物体做直线运动且它的加速度为负值,那么该物体是否一定做减速运动?答案:不一定.直线运动中,物体做加速运动还是减速运动并不是取决于加速度的方向,而是取决于加速度与速度的方向关系;如果两者方向相同,则物体做加速运动;如果两者方向相反,则物体做减速运动.只给出加速度的方向,而未给出速度的方向,故不能确定物体做加速运动还是减速运动. 加速度对物体运动的影响【要点归纳】
由加速度来判断物体的运动情况
(1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢(2)加速度与速度方向间的关系决定物体加速还是减速,物体是加速还是减速与加速度的变化和加速度的正、负无关,即【例2】 (多选)根据给出的速度和加速度的正负,对下列物体的运动性质的判断正确的是( )解析:物体运动的速度、加速度方向的规定是任意的,但是当速度方向与加速度方向同向时,物体做加速运动;反向时物体做减速运动,当时间足够长,且加速度始终存在时,物体先减速至零后反向加速,选项A错误,B,C正确;当a=0时,物体做匀速直线运动,当v0=0,a=0时,物体静止,选项D正确.A.v0<0,a>0,物体先做加速运动,后做减速运动
B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.v0>0,a<0,物体先做减速运动,后做加速运动
D.v0>0,a=0,物体做匀速直线运动BCD误区警示 加速度正负的理解误区(1)物体存在加速度,说明物体做变速运动,不一定是加速运动.
(2)加速度的正负表示方向,加速度的方向与规定的正方向相同时为正值,相反时为负值.
(3)根据加速度的正负无法判断物体做加速运动还是减速运动,判断的依据是加速度与速度的方向关系,同向加速,反向减速.(教师备用)
例2-1:(2017·四川雅安中学模拟)物体A,B做直线运动,A的加速度为
7 m/s2,B的加速度为-9 m/s2,下列说法中正确的是( )
A.物体A的加速度比物体B的加速度大
B.物体B的速度变化比物体A的速度变化快
C.物体A的速度一定在增加
D.物体B的速度一定在减小B解析:比较加速度的大小应比较它们的绝对值,物体A的加速度比物体B的加速度小,B的速度变化较快,选项A错误,B正确.当加速度与初速度方向相同时,物体做加速直线运动,反之则做减速直线运动,本题由于不知A,B两物体的运动方向与其加速度方向的关系,故不能确定它们做加速运动还是减速运动,选项C,D错误.针对训练2:甲、乙为两个在同一直线上沿规定的正方向运动的物体,a甲=
4 m/s2,a乙=-4 m/s2.下列对甲、乙两物体的运动判断正确的是( )
A.甲的加速度大于乙的加速度
B.甲、乙两物体的运动方向一定相反
C.甲的加速度和速度方向一致,乙的加速度和速度方向相反
D.甲、乙的速度都是越来越大的C解析:加速度的负号表示方向,不表示其大小,所以甲、乙两物体的加速度大小相等,故选项A错误;甲、乙为两个在同一直线上沿规定的正方向运动的物体,所以甲、乙两物体的运动方向一定相同,选项B错误;甲的加速度和速度方向相同,做加速运动,乙的加速度方向和速度方向相反,做减速运动,所以,甲的速度越来越大,乙的速度越来越小,选项C正确,D错误.要点三【问题导学】
如图所示,如何描述图像所示的短跑运动员的速度和加速度?答案:由图像可知,运动员的速度从零开始,在最初几秒增加得很快,而在达到大约10.0 m/s后,速度就差不多保持不变了.也就是说,在最初几秒,运动员的加速度很大,但速度并不太大,随后速度增加到接近最大值,此时的加速度几乎减为零.v-t图像与加速度【要点归纳】
1.v-t图像中图线的倾斜程度
在v-t图像中,图线的倾斜程度用斜率k表示,而k=tan α,如图所示,若E点表示t1时刻速度为v1,F点表示t2时刻速度为v2.2.通过v-t图像认识加速度
(1)如果速度均匀增大或减小,加速度不变,v-t图像的倾斜程度不变,是一条倾斜的直线.如图中甲的加速度不变,方向与速度方向相同;乙的加速度方向与速度方向相反.(2)如果速度不是均匀变化的,即物体的加速度在变化,则v-t图像的倾斜程度变化,是一条曲线.如图所示,物体在做加速运动,但加速度在逐渐减小.【例3】 (2017·江苏省如东高一检测)(多选)在2016年2月举行的跳水世界杯比赛中,我国运动员取得了优异的成绩;在跳板比赛中,若某运动员(可看做质点),其速度与时间关系图像如图所示,选竖直向下为正方向,t=0是其向上起跳瞬间,则( )
A.t1时刻开始进入水面
B.t2时刻开始进入水面
C.t3时刻已浮出水面
D.0～t2时间内,加速度保持不变BD?思维导图?解析:从开始到t2时刻,v-t图像为直线,说明该过程中的加速度不变,所以在0～t2时间内人在空中,先上升后下降,t1时刻到达最高点,t2之后速度减小,开始进入水中,选项A错误,B,D正确;t3时刻,人的速度减为零,此时人处于水下的最深处,选项C错误.误区警示 分析v-t图像时的两点注意
(1)加速度是否变化看有无折点:在折点位置,图线的倾斜程度改变,表示此时刻物体的加速度改变.v-t图像为曲线,可认为曲线上处处是折点,加速度时刻在改变.
(2)速度方向是否改变看与时间轴有无交点:在与时间轴的交点位置前后,纵坐标的符号改变,表示物体的速度方向改变.(教师备用)
例3-1:下表是通过测量得到的一辆摩托车沿直线运动时速度随时间变化的数据.请根据测量数据:
(1)画出摩托车运动的v-t图像;解析:(1)将各组数据在v-t坐标系中描点,并过这些点作图线,即得v-t图像如图所示.答案:(1)见解析 (2)求摩托车在第1个10 s内的加速度;
(3)根据画出的v-t图像,利用求斜率的方法求出第1个10 s内的加速度;
(4)求摩托车在最后15 s内的加速度.(3)v-t图像的斜率表示加速度,第1个10 s内的加速度a=k=2 m/s2,与运动方向相同.答案:(2)2 m/s2,与运动方向相同 (3)2 m/s2,与运动方向相同 (4)2 m/s2,
与运动方向相反针对训练3:(2017·潍坊高一检测)(多选)质点做直线运动的v-t图像如图所示,则( )
A.第1 s末速度反向
B.第2 s内质点的加速度大小为2 m/s2
C.第2 s内速度方向与加速度方向相反
D.在2 s时质点回到出发点BC(教师参考)
【教材探究】
教材P25“思考与讨论”中,普通小轿车与旅客列车起步后都能达到100 km/h的速度.它们的速度变化相同吗?速度变化的快慢相同吗?答案:从列举的数据可看出,小轿车与旅客列车虽然在起步中改变的速度相等,但发生这些改变所用的时间是不相等的.小轿车只需20 s的时间,而列车则需要500 s的时间,可见,小轿车速度变化得更快.达标测评 随堂演练·检测效果AD1.(2017·福建四地六校高一检测)(多选)结合图中说明的情景及数据,以下判断正确的是( )A.高速行驶的动车的加速度可能为零
B.汽车刹车至静止时如果初速度很大,其加速度一定也很大
C.在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度、加速度可能均为零
D.苏炳添在100 m比赛起跑时速度很小,但加速度很大解析:高速行驶的动车,速度很大但可能不变,则加速度可能为零,选项A正确;汽车刹车至静止时,初速度很大,加速度不一定大,还与刹车的时间有关,选项B错误;在炮膛中点燃火药后的炮弹的瞬时速度为零,但是速度的变化率不为零,加速度不为零,选项C错误;苏炳添在100 m比赛起跑时速度很小,但是速度变化很快,加速度很大,选项D正确.2.(2017·天津模拟)足球以8 m/s的速度飞来,运动员把它以12 m/s的速度反向踢出,踢球的时间为0.02 s.设飞来的方向为正方向,则足球在这段时间内的加速度为( )
A.200 m/s2 B.-200 m/s2
C.1 000 m/s2 D.-1 000 m/s2D3.(2017·湖南娄底双峰一中等五校联考)(多选)一物体自原点开始在x轴上运动,其初速度v0<0,加速度a<0,当加速度不断减小直至为零时,物体的( )
A.速度不断减小,位移不断减小
B.速度和位移都不断增大
C.当a=0时,速度达到最大
D.当a=0时,速度为0,位移达到最小值BC解析:初速度v0<0,加速度a<0,可知速度方向与加速度方向相同,加速度减小,则速度增大,由于速度方向不变,则位移不断增大,选项A错误,B正确.当加速度减小为零时,速度达到最大,选项C正确,D错误.4.(2017·贵阳高一检测)如图所示,图线甲、乙分别表示两个物体做直线运动的v-t图像,试回答:
(1)甲、乙两物体的初速度各多大?解析:根据v-t图像可以得出
(1)甲的初速度为v甲=0 m/s,
乙的初速度为v乙=8 m/s.答案:(1)0 8 m/s(2)甲、乙两物体的加速度各多大?反映两物体的运动性质有何不同?
(3)经过多长时间它们的速度相同?答案:(2)3 m/s2 1 m/s2 甲、乙分别做加速度不变的加速、减速直线运动
(3)2 s(3)由图可以看出,t=2 s时甲、乙两物体速度相等.(教师参考)课堂小结谢谢观赏！
