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文檔簡介
第一章運動的描述空間和時間、質(zhì)點和位移、速度
只要你愿意努力,世界一定給你驚喜!1理解質(zhì)點、時刻和時間、路程和位移、速度的含義;理解坐標系的概念,能在坐標軸上表示物體的位置坐標,會求直線運動的位移,并能解釋應用位移-時間圖像。2通過實驗體會由極限思想求瞬時速度的方法;理解速度-時間圖像。3學習目標1.研究物體的運動時,只能選擇靜止的物體做參考系。(
)2.體積很大的物體,不能視為質(zhì)點。(
)3.做直線運動的物體,其位移大小一定等于路程。(
)4.平均速度為零的運動,其平均速率不一定為零。(
)
×××√【自主學習檢測】【自主學習檢測】依據(jù)下面情境,判斷下列說法對錯。北盤江大橋坐落于云貴交界的尼珠河大峽谷之上,大橋全長為1341.4米,懸浮在離地面565.4米的峽谷之上,被稱為“世界第一高橋”。一輛汽車通過整個大橋的記錄顯示:17:32進入,17:34
離開。1)研究汽車車輪的轉(zhuǎn)動情況時,能把汽車看成質(zhì)點。()2)記錄顯示的17:32進入,17:34離開大橋,這里的“17:32”和“17:34”實際上指的是時刻。()3)該汽車從入口到出口的位移大小等于路程。()4)該汽車瞬時速度的方向就是汽車在該時刻或該位置的運動方向。()5)該汽車的加速度減小,其速度可能增大。()×√×√√1.對質(zhì)點的理解和判斷2.位移、路程的區(qū)別3.對平均速度、瞬時速度、速度變化量的理解和應用困惑點反饋機械運動:物體的空間位置隨時間變化。請思考困惑一:對質(zhì)點的理解結論1:物體的形狀和大小在所研究的問題中可以忽略不計
大家手中的筆可不可以看成質(zhì)點?結論2:
如果物體上各點的運動情況完全相同,可看成質(zhì)點。做一做:(1)讓筆平移一段距離;(2)讓筆轉(zhuǎn)動起來比較兩種情況的不同方法點撥:實際物體視為質(zhì)點的常見情況
一個物體能否看成質(zhì)點與物體的大小形狀沒有關系,只取決于所研究的問題物體的形狀和大小對研究的問題沒有影響或影響很小,可忽略不計。點撥提升1:質(zhì)點模型物體可視為質(zhì)點的條件(多選)如圖所示是一架正在進行航拍的四旋翼無人飛機.則下列有關無人機運動情況的說法正確的是(
)A.調(diào)整無人機在空中飛行的姿態(tài)時可將其看成質(zhì)點B.觀察無人機的飛行軌跡時不能將其看成質(zhì)點C.地面觀察者觀察無人機在空中的位置時可將其看成質(zhì)點D.地面上的人看到無人機從頭頂飛過,是以地面為參考系答案:CD學以致用1困惑二
參考系與相對運動
仔細觀察右邊圖片,認真思考
問題1:坐在火車里的乘客為什么說火車沒有動呢?問題2:站在站臺上的小朋友為什么說火車好快呢?問題
3:怎樣描述物體的運動情況呢?敦煌曲子中有這樣的詩句:“滿眼風波多閃爍?看山恰是走來迎,仔細看山山不動,是船行?!彼臀辽瘛珴蓶|綠水青山枉自多華佗無奈小蟲何千村薜荔人遺矢萬戶蕭疏鬼唱歌坐地日行八萬里巡天遙看一千河牛郎欲問瘟神事一樣悲歡逐逝波
自然界的一切物體都處于永恒的運動中,即運動的絕對性。描述物體的位置及其變化時,又總是相對其它物體而言,即運動和靜止的相對性。用心體會詩境中的相對運動注:①標準性:參考系是假定不動的物體;②任意性:參考系的選取可以是任意的,通常選取地面為參考系;③差異性:選取不同的參考系來觀察同一物體的運動結果往往是不同;
④同一性:比較兩個物體的運動應選同一參考系。點撥提升2:正確理解參考系在研究物體的運動時,某物體一旦被選定為參考系,就視其為靜止.分析物體運動情況的步驟答案:A
一只蜜蜂和一輛汽車在平直公路上以同樣的速度并列運動.如果這只蜜蜂的眼睛緊盯著車輪邊緣上某一點,那么它看到的這一點的運動軌跡應是下圖中的()學以致用2某小學作息時間問題:你知道不同時間的區(qū)別嗎?
李爺爺起床后外出晨練,在公園遇到張爺爺,“您這么早!練多長時間了?”,“十五分鐘左右吧”,“現(xiàn)在是什么時間?”,“大約六點?!睂υ捴袃蓚€“時間”意思一樣嗎?時間的描述---時間和時刻
思考:在時間軸上標出“第3s初”,“第3s末”,“第3s內(nèi)”,“前3s內(nèi)”“第3s時”.然后指出哪些表示時刻,哪些表示時間間隔?時間的描述---時間和時刻計時起點常說的“時間”分為:1)時刻(某一瞬間):在時間軸上表示為一個點。2)時間(間隔):在時間軸上表示為一條線段。思考1:三位旅行者從北京到上海,甲乘高鐵直達,乙乘飛機直達,丙先乘汽車到天津,再換乘輪船到上海,三者的運動有何不相同?有何相同?思考2:有人在操場上跑了一圈回到了原位置,位移是多少?路程呢?思考3:物體做什么運動時位移的大小會和路程相等?路程和位移2.位移是用來表示物體(質(zhì)點)的位置變化的物理量。有大小,有方向,是矢量。正負表方向。1.路程是物體運動軌跡的長度。有大小,無方向,是標量。位移用由物體的初位置指向末位置的有向線段表示。yOxABCD3.位移的單位:米(m),千米(km)4.位移的測量:毫米刻度尺E總結:
位移與路程
物體在坐標系中的坐標值是正值還是負值,與正方向的規(guī)定和原點的位置有關。正負不表示大小,只表示在原點哪一側。學以致用3位移的大小怎么算
點撥提升3路程與位移的比較路程(標量)位移(矢量)區(qū)別意義表示運動軌跡的長度表示位置變化的大小和方向大小軌跡的長度從初位置到末位置的有向線段的長度方向無方向從初位置指向末位置圖示(物體沿曲線由A運動到B)曲線AB的長度由A到B的有向線段聯(lián)系(1)兩者單位相同,都是米(m)(2)位移的大小小于等于路程,在單向直線運動中,位移的大小等于路程如何比較物體位置變化的快慢?1、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;2、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。
想一想:下表中A與B誰運動的快,如何斷?初位置(m)末位置(m)經(jīng)過時間(s)A02000
41B50505080統(tǒng)一位移(如1m)統(tǒng)一時間(如1s)位移不等,時間不同,怎樣描述物體運動的快慢呢?
物理學中用位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值表示物體運動的快慢,這就是速度。1.定義:位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值3.定義式:2.物理意義:表示物體運動快慢(位置變化快慢)和方向的物理量4.單位:m/s或m?s-1
,km/h、cm/s,
1m/s=3.6km/h大小:單位時間內(nèi)的位移大小方向:與時間?t內(nèi)的位移?x的方向相同5.矢量性:
△x越大,v越大嗎?比值定義法t/sx/m0123452468-2-4-6-8甲丙直線運動物體的x-t圖像時刻(s)012345甲的位置坐標x(m)—113579乙的位置坐標x(m)123456丙的位置坐標x(m)20-2-4-6-8作圖步驟:建系描點連線
注意:求矢量時既要求出大小,同時還要指出方向?、骋饬x:粗略地描述物體在某段時間內(nèi)的平均快慢程度。1.定義:位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值,叫做物體在這段時間(或這段位移)內(nèi)的平均速度。⒉公式:4.方向:與某段時間內(nèi)位移的方向一致。5.注意:計算物體的平均速度時必須指明物體是在哪段時間內(nèi)或哪段位移上的平均速度。平均速度01
0t/sx/mt1x2x1t2BCAD0t/sX/m思考:變速直線運動的特點?極限思想
如:怎樣求圖中5秒末的速度?
等于直線AB的斜率
等于直線AC的斜率這種處理方式用到了數(shù)學中極限思想。1.定義:物體在某一時刻或經(jīng)過某一位置的速度。2.意義:精確地描述了物體運動的快慢和方向。3.方向:為該時刻物體運動方向。4.瞬時速度的大小通常叫作速率(speed)。日常生活中說到的“速度”,有時是指速率,要根據(jù)上下文判斷。在勻速直線運動中,平均速度等于瞬時速度。Δt→0瞬時速度極限思想矢量瞬時速度02生活中的速度中國高鐵時速可達250-350km/h火箭發(fā)射時速度約為4500m/s1.定義:路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。2.公式:3.平均速度與平均速率的區(qū)別:(1)平均速度是矢量,平均速率是標量;(2)平均速度的大小不是平均速率;(3)平均速度的大小小于等于平均速率;當物體做單向直線運動時,平均速度大小等于平均速率。平均速率點撥提升4:區(qū)分平均速度、平均速率和瞬時速度、瞬時速率平均速度瞬時速度平均速率瞬時速率定義
方向
意義對應有方向矢量運動質(zhì)點的位移與時間的比值運動質(zhì)點在某一時刻(或位置)的速度瞬時速度的大小運動質(zhì)點的路程與時間的比值有方向矢量無方向標量無方向標量精確描述物體運動的快慢某段時間(或位移)精確描述物體運動的快慢粗略描述物體運動的快慢粗略描述物體運動的快慢某一時刻(或位置)某段時間(或路程)某一時刻(或位置)解析由于人行走的路線不是直線,所以圖中的6.65公里是路程,而不是位移,所以圖中的5.0km/h不可能為平均速度,更不可能為瞬時速度,選項A、B錯誤;
因為平均速率等于路程與所用時間的比值,圖中的5.0km/h為平均速率,注意平均速率不是平均速度的大小,選項C正確,D錯誤。
暑假中某同學在公園跑步時,用手機計步器記錄了自己的鍛煉情況,如圖所示,則下列說法正確的是(
) A.圖中的5.0km/h為平均速度
B.圖中的5.0km/h為瞬時速度 C.圖中的5.0km/h為平均速率
D.圖中的5.0km/h為平均速度的大小
C學以致用3
答案:D學以致用4用平均速度法求解瞬時速度
——極限思想的應用
注意 (1)求瞬時速度時,求出的是粗略值,Δt越小,求出的結果越接近真實值。 (2)對于勻變速直線運動,任意一段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度1.利用打點計時器根據(jù)v=,求出任意兩點間的平均速度.兩點間的位移Δx可以用刻度尺測量出,Δt為兩點間的間隔數(shù)與打點周期T的乘積.如圖甲所示,將打好點的紙帶從能夠看清的某個點開始,往后數(shù)出若干個點,比如共數(shù)出n個點,用刻度尺測出第1個點到第n個點的距離Δx,并算出這n個點的時間間隔,則平均速度.素養(yǎng)提升:測量速度的常見方法1.光電門另外,還常用的超聲波、激光、紅外線等測速其他測速度的途徑2.頻閃照相求平均速度和瞬時速度的方法與打點計時器相同3.速度傳感器直接讀瞬時速度
測量速度的常見方法2.利用光電計時器如圖乙所示,當滑塊在導軌上運動時,光電計時器利用光敏電阻的特性記錄了遮光板通過光電門的時間,而遮光板的寬度Δx已知,并且非常小.由于滑塊通過光電門的時間Δt非常短,在這段時間內(nèi)滑塊的運動可以近似看作勻速直線運動,所以可認為遮光板通過光電門的瞬時速度等于遮光板通過光電門的平均速度,即
.
測量速度的常見方法特別提醒該方案利用了聲和光在空氣中傳播速度的不同來確定物體和接收器之間的距離x.若經(jīng)過Δt時間,兩者之間的距離由x1變?yōu)閤2,則物體運動的平均速度
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