1、高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效1 第一章 运动的描述1.1 质点 参考系和坐标系【学习目标】1知道质点的概念,理解物体可看成质点的条件,知道科学抽象是常用的研究方法。2知道参考系 的概念,理解其作用和会根据实际情况选定参考系。3通过对坐标系的理解,会建立坐标系和定量描述 物体的位置。【自主学习】1、物体和质点1.质点的概念:用来代替物体的 的点叫质点。2.质点是一种 的物理模型,不是实际存在的物体,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象。3.物体看作质点的条件是:物体的形状和大小对所研究的问题 。4.同一物体能否看作质点是由 决定的,要具体问题具体分析。二、参考系1.参考系
2、:在描述物体的运动时,被选定的作为_的其他物体。2.同一个运动,选择不同的参考系,得出的运动结果可能会_;3.参考系可任意选取,但应以观测_和描述运动_为原则;没有特别说明时,通常选取_为参考系。三、坐标系1为了_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。2建立坐标系时,必须规定_、_和_。3描述沿直线运动的物体时,建立_坐标系(一维坐标) ;描述在平面上运动的物体时,建立_坐标系(二维坐标 );描述在空间运动的物体时,建立空间坐标系 (三维坐标)。4. 位置坐标的正负表示方向,数值表示位置距坐标原点的距离。【典例精析】例 1.(多选)下列说法正确的是( )A.体积很小的物
3、体一定可以看成质点 B.质量很小的物体才可以看成质点C.体积很大的物体不能看成质点 D.质点是一种理想化的模型,实际并不存在E.只有低速运动的物体能看成质点,高速运动的物体不能看成质点F.当物体的大小形状对我们所研究问题产生的影响可以忽略时可以把物体看成质点例 2.下列各种情况中,可以把研究对象(加点者)看作质点的是( )A研究小木块的翻倒过程 B研究一列火车从桥上通过的时间C研究沿水平面运动的木箱的速度 D研究马龙在决赛中发出的乒乓球例 3下列有关参考系的说法中,正确的是( )A运动的物体不能做参考系 B只有固定在地面上的物体才能做参考系C参考系可以不同,但对于同一个物体,运动的描述必须是相
4、同的 D要研究某一个物体的运动情况,必须先选定参考系例 4(多选)下列各对物体中,可以认为保持相对静止的是( )A在空中加油的加油机和受油机 B在稻田工作的联合收割机和卡车高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效2 C在平直公路上匀速行驶的各种车辆 D流水和随水漂流的小球例 5. 一个小球从距地面 4 m 高处落下,被地面弹回,在距地面 1 m 高处被接住坐标原点定在抛出点 正下方 2 m 处,向下方向为坐标轴的正方向则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )A2 m,-2 m,-1 m B -2 m,2 m,1 m C4 m,0,1 m D-4 m,0,-1 m例 6.
5、 质点由西向东运动,从 A 点出发到达 C 点再返回 B 点静止。如图所示,若AC=100m,BC=50m ,以 B 点为原点,向东为正方向建立直线坐标,则:出发点的位置为 m,B 点位置是 m,C 点位置为 m,A 到 B 位置变化是 m,方向 。C 到 B 位置变化为 m,方向 . 【巩固拓展训练】1第 29 届世界大学生夏季运动会在中国台北举行,中国体育代表团获取了 9 枚金牌、23枚奖牌,在下列比赛项目中,运动员可视为质点的为( )A健美操 B花样游泳 C跳水 D田径长跑2 (多选)下列说法正确的是( )A研究“神舟”八号绕地球飞行时,飞船可看做质点B研究“神舟 ”八号与“天宫”一号对
6、接时, “天宫”一号可看做质点C研究火车通过路旁的一根电线杆的时间时,火车可看做质点D研究电子绕原子核的运动情况时,电子可看做质点3第一次世界大战时,一位法国飞行员在 2000 m 高空飞行时,发现座舱边有一个与他几乎相对静止的小“ 昆虫” ,他顺手抓过来一看,原来是一颗子弹这个情景是因为( )A子弹静止在空中 B子弹飞行得很慢C飞机飞行得很快 D子弹与飞机同方向飞行,且飞行速度很接近4 (多选)甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,丙看到甲匀速下降。那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况可能是( )A甲、乙匀速下降,v 乙 v 甲 ,丙停在空中 B甲、乙匀速下降
7、,v 乙 v 甲 ,丙匀速上升C甲、乙匀速下降,v 乙 v 甲 D甲、乙匀速下降,v 乙 v 甲 ,丙匀速下降,且 v 丙 v 甲 5 (多选)在平直公路上,甲乘汽车以 10 m/s 的速度运动,乙骑自行车以 5 m/s 的速度运动,则甲、乙( )A同向运动时,甲观察到乙一定是以 5 m/s 的速度远离B同向运动时,乙观察到甲一定是以 5 m/s 的速度靠近C背离运动时,甲观察到乙以 15 m/s 的速度远离D相向运动时,乙观察到甲以 15 m/s 的速度靠近来源:数理化网6一物体从 O 点出发,沿东偏北 30的方向运动 10 m 至 A 点,然后又向正南方向运动 5 m 至 B 点(1)建立
8、适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹;(2)依据建立的坐标系,分别求出 A、B 两点的坐标。高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效3 1.2 时间和位移 【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。【自主学习】一、时刻和时间间隔1时刻和时间间隔既有联系又有区别,在表示时间的数轴上,时刻用 表示,时间间隔用 表示,时刻与物体的 相对应,表示某一瞬间;时间间隔与物体的 相对应,表示某一过程(即两个时刻的间隔)。二、路程和位移 1.路程是物体运动轨迹的 ,位移是用来表示物体的
9、的物理量,(1)位移只与物体的 有关,而与质点在运动过程中所经历的 无关。(2)物体的位移可以这样表示:从 到 作一条有向线段,有向线段的长度表示位移的 ,有向线段的方向表示位移的 。2.物体的位移 两个位置的坐标变化,位置的坐标变化等于 减去 。3.位置的坐标变化的 表示位移的方向与坐标轴正方向相同还是相反,位置的坐标变化的 表示位移的大小 。 三、矢量和标量 既有 又有 的物理量叫做矢量,只有大小没有方向的物理量叫做 。矢量相加与标量相加遵守不同的法则,两个标量相加遵从 的法则,矢量相加的法则与此不同。【合作探究】1.讨论:以下各词指“时间间隔”还是“ 时刻”,并在时间轴上表示出来。前 2
10、 秒,第 2 秒,2 秒内,第 2 秒内,第 1 秒末,第 2 秒初,第 2 秒末,2 秒末,第 n 秒2.比较路程和位移,物体做什么运动时,位移大小等于路程?路程 位移概念矢标性区别决定因素联系3.完成课本 P13 的【思考与讨论】 ,比较矢量和标量的算法有什么不同?【典例精析】例 1 (多选)关于时间间隔和时刻,下列说法正确的是( )A物体在 5 s 时指的是物体在 5 s 末时,指的是时刻B物体在 5 s 内指的是物体在 4 s 末到 5 s 末这 1 s 的时间间隔高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效4 C物体在第 5 s 内指的是物体在 4 s 末到 5 s 末这 1
11、 s 的时间间隔D第 4 s 末就是第 5 s 初,指的是时刻例 2 (多选)关于位移和路程,下列说法正确的是( )A沿直线运动的物体,位移和路程是相等的B质点沿不同的路径由 A 运动到 B,其路程可能不同而位移是相同的C质点通过一段路程,其位移可能是零 D质点运动的位移大小可能大于路程例 3. 在如图所示的坐标系中,物体由 A 点沿直线运动到 B 点,再由 B 点沿直线返回到 C点,试分别求出物体从 A 到 B、从 B 到 C、从 A 到 C 三段的路程和位移。【巩固拓展训练】1.(多选)关于矢量和标量,下列说法中正确的是( )A. 矢量既有大小又有方向 B. 标量既有大小又有方向C. 位移
12、-10 m 比 5 m 小 D. -10 比 5 的温度低2. 如图所示,物体沿 3 条不同的路径由 A 运动到 B,则沿 3 条路径运动时的位移关系是( )A. 沿 1 较大 B. 沿 2 较大 C. 沿 3 较大 D. 都一样大3. 如图所示为时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )A.t2 表示时刻,称为第 2 s 末或第 3 s 初,也可以称为 2 s 内B. t2-t3 表示时间间隔,称为第 3 s 内C. t0-t2 表示时间间隔,称为最初 2 s 内或第 2 s 内D. tn-1-tn 表示时间间隔 ,称为第(n-1)s 内4 (多选)物体做直线运动时可以用坐标轴上的
13、坐标表示物 体的位置,用坐标的变化量x 表示物体的位移。如图所示,一个物体从 A 运动到 C,它的位移 x1-4 m-5 m-9 m;从C 运动到 B,它的位移 x2 1 m-(-4 m)5 m 。下列说法中正确的是( )来源:AC 到 B 的位移大 于 A 到 C 的位移,因为正数大于负数BA 到 C 的位移大于 C 到 B 的位移,因为符号表示位移方向,不表示大小C因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较D物体由 A 到 B 的合位移 xx 1x 25.一质点绕半径为 R 的圆圈从 A 点经 B 点运动了四分之三周到达 C 点,如图所示,则其位移大小为 ,路程是 ;若质点运动了 1 周
14、,则其位移大小为 ,路程是 ,此运动过程中最大位移是 ,最大路程是 。 6.一辆汽车从 A 点出发,向东行驶了 40km,到达 C 点,又向南行驶了30km 到达 B 点,此过程中它通过的路程多大?它的位移大小、方向如何?1.3 运动快慢的描述 速度 【学习目标】高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效5 1. 理解速度的概念。 2. 知道质点的平均速度和瞬时速度等概念,会求平均速度。3.知道速度和速率以及它们的区别。 4. 知道平均速度和平均速率的区别。【自主学习】一、坐标与坐标的变化量 物体沿着直线运动,并以这条直线为 x 坐标轴,这样物体的位置就可以用 来表示,物体的位移可以
15、通过 表示,x 的大小表示 ,x 的正负表示 。位移为正值时,表示位移方向与 x 轴正方向相_;位移为负值时,位移方向与 x 轴正方向相_。二、速度1.定义:_跟发生这个位移所用时间的比值叫速度。速度是表示物体_的物理量。2.定义式:v_。3.单位:国际单位是_ _,符号_;常用单位有千米/时,符号 km/h;1 m/s_ km/h 。4.速度是矢量,速度的方向就是物体 的方向,也就是物体运动轨迹的 方向。三、平均速度和瞬时速度及平均速率1. 平均速度(1)定义:在变速运动中,运动质点的_和所用时间的比值,叫做这段时间内的平均速度。定义式:v_。(2)意义:表示物体在某段_内(或通过某段位移)
16、的平均快慢程度。(3)平均速度是矢量,方向与这段 时间内发生的_方向相同。2. 瞬时速度(1)定义:运动质点在某一 或某一 的速度叫做瞬时速度,简称为速度。(2)意义:瞬时速度精确地描述物体的运动快慢,在数值上等于物体从此时刻起开始做匀速直线运动 1 秒钟内发生的位移。瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率,没有_,是标量。(3)瞬时速度是矢量,方向与物体经过该位置时_方向相同(即运动轨迹的 方向) 。(4)理解:瞬时速度与时刻或位置对应,平均速度跟 或 对应。当 t0 时,v 表示物体 t 时刻的瞬时速度;即当位移足够小或时间足够短时,认为平均xt速度就等于 。匀速直线运动是 保持不变的运动。在
17、匀速直线运动中, 和瞬时速度相等。3.平均速率(1)定义:平均速率等于运动物体通过的路程跟所用时间的比值,常用来表示曲线运动的运动快慢。(2)公式: _,只有_,没有_。平均速率 平均速度的大小。v【典例精析】例 1 (多选)下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是( )A平均速度 ,当 充分小时,该式可表示 t 时刻的瞬时速度txvtB.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度 C.只有瞬时速度可以精确描述变速运动D.平均速度就是初末时刻瞬时速度的平均值 例 2下面几个速度中表示平均速度的是 ,表示瞬时速度的是 。 A子弹出枪口的速度是 800 m/s B汽车从甲站行驶到乙站的速度是 20 m/s
18、C火车通过广告牌的速度是 72 km/h D人散步的速度约为 1 m/s例 3.对于做匀速直线运动的物体,下列说法正确的是( )高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效6 A由公式 v 可知,做匀速直线运动的物体,其速度与位移成正比xtB物体运动的时间越短,其速度一定越大 C对于匀速直线运动来说,路程就是位移D做匀速直线运动的物体,其位移与时间的比值是一个恒量例 4. 某物体沿一直线运动,(1)若前一半时间内的平均速度为 v1,后一半时间内的平均速度为 v2,求全程的平均速度。(2)若前一半位移的平均速度为 v1,后一半位移的平均速度为 v2,全程的平均速度又是多少?【巩固拓展训练
19、】1下列速度值指的是平均速度的大小的是( )A某同学百米赛跑的速度约为 9m/s B运动员百米赛跑的冲线速度为 12m/s C汽车速度计指示着的速度为 60km/h D子弹离开枪口时的速度为 600m/s2.下列关于速度的说法正确的是( )A.速度是描述物体位置变化的物理量 B.速度方向就是物体运动的方向C.位移方向和速度方向一定相同 D.匀速直线运动的速度方向是可以改变的3.关于匀速直线运动,下列说法中正确的是( )A.瞬时速度不变的运动,一定是匀速直线运动 B.速率不变的运动,一定是匀速直线运动C.相同时间内平均速度相同的运动,一定是匀速直线运动D.瞬时速度的方向始终不变的运动,一定是匀速
20、直线运动4.(多选)下列关于速度和速率的说法正确的是( )A速率是速度的大小 B对运动物体,某段时间的平均速度不可能为零 C平均速率是平均速度的大小 D对运动物体,某段时间的平均速率不可能为零5短跑运动员在 100 m 比赛中,以 8 m/s 的速度迅速从起点冲出,到 50 m 处的速度是9m/s,10s 末到达终点的速度是 10.2 m/s,则运动员在全程中的平均速度是 ( )A9 m/s B10.2 m/s C10 m/s D9.1 m/s6. 做变速直线运动的质点经过 A 点时的速度为 3m/s,这表示( )A. 质点在过 A 点后 1s 内的位移是 3m B. 质点在过 A 点前 1s
21、 内的位移是 3mC. 质点在经过 A 点时刻为中间时刻的 1s 内的位移是 3mD. 若质点从 A 点开始做匀速直线运动,则以后每 1s 内的位移是 3m7.一辆汽车以速度 v1 通过前三分之一路程,以速度 v250km/h 通过其余路程,且整个过程中的平均速度 37.5km/h.那么,汽车在头三分之一路程中的速度大小 v1 为多少?8一 架 飞 机 水 平 匀 速 地 在 某 同 学 头 顶 上 飞 过 , 当 他 听 到 飞 机 的 发 动 机 声 从 头 顶 正 上 方 传 来 的 时 候 ,发 现 飞 机 在 他 前 上 方 约 与 地 面 成 60角 的 方 向 上 , 据 此 可
22、 估 算 出 此 飞 机 的 速 度 约 为 声 速 的 倍。1.4 实验:用打点计时器测速度高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效7 【学习目标】1学会使用打点计时器,能根据纸带研究物体的运动情况。2认识 v-t 图象,能根据图象分析物体运动情况。 3了解误差和有效数字。【自主学习】一、误差和有效数字1. 与 的 差 异 叫 做 误 差 。2.误 差 根 据 产 生 的 原 因 及 性 质 可 分 为 与 两 类 。3偶然误差是指由 因素造成的,用 的方法可以减小偶然误差。系统误差是由 、 造成的,特点是多次重复测量的结果总是 真实值,呈现单一倾向。4. 与 的 差 值 叫 做
23、 绝 对 误 差 。 即 : 绝 对 误 差 = - 。5相对误差是指 与 的比值。即:相对误差= / 100%。6有效数字是指带有一位 的近似数字。二、实验原理1打点计时器的构造和原理电磁打点计时器 电火花计时器来源:数理化网结构图示工作电压打点方式 振针周期性上下振动 周期性产生电火花打点周期工作原理用限位孔限定纸带,复写纸压在纸带的 面,通电,振片带动振针打点若纸带运动,其上就会留下一行点迹使用时,墨粉纸盘套在纸盘轴上,把纸带穿过限位孔当接通电源按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、 到纸盘轴,产生 ,于是在运动的纸带上就打出一行点迹记录信息注意事项2.测量速度的原理(1)测
24、量平均速度:用刻度尺量出这两点间的距离 x,数出这两点间的点数 n(包括两端点) ,则打这两点的时间间隔 t ,即可由 算出平均速度。vxt(2)测量瞬时速度:测量瞬时速度的方法实际上是利用了一种极限逼近的方法测量出两点间的位移x 和时间t,算出这两点间的平均速度 v=x/ t,可用这个平均速度代表这两点间的某点的瞬时速度。t 较短时,误差较小。三、用图象表示速度建立直角坐标系,用纵坐标 ,用横坐标表示 ,根据各时刻的速度描点,将点连高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效8 线后得出的图线称为速度时间图象(v- t 图象),简称速度图象。【典例精析】例 1下列数据中是四位有效数字
25、的是( )A0.502 m B1.6214 m C12.40 cm D4.30 mm例 2如图所示,AC 间的距离为 cm。【变式训练】如下图所示,OD 间的距离为 m。例 3.(多选)当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹,下列关于纸带上点迹的说法中正确的是( )A.点迹记录了物体运动的时间 B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C.点迹的分布情况反映了物体的形状 D.纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况例 4. 如图示是某次实验打出的纸带,在纸带上找出连续的 6 个点,分别标上0、1、2、3、4、5,用直尺测量出两个相邻点间距离 x1、 x2、x 3、x 4、
26、x 5,并把它们填入表格中,如图所示(所用打点计时器的打点周期为0.02s)(1)请选择合适的计数点,测量包含这个点的一段时间内的位移x,同时记录对应的时间t ,根据 v=x /t 算出各点附近的平均速度填下表。位置 0 1 2 3 4x/mt/sv/ms1(2)根据 v=x /t 算出刚填完的表 1 中各点附近的平均速度,把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度,填下表,点 0 作为计时的的开始,t=0从该表中能粗略看出纸带运动的速度变化情况。(3)在坐标纸上画出纸带运动的速度-时间图像。 x1 x2 x3 x4 x5x / cm0.8 1.0 0.9 1.0 0.6位置 0 1 2 3 4t/
27、sv/ms1A B C D EO0 10 20 30 40 cm高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效9 例 5.如图所示是打点计时器打出的一条纸带,A、B 、C 、D、E 为我们在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为 0.1 s,试求打点计时器打下B、C 、D 各点时的瞬时速度:vB _m/s, vC_m/s , vD_m/s 。若从 A 点开始计时,画出纸带运动的速度图像。例 6.下图是一个物体运动的 vt 图象,从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的(1)物体从静止开始运动还是具有一定的初速度? (2)物体运动的方向是否变化?(3)物体的速度大小是否变化?怎样变化?
28、【巩固拓展训练】1关于误差,下列说法正确的是( )A仔细测量可以避免误差 B误差是实验中产生的错误C采用精密仪器,改进实验方法,可以消除误差D实验中产生的误差是不可避免的,但可以设法尽量减小误差2用毫米刻度尺测量物体的长度,下列哪些读数符合有效数字要求( )A1.502 m B1.6214 m C12.40 cm D4.30 mm3关于接通电源和释放纸带(物体)的次序,下列说法正确的是( )A先接通电源,后释放纸带 B先释放纸带,后接通电源C释放纸带同时接通电源 D先接通电源或先释放纸带都可以4 (多选)根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到或直接测量得到的物理量是( )
29、A时间间隔 B位移 C平均速度 D瞬时速度5.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间 t,测得遮光条的宽度为 x,用 xt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度,为使 t更接近瞬时速度,正确的措施是( )A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角6.如图所示,是一条利用打点计时器打出的纸带,0、1、2、3、4、5、6 是七个计数点,每相邻两个计数点之间还有四个点未画出,各计数点到 0 的距离如图所示。(1)在打出 0、6 这两个点的时间内,纸带运动的平均速度是多少?(2)求
30、出打下 1、2、3、4、5 各计数点时纸带的瞬时速度并画出其速度-时间图线。高一物理必修 1 导学案 2018 版 简洁实用高效10 1.5 速度变化快慢的描述加速度 【学习目标】1.能说出 v、v、 的区别,掌握加速度的概念,认识加速度的矢量性。vt2.理解加速度与速度的关系,能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动情况。3.能根据 vt 图象分析、计算加速度。【自主学习】1加速度 (1)定义:加速度等于速度的 跟发生这一改变所用 的比值,用 a 表示。(2)定义式:a= 或 其中 称为速度的变化量,加速度称为 。国际单位: 。(3)物理意义:表示 变化快慢的物理量2加速度方向与速度方向的
31、关系(1)加速度是矢量,加速度的方向和 的方向总相同,与速度方向无关。加速度的正负号只表示其 ,不表示其 。(2)当 时,物体加速运动;当 时,物体减速运动。在直线运动中若规定 v0 为正方向,若 a 为正,即v 为 ,则 a 与 v0 方向 ,则物体做_运动,若 a 为负,即v 为 ,则 a 与 v0 方向 ,则物体做_运动。(3)加速度大小和方向跟速度大小和方向间 必然的直接关系,加速度等于速度的 。(4)在运动过程中, 保持不变的运动叫做匀变速运动,在这种运动中,平均加速度与瞬时加速度相等。3从 图象看加速度tv(1)v-t 图象中曲线的 反映了 。(2) , ,所以 即为tatvntan直线的 , 表示加速度的大小, 表示加速度的方向。【合作探究】1在直线运动中,加速度正、负的意义是什么?加速度为正,物体一定做加速运动吗?2.若 物 体 的 加 速 度 逐 渐 减 小 , 速 度 一 定 减 小 吗 ? 若 物 体 的 加 速 度 逐 渐 增 大 , 速 度 一 定 增 大 吗 ?t/sv(m/s) vab t0