《速度变化的快慢的描述──加速度》学案
山东省利津县第一中学 毛建军
[]
思考与讨论1
A.在校运动会上,张三同学百米赛起跑阶段,由静止开始在1.0s内速度增加到8m/s
B.电动车由静止开始在3.0s内速度增加到8m/s(约29km/s)
C.摩托车由静止开始在3.0s内速度增加到12m/s(约43km/s)
D.摩托车以12m/s恒定的速度行驶了3.0s。
为了能更加清楚对以上情况对比,请你将以上数据填入下表。
初始速度v0(m/s) 经过时间Δt(s) 末速度v(m/s)
A.百米起跑
B.电动车起动
C.摩托车起动
D.行驶的摩托车[]
仔细分析表格中的数据思考下列问题:
(1)能否用速度的大小v描述速度变化的快慢?说明你的理由。
(2)能否用速度的变化量Δv(=v-v0)描述速度变化的快慢?说明你的理由。
[]
(3)能否用速度的变化量Δv(=v-v0)速度变化的快慢?说明你的理由。
(4)你认为如何表示速度变化的快慢?思考后同周围的同学交流一下意见。[]
练习1 比较速度与加速度的物理意义,判断下列说法是否正确,举例说明你的理由。
A.加速度不为零的运动速度一定增加[]
B.两物体相比,一个物体的速度变化量比较大,加速度一定大
C.物体运动越来越快,其加速度一定越来越大
D.物体速度变化越来越慢,物体的加速度越来越小
E.相等时间内速度变化大的物体,加速度大
思考与讨论2
物体a、b沿一直线同方向运动,他们的速度随时间的变化如图所示,请思考下列问题
(1)在图中确定t1、t2两时刻对应的速度v1、v2。
(2)如何表示加速度的大小?
(3)物体做直线运动的加速度变化吗?为什么?
(4)你能目测a、b两物体加速度的大小吗?
练习2 一物体做直线运动,其速度与时间关系如图,规定向东运动的方向为正方,回答下列问题:
[]
(1)叙述物体的运动情况。
(2)分别求出物体在0-2s、2s-5s、5s-10s内的加速度。
练习3 根据下面的纸带,取中间的8个点回答下面的问题。
[]
(1)求出这段时间内的平均加速度
(2)求出打各个点的瞬时速度[][]
(3)作出这段时间内的图象,看看物体的加速度有什么特点?学校:临清 学科:物理
山东省临清市高中物理学案:第一章 1.4《实验用打点计时器测速度》2
课前预习学案:
预习目标:
1、了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法;
2、知道两种计时器的工作电压,打点周期。
预习内容:
1、 电磁打点计时器(阅读说明书)
工作电压: 打点周期 振针打点不清晰或打不出点的原因可能是什么 应怎样调节
2、 电火花式计时器 (阅读说明书)
工作电压: 打点周期 从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么
提出疑惑:
课内探究学案:
学习目标:
1、学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况,会测量物体的速度,掌握一些处理数据的基本方法;
2、学会用图象表示速度变化规律的方法,理解用平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点来反映客观规律的思想。
学习过程:
练习使用电磁打点计时器.
(1)把电磁打点计时器固定在桌子上面。
(2)接通10V以下交流电源, 用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点,立即关闭电源。
(3)取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数出若干个点,如果数出n个点, 点之间的间隔数为(n-1)个,用Δt = 0.02(n-1) s, 计算出纸带从第一个点到第n点的运动时间。
(4)用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离Δχ。利用公式v=Δχ/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度,把测量和计算的结果填入表1中。
[]
表1: 纸带在某段时间内的平均速度
点数n 点间隔数n-1 运动时间Δt(s) 位移Δχ(m) 平均速度v ( m/s )
[]
( 5 ) 把打点计时器固定在长木板上,钩码通过细线拴在小车前,小车后连接纸带,打开电源,钩码拉着小车打出一条纸带。在纸带上找出连续的六个点,分别标上记号A、B、C、D、E、F, 用刻度尺量出相邻的两点间的距离Δχ1,Δχ2,Δχ3, Δχ4, Δχ5,把数据填入表2,根据这些数据,判断纸带的这段运动是匀速运动还是变速运动,是加速运动还是减速运动,并写明理由。
表2:纸带的运动情况
A 和B的距离 Δχ1(m)[] B和C的距离 Δχ2(m) C和D的距离 Δχ3( m) D和E的距离 Δχ4( m) E和F的距离 Δχ5( m)
[]
判断结果和理由:[]
(6)在纸带上方选取点能看清的一段,将某个能看清的点表为0,以后每隔0.1s标一个测量点,测量包含某个测量点在内的一段位移Δχ,记录在表3中,同时记录对应的时间Δt(设电源频率是50Hz)。
表3: 纸带在几段时间中的位移和平均速度
位置 0 1 2 3 4 5
Δχ( m)
Δt ( s)
v ( m/s )
(7)建立v-t坐标系,在坐标纸上画出小车的速度时间图像,并从图像上说明小车的运动情况。
当堂检测:
1.根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ( )[]
A.时间间隔 B.平均速度 C.位移 D.瞬时速度
2.某同学将纸带穿过限位孔,接通打点计时器的电源,拉动纸带,但在纸带上打不上点,其可能原因是 ( )
A.复写纸放反 B.使用了直流电源 C.振针过短 D.纸带运动过快
3.打点计时器打点的周期,决定于 ( )
A.交流电压的高低 B. 交流电的频率;
C.永久磁铁的磁性强弱; D. 振针与复写纸间的距离.
4. 在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是 ( )
A.打点前,小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车
B.要舍去纸带上密集点,然后选取计数点。
C.打点频率为50Hz,每四个点取一个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.01S。
D.实验中应使小车速度尽量小些。
5. 一学生在练习使用电磁打点计时器时,纸带上打出的不是圆点,而是一些短线,这可能是因为 ( )
A.打点计时器错接在直流电源上;
B.电源电压不稳定;
C.打点计时器使用的电压频率不稳定;
D.振针到复写纸片的距离太小
课后练习与提高:
6.在练习使用打点计时器的实验中,某同学操作中有以下实验步骤,步骤顺序排列正确的是 ( )
①把计时器上的电源插头插在交流220 V电源插座上,按下脉冲输出开关,用手水平的拉动两条纸带,纸带上就打下一列小点
②把电火花计时器固定在桌子上
③将纸带穿过打点计时器的限位孔,检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上,检查两条白纸带是否已经正确的穿好,墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间
④用刻度尺测量纸带通过的距离x
⑤取下纸带数一下纸带上共有多少个点,记为N,则点子的间隔数为(N -1),纸带的运动时间为(N -1)0.02 s
⑥计算纸带运动的平均速度: v=Δx/Δt,把结果填入下表:
A.①②③④⑤⑥ B. ②③①④⑤⑥ C. ②③①⑤④⑥ D. ②①③⑤④⑥
7. 质量都是m的物体在水平面上沿直线运动,图1-4中,A、B、C、D是它的运动图象,由图象可知 ( )
A.图B表明物体做匀速运动
B.图C表明物体做减速直线运动
C.图D表明物体做加速直线运动
D.图A表明物体做匀速运动
8.如图1 -5所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分,从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6,现在量得0、1间的距离x1=5.18 cm,1、2间的距离x2=4.40 cm,2、3间的距离x3=3.62 cm, 3、4间的距离x4=2.78 cm,4、5间的距离x5=2.00 cm,5、6间的距离x6=1.22 cm (f=50Hz)[]
⑴根据上面记录,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中。
⑵根据(1)中表格,在图1-6中画出小车的速度时间图象。并说明小车速度变化特点。(共17张PPT)
问题:飞机起飞时每隔 4 s 曝光一次所得照片。这张照片说明什么问题?
启动物体 速度增加量(m/s)
经历的时间(s) 速度增加的快慢程度(最快、较快、较慢、最慢)
A竞赛用跑车 30
4
B高速列车 30 120
C自行车 6 4
D运动员 12 0.2
1 s内速度
的增加量
(m/s)
一、加速度
2、物理意义—
1、定义—等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。
3、单位m/s2 读: 米每二次方秒
表示速度变化快慢
公式:
4、矢量:大小,方向
方向 :加速度的方向和速度改变量的方向相同
思考:
是加速和减速吗?
加速度的正负又代表什么呢?
在变速直线运动中,若取初速度v0 的方向为正方向,则
(1)加速直线运动:a与V的方向相同。
(2)减速直线运动:a与V的方向相反。.
加速度的正、负
a>0
v0
vt (vt > v0)
a<0
v0
vt (vt < v0 )
再思考
匀速直线运动是速度不变的运动,那么匀变速直线运动又是怎样的运动呢?
结论:加速度不变的直线运动
加速度为零的直线运动 又是什么样的运动?
匀速直线运动
1、匀变速直线运动的特点:
加速度不变
(加速度大小方向都不改变)
二、对加速度的进一步了解
△v 越大,a越大吗?
2、V、 △v 、 △v / △t (速度的变化率)与a的关系
结论:a与V、 △v 均无关,只与△v / △t 有关
思考: ·速度大,加速度小,有可能吗?
·速度变化量小,而加速度大,有可能吗?
·加速度大,而速度小,有可能吗?
变化率的概念:
速度是质点位置的变化率
加速度是速度的变化率
单位时间的变化量
思考:在V-t图象中是怎样体现出加速度的
t/s
O
v/m·s-1
10
15
5
4
6
2
A
B
思考:A、B两物体哪个的速度变化快?
A物体的加速度为 。
B物体的加速度为 。
0.5m/s
0.2m/s
V-t 图像的斜率就是加速度
3、从v—t图象看加速度
O
v/m·s-1
t/s
4
6
2
4
6
2
1、前2秒内的加速度
2、2s—4s的加速度
0
3、4s—6s的加速度
注意:加速度为负值表示速度减小,此时,加速度方向与速度方向相反
v
t
0
加速度如何变化
物体做减加速直线运动
变化量的概念:
遵守矢量减法
当物体在一条直线上运动时:
汽车加速
汽车减速
1.一个物体的加速度为零,则该物体一定是 ( )
A、静止不动 B、匀速直线运动
C、静止或匀速直线运动 D、做速度大小不变的运动
2.下列关于速度和加速度的叙述中,结论正确的是( )
A、物体的速度越大,它的加速度也一定越大
B、物体运动的加速度为零,它的速度也为零
C、物体运动的速度改变越大,它的加速度也一定越大
D、加速度的大小就是速度对时间的变化率的大小
扩展练习
C
D
3.若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,则 ( )
A.汽车的速度也减小
B.汽车的速度仍在增大
C.当加速度减小到零时,汽车静止
D. 当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大
4.下列所说的运动情况,可能的是 ( )
A.物体的加速度增大,其速度也增大
B.物体的加速度减小,其速度也减小
C.物体的加速度增大,但速度减小
D.物体的加速度减小,但速度增大
BD
ABCD
甲 乙
甲图中OA、AB、BC段表示质点在作什么运动?试求各段时间内质点的加速度。
t/s
O
v/m·s-1
10
15
5
4
6
2
A
B
C
乙图中OA、AB、BC段表示质点在作什么运动?试求各段时间内质点的速度。
O
s/m
10
15
5
4
6
2
A
B
C
t/s
思考:物体的位移多大 如何求?
一、加速度
2、物理意义—
1、定义—等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。
3、单位m/s2 读: 米每二次方秒
表示速度变化快慢
公式:
4、矢量:大小,方向
方向 :加速度的方向和速度改变量的方向相同
二、对加速度的进一步认识
1、匀变速直线运动的特点:
加速度不变(加速度大小方向都不变)
2、a与V、 △v 无关,只与 △v / △t (速度的变化率)有关
3、V-t 图像的斜率就是加速度第一节 质点、参考系和坐标系 随堂检测
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;丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况是( B、C、D)
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,但比甲、乙都慢
2.下列关于质点的说法中,正确的是(C )
A. 体积很小的物体都可看成质点
B. 质量很小的物体都可看成质点
C. 不论物体的质量多大,只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以不略不计,就可以看成质点[]
D. 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作质点
3.在下列物体的运动中,可视作质点的物体有 ( ACEF)
A. 从北京开往广州的一列火车 B. 研究转动的汽车轮胎[][]
C. 研究绕地球运动时的航天飞机 D. 表演精彩芭蕾舞的演员
E. 参加百米跑竞赛的运动员 F. 在斜下推力的作用下,沿水平面运动的箱子
4.关于人造地球通讯卫星的运动,下列说法正确的是(ABD)
A. 以地面卫星接收站为参照物,卫星是静止的。
B. 以太阳为参照物,卫星是运动的。
C. 以地面卫星接收站为参照物,卫星的轨迹是圆周。[]
D. 以太阳为参照物,卫星的轨迹是圆周。
5.判断下列说法正确的是(D)
A.质点一定是体积、质量都极小的物体
B.当研究一列火车全部通过桥所需的时间时,因为火车上各点的运动状态相同,所以可以将火车视为质点
C.研究自行车的运动时,因为车轮在转动,所以无论研究哪方面,自行车都不能被视为质点
D.地球虽大,且有自转和公转,但有时可被视为质点
6.小华、小明和小红三人到上海“金茂大厦”游玩,三人分别乘坐一个观光电梯。当他们从自己乘的观光电梯向外看时,分别发现如下现象:小华看见小红乘的电梯匀速上升;小明看到小华的电梯匀速下降;小红看到地面在匀速上升。试分析小华、小明和小红三人乘的电梯相对于地面是怎样运动的?
(分析:题中所描述的三人分别以各自所乘的电梯为参照物所看到的现象。而本题要求讨论以地面为参照物时三人所乘电梯的运动情况。所以,分析和判断参照物的选择是本题的关键,同时要注意理解运动的相对性。由题意可知,小红看见地面匀速上升,那么若以地面为参照物,小红所乘的的电梯是处于匀速下降的。小华看见小红所乘的电梯是匀速上升的,说明以地面为参照物则小华乘的电梯比小红乘的电梯匀速下降的速度还要快。小明看见小华乘的电梯匀速下降,说明若以地面为参照物,小明所乘的电梯可能是静止,可能是匀速上升,也可能以比小华小的速度匀速下降。) []《质点 参考系和坐标系》教学设计
云南省昭通市盐津县艾田中学 蒋显翠
一、教材分析
本教学设计选自人教版新课标高中物理教材第一章第一节《质点 参考系和坐标系》,要描述物体的运动,首先要对实际物体建立一个最简单的物理模型—质点模型。由于运动的相对性,描述质点运动时必须明确所选择的参考系。为了准确的、定量的描述质点的运动,还要建立坐标系。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识,教材中逐步展开这些内容,最后介绍全球卫星定位系统。本节介绍质点、参考系和坐标系,不仅是这一章学习的基础知识,也是以后力学各章学习的基础知识。这些基础知识在实践中有广泛的、重要的应用。
二、三维目标
1.知识与技能
(1)理解质点的概念,知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
(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)会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。
2.过程与方法
(1)体会物理模型在探索自然规律中的作用,让学生将生活实际与物理概念相联系,通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中,自主升华为物理概念。
(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经验出发,体验不同参考系中运动的相对性,提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性,促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获取知识的能力。
3.情感态度与价值观
热爱自然,关心科技,正确方法,科学态度。
三、教学重、难点
(1)重点
1.理解质点的概念;
2.从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念。
(2)难点[]
1.理解质点的概念
四、教学突破
课前师生收集丰富的图片、视频、文字等资料,联系学生日常生活中身边熟悉的实例,激发学生学习的兴趣,通过老师引导,学生得出有关物理概念,从而使学生乐于探究和思考。
五、教学流程设计
(一)引入课题
教师活动 学生活动
(利用多媒体播放一段反映物体运动的视频,雄鹰在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚,连静静的山川也在“坐地日行八万里”……)。请同学们思考回答:这些场景中哪些物体是在运动的?在物理学中,什么叫做机械运动?举例说明。 2.对学生的举例分析给予评价,并根据学生的回答进一步总结机械运动的概念。 3.指导学生分析视频资料,指出:宇宙中的一切物体都在不停地运动,运动是宇宙间永恒的主题,也是日常生活中常见的现象,诗人可以用“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”,来描绘气势磅礴的瀑布,画家也可以用美丽的画笔描绘出动感十足的情景,那么,我们怎样描绘物体的机械运动呢?即怎样地描述物体上各点的位置及其随时间的变化呢? 1.学生尝试回忆九年级学过的《运动的描述》,举例说明什么叫做机械运动?如:老师走下讲台(老师对讲桌位置改变),汽车驶过学校(汽车对学校位置改变)等。 2.回答:物理学上把一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动。 3.听讲,理解什么是位置变化,进一步体会机械运动,做记录。
[]
(二)物体和质点
教师活动 学生活动
1.研究物体的运动,首先要确定物体的位置。物体都具有大小和形状,在运动中物体的各点的位置变化一般说来是不同的,所以要详细描述物体的位置及其变化,并不是一件简单的事情。(多媒体展示三幅图),在地球绕太阳转动的图片中,地球在绕太阳公转,注意地球同时又在自转,所以地球的各部分离太阳的远近在不断变化。 2.分析:地球是一个庞然大物,直径约为12800km,与太阳相距1.5×108km,也就是说地球直径约是它与太阳距离的万分之一。当我们讨论地球的公转时怎么看待地球?有什么巧妙的方法? 3.指导学生讨论。在学生讨论过程中,引导学生想到我们在处理这些问题时,采用科学抽象的方法,即不考虑物体各部分的差异,把物体简化成为没有大小、形状的点,或者说用一个有质量的点来代替物体。 4.可见,引入质点是为了使物体的位置有一个确切的概念,使物体的复杂运动转化成点的运动。 5.总结得出①质点的定义:用来代替物体的有质量的点叫做质点。即没有形状、大小、体积而具有质量的一个点,质点具有物体的全部质量。②质点是人们为了使实际问题简化而引入的理想化模型。引入理想化模型,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,尽可能把复杂问题简单化,是物理学上经常用到的一种研究问题的方法──科学抽象。 6.进一步说明:物理学对实际问题的简化,必须从实际出发,撇开不考虑的(只能是与当前考察无关的因素),和对当前考察影响很小的次要因素。[] 1.学生分小组讨论得出:研究地球公转时,由于地球的大小而引起的地球各个部分的差异很小,可以忽略不计,也就是说可以忽略地球的大小,把它视为一个点。 忽略地球的大小和形状把地球看作一个点时,能够忽略地球质量吗? 听讲,记录,认真体会,理解引入质点的意义。 3.讨论①是不是只有很小的物体才能看作质点? ②地球的自转和转动的车轮能否被看作质点? ③物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处?
师生共同讨论得出:关于质点简化的条件 一个物体能否抽象成质点,并不是取决于物体的形状和体积大小,这要看具体情况而定。 ①平动的物体一般可以看作质点 做平动的物体,由于物体上各点的运动情况相同,可以用一个点代表整个物体的运动,在这种情况下,物体的大小、形状就无关紧要了,可以把整个物体当质点。 例如:平直公路上行驶的汽车,车身上各部分的运动情况相同,当我们把汽车作为一个整体来研究它的运动的时候,就可以把汽车当作质点。当然,假如我们需要研究汽车轮胎的运动,由于轮胎上各部分运动情况不相同,那就不能把它看作质点了。 要注意的是:同一物体在不同情况下有时可看质点,有时不可以看作质点,一列火车从北京开到上海,研究火车的运行的时间,可将火车看成质点,而火车过桥时,计算火车过桥的时间,不可以将火车看成质点。 ②有转动但转动为次要因素 例如:研究地球公转时,可把地球看作质点;研究地球自转时,不能把地球看作质点。 ③物体的形状、大小可忽略 再如:乒乓球旋转对球的运动的较大的影响,运动员在发球、击球时都要考虑,就不能把乒乓球简单看作质点。
(三)参考系
教师活动 学生活动
1.坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的,却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着,这里面蕴含了什么问题呢? 2.让学生观察图1.1-3和1.1-4,阅读图右文字,回答以下问题。 ①得出什么结论?②就图1.1-4能否提出一些问题?(例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方)[][] 小结 ①参考系是参照物的科学名称,是假定不动的物体。一个物体一旦被选为参考系,就认为它是静止的。在选定参考系后要假定自己站在参照物中去观察物体的运动,即“参考系上长着观察者的眼睛”。 ②比较两个物体的运动时必须选择同一参照系,比较才有意义。 ③在运动学中,参考系的选取是任意的,但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。在没有特别说明时,通常以地面为参考系。例如,描述地面上物体的运动时,通常选地面或相对于地面而静止不动的其他物体作为参考系。 1.思考课本P12图1.1-3,1.1-4。并思考观察结果为什么不同? 2.认真听老师的分析讲解。 3.练习课本P13 练习2。 4.讨论①小小竹排江中游,巍巍青山两岸走; ②月亮在莲花般的云朵里穿行; ③坐地日行八万里,巡天遥看一千河。在上述三例中,各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。
(四)坐标系
教师活动 学生活动
(创设实例:多媒体播放视频刘翔的110m栏。) 1.提出问题:怎样定量(准确)人描述车或刘翔所在的位置? 2.提示:你的描述必须能反映物体(或人)的运动特点(直线)、运动方向、各点之间的距离等因素。 3.总结:①为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。坐标系是在参考系的基础上抽象出来的概念,是抽象化的参考系。为了定量地描述物体的位置及位置的变化需要在参考系上建立适当的坐标系,如果物体在一维空间运动,即沿一条直线运动,只需建立直线坐标系,就能准确表达物体的位置;如果物体在二维空间运动,即在同一平面运动,就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置;当物体在三维空间运动时,则需要建立三维坐标系。 ①一维坐标:描述物体在一条直线上运动,即物体做一维运动时,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。如图1-1-1所示,若某一物体运动到A点,此时它的位置坐标XA=3m,若它运动到B点,则此时它的坐标XB=-2m(“-”表示沿X轴负方向)。 图1—1—1 ②二维坐标:平面直角坐标,描述物体在一平面内运动,即二维运动时,需采用两个坐标确定它的位置。 []③三维坐标:立体坐标系,描述物体在空间的运动。 4.进一步强调要注意以下几点:[] ①坐标系相对参考系是静止的。 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。[] 思考。 讨论:如果物体在平面上运动(例如滑冰运动员),我们应如何建立坐标系? 3.小结:可以建立一个直角坐标系,此时可以用(x,y)表示物体的位置。 4.学生阅读教材“科学漫步”栏目思考书中提出的问题。
(五)巩固练习,交流和小结
教师活动 学生活动
出示课堂练习; 引导组织学生回顾本节知识; 组织各小组成员在相互合作的基础上,进行小结; 教师对该堂课的内容进行总结和对学生的总结给予肯定和评价。 按照要求完成课堂练习; 根据老师提供的信息回顾本节知识; 在相互合作交流的基础上做好书面总结; 听老师总结,补充修改自己的书面总结。
五、板书设计
1.1 质点 参考系和坐标系
1.质点
(1)机械运动:一个物体对另一个物体相对位置变化运动称之为机械运动。
(2)质点的定义:用来代替物体的有质量的点叫做质点。即没有形状、大小、体积而具有质量的一个点,质点具有物体的全部质量。
(3)质点简化的条件性
①平动的物体一般可以看作质点;
②有转动但转动为次要因素;
③物体的形状、大小可忽略。
2.参考系
(1)被选来作为标准的另外的物体就叫做参考系;
(2)同一个物体选择不同的参考系,观察结果可能会有所不同;
(3)比较两个物体的运动时必须选择同一参照系;
(4)参考系的选取是任意的。
3.坐标系
(1)一维坐标;
(2)二维坐标;
(3)三维坐标;
(4)要注意以下几点:
①坐标系相对参考系是静止的;
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。学校:临清二中 学科:物理 编写人: 审稿人:
山东省临清市高中物理学案:第一章 1.2时间和位移教案
课前预习学案[]
【预习目标】
1.知道时间和时刻的区别和联系.
2.知道什么是位移,了解路程与位移的区别.
3.知道什么是标量和矢量.
【预习内容】(自主学习课本第二节)
【提出疑惑】
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
[]
课内探究学案
【学习目标】
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.
4.能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移.
5.知道时刻与位置、时间与位移的对应关系.[]
【学习重点】
1.时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系
2.位移的概念以及它与路程的区别.
【学习难点】
1.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.
【教学方法】自主探究、交流讨论、自主归纳[]
【学习过程】
知识点一:时刻和时间间隔
【阅读】P12第一部分:时刻和时间间隔并完成下列问题。
1.结合教材你能列举出哪些关于时刻和时间间隔
2.观察教材第12页图1.2—1,如何用数轴表示时刻和时间间隔
3、时间和时刻有区别,也有联系,在时间轴上,时间表示一段,时刻表示一个点。如图所示,0点表示开始计时,0~3表示3s的时间,即前3s。2~3表示第3s,不管是前3s,还是第3s,这都是指 。3s所对应的点计为3s末,也为4s初,这就是 。
知识点二:路程和位移
【阅读】P10第二部分:路程和位移并完成下列问题。
【思考与交流】:1、观察教材第13页图1.2—2从北京到重庆,观察地图,你有哪些不同的选择 这些选择有何相同或不同之处
2、根据上面的学习,你能给出位移及路程的定义吗
3、在坐标系中,我们也可以用数学的方法表示出位移.
实例:观察教材第13页图1.2—3质点从A点运动到B点,我们可以用从_____________A指向____________B的_______线段表示位移,.
阅读下面的对话:
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300m就到了.[]
甲:谢谢!
乙:不用客气.
请在图1—2—3上把甲要经过的路程和位移表示出来.并归纳一下:位移和路程有什么不同 []
知识点三:矢量和标量
【阅读】P13第三部分:矢量和标量并完成下列问题。
A级1. 既有 又有 的物理量叫矢量。举例:
[]
2. 只有 没有 的物理量叫标量。 举例:
[]
【思考与交流】
实例1一位同学从操场中心A出发,向北走了40 m,到达C点,然后又向东走了30 m,到达B点.用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移(即代表他的位置变化的最后结果的位移).这位同学由A到B的位移和路程的大小各是多少 你能通过这个实例比较出算术相加与矢量相加的法则吗
知识点四、直线运动的位置和位移
【阅读】P13第三部分:直线运动的位置和位移并完成下列问题。
1、如图1—2—6所示,物体在时刻t1处于“位置”x1,在时刻t2运动到“位置”x2
那么(x2- x1)就是物体的“位移”,记为Δx =___________
可见,要描述直线运动的位置和位移,只需建立一维坐标系,用________表示位置,用位置_______________表示物体位移.
2、观察教材第14页图1.2—5,计算物体由A到B坐标变化量Δx= 那么物体由B到A坐标变化量Δx=
问:结果一样吗 为什么
[]
【当堂检测】
1、下列说法正确的是( )BC
A.时刻表示时间极短,时间表示时间很长。
B.某人跑步成绩13秒是时间。
C.作息时间表上的数字均表示。时刻
D.min只能分成60个时刻。
2、正确的是( )AC
A. 物体在5秒时指的是物体在5秒末时,指的是时刻
B. 物体在5秒内指的是在4秒末到5秒末这1秒的时间
C. 物体在第5秒内指的是在4秒末到5秒末这1秒的时间
D. 第4秒末就是第5秒初,指的是时刻
3、正确的是( )BCD
A.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移
B.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移的大小
C.物体通过一段路程,其位移可能为零
D.物体通过的路程不等,但其位移可能相同
4、一支队伍前进时,通信兵从队尾赶到队首又立即返回,当通信兵回到队尾时队伍已经前进了200m,求整个过程中通信兵的位移。
200m
【总结与反思】
课后练习与提高
1、学习了时间与时刻,蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法,正确的是…( A )
A. 蓝仔说,下午2点上课,2点是我们上课的时刻
B.红孩说,下午2点上课,2点是我们上课的时间
C.紫珠说,下午2点上课,2点45分下课,上课的时刻是45分钟
D.黑柱说,2点45分下课,2点45分是我们下课的时间
2、下列关于位移和路程关系的正确说法是 ( C )
A、物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移
B、物体沿直线运动,通过的路程等于位移的大小
C、物体通过的路程不等,位移可能相同
D、物体通过一段路程,位移不可能为零
3、小球从3m高处落下,被地板弹回,在1m高处被接住.那么,小球通过的路程和位移的大小分别是( D ) A、4m,3m B、3m,1m C、3m,2m D、4m,2m第五节 速度变化的快慢——加速度随堂检测
1.关于物体的下列运动中,不可能发生的是( C)
A.加速度逐渐减小,而速度逐渐增大
B.加速度方向不变,而速度的方向改变
C.加速度大小不变,方向改变,而速度保持不变
D.加速度和速度都在变化,加速度最大时速度最小;加速度最小时速度最大
2.关于速度和加速度的关系,下列说法正确的有( CD)
A.加速度越大,速度越大
B.速度变化量越大,加速度也越大[]
C.物体的速度变化越快,则加速度越大
D.速度变化率越大则加速度越大[][]
3.下列说法中正确的是(D)
A.物体运动的速度越大,加速度也一定越大[]
B.物体的加速度越大,它的速度一定越大
C.加速度就是“增加出来的速度”
D.加速度反映速度变化的快慢,与速度无关
4.对以a=2m/s2作匀加速直线运动的物体,下列说法正确的是 (AB)[]
A.在任意1s内末速度比初速度大2m/s
B.第ns末的速度比第1s末的速度大2(n-1)m/s
C.2s末速度是1s末速度的2倍
D.ns是的速度是(n/2)s时速度的2倍
5.下列说法中,正确的是(C)[]
A.物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里变化的位移相等,则物体的运动就是匀变速直线运动
B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动
C.匀变速直线运动是加速度不变的运动
D.加速度方向不变的运动一定是匀变速直线运动
6.做匀减速直线运动的物体,10s内速度由20m/s减为5m/s.求10s内物体的速度变化和加速度.
解:设初速度方向为正方向.
10s内物体的速度变化为
△v=vt-v0=(5-20)m/s=-15m/s
即速度变化的大小为15m/s,△v为负值表示速度变化的方向与初速度的方向相反.
物体的加速度为[]
a=△v/t=(-15/10)m/s2=-1.5m/s2
即加速度的大小为1.5m/s2,a为负值表示加速度的方向与初速度的方向相反.
7.计算下列运动中的物体的加速度
(1)某飞机的起飞速度是50m/s,由于其地面跑道的限制,要求飞机在8S内离开跑道,求飞机起飞时的最小加速度.
(2)一辆汽车正以54km/h的速度行驶,因发生紧急情况关闭油门,刹车后做匀减速直线运动,经5S停止.[]
解析:(1)飞机从跑道滑行起飞的末速度是vt =50m/s,滑行的最长时间t=8s.由题意知飞机由静止起动,v0=0
据加速度公式a=△v/△t=(vt-v0)/t=[(50-0)/8]m/s2=6.25m/s2
(2)汽车做匀减速直线运动的初速度,v0=15m/s,末速度v t=0,时间t=5s.若规定初速度方向为正方向,则火车的加速度a=△v/△t=(vt-v0)/t=[(0-15)/5]m/s2=-3m/s2
式中负号表示加速度方向与初速度方向相反.
8.如图所示v-t图象,表示质点做______运动,它的初速度为______,加速度为______,前20s内的加速度是______,第30s末的加速度_______。
(匀减速直线,30m/s,-1m/s2,-1m/s2, -1m/s2) [](共12张PPT)
1.4 实验:用打点计时器测速度
学习目标:
了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法。
知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率决定的。如果电源的频率为50Hz,则每隔0.02s打一个点。
会利用打上点的纸带研究物体的运动情况,掌握一些处理数据的基本方法。
一、练习使用打点计时器
电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器,其结构如图所示。它的工作电压是4~6V。电源频率是50Hz时,它每隔 0.02s打一个点。
点火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器,其结构如图所示。使用时,墨粉纸盘套在低盘轴上,并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时,它每隔0.02s打一次点。
如果把纸带跟运动的物体连接在一起,打点计时器便在纸带上打下一系列的点,这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置,也记录了相应的时间。通过对纸带上点子之间距离的研究,可以了解物体运动的情况。
二、注意事项:
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。
②使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器稳定后,再释放纸带。
③释放物体前,应使物体停在靠近打点计时器的位置。
④使用电火花计时器时,应注意把两条白纸带正确穿好,墨粉纸盘夹在两纸带之间,使用电磁打点计时器时,应让纸带通过限位孔,压在复写纸下面。
三、对打上点的纸带进行数据处理
目的是研究纸带或与纸带相连的物体的运动状况。
设打点计时器打点的时间间隔为 T,那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是 T。如果数出纸带上一系列点的总数为 N, 则打这些点所用的总时间为 t=(N-1)T。如果测出这N个点之间的总距离s,则t时间内纸带运动的平均速度为
如果纸带做匀速直线运动,此式计算出来的就是纸带的运动速度。
课堂训练:
1.电磁打点计时器是一种使用_________(交流 直流 )电源的________仪器,它的工作电压是________伏特。当电源频率是50赫兹时,它每隔________s打一次点。
2.根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是( )
A.时间间隔 B.位移 C.加速度 D.平均速度。
课后作业:
1.关于计数点的下列说法中,哪些是正确的 ( )
A.用计数点进行测量计算,既方便,又可减小误差。
B.相邻计数点间的时间间隔应是相等的。
C.相邻计数点间的距离应当是相等的。
D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来,相邻计数点间点痕的个数相等。
2.本实验中,关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有 ( )
A.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10秒。
B.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔是O.08秒。
C.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08秒。
D.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10秒。
E.每五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08秒。
3.打点计时器振针打点的周期,决定于: ( )
A.交流电压的高低。 B.交流电的频率。
C.永久磁铁的磁性强弱。 D.振针与复写纸的距离。
4.如图所示的四条纸带,是某同
学练习使用打点计时器得到的
纸带的右端后通过打点计时器。
从点痕的分布情况可以断定:
纸带_______是匀速通过打点计时器的,纸带_____是越走越快的,纸带_______是先越走越快,后来又越走越慢。
5.若所用电源频率是50赫,图中D纸带,从A点通过 计时器到B点通过计时器,历时________s,位移为______米,这段时间内纸带运动的平均速度是______m/s。BC段的平均速度是______m/s,而AD段的平均速度是_______m/s。
阅读材料:打点计时器原理及使用
教材上用的是J0203型打点
计时器,其工作原理可用
右图说明.当线圈中通入
的交流电为正半周时,设
电流方向如图甲,则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N极,
永磁体的磁场就使簧片向下运动,振针就在纸带上打出一个
点;当交流电为负半周时,电流方向如图乙,簧片左端变为
s极,永磁体的磁场就使簧片向上运动.如此反复作用,簧
片就振动起来.制造时使簧片的固有频率为50赫,等于交流
电的频率,这样簧片就发生共振,振动频率也是 50 赫,
即周期为0.02秒,并且有较大的振幅。于是振针就每隔0.02
秒向纸带上打出一个清晰的点。打点计时器在使用前应进行检
验,打点周期的等时性不好的要进行调整,具体方法请参阅后
面的参考资料。振针的高度应适当,并且不要松动,否则会出
现漏点、双点、等时性不良等缺点,并对纸带产生过大的摩擦
阻力。纸带在使用前要整平(可用熨斗熨),以免造成打点间隔
变化或点子不清晰.每打完一条纸带,要将圆形复写纸片的位
置调整一下,以充分利用它的不同部位,保证打点清晰。打点
器是按间歇工作设计的,每打完一条纸带要及时切断电源,防
止线圈过热而损坏.在纸带上测量长度时:不要用短尺一段一
段地测量后相加.以免误差积累。打出的纸带要贴在实验报告
中,作为原始记录。(共16张PPT)
第一章 运动的描述
3、运动快慢的描述——速度
坐标与坐标的变化量
坐标表示位置
坐标的变化量表示位移
坐标的变化量: Δx=x2-x1
时间的变化量: Δt=t2-t1
一坐标与坐标的变化量
思考:
一个物体从某位置运动到另外一个位置,位置发生了变化,也一定会花费一定的时间。
如何确定位置变化快慢呢?
运动快慢的比较
以下有三个物体沿平直道路行驶 ,请同学们比较一下它们运动的快慢。
初始位置(m) 经过时间(s) 末了位置(m)
A.自行车 0 20 100
B.公共汽车 0 10 100
C.火车 100 10 400
如何比较A和B的运动快慢?
如何比较B和C 的运动快慢?
那如何比较A和C的运动快慢?
位移相同,比较时间
时间相同,比较位移
时间、位移均不同,比较比值
比较运动快慢的方法:
时间相同,比较位移。位移越大,运动越 _快_
位移相同,比较时间。时间越短,运动越 _快_
位移不同,时间也不同,比较位移与时间的比值。比值越大,运动越_快_。
位移与时间的比值是什么呢?
运动快慢的比较
速度(velocity):位移与发生这个位移所用时 间的比值。速度是表示物体的运动快慢的物理量。
1、物理符号:v
2、国际单位:米每秒(m/ s)。
常用单位:km/h、cm/s
3、速度是矢量,既有大小又有方向
4、速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小;速度的方向与物体运动的方向相同。
二`
速度
二`
速度
在物理学上,我们用单位时间内通过的位移来比较——速度。
在自然界和人类生活中,物体的运动状态各不相同且不断变化。例如,运动员起跑,飞机起飞等等。在长期对运动的思索、探究过程中,为了比较准确地描述运动,人们逐渐建立了平均速度的概念,并用平均速度来描述物体运动的快慢。
三`平均速度和瞬时速度
2006年瑞士洛桑田径超级大奖赛男子110米栏的比赛中,刘翔以12秒88打破了英国运动员保持13年之久的世界纪录并夺取该项目冠军。
试计算其速度?
8.54 m/s
问题:这个速度是刘翔跑动过程中每个瞬间的速度么?(或经过每个栏杆时的速度么?)这个速度表示的是什么含义?
平均速度:物体在时间间隔Δt内的平均快慢程度
矢量
如要研究每次跨栏的快慢,这个速度精确吗?
0 10 20 30
X/m
1.88s 1.08s 0.92s
当 t非常非常小时所得速度就成为:x=0点处瞬时速度
△t
瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。
三`平均速度和瞬时速度
矢量
三
`平均速度与瞬时速度
1、平均速度:描述物体在某段时间内或某段位移内运动的快慢。对应的是一段位移或一段时间。
2、瞬时速度:描述物体在某时刻或经过某位置时的运动快慢。对应的是某时刻或某位置。
瞬时速度与平均速度间的关系:
当平均速度中,△t非常非常小, △x/ △t 可看作某时刻(某位置)的瞬时速度
例1:一辆汽车沿平直的公路行驶,第1s内通过5m的距离,第2s内和第3s内各通过20m的距离,第4s内又通过了15m的距离,求汽车在最初2s内的平均速度和这4s内的平均速度各是多大?
课堂练习
例2:关于瞬时速度,下列正确的是( )
A.瞬时速度是物体在某一段时间内或在某一段位移内的速度的平均值
B.瞬时速度可以看成是时间趋于无穷小时的平均速度
C.瞬时速度是物体在某一位置或某一时刻的速度
D.物体做匀速直线运动时,瞬时速度等于平均速度
课堂练习
BCD
四 `速度和速率
常说的“速度”,可能指:
“平均速度”、“瞬时速度”或“速率”
速率:瞬时速度的大小,是标量。
问:平均速度的大小是否也叫平均速率呢?
平均速度=位移/时间
平均速率=路程/时间
在单向直线运动中大小相等
汽车的速度计显示的是 _ _
不是
速率
下列对各种速率和速度的说法中,正确的是( )
A.平均速率就是平均速度
B.瞬时速率是指瞬时速度的大小
C.匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度都相等
D.匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻的瞬时速度
BCD
巩固练习
巩固练习
1.子弹离开枪口时的 速度是900m/s;汽车启动后第5s内 速度是15m/s;小球在第4s内的 速度是5m/s;一人在百米赛跑冲过终点时的 速度是10m/s。
2.短跑运动员在100m的竞赛中,测得他5s末的速度是8.7m/s,10s末到达终点的速度为10.3m/s,此运动员在这100m中的平均速度的大小是( )
A.9.5m/s B.10.3m/s C.9m/s D.10m/s
瞬时
平均
平均
瞬时
D实验 用打点计时器测速度 同步练习
1 下列关于打点计时器的说法中正确的是 ………………………………………( )
A.打点计时器使用低压直流电源
B.打点计时器使用低压交流电源
C.使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02 s
D.使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.1 s
2 使用打点计时器时应注意 ………………………………………( )
A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面
B.使用打点计时器时应先接通电源,再拉动纸带
C.使用打点计时器在拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行
D.使用打点计时器时应将打点计时器先固定在桌子上
3 打点计时器打出的纸带 ………………………………………………( )
A.能准确地求出某点的瞬时速度
B.只能粗略地求出某点的瞬时速度
C.能准确地求出某段时间内的平均速度
D.可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度
4 1-4-4所示,根据打点计时器打出的纸带判断哪条纸带表示物体做匀速运动( )[]
A B[]
C D
图1-4-4
5 某物体的速度一时间图象如图l-4-5所示,则该 物体 ………( )
图l-4-5
A.做往复运动 B.做匀变速直线运动
C.朝某一方向做直线运动 D.以上说法均不正确
6 甲、乙两物体的v-t图象如图l-4-6所示,则 ……………………( )
图l-4-6
A.甲、乙两物体都做匀速直线运动
B.甲、乙两物体若在同一直线上,就一定会相遇
C.甲的速率大于乙的速率
D.甲、乙两物体即使在同一直线上,也不一定会相遇
7 某物体沿一直线运动,其v-t图象如图1-4-7所示,则下列说法错误的是( )
图1-4-7[]
A.第2 s内和第3 s内速度方向相反
B.第2 s内和第3 s内的速度方向相同
C.第3 s内速度方向发生变化
D.第5 s内速度方向与第1 s内速度方向相反
8 如图1-4-8所示是一条利用打点计时器打出的纸带,求A点的瞬时速度.
图1-4-8
9.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。其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,每个0.10s测一次速度,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字)
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。[]
[]
[]
[]
[]
参考答案[]
1. 答案:BC
2. 答案:BCD
3. 答案:BC[]
4. 答案:B
5. 答案:A[
6. 答案:ACD
7. 答案:AC
8. 解析:根据瞬时速度的计算方法:某点的瞬时速度近似等于极短时间内的平均速度,所以A点的瞬时速度等于B、C两点间的平均速度
vA===4 m/s
答案:4 m/s
9.
[](共29张PPT)
新课标人教版必修一
在我们周围可以看到各种各样的运动:汽车行驶、江水咆哮、鸟儿飞翔、飞船运行等。
物体的空间位置随时间的变化,叫机械运动,它是自然界最简单最基本的运动形式。
在物理学中,研究物体做机械运动的分支叫力学
观看物体运动视频
不了解运动,
就不了解自然。
——亚里士多德
亚里士多德(Aristotle,前384—前322)
1、运动是______ 的
一切物体都在不停________
谁运动?(研究对象)
人类的认知规律:
··· ···
运动:
由浅入深
由表及里
怎样运动?(描述:文字、物理量、图像)
为何会运动?(因果分析)
问题1:该如何描述物体的运动呢?
诗人用气势磅礴来描述大河中的水流,用矫捷如燕来描述运动员轻盈的舞姿,画家用汽车后面的线条来表示风,来描述车辆的飞驰。
科学家呢?
一 、物体的运动
1、运动是______ 的
一切物体都在不停________
谁能准确描述下列物体的运动?
如:雄鹰在空中翱翔
足球的飞滚
树叶、纸张的飘落
海浪的汹涌澎湃
精确描述之难
一 、物体的运动
1、运动是______ 的
难道我们真的无法描述物体的运动?
例:飞机以某速度从南京飞向北京,
研究火车在城市之间运行
我们是否要考虑飞机本身大小?
车箱的颤动我们考虑吗?
我们已经很自然的忽略某些次要因素(如形状、大小),只关心主要的方面。
物理方法
1、运动是______ 的
2、质点(mass point)
(1)某些情况下,将物体简化为一个 有质量的点
(2)理想化的“物理模型”
忽略次要因素:形状、大小等
突出主要因素:具有质量(本质属性)
矛盾的主次方面
物体都可以看作质点么?
1、运动是______ 的
2、质点(mass point)
(1)某些情况下,将物体简化为一个 有质量的点
(2)理想化的“物理模型”
忽略次要因素:形状、大小等
突出主要方面:具有质量(本质属性)
(3)物体能否看作质点是有条件的
物体的大小和形状在研究问题时可以忽略不计
几点说明:
1、物理各点的运动情况相同(平动)时,可以看作质点,一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。
2、物体有转动,但物体的转动不是我们所研究的主要问题时,物体的本身大小和形状已变成了次要因素,物体可以看作质点。
3、物体本身的大小对所研究的问题不能忽略时,不能把物体看作质点。
4、物体能否看作质点,取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计,而跟物体自身体积的大小,质量的多少和运动速度的大小无关。
5、一个物体能否看作质点取决于所研究问题的性质,即使同一个物体在研究问题不同时,有的情况下可以看作质点,而有的情况下不可以看作质点。
思考与讨论:
质点和几何中的点是一回事吗?
1、相同点:都是没有形状和大小的点。
2、不同点:质点是实际物体的抽象,它具有一定的物理内涵,不仅具有物体的全部质量,而且是一相对的物理概念;几何中的点没有质量,仅表示位置,而且应该绝对的小。
思维体操:
如何解释小孩的静止?
同样的物体,运动会不同?
二、参考系
1、运动的相对性:
描述运动要寻找参考物体
2、参考系(reference frame)
(1)选择的任意性(一般选择地球和相对于地球静止的物体)
(2)对不同参考系,运动可能不同
注意:比较两个物体的运动情况,必须选择同一个参考系才有意义。
飞花两岸照船红,
百里榆堤半日风。
卧看满天云不动,
不知云与我俱东。
诗境中的相对运动
体会
思考:
我们曾说过运动是绝对的,现在又说运动是相对的,矛盾么?
文字描述方便吗?能精确吗?
有没有简便又准确的方法?
区分:定性与定量
笛卡儿发明坐标系
若物体只在一条直线上运动,如何描述位置变化?若在某平面(操场)上呢?
如 何 确 定 物 体 的 位 置
寻找有用信息:经度与纬度(大地坐标系)
如何在地面定物体位置?
1、坐标系(coordinate system)建立的作用
2、坐标系的构成要素:
原点、正方向、标度、
物理量、单位
三. 参 考 系
从A到B位置变化了多少?
你是如何得到的?
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?
生活中的物理
生活中的物理
GPS:全球定位系统
( 授时与测距导航系统----全球定位系统
navigation system timing and ranging—global positioning system )
全球定位系统是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
在美国,GPS全球卫星定位技术与“阿波罗”飞船登月、航天飞机升空,同列为20世纪“三大航天工程”。
生活中的物理
GPS:全球定位系统
( 授时与测距导航系统----全球定位系统
navigation system timing and ranging—global positioning system )
GPS系统包括三大部分:
(1)GPS卫星(空间部分)
(2)地面支撑系统(地面监控部分)
(3)GPS接收机(用户部分)
定
位
仪
中所
示
位
置
典型例题
1、在下列物体的运动中,可视作质点的物体有 ( )
A.从北京开往广州的一列火车
B.研究转动的汽车轮胎
C.研究绕地球运动时的航天飞机
D.表演精彩芭蕾舞演员
E.参加一百米跑竞赛的运动员在冲刺过程中
F.在斜下推力的作用下,沿水平面滑动的箱子
G.计算子弹从枪口到靶心的飞行时间
H.测量子弹船过一张薄纸的时间。
ACFG
2、描述物体地运动,必须选择参考系,关于参考系,下列说法中正确地是( )
(A)早晨太阳从东方升起,参考系是地面
(B)地球绕太阳近似做圆周运动,参考系是太阳
(C)研究地面上物体的运动只能取地面为参考系
(D)在不同参考系中描述物体的运动,简繁程度会不同
ABD
3、一根长0.8米的一杆竖直放置,今有一内径略大于杆直径的环,从杆的顶点A向下滑动,取杆的下端O为坐标原点,取向下为正方向,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?第二节 时间和位移 随堂检测
1.下列关于路程和位移的说法正确的是(C)
A.位移就是路程
B.位移的大小永远不等于路程
C.若物体作单一方向的直线运动,位移的大小就等于路程[]
D.位移是标量、路程是矢量
2.路程与位移的根本区别在于(D)
A.路程是标量,位移是矢量
B.给定初末位置,路程有无数种可能,位移只有两种可能
C.路程总是大于或等于位移的大小
D.路程描述了物体位置移动径迹的长度,位移描述了物体位置移动的方向和距离
3.关于时刻和时间间隔的下列理解,哪些是正确的?(BC)
A.时刻就是一瞬间,即一段很短的时间间隔
B.不同时刻反映的是不同事件发生的顺序先后
C.时间间隔确切地说就是两个时刻之间的间隔,反映的是某一事件发生的持续程度[]
D.一段时间间隔包含无数个时刻,所以把多个时刻加到一起就是时间间隔
4.一质点绕半径是R的圆周运动了一周,则其位移大小是________,路程是________。若质点只运动了1/4周,则路程是_______,位移大小是_________。(0,2πR,πR/2,R)[]
5.小球从2m高度竖直落下,被水平地面竖直弹回,在1.2m高处被接住,则小球通过的路程和位移分别是多少?(3.2m,0.8m)
6.在如图所示的时间坐标轴上找到:①第3S末,②第2S初,③第3S初,④3S内,⑤第3S内.
7.一辆小汽车从某路标出发向南行驶1000m时,司机忽然想起有一件工具丢在那个路标的北侧3m处,于是沿原路返回,找回工具后继续向南600m停在那里休息。试在坐标轴上表示出几个特殊的位置,并求出位移与路程。(597m,2603m)[]
8.一位健身爱好者在广场上散步,从广场上的A点出发,向东走了30m到达B点,然后又向南走了40m到达C点,最后又向西走了60m到达D点做深呼吸运动。取在出发点A正东10m处的一点为坐标原点,在平面直角坐标系中表示出该人的运动过程。(共13张PPT)
§1.2 时间和位移
一、时刻和时间间隔
商洛中学作息时间表
……
早 读: 7:30………………8:00
第一节: 8:10………………8:50
第二节: 9:00………………9:40
课间操: 9:40………………10:05
第三节: 10:05………………10:45
……
在我校的作息时间表上,你能找出更多的时刻和时间间隔吗?
30min
40min
40min
25min
40min
能否说出时刻与时间的概念?
时刻
指某一瞬时。
时间
两个时刻的间隔。
平时说的“时间”,有时指的是时刻,有时指的是时间间隔,要根据上下文认清它的含义。
如何用数轴表示时刻和时间?
t/h
6
7
8
9
10
早读
下课
第二节
下课
……
30min
40min
说说怎样用时间轴表示时间和时刻?
时刻
时间间隔
怎样用时间轴表示时间和时刻?
时刻
在时间坐标轴上用一点来表示时刻.
时间
在时间坐标轴上用一条线段表示时间间隔.
为了用具体数字说明时间,必须选择某一时刻作为计时起点,计时起点的选择是人为的.
区分以下名词的含义:
第3秒、前3秒、第3秒初、第2秒末、第3秒末
时间轴所标数字n表示?
t/s
0
1
2
3
4
5
计时起点
前3秒
第3秒
第3秒末
第3秒初
第2秒末
二、路程和位移
我在哪里?
我要去哪里?
选哪条路线最佳?
从北京去重庆
路程:⑴ 相同吗?
⑵能说明运动方向吗?
路程的局限性:(1)不能反应运动的某些本质(共同点)
(2) 描述不够精确(方向)
路程与位移的定义
路程
是质点实际运动轨迹的长度.
位移
从物体运动的起点指向终点的有向线段.
位移是表示物体位置变化的物理量.
如何在坐标系中表示位移?
0
x
y
A
B
路程和位移有什么不同?
位移不仅有大小,还有方向。
1
质点的位移与运动的路径无关。
2
路程只有大小,没有方向。
3
位移的大小有没有等于路程的时候?
只有的单向的直线运动中,位移的大小才等于路程。
本节小结及课后作业
知道时间和时刻的区别和联系.
理解位移的概念,了解路程与位移的区别.
能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移.
本节课全部学完后完成”问题与练习“的1、2、3、4.
1
2
3
★《运动快慢的描述──速度》教学设计
湖南省新邵县第一中学 刘虹
【知识目标】
1.理解速度的概念,知道速度是表示物体运动快慢的物理量,知道速度的定义。
2.知道速度是矢量,知道速度的单位、符号和读法。了解生活实际中的某些直线运动的速度大小数据。
3.理解平均速度的概念,知道平均速度的定义式,会用平均速度的公式解答有关的问题。
4.知道瞬时速度的概念及意义,知道瞬时速度与平均速度的区别和联系。
5.知道速度和速率以及它们的区别。
【能力目标】
1.运用平均速度的定义,把变速直线运动等效成匀速直线运动处理,从而渗透物理学的重要研究方法等效的方法。
2.培养迁移类推能力
【情感目标】[]
1.通过解决一些问题,而向复杂问题过渡,使学生养成一种良好的学习方法。
2.通过师生平等的情感交流,培养学生的审美情感。[]
【教学方法】
1.通过例题和实例引导学生分析如何辨别快慢。
2.通过讨论来加深对概念的理解。
【教学重点】速度,平均速度,瞬时速度的概念及区别。
【教学难点】
1.怎样由速度引出平均速度及怎样由平均速度引出瞬时速度。
2.瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的。
采用物理学中的重要研究方法──等效方法(即用已知运动来研究未知运动,用简单运动来研究复杂运动的一种研究方法)来理解平均速度和瞬时速度。
【师生互动活动设计】
1.教师通过举例,让学生自己归纳比较快慢的两种形式。
2.通过实例的计算,得出规律性的结论,即单位时间内的位移大小。
3.教师讲解平均速度和瞬时速度的意义。
【教学过程】
初始位置/m 经过时间/s 末了位置/m
A.自行车沿平直道路行驶 0 20 100
B.公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100
C.火车沿平直轨道行驶 500 30 1250
D.飞机在天空直线飞行 500 10 2500
问题1:比较A和B谁运动的快,为什么?
问题2:比较B和D谁运动的快,为什么?
结论:比较物体运动的快慢,可以有两种方法:
[]
1)一种是在位移相同的情况下,比较所用时间的长短,时间短的物体运动快,时间长的物体运动慢;
2)另一种是在时间相同的情况下,比较位移的大小,位移大的物体运动得快,位移小的物体运动得慢。
问题3:比较B和C谁运动的快,为什么?
一、速度
1.定义:位移跟发生这段位移所用时间的比值,用v表示。
2.物理意义:速度是表示运动快慢的物理量。
2.定义式:。
3.单位:国际单位:m/s(或m·s-1)。
常用单位:km/h(或km·h-1)、cm/s(或cm·s-1)。
4.方向:与物体运动方向相同。
说明:速度有大小和方向,是矢量。
二、平均速度和瞬时速度
如果物体做变速直线运动,在相等的时间里位移是否都相等?那速度还是否是恒定的?那又如何描述物体运动的快慢呢?
[]
问题:百米运动员,10s时间里跑完100m,那么他1s平均跑多少呢?
回答:每秒平均跑10m。[]
百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢?
答:否。
说明:对于百米运动员,谁也说不来他在哪1秒破了10米,有的1秒钟跑10米多,有的1秒钟跑不到10米,但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢,而不关心其在各时刻运动快慢时,就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。此时的速度就称为平均速度。所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。
1.平均速度[]
1)定义:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,叫做这段时间(或这段位移)的平均速度,用表示。
2)说明:
A.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物体在t时间内的平均快慢程度。这实际上是把变速直线运动粗略地看成是匀速运动来处理。
B.这是物理学中的重要研究方法──等效方法,即用已知运动研究未知运动,用简单运动研究复杂运动的一种研究方法。
问题8:百米赛跑运动员的这个=10m/s代表这100米内(或10秒内)的平均速度,是否是说明他在前50米的平均速度或后50米内或其他某段的平均速度也一定是10m/s?
C.平均速度只是对运动物体在某一段时间内(或某一段位移内)而言的,对同一运动物体,在不同的过程,它的平均速度可能是不同的,因此,平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的。
D.平均速度只能粗略地描述一段时间(或一段位移)内的总体快慢,这就是“平均速度”与匀速直线运动“速度”的根本区别。
E.平均速度不是各段运动速度的平均值,必须根据平均速度的定义来求解。
[]
2.瞬时速度
(1)定义:运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度,叫做此时刻(或此位置)的瞬时速度。
(2)意义:反映物体在某一时刻(或经某一位置)时运动的快慢,它能精确地描述变速运动的快慢。平均速度只能粗略地描述变速运动。
(3)对瞬时速度的理解:瞬时速度是在运动时间时的平均速度,即平均速度在时的极限就是某一时刻(或某一位置)的瞬时速度。
(4)瞬时速度的方向:瞬时速度是矢量,在直线运动中,瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同,(若是曲线运动,瞬时速度的方向是轨迹上物体所在点的切线方向(与轨迹在该点的延伸方向一致))
三、速率
1.瞬时速率
1)定义:瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率。
[]
2)瞬时速率的测量:技术上通常用速度计来测量瞬时速率。
2.平均速率:
瞬时速度的大小是瞬时速率,那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢?(NO)其实我们初中所学的速度也不是没有意义的,我们给了他一个新的名字平均速率。
1)定义:路程与发生这段路程所用时间的比值。
2)速率是标量。
3)注意:平均速率不是平均速度的大小。
【例1】一个做直线运动的物体,某时刻速度是10m/s,那么这个物体( )
A.在这一时刻之前0.1s内位移一定是1m
B.在这一时刻之后1s内位移一定是10m
[]
C.在这一时刻起10s内位移可能是50m[]
D.如果从这一时刻起开始匀速运动,那么它继续通过1000m路程所需时间一定是100s
【解析】某时刻速度是10m/s指的是该时刻的瞬时速度,不能说物体从此时起以后运动的快慢情况,以后做直线运动或匀变速直线运动,或非匀变速直线运动均可能。所以选项A、B均错。如果从某时刻(速度为10m/s)起质点做非匀变速直线运动,从这一时刻起以后的10s内位移可能为50m,所以选项C正确,如果从这一时刻起物体做匀速直线运动,那么经过1000m路程所需时间t=100s。正确选项是C、D。
【例2】一物体沿直线运动,先以3m/s的速度运动60m,又以2m/s的速度继续向前运动60m,物体在整个运动过程中平均速度是多少?
【解析】根据平均速度的定义公式,s为总位移,t为总时间,等于前一段位移与后一段位移所用时间之和。
全过程的位移s=120m
物体在前一段位移用的时间为
后段位移用的时间为
整个过程的用的总时间为t=t1+t2=50s
整个过程的平均速度m/s=2.4m/s
*注意:全过程的平均速度只能由全过程的总位移与通过全路程所用的总时间的比值得出。如果用求速度的平均值去做=2.5m/s,这样得出的结果是错误的。可见,平均速度概念与速度的平均值概念是不完全相同的。
【巩固练习】“速度改变快慢的描述加速度”教学设计
安徽省肥东县综合高中 陈之怀
【学生状况分析】
加速度的概念,对于刚迈上高中门槛的初中学生来讲,实在是太抽象!首先在日常生活中,多数情况下,学生只涉及到运动多少路程、位移,运动有多快?很少碰到速度变化有快慢之分的现象,可以说不学物理,在头脑中是不会自发的形成“加速度”的概念;其次,学生抽象思维能力不高,对于速度、速度的变化、速度的变化率的区别很难分清;最后,在教学过程中学生往往只重结果,轻过程,再通过大量的习题来死记结论,如果这样,学生的思维能力将得不到培养。
【教材教法分析】
加速度是联系动力学和运动学的桥梁,机械振动、电磁场、能量守恒、动量定理等内容都涉及到。利用一节课的时间把它讲清讲透是不可能的事,使学生心理上自动接受并运用,这是循序渐进的过程。因此,教师上课时要充分挖掘书本的素材,如图像、表格、数据;尽最大努力搜集与速度变化快慢有关的现象,引起学生重视加速度的概念;采用演示、类比、比喻等一切手段帮助学生理解加速度的意义;调动学生参与教学过程,培养学生的思维能力,调动学习物理的兴趣。
【教学目标】
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,使学生了解物理推理过程的逻辑美。
【教学重、难点】
重点:加速度的概念及物理意义。
难点:加速度的物理意义。
疑点:加速度与速度之间有关系吗?加速度在减小,速度反而有可能增大吗?[]
【教学方法】
演示、类比、比喻,分析讨论、启发式教学。
【教学过程】
(通过演示实验引入新课)师:下面做一个实验,请大家观察现象,让玩具小车从斜面顶端由静止开始下滑,第一次斜面坡度小,第二次斜面坡度较大。
问:两次小车各在做什么运动?两次实验中小车的运动情况有何不同?
学生回答可能有很多种情况,例举以下三种:
1.斜面倾角越大,物体运动越快;
2.小车从倾角大的斜面滚到末端,所用时间较少;
3.小车从倾角大的斜面滚到末端,获得的速度较大。
(估计全班没有一个人会直接讲出物体在倾角较大的斜面滚下时,速度改变快。)
师:对学生的回答都应进行鼓励,并肯定是对的,经过提示、点拔,得出两次物体滚下时,速度改变的快慢是不一样的结论,这个结论与本节课内容有关。
物体的速度的改变是有快慢之分的。
师:实际上速度改变的快慢与生活是紧密相连的,那么,同学们能否举一些例子出来,进行说明。 (经过2分钟后,估计无学生会主动站起来描述)[]
师:请同学们听好下列所描述的运动现象,并进行回答,以唤醒学生的记忆。
1.运动的客车进站时,如车的速度改变太快,立即变成0,会出现什么情况?
2.百米赛跑时,发令枪一响,运动员希望自己在短时间内速度改变是越大越好,还是越小越好?
3.火车出站时,速度逐渐较大,经过一段时间后风驰电掣;而一扣枪的板机,子弹“啪”的一声已不见踪影,这说明什么?
师:以上实验,以及生活中现象都说明速度的改变是有快慢之分的,那么,如何定量地比较物体速度的变化快慢呢?
(出示小黑板) 师:小黑板上所列的是四个物体的运动情况,它们都是同学们所熟悉,身边发生的事。请同学们判断一下,谁速度改变最快,谁速度改变最慢。
初速度∕m.s-1 经过时间∕s 末速度∕m.s-1
甲:小朋友从高处沿滑梯下滑[] 0 2 3[]
乙:小球从高处静止竖直下落 0 2 20
丙:火车从车站出发 0 100 20
丁:飞机在天空匀速飞行 250 100 250[]
(学生思考,教师提示在初中时,两个物体运动的快慢是如何比较的。)
方法一:比较甲、乙它们经历的时间Δt一样,甲的速度变化量为3m∕s,乙的速度变化量为20m∕s,经过类比后,得到乙速度改变较快。
方法二:比较乙、丙它们的速度变化量都为20m∕s,但所用的时间不一样,进行类比后,所用时间越少的,速度改变快。
方法三:比较甲、丙,它们的速度变化是不同的,经历的时间也不一样,那么如何比较呢?可以计算平均每秒速度的变化量,即单位时间内速度变化多的速度改变快。
师:通常情况下,比较速度改变的快慢,物体所用的时间不一样,速度的改变大小也不一样,此时,我们都可以计算平均每秒钟速度的变化量。即第三种方法具有普遍意义。并由此算出以上四个物体每秒速度变化的数值分别为:1.5 10 0.2 0
则速度改变的快慢就不言而喻了。[]
师:通过以上的比较,速度的改变量除以所用的时间,可以反映出物体速度改变的快慢,我们把这个比值叫加速度。
1.定义:加速度等于速度的改变量与发生这一改变所用时间的比值。
2.公式:a=ΔV∕Δt,且ΔV=V2-V1
师:解释V1与V2的含义,另外速度的变化量与时间的比值也叫速度的变化率(见P31科学漫步)。公式出来后,单位也确定,它是一个复合单位,与学生共同分析,得出国际单位和常用单位以及读法。
3.单位:m∕s2还有cm∕s2
师:下面请两个同学把小黑板上的甲、乙的加速度算出来,下面的同学计算丙、丁的加速度,要有过程。
( 这一过程非常重要,借此学生可熟悉公式、单位,教师也可从巡视中发现错误,并引出加速度的物理意义。)
师:进行规范,并给出正确答案,大小分别为:1.5m∕s2 10m∕s2 0.2m∕s2 0
问:请同学们想一想:1.5m∕s2表示什么样的意思? 师生共同分析,结合定义,得出物理意义;并让学生说出其它数值的含义。
4.物理意义:加速度是表示速度改变快慢的物理量,其数值越大,表示速度改变越快。
问:加速度是矢量还是标量呢?为什么?方向如何规定?
学生讨论后,师生在一起得出速度是矢量,速度的变化量ΔV也是矢量,单位时间内速度的改变量也是矢量,所以a方向与ΔV的方向相同。
问:那么计算时,如何体现出加速度的方向?下面以典型例题进行说明:
典型例题:在一次事故中,小车以10m∕s的速度向一面墙撞过去,碰撞时间为0.1s,
1.如果墙不牢固,墙被撞倒后的一瞬间,车仍以3m∕s向前冲去,求碰撞过程中的加速度?
2.如果墙很牢固,车与它碰撞后的一瞬间,以5m∕s的速度被弹回来,求这一碰撞过程中的加速度?
(先让学生做,然后让成绩是好、中、差的三个学生报出第2小题答案,估计答案都不对)
师:(大声讲出)三个学生的答案都不对,以引起学生关注解题过程。
1.(略)
2.解:以小车开始运动的方向为正方向,V1= 10m∕s, 因为未速度与开始运动的方向相反,且速度为矢量, ∴ V2= -5m∕s 则ΔV= -15 m∕s ∴a=(-15)∕(0.1)m∕s2=-150 m∕s2
即:此时加速度大小为150 m∕s2 ,负号表示a方向与车开始运动的方向相反。
(评析:本人在长期的教学过程中得知,学生在了解加速度的定义、物理意义以后,从心理上迫切想做一、二道计算题,来试一试,以此来检测对公式是否真正理解;另外,同时通过该题让学生见识一下矢量如何计算,培养用正、负号表示方向的习惯。)
加速度的方向 加速度的方向与速度改变量的方向相同。加速直线运动,加速度的方向与速度方向相同;减速直线运动与速度方向相反。
师:引导学生阅读书本,知道加速度也分为平均加速度和瞬时加速度,并且加速度保持不变的运动叫匀变速运动。引导学生阅读P30页表格上所列的加速度,对其中一些数值进行分析,一定要结合物理意义及方向来巩固以上内容。
(继续例举一些有趣的实用的例子加以介绍,以激发同学们学习物理的热情)
师:加速度是恒量车辆质量好坏的一个重要标准。车的加速度不是想有多大就有多大,它是受发动机功率、车体质量、传动机构等因素决定的。下面例举三种世界名车速度从0到100km/h所用的时间,看一看说明什么问题?
奇瑞轿车: 11.64s 新奥迪A84车:7s 宝马车:6.3s
问:1.如用这些车作赛车参加百米赛跑,你希望驾驶哪一辆?为什么?[]
2.如果这些车以相同的速度在高速公路上行驶,突然前面遇到障碍物,哪一种最有可能不会撞到障碍物上,为什么?[]
师:国外有一种终极豪华跑车,名字叫Murcielago(咆啸的公牛),它的速度从0变为100km/h只需3.8s,当你驾驶这头咆啸的公牛车绝尘而去时,强劲的冲击力必须使热血沸腾,终身难忘。
生:神情激动,满堂笑声。[]
师:从公式上可以求出a的大小方向,我们也可以从图象上知道物体的加速度
从V-t图象看加速度:
图略:教师引导学生进行分析,结合初中函数图象知识很容易得出,直线越倾斜,加速度越大,图象的斜率在数值上等于加速度。
对加速度a的进一步认识:
师:下面出一些判断题,请同学们回答对与错,对错误的,举一例子加以说明:
1.物体的速度变化越大,则物体加速度就越大。(错。结合前面小黑板所举的例子,比较乙与丙可知此结论不对。)
2.物体的速度很大时,加速度不可能为0。(错。结合小黑板所举的例子,如丁,虽然飞机速度很大,但加速度却为0)
3.物体的加速度在减小,而速度可能在增加。
师:对于第3题,结论是对的,同学们一时可能很难理解,举这样的例子进行类比。例如:猪场里刚生下来的小猪,第1天体重增加1000克,第2天体重增加900克,第3天增加700克,那么,前3天小猪的体重一直在增加吗?每天增加的程度一样吗?
生:体重一直在增加,增加的程度在变小。师:“增加的程度”相当于加速度,“体重”相当于物体的速度,加速度在减小时,速度反而有可能在增加,以后在学过动力学知识后,对此会有更深的了解。
生:露出满意的神情。
总结:通过本节的学习,我们要牢牢理解加速度和速度的区别,在于意义不同,前者是描述速度改变的快慢;后者是描述运动快慢。对于直线运动,计算时一般要规定初速度的方向为正方向,把方向用正负号来表示,便于进行矢量运算,那么加速度的方向才不会出现错误。
作业: P31, 1、3。
教学效果评估:[]
在多年的高中教学中,每一次上完这一节课后,本人总是对本节内容进行摸底测试,发现对采用本教案进行教学的班级,要比用普通方法进行教学的班级效果要好得多。这学期,在高一(6)班采用本教案教学,在高一(7)班进行普通方法教学,然后用试卷(满分50分,时间45分钟),进行测试,前者及格率达到82%,优秀率为48%;后者及格率为45%,优秀率为9%。成绩只是反映了某一方面,更为重要的是采用本教案教学,培养了学生的思维能力,激发了学生学习物理的热情。《1.2 时间和位移(一)》教学设计
广东省揭东县登岗中学 郑国勇
【教学目标】
(1)知道时间和时刻的含义及区别,知道在实验中测量时间的方法;
(2)掌握位移的概念,它是表示质点位置变动的物理量,是矢量,可以用有向线段来表示;
(3)知道路程和位移的区别;
(4)知道直线运动的位置和位移的关系。
【教学重点】
时间和时刻的概念和区别;位移的矢量性、概念。
【教学难点】
位移和路程的区别。
【教学过程】
第二节 时间和位移
1、时刻和时间间隔
(1)时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻,时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔(画出一个时间轴加以说明)。
(2)在学校实验室里常用秒表,电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。
例1:下列说法中指的是时间的有ACEF,指的是时刻的有BDG。
A.第5秒内 B.第6秒初 C.前2秒内 D.3秒末 E.最后一秒内 F.第三个2秒 G.第五个1秒的时间中点。
课堂训练:
(1)关于时间和时刻,下列说法正确的是(D)
A.物体在5s时就是指物体在5s末时,指的是时刻
B.物体在5s时就是指物体在5s初时,指的是时刻
C.物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间
D.物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间
2、路程和位移
(1)路程:质点实际运动轨迹的长度,它只有大小没有方向,是标量。
(2)位移:是表示质点位置变动的物理量,有大小和方向,是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段来表示,位移的大小等于质点始、末位置间的距离,位移的方向由初位置指向末位置,位移只取决于初、末位置,与运动路径无关。
(3)位移和路程的区别:
(4)一般来说,位移的大小不等于路程。只有质点做方向不变的无往返的直线运动时位移大小才等于路程。
例2:中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形,在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒.一位球员击球后,由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒,他运动的路程是多大?位移是多大?位移的方向如何?
[]
课堂训练:
[]
(1)以下说法中正确的是(B)[]
A.两个物体通过的路程相同,则它们的位移的大小也一定相同
B.两个物体通过的路程不相同,但位移的大小和方向可能相同
C.一个物体在某一运动中,位移大小可能大于所通过的路程[]
D.若物体做直线运动,位移的大小就等于路程
(2)如图甲,一根细长的弹簧系着一个小球,放在光滑的桌面上,手握小球把弹簧拉长,放手后小球便左右来回运动,B为小球向右到达的最远位置,小球向右经过中间位置O时开始计时,其经过各点的时刻如图乙所示。若测得OA=OC=7cm,AB=3cm,则自0时刻开始:
A.0.2s内小球发生的位移大小是7cm,方向向右,经过的路程是7cm
B.0.6s内小球发生的位移大小是7cm,方向向右,经过的路程是13cm
C.0.8s 内小球发生的位移是0,经过的路程是20cm
D.1.0s内小球发生的位移大小是7cm,方向向左,经过的路程是27cm
(3)关于质点运动的位移和路程,下列说法正确的是(AB)
A.质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段,是矢量
[]
B.路程就是质点运动时实际轨迹的长度,是标量
C.任何质点只要做直线运动,其位移的大小就和路程相等
D.位移是矢量,而路程是标量,因而位移不可能和路程相等[]
(4)下列关于路程和位移的说法,正确的是(C)
A.位移就是路程
B.位移的大小永远不等于路程
C.若物体作单一方向的直线运动,位移的大小就等于路程
D.位移是矢量,有大小而无方向,路程是标量,既有大小,也有方向[]
(5)关于质点的位移和路程,下列说法正确的是(D)
A.位移是矢量,位移的方向就是质点运动的方向
B.路程是标量,也是位移的大小
C.质点做直线运动时,路程等于其位移的大小
D.位移的数值一定不会比路程大
[]
(6)下列关于位移和路程的说法,正确的是(C)
A.位移和路程的大小总相等,但位移是矢量,路程是标量
B.位移描述的是直线运动,路程描述的是曲线运动
C.位移取决于始、末位置,路程取决于实际运动路径
D.运动物体的路程总大于位移
3、矢量和标量
[]
(1)矢量:既有大小、又有方向的物理量。
(2)标量:只有大小,没有方向的物理量。
4、直线运动的位置和位移:在直线运动中,两点的位置坐标之差值就表示物体的位移。[]
阅读材料:
我国古代关于运动的知识
我国在先秦的时候,对于运动就有热烈的争论,是战国时期百家争鸣的一个题目。《庄子》书上记载着,公孙龙曾提出一个奇怪的说法,叫做“飞鸟之影未尝动也。”按常识说,鸟在空中飞,投到地上的影当然跟着鸟的移动而移动,但公孙龙却说鸟影并没有动,无独有偶,当时还有人提出“镞矢之疾;有不行不止之时”,一支飞速而过的箭,哪能“不行不止”呢?既说“不行”,又怎能“不止”呢?乍看起来,这些说法实在是“无稽之谈”,也可以给它们戴一顶“诡辩”的帽子。
但是事情并不这么简单。这个说法不但不是诡辩,而且还包含着辩证法的正确思想,恩格斯曾经指出,“运动本身就是矛盾,甚至简单的机械的位移之所以能够实现,也只是因为物体在同一瞬间既在一个地方又在另一个地方,既在同一个地方又不在同一个地方,这种矛盾的连续产生和同时解决正好就是运动。”因为运动体的位置随时间而变化,某一时刻在A点,在随之而来的另一时刻,就在相邻的B点,因此,也就有一个时刻,它既在A点又不在A点,既在B点又不在B点,在这时刻,物体岂不是“不行不止”吗?再者,在一定的时间Δt内,物体前进一段距离Δs,当这时间变小,Δs随之变小;当Δt趋近于零时,Δs也趋近于零。也就是说,在某一瞬间,即某一时刻,运动体可以看作是静止的,所以飞鸟之影确实有“未尝动”的时候,对于运动的这种观察和分析实在是十分深刻的,这同他们能够区分“时间”与“时刻”的观念很有关系。《墨经》对于“鸟影”问题又有他们自己的理解,说那原因在于“改为”。认为鸟在A点时,影在A′点,当鸟到了相邻的B点,影也到了相邻的B′点,此时A′上的影已经消失,而在B′处另成了一个影,并非A′上的影移动到B′上来,这也是言之有理的。
机械运动只能在空间和时间中进行,运动体在单位时间内所经历的空间长度,就是速率。《墨经下》第65条之所述就包含着这方面的思想。《经说》云:“行,行者必先近而后远,远近,修也;先后,久也,民行修必以久也。”这里的文字是明明白白的,“修”指空间距离的长短,那意思是,物体运动在空间里必由近及远,其所经过的空间长度一定随时间而定,这里已有了路程随时间正变的朴素思想,也隐隐地包含着速率的观念了。
东汉时期的著作《尚书纬·考灵曜》中记载地球运动时说:“地恒动不止而人不知,譬如人在大舟中,闭牖(即窗户)而坐,舟行不觉也。”
这是对机械运动相对性的十分生动和浅显的比喻。哥白尼在叙述地球运动时也不谋而合地运用了十分类似的比喻。临清一中 学科:物理
山东省临清市高中物理学案:第一章 1.1 质点 参考系和坐标系教案
课前预习学案
预习目标
1. 什么是质点,物体在什么情况下可看作质点?
2. 知道什么是参考系及如何选择参考系。
预习内容(自主学习课本第一节)
提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点[] 疑惑内容
课内探究学案
学习目标:
1. 理解质点的概念,知道它是一种科学抽象,知道实际物体在什么条件下可看作质点,知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。
2. 知道参考系的概念和如何选择参考系。
学习重点:质点的概念。[]
学习难点: 质点的判断 []
学习过程:
一、机械运动
1.定义:物体相对于其他物体的 ,叫做机械运动,简称运动。
2.运动的绝对性和静止的相对性:宇宙中的一切物体都在不停地运动,无论是巨大的天体,还是微小的原子、分子,都处在永恒的运动之中。运动是 ,静止是 。[]
二、物体和质点
1.定义:用来代替物体的有 的点。
①质点是用来代替物体的具有质量的点,因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小,它的质量就是它所代替的物体的质量。[]
②质点没有体积,因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。
③质点不一定是很小的物体,很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点,要具体问题具体分析。
2.物体可以看成质点的条件: 。
3.突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。
问题:1.能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗? 2.研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点? 3.原子核很小,可以把原子核看作质点吗?
三、参考系
1.定义: 。
2.选择不同的参考系来观察同一个运动,得到的结果会 。
3.参考系的选择:描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取,选取参考系时要考虑研究问题的方便,使之对运动的描述尽可能的简单。在不说明参考系的情况下,通常应认为是以 为参考系的。
4.绝对参考系和相对参考系:
四、坐标系
如果物体沿直线运动,为了定量描述物体的位置变化,可以以这条直线为轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。
一般来说,为了定量地描述物体的位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系
五、当堂检测
1.下列情况中的物体,哪些可以看成质点(ACD )
A.研究绕地球飞行时的航天飞机。
B.研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。
C.研究从北京开往上海的一列火车。
D.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。
2.人坐在运动的火车中,以窗外树木为参考系,人是_运动__的。以车厢为参考系,人是___静止___的。
3.对于参考系,下列说法正确的是(CD )
A.参考系必须选择地面。
B.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。
C.选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。
D.研究物体的运动,必须选定参考系。
【总结与反思】
课后练习与提高[]
1.下述情况中的物体,可视为质点的是( ACD )
A.研究小孩沿滑梯下滑。
B.研究地球自转运动的规律。
C.研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。
D.研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。
2.下列各种情况中,可以把研究对象(加点者)看作质点的是(BCD )
A. 研究小木块的翻倒过程。 [][]
B.研究从桥上通过的一列队伍。
C.研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。
D.汽车后轮,在研究牵引力的时。
3.关于机械运动和参照物,以下说法正确的有(A )
A. 研究和描述一个物体的运动时,必须选定参照物。
B. 由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参照物。
C. 一定要选固定不动的物体为参照物。
D. 研究地面上物体的运动时,必须选地球为参照物。
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天星《打点计时器测速度》教学设计
山东省利津县第一中学 毛建军
【教材分析】
打点计时器是高中一个重要的计时仪器,计时的同时还能记录物体的运动情况,这对高一新生来说是全新的。通过对打点计时器的了解,掌握其使用方法。平均速度和瞬时速度是本节的难点,教材用极限的思想,从平均速度过渡到瞬时速度。加强对瞬时速度的理解,拉近物理与生活、模型与实际的距离,培养学生从不同角度看同一问题的素养和学生的发散思维。用图像表示物理量的变化,在生活中是十分常见的方法,本书在这方面加强了很多。在过去教材中“用平滑曲线把点连起来”改换为“根据所描点子”的分布和走向尝试用条曲线来“拟合”这些测量点,即将验证性实验换为探究性实验,思路不一样、逻辑线索不一样。此外,让学生体会图象在反映两物理量关系时的优越性。本节内容从知识到能力要求均很高,特别对刚入高中的新生来说有难度,更具有吸引力和挑战性。[]
【教学目标】
一、知识与技能
(1)会使用打点计时器;
(2)会用点计时器测瞬时速度;
(3)理解速度──时间图象。
二、过程与方法
(1)培养学生良好实验习惯,体会实验在物理学发展中的作用;
(2)感受计时器的发展历程;
(3)了解极限思想在处理模型和实际中的作用。
三、情感态度与价值观
通过对平均速度和瞬时速度的理解,让学生感受物理逻辑之美;通过实验培养学生的合作、善于交流、勇与修正自己错误的意识。
【教学内容】
1.打点计时器的使用,使学生明确为什么引入打点计时器、打点计时器的优越性,感受计时器的发展历程。
2.从极限和微分的角度理解平均速度和瞬时速度的关系,同一现象多角度多方位观察。
3.V-t图像的获得和理解,以及在反映物理量和处理实验数据的优越性,能将图像和实际运动情况一一对应。
【教学过程】
一、打点计时器
1.打点计时器的引入
问:同学们能说一下你知道有哪些计时仪器吗?
学生回答,相互补充。肯定学生的回答,同时指出人类对计时的研究经过了漫长的过程。进行情感态度价值观的教育。展示:古代日晷、漏滴、手表(钟表)、秒表、原子钟、视频片段007用脉波,结合对车速的估计和身体倾斜方向估测被绑架后方位,渗透打点计时器的原理。
7000多年前人类发明日晷,约5000多年前,古希腊人发明最早的计时工具──滴漏。公元前1500年,中国人修改这个装置,使它变成了水漏的形状。到了13世纪末,意大利米兰的工程师率先在一个塔楼里建造了世界上最早的机械打钟。1656年,荷兰物理学家惠更斯造出了世界上第一个有摆的钟(很精确)。1820年,瑞士研制出第一个可将秒分离出来、又可随时停下来的钟。而世界上最早的手表是于1790年在日内瓦制成的,但是并不完整,直到1902年,第一只机械手表才终于问世,1946年美国物理学家利比首创了原子钟的原理。两年之后,在华盛顿国家标准局诞生了第一台原子钟。原子钟靠计算铯原子或者氨原子的天然振动来计时,准确性相当高,300年中的误差不到1秒。也许我们目前还不能预见到今后计时工具的发展状况,就象从前的人类想象不到原子钟一样。但我们可以肯定地说,随着人类的进步,计时工具也一定会不断革新发展,因为不论到什么时候,人类都需要了解时间,需要了解时间的流逝。
我这有两个秒表,请三位同学上来共同做一个实验测平均速度,一个同学用手握隹直尺自由落体(短时间),另两位同学分别用秒表计时,计算平均速度对比展示。
HYPERLINK "http://phys./SYTJ/WLSY/200607/1176.html" \t "_top" INCLUDEPICTURE "http:///gzwl/jszx/tbjx/kb/jxsj/bx1/201008/W020100827666805580583.jpg" \* MERGEFORMATINET
问:谁能说一下造成结果差别很大的原因是什么?
同学回答总结:精确度小,人反应有快慢。
为了解决这个问题,我们引入一个新的计时仪器──打点计时器。[]
2.原理及构造(动画演示)从初中学生熟悉的电磁铁介绍其工作原理。
3.打点计时器的使用
学生分组实验,指导学生实验,同时分别选几条无点、点密、不在一直线上等有代表性的纸带,用展台展示。[]
问:造成这些情况的原因可能是哪些?
学生思考讨论总结回答。
问:纸带都记录和反映了什么信息?
学生回答老师总结:记录运动的时间和相应位移,反映物体的运动的快慢。
问:你能总结一下使用打点计时器应注意哪些事项吗?
学生回答、相互补充总结:低压交流电源、纸带和复写纸的顺序等。
问:我们能否根据纸带求出物体运动的速度?试计算。
二、平均速度和瞬时速度
[]
问:同学们计算出的速度是平均速度还是瞬时速度?能否计算打某点的瞬时速度?[]
结合以下三个提示理解平均速度和瞬时速度的关系:
[]
A.匀速运动中平均速度和瞬时速度相等。
B.盆中的水面是平的而海平面是弯曲的。
C.教材第二十三页第一段及旁批
问:你是怎样理解平均速度和瞬时速度关系的?
学生回答,老师进一步解释极限思想(例如可认为人的身高在一天内是不变的),渗透学习物理模型的意义。[]
问:请同学们根据你的理解,求出连续8个点的瞬时速度,填入表格中。
时刻
速度
三、v—t图像[]
如果我们以纵轴代表速度,横轴为时间,请同学们将表格中的数据填入坐标纸上,参照教材第二十四页第二段,处理这些点。
[]
问:同学们能从v—t图像得到哪些信息?
学生讨论总结:能直观反映物体运动速度与时间的变化关系,能反映物体运动的方向。让学生体会图象在反映两物理量时的直观性。渐渐培养学生从图象获取信息的能力。[]第三节 运动快慢的描述——速度 随堂检测
1.下列物体运动的速度哪个大(C ).
A.蜗牛:1.5mm/s B.炮弹:1000m/s
C.发射人造卫星的最起码速度:7.9km/s D.火车:360km/h
2.关于速度,下面的说法是正确的是(BCD )
A.通过路程长的物体速度大
B.通过相同的路程,所用时间少的物体速度大
C.单位时间内通过路程长的物体速度大[][]
D.运动快的物体速度大
3.对于做匀速直线运动的物体,则 (ABC)
A.任意2s内的位移一定等于1s内位移的2倍
B.任意一段时间内的位移大小一定等于它的路程
C.若两物体的速度相同,则它们的速率必然相同,在相同时间内通过的路程相等
D.若两物体的速率相同,则它们的速度必然相同,在相同时间内的位移相等
4.甲乙两车沿平直公路通过同样的位移,甲车在前半段位移上以v1=40km/h的速度运动,后半段位移上以v2=60km/h的速度运动;乙车在前半段时间内以v1=40km/h的速度运动,后半段时间以v2=60km/h的速度运动,则甲、乙两车在整个位移中的平均速度大小的关系是 (C)
A.v甲=v乙 B.v甲>v乙 C.v甲5.从匀速直线运动的公式v=S/t可知(BC)
A.速度与位移成正比,与时间成反比
B.速度等于位移与所用时间的比值,与速度和位移无关
C.做匀速直线运动的物体的速度不随时间或位移而变化
D.做匀速直线运动的物体的速度决定于运动的位移[]
6.一质点做变速直线运动,若前t/3 内的平均速度为6m/s,后2t/3时间的平均速度为9m/s,则这段时间t内的平均速度为______m/s .若质点前一半位移的平均速度为3m/s,后一半位移的平均速度为6m/s,则这段位移的平均速度为_______m/s.(8m/s,4m/s)
7.一汽艇在相距2km的甲乙两码头之间往返航行,逆水时用1.5h,顺水时用1h,则往返一次的平均速度为________,平均速率为_________。(0,0.8km/h)
8.做变速直线运动的汽车,通过第一个100m用了20s,通过第二个100m用了10s,求汽车在第一个100m内和第二个100m内的平均速度各是多大?汽车在这200m内的平均速度是多大?(5m/s,10m/s,6.7m/s) [][]学校 临清三中 学科 物理 编写人 审稿人
山东省临清市高中物理学案:第一章 1.3运动快慢的描述—速度
课前预习学案
预习目标
1.通过预习知道速度的意义、公式、符号、单位。
2、能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。
3、知道速度和速率的区别。
4、会计算质点的平均速度,认识各种仪表中的速度。
预习内容
(一)坐标及坐标变化量
位移是描述 变化的物理量[]
一个人从A点出发沿直线到达C点后再返回到B点静止,如图,已知AC=80m,BC=30m,则他走完全程所通过的路程为_____,人的位移为_______,位移的方向为________.
(二)速度
定义:物理学中用 的比值称为物体的速度,通常用字母 表示,如果在时间△t:表示 物理量,也就是描述物体 的物理量,速度越大,表示物体运动越快,其位置变化也越快。速度是矢量,既有大小,又有方向。在国际单位制中,速度的单位是 ,符号是 ,常用单位还有千米每小时( ),厘米每秒(cm/s)等
(三)、瞬时速度和平均速度
(1)平均速度:在变速直线运动中,运动质点的 的比值,叫做这段时间内的平均速度,平均速度只能 地描述运动的快慢。
(2)瞬时速度:运动物体在 的速度,瞬时速度 地描述了物体运动的快慢及方向,是矢量。一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度。
(四)、速度和速率
速率: []
提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑
课内探究学案
【学习目标】
(1) 理解坐标变化量的物理意义,能用坐标变化量表示直线运动的位移和时间.
(2) 通过极短时间内的平均速度认识瞬时速度。通过瞬时速度,初步了解极限的思想[]
(3) 通过对日常生活中有关速度的实例的分析,体会变化率的概念及表达方式.
(4) 理解速度和速率的物理意义,知道速度是矢量
【学习重点】比值法定义速度,瞬时速度,平均速度的理解
【学习难点】对瞬时速度的理解
【学习过程】
一.仔细阅读“速度”一部分,回答问题:
1、比较物体运动的快慢,可以有哪些方法?结合你身边的实例加以说明
2、什么是速度?为什么用速度就可以描述物体运动的快慢?
3、表示速度的单位有哪些?它是矢量还是标量?
[]
二.仔细阅读“平均速度和瞬时速度、速度和速率”两部分,同时提出问题:我们日常生活中说到的“速度”是指什么?请举例说明。
思考:平均速率是平均速度的大小吗
三.精讲精练
【例1】 一物体沿直线运动,先以3m/s的速度运动60m,又以2m/s的速度继续向前运动60m,物体在整个运动过程中平均速度是多少?
例2〕汽车沿着指向从甲地开往乙地,(1)若在一半路程的平均速度为v1,后一半路程为v2,则汽车全程的平均速度为多少?(2)若汽车在全程所用时间的前一半和平均?(3)两种情况下的平均速度哪个大?
【反思总结】:
【当堂检测】
]下列说法中正确的是( )
A.平均速度就是速度的平均值
B.瞬时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,v是平均速度
2、下列说法正确的是( )
A. 若物体在某段时间内每个时刻的速度都等于零,则它在这段时间内任意一段时间的平均速度一定等于零。
B. 若物体在某段时间内平均速度为零,则它在这段时间内任一时刻的速度一定等于零。
C. 匀速直线运动中,物体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
3.一质点做变速直线运动,若前t/3 内的平均速度为6m/s,后2t/3时间的平均速度为9m/s,则这段时间t内的平均速度为______m/s .若质点前一半位移的平均速度为3m/s,后一半位移的平均速度为6m/s,则这段位移的平均速度为_______m/s.
4.一汽艇在相距2km的甲乙两码头之间往返航行,逆水时用1.5h,顺水时用1h,则往返一次的平均速度为________,平均速率为_________。
5、短跑运动员在100m竞赛中,测得7s末的速度是9m/s,10s末到达终点的速度是10.2m/s,则运动员登程中的平均速度是多少?
【课后练习与提高】
1.下列说法错误的是 [ ]
A.变速直线运动的速度是变化的 B.平均速度即为速度的平均值
C.瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度
D.瞬时速度可看作时间趋于无穷小时的平均速度
2、一个物体沿平直路运动,由静止起在10s内加速到20m/s,共运动了80m,该物体在10s内平均速度是 [ ]
A.20m/s B.10m/s C.8m/s D.都不对
3.一质点在x轴上并只朝着x轴的正方向运动,各个时刻的位置坐标如下表,则质点开始运动后:
t/s 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
x/m 2 4 6 8 8 8[ 12 16 20 24
(1)质点在前10 s内的位移、路程各为多大?[]
(2)质点在8s末的瞬时速度为多大?
(3)质点在0到18s这段时间内的平均速度多大?
4、一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地,又以30m/s的速度从乙地运动到丙地。已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等,求汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度。
变题:如果问题改成“物体在前半段时间和后半段时间内的速度分别为20m/s和30m/s,求它在整个时间内的平均速度?
5.一起重机在竖直向上吊运重物时的速度变化如下表所示:
t/s[] 0[] 0.5 1 1.5 2 3 4 5 6[k.Com] 7 8 9 10
v/m·s-1 0 0.25 0.5 0.75 1 1.2 1.4 1.6 1.6 1.6[] 1.6 0.8 0
在表格中所列时间内,哪段时间内重物在做加速运动?哪段时间内重物做匀速运动?哪段时间内重物在做减速运动?
[]