高中物理必修運動的描述

高中物理必修運動的描述課件第一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六機械運動各種形態(tài)的運動熱運動組成微觀世界的粒子的活動。政治運動人類社會中，某些利益群體為實現(xiàn)某種利益訴求而進行的政治斗爭。如：辛亥革命五四運動機械運動

物體的空間位置隨時間變化的過程。

機械運動是最基本最簡單的運動形態(tài)。力學(xué)是研究物體機械運動規(guī)律的物理學(xué)分支。它所研究的核心問題是：物體在何時運動到何位置。第二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六描述運動的困難

每個物體有大小和形狀。通常情況，物體上的每個點的運動情況都是不同的。如果物體都可以看作一個點問題將得以簡化。思考

在現(xiàn)實中，研究物體的運動問題時，可以將物體視為“點”？請舉幾個例子，并說明其中的道理?？偨Y(jié)

研究的問題無需關(guān)注物體大小、形狀或?qū)⑽矬w上的某個點的運動代替整個物體的運動后，對于研究的結(jié)果沒有重大影響，就可以將一個具有質(zhì)量的點代替這個物體。物體和質(zhì)點第三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六物理學(xué)是一門研究模型的學(xué)科，物理學(xué)發(fā)展的過程是不斷構(gòu)建、完善和應(yīng)用物理模型的過程。

“模型”的特征與“理想化”的思維本質(zhì)

模型是“假”的模型很象“真”的抓住“主要因素”忽略“次要因素”

“理想化”的條件能否進行“理想化”的簡化取決于研究問題的性質(zhì)。模型的分類

對象模型：質(zhì)點剛體過程模型：勻速運動質(zhì)點

具有一定質(zhì)量但沒有大小、形狀的物體“質(zhì)點”模型第四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六問題與練習(xí)ACDF問題1分析下列運動，能把物體看作質(zhì)點的是（）A.研究邢慧娜在萬米長跑中不同階段的快慢B.觀看花樣滑冰運動員在比賽中的表演C.研究運動中的人造衛(wèi)星的軌道D.研究在空中飛旋的乒乓球軌道E.研究乒乓球的各種旋轉(zhuǎn)打法F.研究火車從北京到上海運行需要的時間第五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六問題與練習(xí)無法判斷問題2例：研究下列情況中哪些運動的物體可以看作質(zhì)點（）A.從北京開往天津的火車B.勻速轉(zhuǎn)動的圓盤C.蕩秋千的小孩D.轉(zhuǎn)動的門窗第六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六參考系與坐標(biāo)系看圖分析

教材P10中圖1.1-3及圖1.1-4。參考系

一切物體都是運動的，即運動具有絕對性。判斷物體位置隨時間的變化，需要選擇一個假定靜止的物體作為參考標(biāo)準(zhǔn)，這個物體稱為參考系（參照物）。

參考系的選擇不同，物體的運動情況可能不同。即運動的相對性。一般在研究地面物體時選擇地面為參考系。

坐標(biāo)系

為標(biāo)定物體位置，在參考系上建立坐標(biāo)系。坐標(biāo)系是參考系的數(shù)學(xué)表達(dá)，包括：原點坐標(biāo)軸標(biāo)度正方向。第七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六位置思考

今天上學(xué)時你忘記帶教材，家人需要將其送到學(xué)校。他最需要了解的信息是什么？位置物體在參考系中的坐標(biāo)稱為物體的位置。oxzyA(x0,y0,z0)物體在三維空間中的位置第八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六空間位置的標(biāo)定二維空間坐標(biāo)系一維空間坐標(biāo)系－2－10123456x/mvx/my/mox0y0A（x0，y0）汽車位置：5.2m

STICKER操作慣例：以參考系為原點，以運動方向為正方向建立坐標(biāo)系。第九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六科學(xué)漫步

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（教材P11）1.GPS此刻位于我國哪個城市？2.從顯示屏上你還能獲得哪些信息？3.GPS系統(tǒng)的基本原理是什么？

第十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六2.時間和位移第十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六時刻與時間（間隔）練習(xí)請在時間軸上標(biāo)注內(nèi)容：第1秒末第3秒末第3秒初第1秒第2秒前1秒前3秒012345t/s第1s末第3s末第3s初第1s第2s前1s前3s時刻

時間軸上的點表示時刻。

時間（間隔）時間軸上的線段表示時間。提示：生活中我們經(jīng)?；煜皶r刻”與“時間”，如：“今天早自習(xí)你又遲到，一點沒有時間觀念！”在物理學(xué)中它們的含義有明確的區(qū)別。第十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六7.5km全程11.2km功能查找常用設(shè)置時間00:13事件1

GSGPS系統(tǒng)規(guī)劃的行車路線你希望GPS系統(tǒng)為你提供什么幫助？屏幕右下角的信息是何含義？藍(lán)色線條表示什么？紅色線條表示什么？紅色數(shù)字標(biāo)注是何含義？第十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六事件2

你的旅程安排7月28日北京7月29日烏魯木齊7月31日格爾木8月2日成都你每天向家人報告你的旅程，你的家人希望得到什么信息？與事件1有何不同？8月4日香港第十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六路程與位移路程

物體運動的軌跡長度稱為路程。

“位置的變化”的含義

1.位置變化了多遠(yuǎn)的距離？2.位置朝哪個方向變化的？

位移意義：描述物體位置的變化。矢量：既有大小又表示方向。符號：Δx

單位：米（m）表達(dá)：由初位置指向末位置的有向線段。大?。河邢蚓€段的長度。

方向：箭頭所指的方向。oyxl1l2Δx第十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六N花園橋七賢村首師大附中400m300m西三環(huán)中路北洼路

問題1你從花園橋經(jīng)過七賢村路口到首師大附中。求這一過程的路程和位移。問題與練習(xí)路程：700m位移：500m西偏南37?－2－10123x/mt1xAt2xB

問題2

物體從位置xA移動到xB，請畫出并求解這一過程的位移。Δx位移：4mx軸負(fù)方向第十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六標(biāo)量與矢量標(biāo)量

只有數(shù)值大小，沒有方向的量。如：時間溫度功運算法則：算術(shù)加減法則

矢量既有大小又有方向的量。如：位移速度力*運算法則：三角形法則（教材P13思考與討論）Δx1Δx2Δx將矢量Δx1、Δx2首尾相接，從Δx1矢尾指向Δx2矢端的矢量為這兩個矢量之和Δx。將矢量Δx、Δx1矢尾相接，從Δx1矢端指向Δx矢端的矢量為這兩個矢量之差Δx2。第十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六作業(yè)布置與要求作業(yè)要求在作業(yè)本上完成作業(yè)。作業(yè)本分欄使用。不抄題，注明頁碼及題號。按具體要求寫清必要的過程分析，圖形操作，求解過程、結(jié)果等。作業(yè)清單練習(xí)冊：P7：6要求畫圖，建立地理坐標(biāo)系，標(biāo)注旗桿及汽車位置。P8：4要求畫圖，標(biāo)注位移及路程（分清顏色），寫明求解過程。P8：7要求畫圖，以幻燈片規(guī)范格式標(biāo)注。（本題只文科作）P9：9要求畫圖，建立坐標(biāo)系（包含四要素）。第十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六3.運動快慢的描述——速度第十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六思考人們?nèi)绾伪容^物體運動的快慢？Δx1Δx2

ΔtΔxΔxΔt1Δt2在相等的時間內(nèi)比較通過的位移在通過相等的位移時比較時間第二十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六變化率思考若兩者的位移和時間均不相同，能否比較物體運動的快慢？比值定義法位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值可以反映運動的快慢。物理量隨時間變化率物理量的變化與發(fā)生這段變化所需時間的比值稱為這個物理量隨時間的變化率。它可以反映這個物理量變化的快慢。這樣的情況還有很多，如：功率等。單位：米/秒

（m/s或m?s-1

）第二十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六平均速度一張閃光照片思考

小球做什么運動？如何描述小球運動的快慢？平均速度（矢量）定義：物體在一段時間內(nèi)發(fā)生的位移與這段時間的比值。它只能粗略地描述變速運動的快慢。

方向：運動方向（位移的方向）。每間隔0.1s拍攝一次第二十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六對運動的分割分割小球的運動由此可以看出：以更小的時間間隔分割運動過程，用更多組平均速度數(shù)據(jù)共同描述這個過程時，對運動的描述會越精細(xì)（微分思想）。每間隔0.1s拍攝一次ΔT=1sΔT=0.5s第二十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六瞬時速度瞬時速度（矢量）定義：運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度。準(zhǔn)確地講，瞬時速度是物體在某時刻前后無窮短時間內(nèi)的平均速度。大?。核俣仁噶康拇笮?，也稱為速率。方向：運動軌跡的切線方向。

汽車的速度表指針反映的是什么？第二十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六常見物體的速度第二十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六問題與練習(xí)問題1

汽車在1分30秒時距離坐標(biāo)原點-300m，在2分55秒時距離坐標(biāo)原點+1400m，請你畫出草圖并求出這段時間內(nèi)汽車行駛的平均速度。－30001400x/mt2=175sx2t1=90sx1Δx提示：1.平均速度是矢量，必須表明方向。

2.注意本題求解過程中的圖形操作規(guī)范和符號運算規(guī)范。第二十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六問題與練習(xí)問題2運動員百米訓(xùn)練時，前2秒內(nèi)的位移為17m，第3秒內(nèi)的位移為11m，第4秒內(nèi)的位移為12m，求：（1）這三段時間的平均速度分別是多大？（2）這4秒內(nèi)的平均速度是多大？答案：（1）8.5m/s，11m/s，12m/s（2）10m/s提示：

1.一個運動過程的不同階段的平均速度往往是不同的。因此在表述平均速度時必須先明確“哪一段過程的”或“哪一段時間的”。

2.用多個平均速度描述運動更加精細(xì)。

3.平均速度不是速度的平均值。第二十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六*平均速率思考甲、乙兩位同學(xué)用不同的時間圍繞操場跑了一圈，都回到了出發(fā)點，他們的平均速度相同嗎?怎樣比較他們運動的快慢?答案：相同，均為零。平均速率（標(biāo)量）定義：物體運動通過的路程與所用時間的比值。練習(xí)一同學(xué)繞400米跑道跑了三圈，用時5分鐘，求此過程的平均速度和平均速率。答案：0，4m/s第二十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六4.實驗：用打點計時器測速度第二十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六實驗室基本行為規(guī)范進入實驗樓區(qū)請保持安靜。實驗室座次應(yīng)固定，由課代表記錄備案。在實驗室就坐后，未經(jīng)允許不可隨意觸動實驗器材及桌面電源。實驗結(jié)束后應(yīng)自覺將實驗儀器拆卸擺放整齊，必須由課代表檢查同意后方可離開。未經(jīng)檢查而離開的學(xué)生對出現(xiàn)的損壞、丟失儀器等問題負(fù)全責(zé)。離開前將圓凳放回原位。愛護實驗室中的所有設(shè)備、儀器，保持實驗室整潔衛(wèi)生，不得帶入食品、飲料等無關(guān)物品。第三十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六實驗準(zhǔn)備

電磁打點計時器和電火花計時器分別使用什么電源？它們的打點周期是多少？用毫米刻度尺測量長度時，下列結(jié)果哪一個是正確的?

A.1.45mmB.23.7cmC.0.041mD.0.3450m表1數(shù)據(jù)欄中的x和t表示位移和時間還是位置和時刻？

教材估算瞬時速度的方法是什么？實驗報告中估算瞬時速度的方法是什么？根據(jù)實驗報告的要求，表3數(shù)據(jù)欄中的t應(yīng)如何填寫？

0cm

123456720.5mm36.0mm50.0mm第三十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六打點計時器電磁打點計時器使用4-6V、50Hz交流電源，打點周期0.02s。操作注意：先接通電源，再釋放紙帶。

電火花計時器使用220V、50Hz交流電源，打點周期0.02s。第三十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六實驗過程與實驗報告實驗?zāi)康闹来螯c計時器的結(jié)構(gòu)用途，會使用打點計時器。初步學(xué)習(xí)利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法。

實驗原理利用打點計時器在紙帶上記錄每經(jīng)過0.02s物體運動的位置。計算平均速度，估計瞬時速度。實驗器材

打點計時器固定夾學(xué)生電源紙帶刻度尺實驗方法與步驟

（1）將打點計時器固定安裝在桌面上，并與電源正確連接。（使用交流低壓6V輸出端或交流220V輸出端）（2）將復(fù)寫紙和紙帶正確裝入打點計時器。第三十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六實驗過程與實驗報告（3）打開電源打點計時器正常工作。水平拉動紙帶，在紙帶上打出合適的點跡后關(guān)閉電源。（4）選擇點跡清晰、間隔適當(dāng)?shù)囊欢渭垘幚頂?shù)據(jù)。（5）整理實驗器材，實驗結(jié)束。第三十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六實驗過程與實驗報告實際點計數(shù)點01234567T＝0.1s實驗測量與數(shù)據(jù)處理繪制位移隨時間變化圖像

用刻度尺分別測量0號計數(shù)點到1、2、3……8號計數(shù)點的距離，并將各點坐標(biāo)及對應(yīng)的時刻數(shù)據(jù)填入表1中。根據(jù)數(shù)據(jù)描繪位置－時間圖像（x-t圖像）。位移的測量長度測量結(jié)果應(yīng)包含準(zhǔn)確數(shù)字和估計數(shù)字。毫米刻度尺讀數(shù)規(guī)則為××.×mm。第三十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六繪制速度隨時間變化圖像用刻度尺測量0－2號計數(shù)點、2－4號計數(shù)點……的位移。將位移和對應(yīng)的時間數(shù)據(jù)填入表2中。計算各段的平均速度。將上述各段的平均速度近似看作每段時刻中點的瞬時速度，抄入表3，并填上各個速度所對應(yīng)的時刻。根據(jù)表3的數(shù)據(jù)，繪制速度－時間圖像（v-t圖像）實驗過程與實驗報告組別12345678x(m)

t(s)表1第三十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六實驗過程與實驗報告組別123456Δx(m)Δt(s)表2組別123456

t(s)v(m/s)表3第三十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六實驗過程與實驗報告描繪圖像（1）建立坐標(biāo)系。標(biāo)注原點、物理量及單位。（2）規(guī)劃標(biāo)度。觀察實驗數(shù)據(jù)，制定合適的標(biāo)度。盡可能充分利用坐標(biāo)紙。標(biāo)度一般以10、20或50分度劃分。（3）描繪圖線。根據(jù)數(shù)據(jù)用“×”描點。（4）擬合曲線。觀察數(shù)據(jù)點的分布趨勢。用光滑曲線或直線連接盡可能多的點，使其余點盡量均勻分布在線的兩側(cè)。t/sx/m00.20.40.60.82015105××××××××××××××××××離散點擬合含有“推測”與“取平均”的意義第三十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六實驗過程與實驗報告誤差分析與實驗結(jié)論第三十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六數(shù)字化實驗室與數(shù)字化物理實驗首師大附中數(shù)字化實驗室簡介

本實驗室創(chuàng)建于2005年，是當(dāng)時北京市罕有的幾個中學(xué)數(shù)字化物理實驗室之一。它包括傳感器實驗平臺和計算機仿真實驗平臺兩大部分。其中配備了力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)、原子物理學(xué)等眾多傳感器及模擬或數(shù)字電路教學(xué)板設(shè)備，能夠在這里完成幾乎全部初高中物理實驗。該實驗室可支持整班建制的教學(xué)活動，也可開展選修課或課外小組活動。在這里還可以利用計算機仿真物理實驗平臺模擬物理過程，分析動態(tài)變化或制作物理仿真課件。本學(xué)期選修課為《數(shù)字化物理實驗》，主要內(nèi)容包括：認(rèn)識傳感器、完成規(guī)定的傳感器實驗和自主探究性傳感器實驗等三部分。名額40人。數(shù)量有限，報完為止。第四十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六5.速度變化快慢的描述第四十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六思考速度是標(biāo)量還是矢量？對“速度發(fā)生了變化”這句話你如何理解？在上節(jié)課你拉動紙帶的過程中速度變化了嗎？在你學(xué)過的物理量中有沒有可以描述速度變化的物理量？第四十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六速度變化量速度變化量（矢量）意義：描述速度的變化。定義：末速度與初速度的差。*運算法則：三角形法則一維（直線）運動的速度增量v0vtΔvΔvΔvv0vt加速運動過程v0vt減速運動過程求解一維運動過程速度變化量，矢量運算法則退化為代數(shù)運算法則，正負(fù)號表示速度的增減。方向可由圖形操作來確定。第四十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六《新浪汽車》網(wǎng)頁上的一張截圖請比較兩種車型的加速性能8.312.10-100Km/h加速時間(s)280/1500-4200170/4000最大扭矩(N.m)147/5000-620088/5200最大功率(kw)19841984排量(mL)2.0L/直列四缸/4氣閥電控燃油缸內(nèi)直噴/渦輪增壓直列4缸MPI電噴汽油機發(fā)動機型式邁騰2.0T+DSG自動明銳2.0手動車型第四十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六初始速度m/s經(jīng)過時間s末速度m/s速度變化量

m/s每秒速度變化量m/s2A自行車下坡2311＋9＋3B公交車出站036＋6＋2C某艦艇出航0206＋6＋0.3對幾組數(shù)據(jù)的分析請比較三個過程的速度變化量。請判斷哪個過程的速度增加得最快？速度變化量是否可以反映速度變化的快慢？第四十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六加速度加速度（矢量）意義：描述速度變化的快慢。定義：速度變化量與速度變化所用時間的比值。方向：速度變化量的方向。單位：米每二次方秒（m/s2）一維（直線）運動的加速度Δvv0vt加速運動過程v0vt減速運動過程aaΔv

STICKER符號慣例

在運動學(xué)中，通常以初速度方向為正方向。因此，在加速運動中加速度與初速度同向，為正；在減速運動中加速度與初速度反向，為負(fù)。第四十六頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六一些物體運動的加速度一些物體運動的加速度a/(m?s-2)

炮彈在炮筒中5×104

賽車起步4.5跳傘者著路時－24.5汽車起步約2噴氣式飛機著路時滑行－5－－8無軌電車起步約1.8汽車急剎車－4－－6旅客列車起步約0.35第四十七頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六問題與練習(xí)

問題1步槍子彈射出時速度為900m/s，經(jīng)過的時間只有0.001s，則子彈加速度是多少？Δvv0=0vt規(guī)定正方向a＋提示：僅僅知道“什么是矢量”并不意味著矢量概念的確立。更重要的是在行動中能夠自覺地進行矢量運算的操作。這包括：圖形運算操作過程和一維代數(shù)運算過程（規(guī)定正方向）。第四十八頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六問題與練習(xí)問題2

一物體作變速直線運動，某時刻速度的大小為4m/s，方向向右。2s后速度的大小變?yōu)?0m/s。求在這2s內(nèi)：（1）物體速度的變化量。（2）物體速度的變化率。（3）物體運動的加速度。Δvv0vta規(guī)定正方向＋Δvv0vta規(guī)定正方向＋6m/s或-14m/s3m/s2或-7m/s23m/s2或-7m/s2提示：在進行代數(shù)運算過程之前，必須先進行圖形運算操作。第四十九頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六問題與練習(xí)問題3

關(guān)于速度和加速度的關(guān)系，判定下列說法是否正確，并舉例說明。（）A．速度大，加速度一定大B．速度的變化越大，加速度一定越大C．速度的變化越快，加速度一定越大D．速度為零，加速度一定為零E．加速度減小，速度一定減小F．速度方向向東，加速度方向可能向西G．速度變化方向為正，加速度方向可能為負(fù)CF第五十頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六速度、速度變化量與加速度的對比速度v速度變化量Δv加速度a物理意義位置變化的快慢位置變化的方向速度變化的多少速度變化的方向速度變化的快慢速度變化的方向定義方法比值定義差值定義比值定義性質(zhì)矢量矢量矢量單位m/sm/sm/s2實質(zhì)變化率變化量變化率請完成下表第五十一頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六6.圖像對運動的描述第五十二頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六位置隨時間變化圖像勻速直線運動的x-t圖像－2－1012345678910x/mt=1st=0t=2st=3st=4st=5s0x/mt/s123456108642軸：t－自變量（因）x－因變量（果）點：（tA

,xA

）－tA時刻的位置xA線：函數(shù)（x=vt）－運動過程（勻速直線運動）斜：斜率－速度v＋＋ΔxΔt（t2,x2）（t1,x1）第五十三頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六問題與練習(xí)請根據(jù)圖像畫出運動情境圖oxt

xAAtCCx0規(guī)定正方向＋xAt=0vxBBtBx0規(guī)定正方向＋xBt=0vt=tBx0規(guī)定正方向＋t=0vt=tc截：縱軸截距－零時刻的位置請目測比較B、C兩物體的速度大小。vC>vB第五十四頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六知識拓展分組實驗中的x-t圖像oxtΔtΔx1ΔtΔx2將圖線分割，每段時間內(nèi)的平均速度等于圖線在這段的割線斜率。如果分割的時間間隔無限小，這段時間的平均速度則轉(zhuǎn)化為某時刻的瞬時速度。割線將與這一時刻的切線重合。也就是說，在x-t圖像中曲線在某點的切線斜率表示該點對應(yīng)時刻的瞬時速度。過原點的直線是曲線圖像的特例，反映了一個勻速直線運動過程。紅線表明物體先加速運動后減速運動。第五十五頁，共六十四頁，編輯于2023年，星期六速度隨時間變化圖像勻速直線運動的v-t圖像ovt軸：t－自變量（因）v－因變量（果）點：（tA

,vA

）－t時刻的速度v線：函數(shù)－運動過程（勻速直線運動）面：圖線與其在橫軸投影所圍的面積－