1.1质点参考系和坐标系【教学目标】(1)理解质点的概念;(2)知道参考系的概念及与运动的关系;(3)能正确的分析和建立参考系。【教学重点】质点的概念、参考系的选取、坐标系的建立。【教学难点】实际物体可以看作质点的条件。【教学过程】第一节质点参考系坐标系(一)主要内容1、机械运动(1)定义:物体相对于其他物体的位置变化,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。运动是绝对的,静止是相对的。2、物体和质点(1)定义:用来代替物体的有质量的点。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:如果在研究的问题中,物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素,就可以把物体看做一个质点。(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。(二)问题与讨论(1)能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?(无关)(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?(可以)要研究这辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?(不能)(3)原子核很小,可以把原子核看作质点吗?(作为整体研究时才可以)例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课堂训练:(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,可以把研究对象看作质点的是(CD)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,在研究牵引力来源的时3、参考系(1)定义:宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中,在描述一个物体的运动时,必须选择另外的一个物体作为标准,这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。(2)选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,得到的结果可能是不同的。例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)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,通常应认为是以地面为参考系的。(4)绝对参考系和相对参考系:(看书)例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,必须选定参考系课堂训练:(1)甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系是运动的,那么以乙物体为参考系,丙是(B)A.一定是静止的B.一定是运动的C.有可能是静止的或运动的D.无法判断(2)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4、坐标系(1)坐标系的建立:如果物体做直线运动,为了定量的描述物体的位置变化,可以以这条直线为线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。X轴,在直5、科学漫步:全球卫星定位系统(GPS)1.2时间和位移(一)【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。一段课堂训练:(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C.物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1sD.物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这B.物体在时间1s的时间5s时就是指物体在5s初时,指的是时刻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7cmB.0.6s内小球发生的位移大小是7cm,方向向右,经过的路程是13cmC.0.8s内小球发生的位移是0,经过的路程是20cmD.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。1.2时间和位移(二)【教学目标】
(1)理解匀速直线运动和变速直线运动的概念;(2)知道什么是位移-时间图象以及如何用图象来表示位移与时间的关系;(3)知道匀速直线运动s-t图象的意义;(4)知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具且各有所长、相互补充。【教学重点】匀速直线运动s-t图象;变速直线运动s-t图象。【教学难点】s-t图象的理解。【教学过程】第二节时间和位移1、匀速直线运动(1)定义:物体在一条直线上运动,如果在任意相等的时间里通过的位移相等,这种运动称为匀速直线运动。(2)匀速直线运动的特点:应该是“在任何相等的时间里面位移相等”的运动,现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的,是一种理想化的物理模型。其特点是位移随时间均匀变化,即位移和时间的关系是一次函数关系。2、变速直线运动(1)定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内位移不相等,这种运动叫变速直线运动。(2)变速直线运动的位移和时间的关系:不是一次函数关系,其图象为曲线。(3)变速直线运动的分类:匀变速直线运动:速度均匀改变的变速直线运动。非匀变速直线运动:速度不是均匀改变的变速直线运动。例1:物体在一条直线上运动,关于物体运动的以下描述正确的是(C)A.只要每分钟的位移大小相等,物体一定是作匀速直线运动B.在不相等的时间里位移不相等,物体不可能作匀速直线运动C.在不相等的时间里位移相等,物体一定是作变速直线运动D.无论是匀速还是变速直线运动,物体的位移都跟运动时间成正比3、位移--时间图象(s-t图)(1)描述:表示位移和时间的关系的图象,叫位移-时间图象,简称位移图象。(2)物理意义:描述物体运动的位移随时间的变化规律。(3)坐标轴的含义:横坐标表示时间,纵坐标表示位移。由图象可知任意一段时间内的位移和发生某段位移所用的时间。4、匀速直线运动的s-t图1)匀速直线运动的s-t图象是一条倾斜的直线,或某直线运动的s-t图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动。(2)s-t图象中斜率(倾斜程度)大小表示物体运动快慢,斜率(倾斜程度)越大,速度越快。(3)s-t图象中直线倾斜方式(方向)不同,意味着两直线运动方向相反(4)s-t图象中,两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。(5)s-t图象若平行于t轴,则表示物体静止。(6)s-t图象并不是物体的运动轨迹,二者不能混为一谈。(7)s-t图只能描述直线运动。
5、变速直线运动的s-t图象为曲线6、图象的应用:(1)求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间;(2)求速度;(3)判断物体的运动性质。例2:某同学以一定速度去同学家送一本书,停留一会儿后,又以相同的速率沿原路返回家,图线可以粗略地表示他的运动状态(B)3中哪个图例3:如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的s-t图,下列说法正确的是(BD)A.在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动B.甲、乙运动的出发点相距S1C.乙比甲早出发t1时间D.乙运动的速率大于甲运动的速率例4:如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s-t图。由图可知:B物体作匀速直线运动,AC物体作变速直线运动。三个物体运动的总路程分别是14m,10m,10m。课堂训练:(1)下列关于匀速直线运动的说法中正确的是(AB)A.匀速直线运动是速度不变的运动B.匀速直线运动的速度大小是不变的C.任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动D.速度方向不变的运动一定是匀速直线运动(2)关于质点作匀速直线运动的位移-时间图象以下说法正确的是(D)A.图线代表质点运动的轨迹B.图线的长度代表质点的路程C.图象是一条直线,其长度表示质点的位移大小,每一点代表质点的位置D.利用s-t图象可知质点任意时间内的位移,发生任意位移所用的时间(3)如图所示,是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象,由图可知(AD)A.质点A前2s内的位移是1mB.质点B第1s内的位移是2mC.质点A、B在8s内的位移大小相等D.质点A、B在4s末相遇课后作业:(1)如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移-时间图象,由图象可知(AC)A.甲、乙两质点在1s末时相遇B.甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等C.甲、乙两质点在第1s内反方向运D.在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大
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