内容正文:
第一章 运动的描述匀变速直线运动的研究
新高考课程标准
知识网络构建
1.了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。
2.经历质点模型的建构过程,了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件,能将特定实际情景中的物体抽象成质点。
3.理解位移、速度和加速度。通过瞬时速度和加速度概念的建构,体会物理问题研究中的极限方法和抽象思维方法。
4.理解匀变速直线运动的规律,能运用其解决实际问题。
5.通过实验,认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容,认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。
实验一:探究小车速度随时间变化的规律。
第1讲 运动的描述
授课提示:对应学生用书第1页
[主干知识·梳理]
一、质点和参考系
1.质点
(1)用来代替物体的有质量的点叫作质点。
(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略,该物体就可以看作质点。
(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在。
2.参考系
(1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的。
(2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。
(3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能不同。通常以地面为参考系。
二、位移和速度
1.位移和路程
(1)定义:位移表示物体位置的变化,它是物体由初位置指向末位置的有向线段;路程是物体运动轨迹的长度。
(2)区别:位移是矢量,方向由初位置指向末位置;路程是标量,没有方向。
(3)联系:在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程。
2.速度与速率
(1)平均速度和瞬时速度
平均速度
瞬时速度
物理意义
粗略描述某段时间内(或某段位移上)物体运动的平均快慢程度
精确描述某一时刻(或某一位置)物体运动的快慢程度
大小
位移与所用时间之比
当时间间隔非常小时,平均速度等于瞬时速度
方向
与这段时间内位移的方向相同
沿轨迹上该点的切线方向且指向前进的方向
(2)速率:瞬时速度的大小。
三、速度和加速度
1.速度变化量
(1)物理意义:描述物体速度变化的物理量,是过程量。
(2)定义式:Δv=v-v0。
(3)决定因素:Δv由v与v0进行矢量运算得到,由Δv=aΔt知Δv由a与Δt决定。
(4)方向:由a的方向决定。
2.加速度
(1)物理意义:描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是状态量。
(2)定义式:a==。
(3)决定因素:a不是由v、Δt、Δv来决定,而是由来决定。
(4)方向:与Δv的方向一致,由合外力的方向决定,而与v0、v的方向无关。
[易错易混·诊断]
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
嘉绍大桥是我国浙江省境内连接嘉兴市、海宁市与绍兴市上虞区的过江通道,位于浙江省杭州湾海域内,是常台高速公路的组成部分。嘉绍大桥南起沽渚枢纽,跨越杭州湾,北至南湖枢纽,全长10.137 km;桥面为双向八车道高速公路,设计速度为100 km/h。某辆轿车在17:30进入该大桥,17:40离开大桥。
(1)研究该轿车通过嘉绍大桥的时间时,可以将该轿车视为质点。(√)
(2)以该轿车为参考系,嘉绍大桥是运动的。(√)
(3)该轿车在17:30进入嘉绍大桥,17:40离开大桥,这里的“17:30”和“17:40”实际上指的是时刻。(√)
(4)该轿车经过嘉绍大桥的位移是10.137 km。(×)
(5)“设计速度为100 km/h”,该速度为平均速度。(×)
(6)该轿车通过嘉绍大桥的平均速度约为60.8 km/h。(×)
(7)该轿车瞬时速度的方向就是轿车在该时刻或该位置的运动方向。(√)
(8)该轿车在某位置的速度很大,其加速度一定不为零。(×)
(9)该轿车的加速度增大,其速度可能增大。(√)
(10)该轿车的加速度减小,其速度可能增大。(√)
授课提示:对应学生用书第2页
自主探究
1.对质点的三点说明
(1)质点是一种理想化物理模型,实际并不存在。
(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小和形状来判断。
(3)质点不同于几何中的“点”,质点是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
2.对参考系“两性”的认识
(1)任意性:参考系在选取原则上是任意的,通常选地面为参考系。
(2)同一性:比较不同物体的运动必须选同一参考系。
1.如图所示的奥运会运动项目中,在考查运动员比赛成绩时,可将运动员视为质点的是( )
解析:跳水比赛中要考虑运动员的动作,不能将其视为质点,故A错误;双杠比赛中要考虑运动员的动作,不能将其视为质点,故B错误;体操要考虑运动员的姿态,不能将其视为质点,故C错误;马拉松比赛中,运动