1、第一章 运动的描述第一讲 1.1 质点，参考系，坐标系知识目标：1，理解质点的概念及物体简化为质点的条件。2，知道参考系的概念及与运动的关系。3，能正确分析和建立坐标系。想一想： 万米赛跑运动员可以看做一个点吗？研究篮球运动员的技术动作时，可以把运动员看做一个点吗？一、质点在研究某些物体的运动过程中，可以不考虑物体的大小和形状，突出物体具有质量这一要素，把物体简化为一个有质量的点，称为质点。于是，对实际物体运动的描述就转化为质点运动的描述。质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。（2）将物体看成质点的条件：物体的_、_对所研究的问题的影响可以忽略不计时，可以把物体视为质点。（3）质点的物理
2、意义质点是一种理想化的物体模型，不是实际存在的物体。质点是实际物体的一种近似反映，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象。建立质点概念时抓住了主要因素，忽略次要因素，突出事物的主要特征，使所研究的复杂问题得到简化。一个物体能否看成质点由问题的性质所决定。尽管质点不是实际存在的点，但研究的质点得到的结论可应用于实际问题。例 1，( ) 下面那些可以看做质点？A 研究火车过桥的时间 B 研究火车从重庆到北京的时间C 研究火车车轮上某点的运动情况 D 研究地球公转 E 研究地球自转例 2，下面关于质点的说法正确的是（）A 质点一定是很小的物体 B 质点是实际存在的有质量的点C 质点是研究物体运动时的一
3、种理想模型 D 质点就是物体的重心二、参考系运动的绝对性 要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化。这样用来做参考的物体称为参考系。1，定义：在描述一个物体运动时，选来作为标准的假定不动的另一个物体叫参考系。2，对参考系的理解：标准性：用来选作参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。任意性：参考系的选择具有任意性，但以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上的物体时，常选择地面为参考系。统一性，在同一个问题中，若要研究多个物体的运动或是同一个物体的不同阶段的运动时，必须
4、选择用一个参考系。差异性；同一个运动选择不同的参考系，观察结果一般不同。例 3 下面有关参考系说法中正确的是（ ）A 参考系就是相对地面不动的物体B 任何情况下，只有地球才是最理想的参考系C 不选择参考系，就无法研究某一个物体是怎样运动的D 同一物体的运动，选择不同的参考系，可能有不同的观察结果。三 坐标系如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置变化，可以以这条直线为 X轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。一般来说，为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。想一想：对于在平面上运动的物体，例如花样滑冰运动员，要描述他们的位置，你认为应该怎样建立坐
5、标系？1 物理意义：在参考系上建立适当的坐标系，可以定量的描述物体的位置及位置变化。2 分类及建立的原则直线坐标系：物体在一条直线上运动。平面直角坐标系：物体在平面内运动。空间直角坐标系：物体在三维空间内运动。1.2 时间和位移知识目标：1，能区分时刻和时间间隔2，知道位移和路程的不同3，矢量和标量的定义及二者的区别1，直线运动的位置与位移的关系一1，定义：时刻：时间间隔：2，时刻和时间间隔的表示方法例 1， 关于时间和时刻的说法，下面正确的是（ ）A 时刻表示时间短，时间表示时间长B 时刻对应位置，之间对应路程C 作息时间表上的数字表示时刻D 1min 只能分成 60 个时刻二1 路程：质点
6、实际运动路程的长度叫路程，路程只有大小没有方向，其单位就是长度单位。2 位移1）定义：从初位置指向末位置的有向线段2）物理意义：表示物体位置的变化3）大小：初、末位置间的线段的长度4）方向：从初位置指向末位置3 位移与路程的区别与联系区别： 联系： 例 2 关于位移和路程，下面说法正确的是（ ）A， 沿直线运动的物体，位移和路程是相等的B，质点沿不同的路径从 A 到 B，其路程可能不同而位置是相同的C， 质点通过一段路程，起位移大小可能为零D，质点运动的位移大小可能大于路程三 矢量和标量1，矢量2，标量2，矢量与标量的区别例 2， 一质点向北走 40 米，又转弯向东运动 30 米，质点运动的路
7、程是多少？位移大小多少和方向如何？例 4 从高出地面 3m 的位置竖直向上抛出一小球，上升 5m 后，最后达到地面。分别以地面和抛出点为原点建立坐标系，方向以向上为正。出发点坐标 最高点坐标， 落地点坐标， 上升过程的位移， 下降过程的位移， 全过程的总位移以地面为原点: _ _ _ _ _ _以抛出点为原点: _ _ _ _ _ _1.3 运动快慢的描述速度【知识目标】1理解速度的概念，知道速度是表示物体运动快慢的物理量，知道速度的定义。2知道速度是矢量，知道速度的单位、符号和读法。3理解平均速度的概念，知道平均速度的定义式，会用平均速度的公式解答有关的问题。4知道瞬时速度的概念及意义，知道
8、瞬时速度与平均速度的区别和联系。5知道速度和速率以及它们的区别。【能力目标】1运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，从而渗透物理学的重要研究方法等效的方法。2培养迁移类推能力【情感目标】1通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法。2通过师生平等的情感交流，培养学生的审美情感。【本节课的地位和作用】本节是运动学知识的重要组成部分，速度是描述物体运动的一个非常重要的基本物理量，理解各种速度的含义，有助于后边加速度的学习。【教学重点】速度，平均速度，瞬时速度的概念及区别。【教学难点】1怎样由速度引出平均速度及怎样由平均速度引出瞬时速度。2瞬时速度与平均速度
9、之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的。采用物理学中的重要研究方法等效方法（即用已知运动来研究未知运动，用简单运动来研究复杂运动的一种研究方法）来理解平均速度和瞬时速度。【教学过程】复习提问:1. 位移的定义、表示方法及表达式2. 时间与时刻的区别及时间的表达式 初始位置/m 经过时间/s 末了位置/mA自行车沿平直道路行驶 0 20 100B公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100C火车沿平直轨道行驶 500 30 1250D飞机在天空直线飞行 500 10 2500问题 1：比较 A 和 B 谁运动的快，为什么？问题 2：比较 B 和 D 谁运动的快，为什么？结论：比较物体运动
10、的快慢，可以有两种方法：1）一种是在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间短的物体运动快，时间长的物体运动慢；2）另一种是在时间相同的情况下，比较位移的大小，位移大的物体运动得快，位移小的物体运动得慢。问题 3：比较 B 和 C 谁运动的快，为什么？一、速度1定义：位移 跟发生这段位移所用时间 的比值，用 v 表示。2物理意义：速度是表示运动快慢的物理量。3定义式：单位：国际单位：ms（或 ms-1）。常用单位：kmh（或 kmh-1）、cms（或 cms-1）。4方向：与物体运动方向相同。 说明：速度有大小和方向，是矢量。5. 速度不变的运动叫做匀速直线运动【例 1】描述 A、B、C 的
11、运动情况，求 A、B、C 三个运动物体的速度负号说明物体速度方向与规定的正方向相反二、平均速度如果物体做变速直线运动，在相等的时间里位移是否都相等？那速度还是否是恒定的？那又如何描述物体运动的快慢呢？百米运动员，10s 时间里跑完 100m，当我们只需要粗略了解运动员在 100m 内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用 10m/s 的速度匀速跑完全程。此时的速度就称为平均速度。所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。1.定义：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这段时间（或这段位移）的平均速度，用 表示。2意义：反映做变速直线
12、运动的物体在某段时间内运动的整体快慢，它是对变速直线运动的粗略描述。3、公式：smtxv/50841B.22stxvC/043txv4、平均速度是矢量 方向与物体的位移方向相同【例 2】一物体沿直线运动，先以 3m/s 的速度运动 60m，又以 2m/s 的速度继续向前运动 60m，物体在整个运动过程中平均速度是多少？物体在前一段位移用的时间为后段位移用的时间为 整个过程总时间整个过程的平均速度注意：平均速度概念与速度的平均值概念是不完全相同的。对于变速直线运动，速度是变化的，我们能不能对它进行准确的描述呢？假如我们知道了它在各个时刻运动的快慢，整个运动的情况不就很清楚了吗？三、瞬时速度1定义
13、：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做此时刻（或此位置）的瞬时速度。2意义：反映物体在某一时刻（或经某一位置）时运动的快慢，它能精确地描述变速运动的快慢。平均速度只能粗略地描述变速运动。3对瞬时速度的理解：瞬时速度是在运动时间 时的平均速度，即平均速度在 时的极限就是某一时刻（或某一位置）的瞬时速度。（变速直线运动看成是 很小的一段一段的匀速直线运动，当 很小很小时可以用来代替瞬时速度）4瞬时速度的方向：瞬时速度是矢量，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同5速率瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。【例 3】下列所说的速度中，哪些是平均速度？哪些是瞬时速度？A.百米赛跑运动
14、员以 9.5m/s 的速度冲过终点线B.经提速后列车的速度达到 150km/hC.由于堵车，在隧道内的车速仅为 1.2m/sD.返回地面的太空舱以 8m/s 的速度落入太平洋E.子弹以 800m/s 的速度撞击墙壁【例 4】某物体的位移时间图象如图所示，若规定向东为正方向，试求:svxt203612stt501mtxv/4.txvt 物体在 OA、 AB、 BC、 CD、 DE 各阶段的速度。 前 12s 内的平均速度 第 10s 末的瞬时速度物体在 t=0 开始从原点出发向东做匀速直线运动，历时 2s，接着的 3s5s 内静止；第 6s 内继续向东做匀速直线运动；第 7s8s 匀速反向行驶，
15、至 8s 末回到出发点；在第 9s12s 内从原点西行做匀速直线运动；(1) OA 段：AB 段：BC 段：CD 段： 负号说明物体向西运动；DE 段：(2)(3) 在第 9s 到第 12s 内物体从原点西行做匀速直线运动；求物体在 CD 段的平均速度 课堂小结:1. 速度、平均速度、瞬时速度都是矢量2. 平均速度特别强调对应“某段时间或某段位移”3. 速度不变的运动叫匀速直线运动教后记：学生对初中物理中“速度”的概念印象很深，这给重新定义速度带来一定的困难；另外对于瞬时速度的理解还需要时间进行消化。这节课增加了速度在图象中应用，对图象进行复习的同时也加深学生对于新授知识的理解。其中课堂中渗透
16、的等效、微元的思smtxv/326102stxv/63214smtxv/5t3012 smv/15smtxv/68120想对学生以后的学习非常的有帮助！1.4 实验：用打点计时器测速度实验目标：1、知道打点计时器的构造和原理，学会使用打点计时器，能根据打出的纸带计算打几个点所用的时间，会计算纸带的平均速度，能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度，认识 v-t 图象，并能根据 v-t 图象判断物体的运动情况。2、通过速度测量过程的体验，领悟两个方法：一是用图象处理物理数据的方法；二是极限法或说无限趋近法，加强一个认识，实验是检验理论的标准。实验器材：电源（220V 电源或学生电源） ，打点计时器，纸带
17、，刻度尺（最好是塑料透明的） ，导线实验准备：1、仔细观察电磁打点计时器和电火花计时器，对照课本，比较它们的异同。2、两类打点计时器的打点时间间隔是多少？3、分析纸带时，如何计算纸带的平均速度。4、严格地说，瞬时速度我们引进测量出来的，你知道用什么方法求出的速度可以代替某点的瞬时速度吗？5、从器材上读取的数据是原始数据，原始数据是宝贵的实验资料，要严肃对待，要整齐的记录，妥善保存。实验原理：1、电磁打点计时器。电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为 46V。当电源的频率是 50Hz 时，它每隔 0.02s 打一个点。电磁打点计时器是应用电磁原理制成的，图 1 是它的工作原理图。
18、通电前，先在打点计时器上装上纸带，并把复写纸片压在纸带上。然后把线圈与 50Hz、46V 的交流电源接通。这时，振片被磁化，在磁力作用下振动起来。每 0.02s 振针压打复写纸一次，被运动物体拖着的纸带上便记录下一系列的点子，这些点相应地表示运动物体在不同时刻的位置，相邻两点间的时间间隔是 0 计时器 0.02s。我们对纸带上这些点之间的距离进行测量，就可以定量地研究物体的运动规律。 2、电火花计时器。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时器，它的构造如图 2 所示。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸之间。当接通用 220V 交流电源，按下脉冲输出开头时，计时器
19、发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接到负极的纸盘火花放电，于是在运动的纸带 1 上打出一列点迹。当电源频率是 50Hz 时，它也是每隔 0.02 s 打一次点。这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，实验误差小。上面介绍的两种计时器打点的时间间隔都是 T=0.02s，因此，打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间。如果把纸带跟运动物体连接在一起，纸带上的点子就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里民生的位移，从而了解物体运动的情况。实验步骤：1把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已
20、经正确地穿好，墨粉纸盘是否在两条纸带之间。2把计时器上的电源插头在 220V 交流电源插座上。3按下脉冲输出开头，用手水平地拉动两条纸带，纸带动上就打上一列车员小点。4取下纸带，从能看得清规戒律的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点。如果共有 n 个点，点子的间隔数则为（n-1）个，用 t=0.02 （n-1）计算出纸带的运动时间 t。5用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离 s 有多长6利用公式 计算纸带在这段时间内的平均速度。把测量和计算的结果填入表tsv一中。7选取一条点迹清晰便于分析的纸带进行数据分析。8从能够看清的某个点开始，每隔 0.1s 取一个点，在纸带上用数字 0，1，2 .5标出这些“测量点 ”，测量包括每个点的一段位移 x,记录在表二中，同时记录相对应的时间，以测量该点的瞬时速度。9计算出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，填入表三中，点 0 作为计时的开始，即 t=0。10以速度 v 为纵轴，以时间 t 为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表二的数据在坐标轴上描点，将这些点用平滑的曲线连接起来。11通过曲线的走向大致看出手的速度变化规律，将你的实验结果与其他同学交流一下，说出你的体会。12重复以上步骤再做一次。
