第一章 运动的描述 章末复习导学案-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册
2026-09-04
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摘要:
该高中物理导学案聚焦“运动的描述”单元,围绕质点、参考系、位移、速度、加速度等核心概念,以物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任为学习目标,通过知识框架梳理、基础导学回顾、典例示范训练、达标检测巩固的递进式设计,构建完整的单元复习路径。
亮点在于以结构化知识框架(如“三个概念-物理量-两种图像”体系)培养科学思维中的模型建构能力,结合嫦娥5号返回舱质点判断、芜湖轨道交通运动分析等生活实例渗透科学态度与责任,通过打点计时器使用等实验任务落实科学探究。每环节设置明确目标与分层训练,既助学生系统掌握知识,又为教师提供可操作的单元复习教学方案。
内容正文:
第一章 运动的描述 章末复习导学案(教师版)
人教版高中物理必修第一册 · 第一章 运动的描述
【学习目标】
1. 物理观念:能准确说出质点、参考系、位移、速度、加速度等基本概念,理解各物理量的物理意义和矢量性。
2. 科学思维:能区分位移和路程、平均速度和瞬时速度、速度和加速度,会分析x-t图像和v-t图像,并能用比值定义法理解速度和加速度。
3. 科学探究:会使用打点计时器,能根据纸带上的点迹计算物体的瞬时速度和加速度。
4. 科学态度与责任:能运用运动的描述知识解释生活中的运动现象,体会物理与生活的联系,养成严谨求实的科学态度。
【学习重难点】
重点:理解位移、速度、加速度等描述运动的物理量及其物理意义,会分析x-t图像和v-t图像。
难点:理解速度、速度变化量与加速度的区别与联系,会从图像中获取运动的有关信息。
【学习过程】
一、知识纲要导引
请同学们回顾本章所学内容,尝试完成以下知识框架:
第一章 运动的描述
├─ 三个概念
│ ├─ 质点:用来代替物体的具有质量的点;大小、形状对研究问题的影响可以忽略
│ ├─ 参考系:描述运动时选来做参考的其他物体,一般选地面
│ └─ 坐标系:定量描述物体的位置及位置变化
├─ 描述运动的物理量
│ ├─ 时刻和时间间隔:时间轴上点表示时刻,线段表示时间间隔
│ ├─ 位移:从初位置指向末位置的有向线段,是矢量
│ ├─ 速度:v=Δx/Δt,描述运动快慢,分平均速度和瞬时速度
│ └─ 加速度:a=Δv/Δt,方向与Δv相同,描述速度变化快慢
└─ 两种运动图像
├─ x-t图像:描述位移随时间变化,斜率表示速度
└─ v-t图像:描述速度随时间变化,斜率表示加速度
二、基础导学
(一)质点与参考系(回顾教材第1、2节)
1.质点:用来代替物体的具有质量的点。物体能否看成质点,取决于物体的大小、形状对所研究问题的影响是否可以忽略。
2.参考系:在描述运动时,选来做参考的其他物体。参考系的选取是任意的,一般选地面为参考系。
3.坐标系:定量描述物体的位置及位置变化。
(二)位移与速度(回顾教材第2、3节)
1.时刻和时间间隔:在时间轴上,点表示时刻,线段表示时间间隔。
2.位移:从初位置指向末位置的有向线段,是矢量;路程是运动轨迹的长度,是标量。
3.速度:v=Δx/Δt,是矢量,方向为物体运动的方向,描述物体运动的快慢;分为平均速度和瞬时速度。
(三)加速度(回顾教材第4节)
1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间之比,叫作加速度。
2.公式:a=Δv/Δt,单位是m/s²,方向与Δv的方向相同。
3.物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量。
4.与速度方向的关系:加速运动时,a与v方向相同;减速运动时,a与v方向相反。
(四)运动图像(回顾教材第3、4节)
1.x-t图像:描述位移随时间变化的规律,图线的斜率表示速度。
2.v-t图像:描述速度随时间变化的规律,图线的斜率表示加速度。
(五)典例示范与训练
例1(质点) 嫦娥5号返回舱带着月球样品安全返回地面。下列关于返回舱能否看成质点的说法正确的是( )
A.如果研究返回舱在大气中的下落速度,可以把返回舱看成质点
B.如果研究返回舱的大小及所需要的降落伞的规格,可以把返回舱看成质点
C.如果研究返回舱外壳各部分组成材料的耐热性能及密度,可以把返回舱看成质点
D.如果研究返回舱的落地姿态,可以把返回舱看成质点
【解析】研究返回舱在大气中的下落速度时,其大小和形状对所研究的问题影响很小,可以看成质点,A正确;研究返回舱的大小、降落伞的规格、外壳材料的耐热性能及密度、落地姿态时,均不能忽略其大小和形状,不可以看成质点,B、C、D错误。
【答案】A
训练1(时间与位移) 芜湖轨道交通1号线正式开通运营。列车全长约74.38 m,运行线路全长约30.46 km,运行速度最高可达80 km/h,每日运营时间6:30至22:00,单程运行时间约1 h。结合以上信息,下列说法正确的是( )
A.30.46 km指的是位移大小
B.80 km/h指的是平均速度的大小
C.6:30和22:00指的是时间间隔
D.研究单程运行时间时可以把列车视为质点
【解析】30.46 km是列车运动轨迹的长度,是路程,A错误;80 km/h是运行中最大的瞬时速度,不是平均速度,B错误;6:30和22:00对应时间轴上的两个点,是时刻,不是时间间隔,C错误;列车自身的长度相对于运行线路的长度可以忽略,研究单程运行时间时可以把列车看作质点,D正确。
【答案】D
例2(加速度) 复兴号高铁出站时,速度能在10分钟内由0增大到350 km/h;汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来。如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.2.5 s内汽车的速度变化量为20 m/s
B.复兴号高铁的加速度比汽车的大
C.汽车的速度比复兴号高铁的速度变化快
D.复兴号高铁单位时间内的速度变化量比汽车的大
【解析】v₁=350 km/h≈97.2 m/s,v₂=108 km/h=30 m/s,2.5 s内汽车的速度变化量为Δv=0-30 m/s=-30 m/s,A错误;复兴号高铁的加速度a₁≈97.2/600 m/s²≈0.162 m/s²,汽车的加速度a₂=30/2.5 m/s²=12 m/s²,复兴号高铁的加速度比汽车的小,汽车的速度比复兴号高铁的速度变化快,C正确,B、D错误。
【答案】C
训练2(平均速度) 一质点沿直线做单向运动,若前一半时间的平均速度为4 m/s,后一半时间的平均速度为6 m/s,求整个过程的平均速度大小。
【解析】设一半的时间为t,则前一半时间的位移x₁=4t,后一半时间的位移x₂=6t,全程位移x=x₁+x₂=10t,全程时间t总=2t,由平均速度公式得,全程平均速度v=x/t总=10t/2t=5 m/s。
【答案】5 m/s
(六)达标检测(共8题)
1.一架执行救援任务的直升机悬停在钻井平台正上方,救生员抱着伤病员,缆绳正在将他们拉上直升机,如图1所示。若以救生员为参考系,则处于静止状态的是( )
A.伤病员 B.直升机 C.钻井平台 D.直升机驾驶员
【解析】以救生员为参考系,处于静止状态的是救生员抱着的伤病员,直升机、钻井平台、直升机驾驶员都相对于救生员运动,故A正确,B、C、D错误。
【答案】A
2.对速度的定义式v=x/t,以下叙述正确的是( )
A.位移越大,则速度越大
B.速度v的大小与运动的位移x和时间t都无关
C.速度定义式只适用于匀速运动
D.速度是表示物体位置变化的物理量
【解析】速度是位移与时间的比值,位移大,若时间也很长,速度不一定大,A错误;速度v是由位移x与时间t共同决定的,B错误;速度定义式适用于一切运动,C错误;速度是描述物体运动快慢的物理量,不是表示位置变化(位移)的物理量,故D错误,正确选项为B。
【答案】B
3.乒乓球以v₁=15 m/s的速度飞向球拍,在Δt=0.001 s时间内被球拍以v₂=25 m/s的速度原路打回,则乒乓球在该段时间内的平均加速度大小为( )
A.1.0×10⁴ m/s² B.1.5×10⁴ m/s² C.2.5×10⁴ m/s² D.4.0×10⁴ m/s²
【解析】规定乒乓球被球拍打回的方向(即反弹方向)为正方向,则v₁=-15 m/s,v₂=25 m/s,由加速度定义式得a=(v₂-v₁)/Δt=[25-(-15)]/0.001 m/s²=4.0×10⁴ m/s²,故D正确。
【答案】D
4.(多选)关于汽车的运动,下列说法哪些是可能的( )
A.汽车在某一时刻速度很大,而加速度为零
B.汽车在某一时刻速度为零,而加速度不为零
C.汽车在某一段时间,速度变化量很大,而加速度较小
D.汽车的加速度很大,而速度变化很慢
【解析】汽车做速度很大的匀速直线运动时,加速度为零,A可能;汽车刚启动时,加速度不为零,速度为零,B可能;速度变化量很大,若所用时间很长,加速度可能较小,C可能;加速度是描述速度变化快慢的物理量,加速度很大,则速度变化很快,D不可能。故选A、B、C。
【答案】ABC
5.电磁打点计时器是一种使用低压________(填“直流”或“交流”)电源、工作电压约为8 V的计时仪器,通过纸带可以得到位移和________。当电源频率为50 Hz时,它每隔________s打一个点,若每隔四个点选取一个计数点,则相邻两计数点的时间间隔为________s。
【解析】电磁打点计时器使用低压交流电源,通过纸带上的点迹可以得到位移和时间。当电源频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一个点;每隔四个点选取一个计数点,则相邻两计数点间有5个间隔,时间间隔为t=5T=5×0.02 s=0.10 s。
【答案】交流 时间 0.02 0.10
6.一质点沿直线做单向运动,若物体前一半位移的平均速度为4 m/s,后一半位移的平均速度为6 m/s,则整个过程的平均速度大小是多少?
【解析】设一半的位移为x,则前一半位移所用时间t₁=x/4,后一半位移所用时间t₂=x/6,全程总时间t=t₁+t₂=x/4+x/6=5x/12,全程总位移为2x,由平均速度公式得,全程平均速度v=2x/t=2x/(5x/12)=4.8 m/s。
【答案】4.8 m/s
7.为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,货车、摩托车急刹车后停下来所需时间分别为4 s、3 s,货车的初速度为72 km/h,摩托车的初速度为54 km/h,则货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少?
【解析】设货车、摩托车的加速度大小分别为a₁、a₂,取各自初速度方向为正方向,根据加速度定义式得a₁=(0-20)/4 m/s²=-5 m/s²,a₂=(0-15)/3 m/s²=-5 m/s²,即a₁∶a₂=5∶5=1∶1。
【答案】1∶1
8.有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为500g(g=10 m/s²),意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞,假设碰后摩托车驾驶员以72 km/h反向弹回,碰撞时间为2.1×10⁻³ s,请判断摩托车驾驶员是否有生命危险。
【解析】取摩托车初速度的方向为正方向,则碰撞过程中摩托车驾驶员的速度变化量为Δv=v₂-v₁=(-20)-15 m/s=-35 m/s,其加速度为a=Δv/Δt=-35/(2.1×10⁻³) m/s²≈-1.67×10⁴ m/s²,其大小约为1666.7g,大于死亡加速度500g,因此摩托车驾驶员有生命危险。
【答案】有生命危险
达标检测答案汇总
1.A 2.B 3.D 4.ABC 5.交流 时间 0.02 0.10 6.4.8 m/s 7.1∶1 8.有生命危险
【学习小结】
1.质点、参考系、坐标系是描述运动的基础概念;物体能否看成质点,取决于其大小、形状对所研究问题的影响是否可以忽略。
2.位移是从初位置指向末位置的有向线段,是矢量;路程是运动轨迹的长度,是标量。平均速度=位移/时间,瞬时速度对应某一时刻(位置)。
3.加速度a=Δv/Δt是描述速度变化快慢的物理量,方向与速度变化量Δv的方向相同;a与v同向做加速运动,a与v反向做减速运动。
4.x-t图像中图线的斜率表示速度,v-t图像中图线的斜率表示加速度,图像是分析物体运动的重要工具。
第一章 运动的描述 章末复习导学案(学生版)
人教版高中物理必修第一册 · 第一章 运动的描述
班级:__________ 姓名:__________ 学号:__________
【学习目标】
1. 物理观念:能准确说出质点、参考系、位移、速度、加速度等基本概念,理解各物理量的物理意义和矢量性。
2. 科学思维:能区分位移和路程、平均速度和瞬时速度、速度和加速度,会分析x-t图像和v-t图像,并能用比值定义法理解速度和加速度。
3. 科学探究:会使用打点计时器,能根据纸带上的点迹计算物体的瞬时速度和加速度。
4. 科学态度与责任:能运用运动的描述知识解释生活中的运动现象,体会物理与生活的联系,养成严谨求实的科学态度。
【学习重难点】
重点:理解位移、速度、加速度等描述运动的物理量及其物理意义,会分析x-t图像和v-t图像。
难点:理解速度、速度变化量与加速度的区别与联系,会从图像中获取运动的有关信息。
【学习过程】
一、知识纲要导引
请同学们回顾本章所学内容,尝试完成以下知识框架:
第一章 运动的描述
├─ 三个概念
│ ├─ 质点:用来代替物体的具有______的点;大小、形状对研究问题的影响可以______
│ ├─ 参考系:描述运动时选来做参考的其他物体,一般选______
│ └─ 坐标系:定量描述物体的______及位置变化
├─ 描述运动的物理量
│ ├─ 时刻和时间间隔:时间轴上______表示时刻,______表示时间间隔
│ ├─ 位移:从初位置指向末位置的______,是______
│ ├─ 速度:v=______,描述运动______,分平均速度和瞬时速度
│ └─ 加速度:a=______,方向与______相同,描述速度变化______
└─ 两种运动图像
├─ x-t图像:描述______随时间变化,斜率表示______
└─ v-t图像:描述______随时间变化,斜率表示______
二、基础导学
(一)质点与参考系(回顾教材第1、2节)
1.质点:用来代替物体的具有______的点。物体能否看成质点,取决于物体的大小、形状对所研究问题的影响是否可以______。
2.参考系:在描述运动时,选来做参考的其他物体。参考系的选取是______的,一般选______为参考系。
3.坐标系:定量描述物体的______及位置变化。
(二)位移与速度(回顾教材第2、3节)
1.时刻和时间间隔:在时间轴上,______表示时刻,______表示时间间隔。
2.位移:从______的有向线段,是______;路程是运动轨迹的长度,是______。
3.速度:v=______,是______,方向为物体运动的方向,描述物体运动的______;分为______和______。
(三)加速度(回顾教材第4节)
1.定义:速度的______之比,叫作加速度。
2.公式:a=______,单位是______,方向与______的方向相同。
3.物理意义:描述物体______的物理量。
4.与速度方向的关系:加速运动时,a与v方向______;减速运动时,a与v方向______。
(四)运动图像(回顾教材第3、4节)
1.x-t图像:描述______随时间变化的规律,图线的斜率表示______。
2.v-t图像:描述______随时间变化的规律,图线的斜率表示______。
(五)典例示范与训练
例1(质点) 嫦娥5号返回舱带着月球样品安全返回地面。下列关于返回舱能否看成质点的说法正确的是( )
A.如果研究返回舱在大气中的下落速度,可以把返回舱看成质点
B.如果研究返回舱的大小及所需要的降落伞的规格,可以把返回舱看成质点
C.如果研究返回舱外壳各部分组成材料的耐热性能及密度,可以把返回舱看成质点
D.如果研究返回舱的落地姿态,可以把返回舱看成质点
训练1(时间与位移) 芜湖轨道交通1号线正式开通运营。列车全长约74.38 m,运行线路全长约30.46 km,运行速度最高可达80 km/h,每日运营时间6:30至22:00,单程运行时间约1 h。结合以上信息,下列说法正确的是( )
A.30.46 km指的是位移大小
B.80 km/h指的是平均速度的大小
C.6:30和22:00指的是时间间隔
D.研究单程运行时间时可以把列车视为质点
例2(加速度) 复兴号高铁出站时,速度能在10分钟内由0增大到350 km/h;汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来。如图甲、乙所示。下列说法正确的是( )
A.2.5 s内汽车的速度变化量为20 m/s
B.复兴号高铁的加速度比汽车的大
C.汽车的速度比复兴号高铁的速度变化快
D.复兴号高铁单位时间内的速度变化量比汽车的大
训练2(平均速度) 一质点沿直线做单向运动,若前一半时间的平均速度为4 m/s,后一半时间的平均速度为6 m/s,求整个过程的平均速度大小。
(六)达标检测(共8题)
1.一架执行救援任务的直升机悬停在钻井平台正上方,救生员抱着伤病员,缆绳正在将他们拉上直升机,如图1所示。若以救生员为参考系,则处于静止状态的是( )
A.伤病员 B.直升机 C.钻井平台 D.直升机驾驶员
2.对速度的定义式v=x/t,以下叙述正确的是( )
A.位移越大,则速度越大
B.速度v的大小与运动的位移x和时间t都无关
C.速度定义式只适用于匀速运动
D.速度是表示物体位置变化的物理量
3.乒乓球以v₁=15 m/s的速度飞向球拍,在Δt=0.001 s时间内被球拍以v₂=25 m/s的速度原路打回,则乒乓球在该段时间内的平均加速度大小为( )
A.1.0×10⁴ m/s² B.1.5×10⁴ m/s² C.2.5×10⁴ m/s² D.4.0×10⁴ m/s²
4.(多选)关于汽车的运动,下列说法哪些是可能的( )
A.汽车在某一时刻速度很大,而加速度为零
B.汽车在某一时刻速度为零,而加速度不为零
C.汽车在某一段时间,速度变化量很大,而加速度较小
D.汽车的加速度很大,而速度变化很慢
5.电磁打点计时器是一种使用低压________(填“直流”或“交流”)电源、工作电压约为8 V的计时仪器,通过纸带可以得到位移和________。当电源频率为50 Hz时,它每隔________s打一个点,若每隔四个点选取一个计数点,则相邻两计数点的时间间隔为________s。
6.一质点沿直线做单向运动,若物体前一半位移的平均速度为4 m/s,后一半位移的平均速度为6 m/s,则整个过程的平均速度大小是多少?
7.为了防止碰撞,两车的驾驶员同时紧急刹车,货车、摩托车急刹车后停下来所需时间分别为4 s、3 s,货车的初速度为72 km/h,摩托车的初速度为54 km/h,则货车的加速度与摩托车的加速度大小之比为多少?
8.有些国家的交通管理部门为了交通安全,特别制定了死亡加速度为500g(g=10 m/s²),意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险。一辆以72 km/h的速度行驶的货车与一辆以54 km/h的速度行驶的摩托车相向而行发生碰撞,假设碰后摩托车驾驶员以72 km/h反向弹回,碰撞时间为2.1×10⁻³ s,请判断摩托车驾驶员是否有生命危险。
【学习小结】
请同学们用自己的话总结本节课学到的知识:
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