(讲义)第2章 主题提升课1 机械运动与物理模型-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册(人教版2019)

主题一　质点模型的建构 了解建立质点模型的抽象方法和质点模型的适用条件，能在特定情境下将物体抽象为质点，体会物理模型建构的思想和方法。 【典例1】　(多选)下列四幅图中，各运动物体不能看成质点的是(　　) A．研究投出的篮球的运动路径 B．观众欣赏体操表演 C．研究地球绕太阳公转　　　　 D．研究子弹头穿过鸡蛋的时间 BD　[研究投出的篮球的运动路径时，可以将篮球看成质点；观众欣赏体操表演时，不可以把表演者看成质点，否则无法欣赏其动作；研究地球绕太阳公转时，可以忽略地球的大小，地球可以看成质点；研究子弹头穿过鸡蛋的时间时，不能把子弹头看成质点。本题选不能看成质点的，故选B、D。] 主题二　物理概念的建构 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。知道证据是物理研究的基础，能使用简单直接的证据表达自己的观点。 【典例2】　在“用打点计时器测速度”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离并填入表格中。 距离 x1 x2 x3 测量值/cm 计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2＝__________ m/s。 [解析]　测量数据直接读出 x1＝1.20 cm，x2＝5.40 cm，x3＝12.00 cm 由v2＝＝，Δt＝10T，T＝0.02 s 得v2＝0.21 m/s。 [答案]　见解析 【典例3】　像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图乙所示装置测量物体的速度，乙图中MN是水平桌面，PQ是长1 m左右的木板，Q是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。此外在木板顶端的P点悬挂着一个铅锤，让滑块从木块的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2 s和2.0×10-2 s。用游标卡尺测出小滑块的宽度d，读出滑块的宽度d＝5.015 cm。 则滑块通过光电门1的速度v1＝________ m/s，滑块通过光电门2的速度v2＝________ m/s。 [解析]　审题时应注意以下两点：(1)挡光时间，滑块通过光电门所用的时间；(2)小滑块宽度，此宽度等于挡光时间内滑块的位移。滑块通过光电门1的时间t1＝5.0×10-2 s，位移是x1＝5.015 cm＝5.015×10-2 m，平均速度＝＝1.003 m/s，所以滑块通过光电门1的速度v1＝＝1.003 m/s。滑块通过光电门2的时间t2＝2.0×10-2 s，位移x2＝5.015 cm＝5.015×10-2 m，平均速度＝≈2.508 m/s，所以滑块通过光电门2的速度v2＝＝2.508 m/s。 [答案]　1.003　2.508 主题三　运动规律的探究 能用位移、速度、加速度等物理量描述物体的直线运动，能用匀变速直线运动的规律解释或解决生活中的具体问题。 【典例4】　伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图(a)(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是(　　) A．图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 B．图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易 C．图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 D．图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 B　[伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明，如果速度与时间成正比，那么位移与时间的二次方就成正比。由于当时用滴水法计时，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，运动相同位移所用时间长得多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上进行了合理外推，得出了正确结论，故A错误，B正确；完全没有摩擦阻力的斜面是不存在的，故C错误；伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持的结论，故D错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $$