高一物理講義(人教版)必修一.doc

第一章 運動的描述第一講 1.1 質(zhì)點，參考系，坐標(biāo)系知識目標(biāo)：1，理解質(zhì)點的概念及物體簡化為質(zhì)點的條件。2，知道參考系的概念及與運動的關(guān)系。3，能正確分析和建立坐標(biāo)系。想一想： 萬米賽跑運動員可以看做一個點嗎？研究籃球運動員的技術(shù)動作時，可以把運動員看做一個點嗎？一、質(zhì)點在研究某些物體的運動過程中，可以不考慮物體的大小和形狀，突出物體具有質(zhì)量這一要素，把物體簡化為一個有質(zhì)量的點，稱為質(zhì)點。于是，對實際物體運動的描述就轉(zhuǎn)化為質(zhì)點運動的描述。質(zhì)點的定義：用來代替物體的有質(zhì)量的點叫質(zhì)點。（2）將物體看成質(zhì)點的條件：物體的_、_對所研究的問題的影響可以忽略不計時，可以把物體視為質(zhì)點。（3）質(zhì)點的物理意義質(zhì)點是一種理想化的物體模型，不是實際存在的物體。質(zhì)點是實際物體的一種近似反映，是為了研究問題的方便而進(jìn)行的科學(xué)抽象。建立質(zhì)點概念時抓住了主要因素，忽略次要因素，突出事物的主要特征，使所研究的復(fù)雜問題得到簡化。一個物體能否看成質(zhì)點由問題的性質(zhì)所決定。盡管質(zhì)點不是實際存在的點，但研究的質(zhì)點得到的結(jié)論可應(yīng)用于實際問題。例1，( ) 下面那些可以看做質(zhì)點？A研究火車過橋的時間 B研究火車從重慶到北京的時間C 研究火車車輪上某點的運動情況 D 研究地球公轉(zhuǎn) E 研究地球自轉(zhuǎn)例2，下面關(guān)于質(zhì)點的說法正確的是（）A 質(zhì)點一定是很小的物體 B 質(zhì)點是實際存在的有質(zhì)量的點C 質(zhì)點是研究物體運動時的一種理想模型 D 質(zhì)點就是物體的重心二、參考系運動的絕對性 要描述一個物體的運動，首先要選定某個其他物體做參考，觀察物體相對于這個“其他物體”的位置是否隨時間變化，以及怎樣變化。這樣用來做參考的物體稱為參考系。1，定義：在描述一個物體運動時，選來作為標(biāo)準(zhǔn)的假定不動的另一個物體叫參考系。2，對參考系的理解：標(biāo)準(zhǔn)性：用來選作參考系的物體都是假定不動的，被研究的物體是運動還是靜止，都是相對于參考系而言的。任意性：參考系的選擇具有任意性，但以觀察方便和使運動的描述盡可能簡單為原則。研究地面上的物體時，常選擇地面為參考系。統(tǒng)一性，在同一個問題中，若要研究多個物體的運動或是同一個物體的不同階段的運動時，必須選擇用一個參考系。差異性；同一個運動選擇不同的參考系，觀察結(jié)果一般不同。例 3下面有關(guān)參考系說法中正確的是（ ）A參考系就是相對地面不動的物體B任何情況下，只有地球才是最理想的參考系C不選擇參考系，就無法研究某一個物體是怎樣運動的D同一物體的運動，選擇不同的參考系，可能有不同的觀察結(jié)果。三 坐標(biāo)系如果物體沿直線運動，為了定量描述物體的位置變化，可以以這條直線為X軸，在直線上規(guī)定原點，正方向和單位長度，建立直線坐標(biāo)系。一般來說，為了定量地描述物體的位置及位置變化，需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。想一想：對于在平面上運動的物體，例如花樣滑冰運動員，要描述他們的位置，你認(rèn)為應(yīng)該怎樣建立坐標(biāo)系？1物理意義：在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，可以定量的描述物體的位置及位置變化。2分類及建立的原則直線坐標(biāo)系：物體在一條直線上運動。平面直角坐標(biāo)系：物體在平面內(nèi)運動?？臻g直角坐標(biāo)系：物體在三維空間內(nèi)運動。1.2時間和位移知識目標(biāo)：1，能區(qū)分時刻和時間間隔2，知道位移和路程的不同3，矢量和標(biāo)量的定義及二者的區(qū)別1， 直線運動的位置與位移的關(guān)系一1，定義：時刻：時間間隔：2，時刻和時間間隔的表示方法例1， 關(guān)于時間和時刻的說法，下面正確的是（ ）A 時刻表示時間短，時間表示時間長B 時刻對應(yīng)位置，之間對應(yīng)路程C 作息時間表上的數(shù)字表示時刻D 1min只能分成60個時刻二1 路程：質(zhì)點實際運動路程的長度叫路程，路程只有大小沒有方向，其單位就是長度單位。2 位移1） 定義：從初位置指向末位置的有向線段2） 物理意義：表示物體位置的變化3） 大?。撼?、末位置間的線段的長度4） 方向：從初位置指向末位置3 位移與路程的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別： 聯(lián)系： 例2 關(guān)于位移和路程，下面說法正確的是（ ）A， 沿直線運動的物體，位移和路程是相等的B，質(zhì)點沿不同的路徑從A到B，其路程可能不同而位置是相同的C， 質(zhì)點通過一段路程，起位移大小可能為零D，質(zhì)點運動的位移大小可能大于路程三 矢量和標(biāo)量1，矢量2，標(biāo)量2， 矢量與標(biāo)量的區(qū)別例2， 一質(zhì)點向北走40米，又轉(zhuǎn)彎向東運動30米，質(zhì)點運動的路程是多少？位移大小多少和方向如何？例4 從高出地面3m的位置豎直向上拋出一小球，上升5m后，最后達(dá)到地面。分別以地面和拋出點為原點建立坐標(biāo)系，方向以向上為正。出發(fā)點坐標(biāo) 最高點坐標(biāo)， 落地點坐標(biāo)， 上升過程的位移， 下降過程的位移， 全過程的總位移以地面為原點: _ _ _ _ _ _以拋出點為原點: _ _ _ _ _ _1.3運動快慢的描述速度【知識目標(biāo)】 1理解速度的概念，知道速度是表示物體運動快慢的物理量，知道速度的定義。2知道速度是矢量，知道速度的單位、符號和讀法。3理解平均速度的概念，知道平均速度的定義式，會用平均速度的公式解答有關(guān)的問題。4知道瞬時速度的概念及意義，知道瞬時速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系。5知道速度和速率以及它們的區(qū)別?！灸芰δ繕?biāo)】1運用平均速度的定義，把變速直線運動等效成勻速直線運動處理，從而滲透物理學(xué)的重要研究方法等效的方法。2培養(yǎng)遷移類推能力【情感目標(biāo)】1通過解決一些問題，而向復(fù)雜問題過渡，使學(xué)生養(yǎng)成一種良好的學(xué)習(xí)方法。2通過師生平等的情感交流，培養(yǎng)學(xué)生的審美情感?！颈竟?jié)課的地位和作用】本節(jié)是運動學(xué)知識的重要組成部分，速度是描述物體運動的一個非常重要的基本物理量，理解各種速度的含義，有助于后邊加速度的學(xué)習(xí)?！窘虒W(xué)重點】速度，平均速度，瞬時速度的概念及區(qū)別?！窘虒W(xué)難點】1怎樣由速度引出平均速度及怎樣由平均速度引出瞬時速度。2瞬時速度與平均速度之間有什么區(qū)別和聯(lián)系及在運動中瞬時速度是怎樣確定的。采用物理學(xué)中的重要研究方法等效方法（即用已知運動來研究未知運動，用簡單運動來研究復(fù)雜運動的一種研究方法）來理解平均速度和瞬時速度?！窘虒W(xué)過程】復(fù)習(xí)提問:1. 位移的定義、表示方法及表達(dá)式2. 時間與時刻的區(qū)別及時間的表達(dá)式初始位置/m經(jīng)過時間/s末了位置/mA自行車沿平直道路行駛020100 B公共汽車沿平直道路行駛010100C火車沿平直軌道行駛500301250D飛機在天空直線飛行500102500問題1：比較A和B誰運動的快，為什么？問題2：比較B和D誰運動的快，為什么？結(jié)論：比較物體運動的快慢，可以有兩種方法：1）一種是在位移相同的情況下，比較所用時間的長短，時間短的物體運動快，時間長的物體運動慢；2）另一種是在時間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的物體運動得快，位移小的物體運動得慢。問題3：比較B和C誰運動的快，為什么？一、速度1定義：位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值，用v表示。 2物理意義：速度是表示運動快慢的物理量。3定義式： 單位：國際單位：ms（或ms-1）。 常用單位：kmh（或kmh-1）、cms（或cms-1）。4方向：與物體運動方向相同。 說明：速度有大小和方向，是矢量。 5. 速度不變的運動叫做勻速直線運動【例1】描述A、B、C的運動情況，求A、B、C三個運動物體的速度負(fù)號說明物體速度方向與規(guī)定的正方向相反二、平均速度如果物體做變速直線運動，在相等的時間里位移是否都相等？那速度還是否是恒定的？那又如何描述物體運動的快慢呢？百米運動員，10s時間里跑完100m，當(dāng)我們只需要粗略了解運動員在100m內(nèi)的總體快慢，而不關(guān)心其在各時刻運動快慢時，就可以把它等效于運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時的速度就稱為平均速度。所以在變速運動中就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。1.定義：在變速直線運動中，運動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間（或這段位移）的平均速度，用表示。2意義：反映做變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)運動的整體快慢，它是對變速直線運動的粗略描述。3、公式：4、平均速度是矢量 方向與物體的位移方向相同【例2】一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運動60m，物體在整個運動過程中平均速度是多少？物體在前一段位移用的時間為后段位移用的時間為 整個過程總時間 整個過程的平均速度注意：平均速度概念與速度的平均值概念是不完全相同的。對于變速直線運動，速度是變化的，我們能不能對它進(jìn)行準(zhǔn)確的描述呢？假如我們知道了它在各個時刻運動的快慢，整個運動的情況不就很清楚了嗎？三、瞬時速度1定義：運動物體經(jīng)過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度。2意義：反映物體在某一時刻（或經(jīng)某一位置）時運動的快慢，它能精確地描述變速運動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運動。3對瞬時速度的理解：瞬時速度是在運動時間時的平均速度，即平均速度在時的極限就是某一時刻（或某一位置）的瞬時速度。（變速直線運動看成是很小的一段一段的勻速直線運動，當(dāng)很小很小時可以用 來代替瞬時速度） 4瞬時速度的方向：瞬時速度是矢量，瞬時速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時的運動方向相同 5速率瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率?！纠?】下列所說的速度中，哪些是平均速度？哪些是瞬時速度？A.百米賽跑運動員以9.5m/s的速度沖過終點線B.經(jīng)提速后列車的速度達(dá)到150km/hC.由于堵車，在隧道內(nèi)的車速僅為1.2m/sD.返回地面的太空艙以8m/s的速度落入太平洋E.子彈以800m/s的速度撞擊墻壁【例4】某物體的位移時間圖象如圖所示，若規(guī)定向東為正方向，試求: 物體在OA、AB、BC、CD、DE各階段的速度。 前12s內(nèi)的平均速度 第10s末的瞬時速度物體在t=0開始從原點出發(fā)向東做勻速直線運動，歷時2s，接著的3s5s內(nèi)靜止；第6s內(nèi)繼續(xù)向東做勻速直線運動；第7s8s勻速反向行駛，至8s末回到出發(fā)點；在第9s12s內(nèi)從原點西行做勻速直線運動；(1) OA段：AB段：BC段：CD段： 負(fù)號說明物體向西運動；DE段：(2)(3) 在第9s到第12s內(nèi)物體從原點西行做勻速直線運動；求物體在CD段的平均速度 課堂小結(jié):1. 速度、平均速度、瞬時速度都是矢量2. 平均速度特別強調(diào)對應(yīng)“某段時間或某段位移”3. 速度不變的運動叫勻速直線運動教后記：學(xué)生對初中物理中“速度”的概念印象很深，這給重新定義速度帶來一定的困難；另外對于瞬時速度的理解還需要時間進(jìn)行消化。這節(jié)課增加了速度在圖象中應(yīng)用，對圖象進(jìn)行復(fù)習(xí)的同時也加深學(xué)生對于新授知識的理解。其中課堂中滲透的等效、微元的思想對學(xué)生以后的學(xué)習(xí)非常的有幫助！1.4實驗：用打點計時器測速度 實驗?zāi)繕?biāo)：1、知道打點計時器的構(gòu)造和原理，學(xué)會使用打點計時器，能根據(jù)打出的紙帶計算打幾個點所用的時間，會計算紙帶的平均速度，能根據(jù)紙帶粗略測量紙帶的瞬時速度，認(rèn)識v-t圖象，并能根據(jù)v-t圖象判斷物體的運動情況。2、通過速度測量過程的體驗，領(lǐng)悟兩個方法：一是用圖象處理物理數(shù)據(jù)的方法；二是極限法或說無限趨近法，加強一個認(rèn)識，實驗是檢驗理論的標(biāo)準(zhǔn)。實驗器材：電源（220V電源或?qū)W生電源），打點計時器，紙帶，刻度尺（最好是塑料透明的），導(dǎo)線實驗準(zhǔn)備：1、仔細(xì)觀察電磁打點計時器和電火花計時器，對照課本，比較它們的異同。2、兩類打點計時器的打點時間間隔是多少？3、分析紙帶時，如何計算紙帶的平均速度。4、嚴(yán)格地說，瞬時速度我們引進(jìn)測量出來的，你知道用什么方法求出的速度可以代替某點的瞬時速度嗎？5、從器材上讀取的數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)是寶貴的實驗資料，要嚴(yán)肅對待，要整齊的記錄，妥善保存。實驗原理：1、電磁打點計時器。電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，工作電壓為46V。當(dāng)電源的頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一個點。電磁打點計時器是應(yīng)用電磁原理制成的，圖1是它的工作原理圖。通電前，先在打點計時器上裝上紙帶，并把復(fù)寫紙片壓在紙帶上。然后把線圈與50Hz、46V的交流電源接通。這時，振片被磁化，在磁力作用下振動起來。每0.02s振針壓打復(fù)寫紙一次，被運動物體拖著的紙帶上便記錄下一系列的點子，這些點相應(yīng)地表示運動物體在不同時刻的位置，相鄰兩點間的時間間隔是0計時器 0.02s。我們對紙帶上這些點之間的距離進(jìn)行測量，就可以定量地研究物體的運動規(guī)律。 2、電火花計時器。電火花計時器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時器，它的構(gòu)造如圖2所示。使用時，墨粉紙盤套在紙盤軸上，并夾在兩條白紙之間。當(dāng)接通用220V交流電源，按下脈沖輸出開頭時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接到負(fù)極的紙盤火花放電，于是在運動的紙帶1上打出一列點跡。當(dāng)電源頻率是50Hz時，它也是每隔0.02 s打一次點。 這種計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力小，實驗誤差小。 上面介紹的兩種計時器打點的時間間隔都是T=0.02s，因此，打在紙帶上的點，記錄了紙帶運動的時間。如果把紙帶跟運動物體連接在一起，紙帶上的點子就相應(yīng)地表示出運動物體在不同時刻的位置。研究紙帶上的點子之間的間隔，就可以了解運動物體在不同時間里民生的位移，從而了解物體運動的情況。實驗步驟：1把電火花計時器固定在桌子上，檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，檢查兩條白紙帶是否已經(jīng)正確地穿好，墨粉紙盤是否在兩條紙帶之間。2把計時器上的電源插頭在220V交流電源插座上。3按下脈沖輸出開頭，用手水平地拉動兩條紙帶，紙帶動上就打上一列車員小點。4取下紙帶，從能看得清規(guī)戒律的某個點數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點。如果共有n個點，點子的間隔數(shù)則為（n-1）個，用t=0.02（n-1）計算出紙帶的運動時間t。5用刻度尺測量一下，打下這些點，紙帶通過的距離s有多長6利用公式計算紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度。把測量和計算的結(jié)果填入表一中。7選取一條點跡清晰便于分析的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。8從能夠看清的某個點開始，每隔0.1s取一個點，在紙帶上用數(shù)字0，1，2 .5標(biāo)出這些“測量點”，測量包括每個點的一段位移x,記錄在表二中，同時記錄相對應(yīng)的時間，以測量該點的瞬時速度。9計算出各點附近的平均速度，把它當(dāng)作計時器打下這些點時的瞬時速度，填入表三中，點0作為計時的開始，即t=0。10以速度v為縱軸，以時間t為橫軸在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)表二的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)軸上描點，將這些點用平滑的曲線連接起來。11通過曲線的走向大致看出手的速度變化規(guī)律，將你的實驗結(jié)果與其他同學(xué)交流一下，說出你的體會。12重復(fù)以上步驟再做一次。如果用電磁打點計時器，則實驗步驟的前3步相應(yīng)地應(yīng)當(dāng)是：1 把打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過兩個限位孔，壓在復(fù)寫紙的下面。2 把電磁打點計時器的兩個接線柱用導(dǎo)線分別與6V的低壓交流電源的接線柱相連接。3 打開電源開關(guān)，用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出一列小點。表一：實驗次數(shù)點子數(shù)n點子間隔數(shù)n-1運動時間t/s位移s/m平均速度/m/s12表二：位置012345/m/s0.060.060.060.060.060.06v/（m/s）表三：位置012345t/s0v/（m/s）注意事項：1 要認(rèn)清楚你使用了哪種類型的打點計時器，電磁打點計時器要使用10V以下的交流學(xué)生電源；而電火花計時器則直接使用220V的交變電流。2 開頭的點跡很密集，這是由于先接通電源后拉動紙帶和開始時的速度比較慢而造成的，數(shù)點時不能從開始處數(shù)，而要向后看，從能夠看清的某個點開始。3 如果數(shù)出了n個點，那么，他們的間隔數(shù)是（n-1）個。他們所用的運動時間為（n-1）0.02s.4 打點計時器要固定好，在使用時打點計時器不允許松動。5 打點計時器打點結(jié)束時要立刻切斷電源。6 要保證手每一次“水平地拉動紙帶”。7 可以大致表示某包含點的瞬時速度，兩邊點離得越近算出的平均速度接近B點的瞬時速度，但過小的間距也會增大測量的誤差，應(yīng)根據(jù)課本中的例子仔細(xì)選取。8 測量點要每隔0.1s選一個，即每隔六個點取一個點，而測量點的、的選取上應(yīng)取前一個點，后兩個點之間。即：v=。9 建立坐標(biāo)系要根據(jù)實際情況取合適的單位，以便曲線能分布于大部分的坐標(biāo)系中。教學(xué)中的幾點考慮注意培養(yǎng)學(xué)生的實驗素質(zhì)。實驗課以學(xué)生活動為主，各種活動應(yīng)有序進(jìn)行。指導(dǎo)學(xué)生閱讀課文、說明卡，對照課文和說明卡觀察儀器結(jié)構(gòu)、了解儀器功能、操作要領(lǐng)。認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象，小組之間可以交流、對比實驗情況。如有意識的變速拉動紙帶，觀察紙帶上打出的點起始部分、中間部分、最后部分有什么變化？其他小組打出的點有什么不同，這些差異都說明什么問題？以提高對實驗現(xiàn)象的觀察力。要求學(xué)生尊重原始測量的數(shù)據(jù),不能隨意改動,實驗測量的原始數(shù)據(jù)是研究實驗現(xiàn)象,尋找結(jié)論和規(guī)律的基本依據(jù),也是檢驗,評價實驗結(jié)果的依據(jù).尊重原始測量數(shù)據(jù),是良好實驗素質(zhì)和科學(xué)精神的具體表現(xiàn).注意理解一些名詞,概念.如計時點,計數(shù)點,兩個計數(shù)點之間的位移,平均速度,某時刻的瞬時速度是怎樣求得的.各組交流v-t圖象的異同,研究異同的原因.畫v-t圖象是,橫軸,縱軸單位長度的確定要根據(jù)實驗數(shù)據(jù)的最大值,最小值合理選取,使描繪的圖象v-t能充滿坐標(biāo)平面的大部分空間.;說明卡片內(nèi)容建議(以電磁打點計時器為例)在桌邊固定打點計時器；將復(fù)寫紙調(diào)節(jié)片向外拉出,將復(fù)寫紙原片孔套在復(fù)寫紙定位銷上,向里推調(diào)節(jié)片,可調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置；將紙帶穿過限位框,從復(fù)寫紙下穿過壓紙框,從另一側(cè)限位框穿出；開啟電源等待1s2s拖動紙帶,拖出紙帶后立即切斷電源；在紙帶上選取計數(shù)點,測量計數(shù)點之間長度時要用量程在30cm以上透明塑料尺一次測量多組計數(shù)點間數(shù)值,不要用短刻度尺一段一段的測量計數(shù)點間距離,減少偶然誤差。1.5 速度變化快慢的描述加速度【教學(xué)目標(biāo)】 1理解加速度的概念，能利用加速度的公式進(jìn)行定量計算。 2知道加速度是矢量以及方向的判定。知道速度、速度改變量與加速度的區(qū)別。 3知道什么是勻變速直線運動。能從勻變速直線運v-t圖象理解加速度的意義?！局攸c難點】重點：1理解加速度的概念。了解變化率的含義。2利用圖象來分析加速度的相關(guān)問題。來源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K 難點：加速度的矢量性。【教學(xué)過程】 引入： 勻速直線運動是一種最簡單的運動形式，誰的速度變化快？（一）加速度 概念的引入：為了描述物體運動速度變化的快慢，可以用速度的變化量與發(fā)生這一變化所用的時間的比值來表示，我們把這個比值稱為加速度。來源:Z,xx,k.Com 1定義：速度的變化量與發(fā)生這一改變所用時間的比值。即速度的變化率。 公式：（強調(diào)，且為矢量） （學(xué)生根據(jù)公式導(dǎo)出加速度的單位、加速度的矢量性）2單位：m/s2，ms-2來源:Zxxk.Com 3加速度是矢量，方向與速度的變化量方向相同。 在直線運動中，速度的方向始終在一條直線上，速度的“”“”即表示的方向。若取初速度v0的方向為正方向。在加速直線運動中vtv0，a0表示a方向與v方向相同；在減速直線運動中vtv0，a0表示a方向與v方向相反。 結(jié)論：a與v方向相同加速直線運動；a與v方向相反減速直線運動。 典例1：過渡：在變速直線運動中，加速度也可能發(fā)生變化，即物體的速度有時增大得快，有時增大得慢。因此加速度也有平均加速度與瞬時加速度之分。來源:學(xué)?？?。網(wǎng)Z。X。X。K 4勻變速運動：加速度不變的運動叫勻變速運動。在這種運動中，平均加速度與瞬時加速度相等。 勻變速運動勻變速直線運動勻變速曲線運動勻減速直線運動勻加速直線運動來源:ZXXK 典例3：5v、v與a的區(qū)別速度：，描述物體運動的快慢和方向，對應(yīng)于某一時刻。速度的變化：，描述速度變化的大小和變化的方向，對應(yīng)于某一過程。加速度：，即速度的變化率，反映速度變化的快慢和方向。a與v、v三者的大小無必然關(guān)系速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大；速度變化量大，加速度不一定大；加速度為零，速度可以不為零；速度為零，加速度可以不為零。典例4：（二）v-t圖像與加速度tvOv0 通過v-t圖像不但能夠了解物體運動的速度隨時間變化的情況，還能求出物體的加速度。典例5：【典型例題】典例1：下列關(guān)于加速度的描述中，正確的是（ AD ）A加速度在數(shù)值上等于單位時間里速度的變化B當(dāng)加速度與速度方向相同且又減小時，物體做減速運動C速度方向為正，加速度方向也一定為正D速度變化越來越快，加速度越來越大總結(jié)：物體是“加速”還是“減速”，取決于加速度方向與速度方向是否一致。典例2：物體做勻加速運動的加速度為2m/s2，那么（ C ）A在任意時間內(nèi)，物體的末速度一定等于初速度的2倍B在任意時間內(nèi)，物體的末速度一定比初速度大2m/sC在任意一秒內(nèi)，物體的末速度一定比初速度大2m/sD第ns的初速度一定比第（n1）s的末速度大2m/s典例3：皮球以6m/s的速度向右與墻壁撞后，經(jīng)0.1s被墻向左彈出，彈出速度大小為5.8m/s，求皮球在這段時間內(nèi)的平均加速度。 解：以向右為正方向，則v16m/s，v25.8m/s。 平均加速度的大小為118m/s2，方向向左。典例4：關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，下列說法中正確的是（ B ）A速度越大，速度的變化就越大，加速度就越大B速度變化越快，加速度就越大C加速度方向保持不變，速度方向也保持不變（舉例：豎直上拋運動）D加速度大小不斷變小，速度大小也不斷變小總結(jié)：對于速度，要明確v，v，v/t的區(qū)別；加速度的方向與速度的變化量的方向相同，與速度的方向無必然聯(lián)系；物體是“加速”還是“減速”，取決于加速度方向與速度方向是否一致。第二講 勻變速直線運動的研究2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律【預(yù)習(xí)目標(biāo)】（閱讀完課本，要先看看目標(biāo)呦?。?. 鞏固打點計時器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理和測量瞬時速度的方法。2. 通過實驗探究，體驗如何從實驗研究中獲取數(shù)據(jù)，學(xué)會利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)的科學(xué)方法。3. 知道小車在重物牽引下運動速度隨時間變化的規(guī)律?！净A(chǔ)知識體驗】（好好看書，相信你能完成的很好?。┮粚嶒?zāi)康?探究小車速度隨 變化的規(guī)律。二實驗原理 利用 打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，以尋找小車速度隨時間變化的規(guī)律。三實驗器材 打點計時器、低壓 電源、紙帶、帶滑輪的長木板、小車、 、細(xì)線、復(fù)寫紙片、 。四實驗步驟1如課本31頁圖所示，把附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。 2把一條細(xì)線拴在小車上，使細(xì)線跨過滑輪，下邊掛上合適的 。把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面。 3把小車停在靠近打點計時器處，接通 后，放開 ，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一行小點，隨后立即關(guān)閉電源。換上新紙帶，重復(fù)實驗三次。（注意：為了儀器的安全，實驗時要防止鉤碼落地和小車與滑輪碰撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住。）4從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭比較密集的點跡，在后邊便于測量的地方找一個點做計時起點。為了測量方便和減少誤差，通常不用每打一次點的時間作為時間的單位，而用每打五次點的時間作為時間的單位，就是T=0.02 s 5=0.1 s 。在選好的計時起點下面表明A，在第6點下面表明B，在第11點下面表明C，點A、B、C叫做計數(shù)點，兩個相鄰計數(shù)點間的距離分別是x1、x2、x3 5利用第一章方法得出各計數(shù)點的瞬時速度填入下表：位置ABCDEFG時間（s）0v(m/s)6以速度v為 軸，時間t為 軸建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中描點。7通過觀察思考，找出這些點的分布規(guī)律。五注意事項1 開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。 2 先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運動時及時斷開電源。 3 要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住它。4 牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大。加速度的大小以能在60cm長的紙帶上清楚地取得六七個計數(shù)點為宜。5要區(qū)別計時器打出的點和人為選取的計數(shù)點。一般在紙帶上每5個點取一個計數(shù)點，間隔為0.1 s 。2.1實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律【知識演練】（試試你學(xué)得如何？相信自己，你能行?。?運動物體拉動穿過打點計時器的紙帶，紙帶上打下一系列小點打點計時器打下的點直接記錄了( )A物體運動的時間 B、物體在不同時刻的位置C物體在不同時刻的速度 D物體在不同時間內(nèi)的位移2在下列給出的器材中，選出“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中所需的器材并填在橫線上（填序號）。打點計時器 天平 低壓交流電源 低壓直流電源 細(xì)線和紙帶 鉤碼和小車 秒表 一端有滑輪的長木板 刻度尺選出的器材是 3在探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗中，按照實驗進(jìn)行的先后順序，將下述步驟的代號填在橫線上 。A把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面 B把打點計時器固定在木板的沒有滑輪的一端，并連好電路 C換上新的紙帶，再重做兩次 D把長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面 E使小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動 F把一條細(xì)線拴在小車上，細(xì)線跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼 G斷開電源，取出紙帶4關(guān)于用打點計時器研究小車在重物牽引下運動的實驗操作，下列說法中正確的是（）長木板不能側(cè)向傾斜，也不能一端高一端低在釋放小車前，小車應(yīng)緊靠在打點計時器處應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后再釋放小車要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運動，再斷開電源5在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，得到一條記錄小車運動情況的紙帶，如圖所示，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.1s。（）根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)，計算B、C、D各點的速度，填入表中。（）在坐標(biāo)紙上作出小車的v-t圖象。ABCDE7.527.660.3105.6cm位置編號ABCDE時間t/s00.4瞬時速度v/(ms-1)（1）（2）小車的v-t圖象2.2勻變速直線運動的速度和時間的關(guān)系教學(xué)目標(biāo)1、知道什么是速度時間圖像，以及如何用圖像來表示速度和時間的關(guān)系。2、知道勻速直線運動和勻變速運動的v-t圖像的物理意義。3、知道什么是勻變速運動和非勻變速運動。教學(xué)步驟一、導(dǎo)入新課復(fù)習(xí)：概念速度、平均速度（平均速率）、瞬時速度（瞬時速率）引入：對于勻速直線運動，速度不隨時間變化；而變速直線運動，速度是隨時間變化的。今天我們學(xué)習(xí)如何運用圖象來描述速度和時間的關(guān)系。二、新課教學(xué)1、勻速直線運動的速度時間圖像【例1】根據(jù)我們對位移時間圖像的認(rèn)識，同學(xué)們類比推理回答如下問題：（1）如何建立關(guān)于速度時間的坐標(biāo)軸；（2）當(dāng)一物體以v2m/s的速度勻速前進(jìn)，作出它的vt圖像；（3）從圖像中能獲取什么物理信息？解析 從速度時間圖像這個叫法看，是速度與時間的關(guān)系圖像，以t軸為橫軸，v軸為縱軸，建立坐標(biāo)系； 勻速直線運動的速度v不隨時間變化，只能是與t軸平行的直線； 從圖像中可獲得：速度的大小、方向 從svt可獲得：邊長為v和t所圍成的矩形的面積，就是物體在時間t內(nèi)的位移。（即圖中的斜線陰影部分）2、勻變速直線運動的速度時間圖象【例2】假如某人坐在汽車駕駛員身旁，在汽車起動時，注視速度計，記下間隔為5秒各時刻的速度值，得到下列一組數(shù)據(jù)。 問題：從出示的數(shù)據(jù)同學(xué)們可看出什么規(guī)律？根據(jù)數(shù)據(jù)作出vt圖像解析：在誤差允許的范圍內(nèi)，物體每隔5s，速度增加約10km/h，也就是每隔相同的時間間隔，速度的改變量相等。勻變速直線運動：在變速直線運動中，如果在相等時間內(nèi)速度的改變相等，這種運動就叫做勻變速直線運動。描點法作出v-t圖像如圖甲所示說明：速度時間圖像是一條傾斜的直線，無論從圖表中，還是從圖像中都可以看出，速度隨時間均勻地增加。勻加速直線運動定義：在勻變速直線運動中，它的速度隨時間而均勻增加，這就叫勻加速直線運動。勻減速直線運動定義：在勻變速直線運動中，它的速度隨時間而均勻地減小，這就叫勻減速直線運動。（如圖乙所示）問題：仔細(xì)觀察勻變速直線運動的vt圖像，從圖像中可獲取什么物理信息？結(jié)論（1）某時刻的瞬時速度（2）某段時間內(nèi)的速度的變化量，速度的變化量是正值，還是負(fù)值。是正值的話，說明v與v方向相同，是負(fù)值的話，說明v與v方向相反。（說明v是矢量）（3）速度圖線和時間軸所圍的“面積”表示質(zhì)點在該段時間內(nèi)的位移在變速直線運動中，速度不一定是均勻變化的，這種運動是非勻變速直線運動。（速度圖像是一條曲線）在日常生活中，很多物體的運動接近勻變速，通常作為勻變速來處理。比如：發(fā)射炮彈在炮筒里的運動，石塊從高處自由下落等等。 3、勻變速直線運動的vt圖像與勻速直線運動中的st圖像的區(qū)別?！纠?】分析丙、丁兩圖中物體在這60s內(nèi)的運動情況？簡析：圖像的形狀完全一樣，但所包含的物理意義卻不同。要分析清楚物體的運動情況，首先要看圖像中橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量，根據(jù)圖像中的圖線找到物理量間的關(guān)系，從而再確定它的運動狀態(tài)。 2.3勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、知道勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系。2、理解勻變速直線運動的位移及其應(yīng)用。3、理解勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系及其應(yīng)用。4、理解v-t圖像中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內(nèi)的運動的位移。重點: 1、理解勻變速直線運動的位移及其應(yīng)用。 2、理解勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系及其應(yīng)用。難點：1、v-t圖像中圖線與t軸所夾的面積表示物體在這段時間內(nèi)運動的位移。 2、微元法推導(dǎo)位移公式。要點導(dǎo)學(xué)1、勻速直線運動的vt圖像。 2、勻速直線運動的位移公式x= ，上面的物理量中，位移x在數(shù)值上等于圖像中 。3、勻變速直線運動的 v-t 圖象是_，其中圖象的斜率表示物體的_。類比勻速直線運動，勻變速直線運動的位移在vt圖象中是不是也有類似的關(guān)系，討論課本中的【思考與討論】。結(jié)論：學(xué)生A的計算中，時間間隔越 ，計算出的誤差就越 。4、如果時間間隔t取得非常非常小，所有小矩形的面積之和就能非常準(zhǔn)確地代表物體發(fā)生的位移，也就剛好等于v-t圖象下面的面積（微積分的思想）。如下圖，則所有的v-t 圖象與時間軸所圍的面積都可以表示位移。“面積”的大小表示位移的大?。旱谝幌笙迌?nèi)“面積”為正，表示位移為 ；第四象限內(nèi)“面積”為負(fù)，表示位移為 。5、勻變速直線運動的位移即為v-t圖象中 ，則據(jù)此推導(dǎo)出勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系式。6、寫出梯形面積表達(dá)式： ，分析OC,AB,OA各對應(yīng)什么物理量？并將V = V0 + at 代入，得出：x = 。這個位移公式雖然是在勻加速直線運動的情景下導(dǎo)出的，但也適用于勻減速直線運動。7、勻變速直線運動的平均速度公式：_。2.4勻變速直線運動的位移和速度的關(guān)系教學(xué)目標(biāo)：1、掌握勻變速直線運動的速度、位移公式2、會推出勻變速直線運動的位移和速度的關(guān)系式，并會應(yīng)用它進(jìn)行計算教學(xué)過程：一、新課教學(xué)1、勻變速直線運動的規(guī)律（1）勻變速直線運動的速度和位移公式：公式中共有五個物理量，初速度、末速度、時間、加速度、位移。一般來說已知其中的三個量可以求出其余的一個或兩個物理量。（2）據(jù)，消去時間，同學(xué)們試著推一下，能得到一個什么關(guān)系式?一般在不涉及時間的前提下，我們使用剛才得到的推論求解。 2、勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用【例1】發(fā)射炮彈時，炮彈在槍筒中的運動可以看作是勻加速運動，如果槍彈的加速度大小是，槍筒長0.64m，槍彈射出槍口時的速度是多大？分析思考：1）槍筒的長度對應(yīng)于槍彈做勻加速運動的哪個物理量？2）槍彈的初速度是多大？3）槍彈出槍口時的速度對應(yīng)于槍彈做勻加速運動的什么速度？4）據(jù)上述分析，你準(zhǔn)備選用哪個公式求解？C：學(xué)生寫出解題過程，然后評析。【例2】一個滑雪的人，從85米長的山坡上勻變速滑下，初速度是1.8m/s，末速度是5.0m/s，他通過這段山坡需要多長時間？分析思考：1）該滑雪人的運動可當(dāng)做哪一種勻變速運動？2）你認(rèn)為所給的已知條件等效為勻變速直線運動的哪些物理量？3）要求得時間t，你準(zhǔn)備用什么方法求？解法一：滑雪的人做勻加速直線運動，由由(1)式解出t，代入數(shù)據(jù)得到：說明：比較（1）式和可知，對于勻變速直線運動，平均速度的求解有兩個途徑：（1） （2） 解法二：由和得【例3】做勻加速直線運動的物體，速度從v增加到2v時的位移是s，則它的速度從2v增加到4v經(jīng)過的位移是多少？（4S）2.5自由落體運動一、教學(xué)目標(biāo)1在物理知識方面要求：(1)了解什么是自由落體運動；(2)自由落體產(chǎn)生的條件；(3)認(rèn)識自由落體運動的特點；(4)掌握自由落體運動的規(guī)律；速度隨時間的變化規(guī)律，位移隨時間變化的規(guī)律(定量)。2通過觀察演示實驗概括出自由落體運動是初速度為零的勻變速直線運動，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)分析、推理能力。3滲透物理方法的教育，運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型自由落體，研究物體下落在理想條件下的運動。二、重點、難點分析1重點是使學(xué)生掌握自由落體的速度和位移隨時間變化的規(guī)律。自由落體的特征是初速度為零，只受重力作用(物體的加速度為自由落體加速度g)。2難點是演示實驗的技巧及規(guī)律的得出，介紹伽利略的實驗驗證及巧妙的推理。三、教具1自由落體演示儀及附件，計算器。2硬幣(一元)兩枚，薄紙袋(恰好可裝下硬幣)，抽氣機，牛頓管。3投影儀、投影片、彩筆。四、主要教學(xué)過程(一)復(fù)習(xí)提問s1s2s3=149 sss135(二)引入新課我們今天應(yīng)用這些知識研究一種常見的運動，物體下落的運動。演示硬幣和紙袋分別從同一高度由靜止開始同時下落，觀察下落速度，從表面上看得到結(jié)論，“物體越重，下落得越快”。1亞里斯多德(Aristotle)的認(rèn)識從公元前4世紀(jì)至公元17世紀(jì)，這種觀念統(tǒng)治了人們兩千多年之久。2伽利略(Galileo)的貢獻(xiàn)(1638年)兩個物體mAmB分別由同一高度下落，重的物體比輕的物體下落的快，當(dāng)把兩物體捆在一起仍從同一高度下落情況會是怎樣呢？結(jié)論：整體分析：當(dāng)把兩個物體捆在一起時mC=mAmB，因為新組成的物體比上述兩個物體中的任一個都重從而下落的應(yīng)最快。局部分析：A物體下落的快，受到一個下落得慢的物體B的作用，結(jié)果就像一個大人拉著小孩向前跑，比單獨大人跑要慢，比小孩單獨跑要快一樣，他們的共同速度應(yīng)介于A、B兩物體之間即vAvCvB。伽利略用歸謬法巧妙地否定了亞里斯多德的觀點，從而得出結(jié)論：重物體不比輕物體下落得快。亞里斯多德忽略了空氣阻力對運動物體的影響，從而得出錯誤的結(jié)論：“力是維持物體運動的原因”。演示將紙袋揉成紙球和硬幣從同一高度由靜止開始下落，觀察下落速度(相差不多)，把硬幣裝入紙袋與另一枚硬幣從同一高度由靜止開始下落，觀察下落速度也相差不多，若減小空氣對運動物體的影響會如何呢？演示牛頓管中的物體下落，將事先抽過氣的牛頓管內(nèi)的硬幣與輕雞毛從靜止一起下落，觀察實驗結(jié)果兩者幾乎同時落到牛頓管的下端，硬幣落下有聲，眼可直接觀察雞毛下落，將牛頓管放入空氣再做實驗情況就截然不同了。3自由落體運動定義：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動叫做自由落體運動。自由落體運動是一種理想運動，在實際問題中有空氣時，物體的密度不太小，速度不太大(H不太高)，可以近似看成是自由落體運動。結(jié)論：不同物體做自由落體運動，它們的運動情況是相同的。性質(zhì)：伽利略所處的年代還沒有鐘表，計時儀器也較差，自由落體運動又很快，伽利略為了研究落體運動，利用當(dāng)時的實驗條件做了在斜面上從靜止開始下滑的直線運動(目的是為了“沖淡重力”)，證明了在阻力很小的情況下小球在斜面上的運動是勻變速直線運動，用邏輯推理外推到斜面傾角增大到90的情況，小球?qū)⒆杂上侣?，成為自由落體，他認(rèn)為這時小球仍然會保持勻變速直線運動的性質(zhì)，多么巧妙??！這個結(jié)論的正確與否需用實驗來驗證，三百多年后，我們來驗證。(四)課堂小結(jié)1自由落體運動是一種非常重要的運動形式，在現(xiàn)實生活中有許多落體運動可以看成是自由落體運動，研究自由落體運動有著普遍的意義。2為了研究自由落體運動，我們運用了物理學(xué)中的理想化方法，從最簡單、最基本的情況入手，抓住影響運動的主要因素，去掉次要的非本質(zhì)因素的干擾，建立了理想化的物理模型自由落體運動，并且研究了自由落體的運動規(guī)律，理想化是研究物理問題常用的方法之一，在后面的學(xué)習(xí)中我們還要用到。3在研究自由落體運動的過程中我們還給大家介紹了歸謬法，即理論推導(dǎo)的一種重要方法，同學(xué)們的學(xué)習(xí)重要的是研究問題的方法而不是知識本身，知識的結(jié)論當(dāng)然重要，但更重要的是如何獲取知識，中學(xué)學(xué)習(xí)的一個非常重要的方面就是如何獲取知識、處理知識。4自由落體運動是一種簡單的基本的運動形式，拋體運動可以看成是另一個運動形式與自由落體運動的合成，也就是說自由落體是研究其他拋體運動的基礎(chǔ)，一定要抓住其產(chǎn)生的條件和運動規(guī)律。2.6 伽利略對自由落體運動的研究 理解領(lǐng)悟來源:學(xué)?？啤＞W(wǎng)對于落體運動，自古以來許多人都研究過。本節(jié)課介紹落體運動的研究歷史，主要是介紹伽利略對自由落體運動的研究過程和他的科學(xué)思維方法。要通過自主學(xué)習(xí)，獨立的思考、歸納和總結(jié)，提出自己的看法與體會。另外，作為勻變速直線運動規(guī)律的應(yīng)用，我們補充介紹了豎直上拋運動的相關(guān)知識。這部分內(nèi)容教材沒有涉及，屬于“提高級”知識，供學(xué)有余力的同學(xué)參考?；A(chǔ)級1. 延續(xù)了兩千年的錯誤認(rèn)識古希臘的學(xué)者們認(rèn)為，物體下落的快慢是由它們的重量決定的，物體越重，下落得越快。生活在公元前四世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家亞里士多德最早闡述了這種看法，他認(rèn)為，物體下落的快慢精確地與它們的重量成正比。亞里士多德的論斷影響深遠(yuǎn)，在其后兩千多年的時間里，人們一直信奉他的學(xué)說。但是，這種從表面上的觀察得出的結(jié)論實際上是錯誤的。2. 伽利略對自由落體運動的研究來源:Zxxk.Com16世紀(jì)，意大利學(xué)者伽利略對亞里士多德的看法提出了質(zhì)疑，并對自由落體運動進(jìn)行了深入的研究。伽利略對自由落體運動的研究方法大體可歸結(jié)為以下幾點：發(fā)現(xiàn)問題 伽利略發(fā)現(xiàn)亞里士多德的觀點有自相矛盾的地方。伽利略認(rèn)為，如果亞里士多德的觀點是對的，即重物比輕物下落得快，那么把重物和輕物拴在一起下落，它們將是什么結(jié)果呢？照