高一物理尝鲜包(学案)

1、第一章 直线运动第一单元 直线运动的概念与规律第1课时 描述直线运动的概念要点一 参照系与质点1.机械运动一个物体相对于另一个物体的 改变叫做机械运动.它包括 、 和 .2.参考系为研究物体的运动而假定 的物体叫参考系.3.质点用来代替物体的具有其 的点.质点没有 和 .要点深化1.参考系的理解与选取原则 (1)运动是绝对的,静止是相对的.选择不同的参考系观察同一个运动,其结果可能会不同. (2)参考系可以任意选取,但选择的原则要使运动的描述尽可能简单. (3)要比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系. 2.对质点概念的理解 (1)质点是一种科学抽象,就是要抓住主要特征,忽略次要因素,

2、目的是为了研究的问题更加简便. (2)把物体看作质点的原则是在我们研究的问题中,物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的.这就必须要具体问题具体分析.注意物体能否看作质点与物体的大小无关.即学即用1.观察所示的漫画,图中司机说乘车人没有动,而路上的小女孩说他运动得真快,谁说的对?为什么? 2.下列哪些情况下的物体可以看成质点( )A.分析原子核内核子间相互作用时的原子核B.研究绕太阳运转时的地球C.运动员分析运动时的乒乓球D.转动着的沙轮要点二 时刻与时间 位移与路程1.时刻与时间 (1)时刻指某一瞬间,在时间轴上用 来表示,对应的是 、 、 等状态量. (2)时间是两时

3、刻的间隔,在时间轴上用 来表示,对应的是 、 等过程量.时间和时刻的表示如下:2.位移与路程 (1)位移是描述质点 的物理量,是 ,方向由 指向 ,大小则从初位置到末位置的 长度. (2)路程是物体运动 的长度,是 .要点深化位移与路程的区别 位移是由初位置指向末位置的有向线段,路程是实际路径的总长度.一般情况下位移大小并不等于路程.如下图中某人由上海沿BDA路线到达北京,他走过的路程是图中虚线的长 度,而他的位移的大小等于图中直线的长度.只有在单向直线运动中位移的大小才和路程相等.即学即用3.如图所示,一质点沿半径为R的圆周从A点到B点运动了半周, 它在运动过程中位移大小和路程分别是 ( )

4、A.R、RB.2R、2RC.2R、RD.R、R要点三 速度与加速度1.速度和速率 (1)速度表示质点运动的 和 ,等于 与 的比值,是 .它的方向是物体 . (2)速率速率是速度的 ,速率只有 没有 , 属于 .2.加速度加速度又称为速度的 ,等于速度的 与 的比值.加速度不仅有大小,还有 ,是 , 方向是 方向.要点深化1.平均速度、瞬时速度与平均速率的区别 (1)平均速度是一段时间内的位移与这段时间的比值 v=S/t ,是运动质点在某一时间间隔位置改变的平均快慢,其方向沿初位置指向末位置. (2)瞬时速度是运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度. 瞬时速度是对变速运动的精确描述. (3)平

5、均速率是物体在某段时间内的路程与发生这段路程所用时间的比值,是标量. (4)在匀速直线运动中三者大小是一致的.2.速度和加速度的区别 (1)速度描述位置变化的快慢,加速度描述速度变化的快慢. (2)加速度的大小和方向与速度的大小和方向都没有必然的联系.速度大,加速度不一定大,反之亦然. (3)加速度是速度的变化量与时间之比,因此加速度与速度的变化量大小上没有直接的关系,如速度变化量大,加速度不一定大,但加速度的方向与速度的变化量方向相同.即学即用4.某赛车手在一次野外训练中,先测量出出发地和目的地在地图上的直线距离为9 km,从出发地到目的地用了5分钟,赛车上的里程表指示的里程数值增加了15

6、km,当他经过某路标 时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是 ( ) A.在整个过程中赛车手的平均速度是108 km/hB.在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/hC.在整个过程中赛车手的平均速率是108 km/hD.经过路标时的瞬时速度是150 km/h5.2008年4月25日我国自行研制的“长征三号丙” 运载火箭成功地将我国首颗数据中继卫星“天链一号01星”送入太空,图是火箭点火升空瞬间 时的照片.关于这一瞬间的火箭的速度和加速度的判断,下列说法正确的是( )A.火箭的速度很小,但加速度可能较大B.火箭的速度很大,加速度可能也很大C.火箭的速度很小,所以加速度也

7、很小D.火箭的速度很大,但加速度一定很小训法指导题型一 参照系的选取【例1】一船夫划船逆流而上,驾船沿河道逆水航行,经过一桥时,不慎将心爱的葫芦落于水中,被水冲走,但一直划行至上游某处时才发现,便立即返航经过1小时追上葫芦时,发现葫芦离桥5 400 m远,若此船向上游和向下游航行时相对静水的速率是相等的,试求河水的速度. 【思路剖析】 (1)若以水为参考系,葫芦是怎样的运动? 答 葫芦是静止的. (2)以水为参考系,船从与葫芦分离到追上葫芦,船的运动是怎样的? 答 船是一种往返运动,并且来回速率一样大.(3)以水为参考系,船从与葫芦分离到追上葫芦的往返运动过程中,往返运动的两段时间一样大吗?

8、答 两段时间一样大,各为1小时. (4)从葫芦落水到船追上葫芦,葫芦在水中运动的时间和位移各为多少?速度为多大? 答 时间t=2小时,位移s=5 400米,所以速度v=S/t =0.75 m/s. (5)水流速为多大? 答 葫芦漂流的速度与水流的速度一样大,即0.75 m/s. 答案 0.75 m/s【思维拓展】 如果选取河岸为参考系,怎么列方程解题? 答案 设河水的速度大小为v1, 船在静中的速度为v2,船向上游 航行时间为t.船和葫芦的运动分析如图 对水和葫芦有(3 600+t)v1=5 400 m 对船有3 600(v2+v1)-(v2-v1)t=5 400 m 两方程联立可得结果. 【

9、方法归纳】 选取参考系的方法 选取合适的参考系能使所研究的问题得到简化.一般情况下,选静止物体为参考系,有时也选运动的物体为参考系.当多个运动的物体相对所选取的参考系的运动状态很明确时,往往选取运动物体为参照系较简便.题型二 加速度与速度的矢量性【例2】一物体做匀变速直线运动,某时刻的速度大小为4 m/s，经过1 s后的速度大小为10 m/s,那么在这1 s内物体的加速度大小为多少? 【思路剖析】 (1)1 s后的速度与初速度的方向相同还是相反? 答 两种可能都有. (2)1 s内速度的变化量为多大? 答 有两种情况v=(10-4) m/s=6 m/s, v=(-10-4)m/s=-14 m/

10、s. (3)1 s内的加速度为多大? 答 a= v/t =6 m/s2或a=v/t =-14 m/s2 答案 6 m/s2或14 m/s2【思维拓展】 上题中,如果给定物体加速度大小为5 m/s2,那么1 s后物体的速度大小是多少? 答案 初速度和加速度的方向可能是相同的,也可能是相反的,所以1 s后速度的大小可能是9 m/s,也可能是1 m/s. 【方法归纳】 位移、速度与加速度是矢量,它们不仅有大小而且有方向, 解题时要确定正方向,和此正方向一致的量为正,和此方向相反的量为负.运算时应注意数值的正负.题型三 情景建模【例3】天空有近似等高的浓云层.为了测量云层的高度,在水平地面上与观测者的

11、距离为d=3.0 km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声 时间上相差t=6.0 s.试估算云层下表面的高度.已知空气中的声速v= 1/3 km/s. 解析 如右图所示,A表示爆炸处,O表示观测 者所在处,h表示云层下表面的高度.用t1表示 爆炸声直接传到O处所用时间,则有d=vt1 用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所用时间,因为入射角 等于反射角,故有 已知t2-t1=t 联立式,可得h= 代入数值得h=2.0×103 m 答案 2.0×103 m小试牛刀1.在下列各运动的物体中,可视为质点的有( )A.做高低杠表演的体操运动员B.沿斜

12、槽下滑的小钢球,研究它沿斜槽下滑的速度C.人造卫星,研究它绕地球的转动D.水平面上的木箱,研究它在水平力作用下是先滑动还是先滚动2.火车第四次提速后,出现了“星级列车”,从其中的T14次列 车时刻表可知,列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均 速率为 km/h.T14次列车时刻表停靠站到达时刻开车时刻里程（km）上海18000蚌埠22262234484济南03130321966北京08001 4633.某同学从二楼的教室内将一个足球从离地面5 m高的窗户边竖直扔下,若足球碰到地面后又反弹起2 m高,如右图所示,则足球通过的路 程是多少?足球的位移又是如何?若足球经过 一系列碰撞后,最终被站在地

13、面上的另一名同学接住,接住的高度是1.5 m,则在整个运动过程中足球的位移又是多少?4.某同学从学校的门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B 处,再向东走了100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D 处,则: (1)此人散步的总路程和位移各是多少? (2)要比较确切地表示这人散步过程中的各个位置,应采用什么数学手段较妥,分别应如何表示? (3)要比较确切地表示此人散步的位置变化,应用位移还是 路程?第2课时 匀变速直线运动的规律要点一 匀变速运动的基本规律1.概念:物体做 运动,且加速度大小、方向都 , 这种运动叫做匀变速直线运动.可分为 直线运动和 直线运动两类.2.特点: .3

14、.匀变速直线运动的规律要点深化1.适用条件:速度公式和位移公式的适用条件必须是物体做匀变速直线运动。 2.矢量性:速度公式和位移公式都是矢量式,公式中涉及到的v0、vt、s、a、t五个物理量中除时间t外均为矢量,所以要特别注意其方向性,在应用时,赋予各量正、负号,然后再连同正负号代入公式进行计算,通常选取初速度方向为正方向.3.画图:分析物体的运动过程,要养成画物体运动草图的习惯, 并在图中标注相关物理量.这样有助于加深对运动过程的理解,有助于发现已知量和未知量之间的相互关系,迅速找到解题的突破口.4.抓交接点:如果一个物体的运动包含几个阶段,要分段分析, 弄清每段上的运动情况及遵循的规律,应

15、该特别注意的是各段交接点处的速度往往是解题的关键,应给予重视.即学即用1.以54 km/h的速度行驶的火车,因故需要在中途停车,如果停 留的时间是1 min,刹车引起的加速度大小是30 cm/s2,启动产生的加速度大小是50 cm/s2,求火车因临时停车所延误的时间?要点一 匀变速运动的重要推论1.任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差是一个恒量, 即s2-s1=s3-s2=s=aT2或sn+k-sn=kaT22.在一段时间t内,中间时刻的瞬时速度v等于这段时间的平均速度,即3.中间位移处的速度:4.初速为零的匀加速直线运动的特殊规律 (1)t末、2t末、3t末、nt末瞬时速度之比为 v1v

16、2v3vn=123n (2)t内、2t内、3t内、nt内位移之比为 s1s2s3sn=122232n2 (3)在连续相等的时间间隔内的位移之比为 ssssn=135(2n-1) (4)经过连续相同位移所用时间之比为 ttttn=要点深化逆向思维法的应用 如果物体做匀减速直线运动且末速度为零,则应用逆向思维就可以看作是初速度为零的匀加速直线运动,那么,所有对于初速度为零的匀加速直线运动的推论就可以应用了.即学即用2.火车紧急刹车后经7 s停止,设火车匀减速直线运动,它在最后1 s内的位移是2 m,则火车在刹车过程中通过的位移和开始刹车时的速度各是多少? 训法指导题型一 匀变速运动公式的灵活运用【

17、例1】小明是学校的升旗手,他每次升旗都做到了在庄严的义勇军进行曲响起时开始升旗,当国歌结束时恰好庄严的五星红旗升到了高高的旗杆顶端.已知国歌从响起到结束 的时间是48 s,旗杆高度是19 m,红旗从离地面1.4 m处开始升起.若设小明升旗时先拉动绳子使红旗向上匀加速运动, 时间持续4 s,然后使红旗做匀速运动,最后使红旗做匀减速 运动,加速度大小与开始升起时的加速度大小相同,红旗到达旗杆顶端时的速度恰好为零.试计算小明升旗时使红旗向上做匀加速运动时加速度的大小和红旗匀速运动的速度大小.【思路剖析】 (1)红旗匀速上升的时间为多少? 答 匀变速上升的两段时间共为t1=8 s,匀速上升时间为 t2

18、=40 s. (2)匀变速时间内的平均速度与匀速运动的速度有什么关系? 答 匀变速时间内的平均速度v是最大速度的一半,而最大速度就是匀速运动的速度v,所以 . (3)红旗的位移为多少? 答 s=19 m-1.4 m=17.6 m (4)匀速运动上升的位移怎样表示?匀变速运动的位移怎样 表示? 答 s匀速=vt2,s变速= v t1/2(5)利用上面位移的表达式怎样求出v? 答 vt2+ vt1/2=s,即v= 2s/(2t2+t1) =0.4 m/s (6)匀变速运动的加速度为多大? 答 a= =0.1 m/s2 答案 0.1 m/s2 0.4 m/s 【思维拓展】 如何用图象法求面积的方法来

19、解答本题? 答案 求出图中两个三角形和矩形的面积即为总位移s=2× vt1+vt2=17.6 m.由此进一步计算可得上题答案.【方法归纳】 如何合理地选取运动学公式解题? (1)注意公式中涉及的物理量及题目中的已知量之间的对应关系,根据题目的已知条件中缺少的量去找不涉及该量的公式. (2)若题目中涉及不同的运动过程,则应重点寻找各段运动的速度、位移、时间等方面的关系. (3)利用匀变速直线运动的四个推论往往能使解题过程简化. (4)运动学公式众多,同一题目可以选用不同公式达到殊途同归,在学习中应加强一题多解训练,加强解题规律的 理解,提高自己运用所学知识解决实际问题的能力,促进发散思

20、维的发展.题型二 刹车问题【例2】汽车刹车前速度5 m/s,刹车获得大小为0.4 m/s2的加速度,求: (1)刹车后20 s汽车滑行的距离. (2)刹车后滑行30 m经历的时间. 【思路剖析】 (1)汽车从开始刹车到停止共用多少时间? 答 tm= =12.5 s (2)刹车距离为多大? 答 sm=v0t+ at2=(5×12.5- ×0.4×12.52) m=31.25 m (3)20 s大于刹车时间tm,那么20 s汽车滑行多远?答 s2=sm=31.25 m(4)30 m小于sm,说明滑行30 m时车还未停止,那么滑行30 m用 多少时间? 答 s=v0t+

21、 at2得30=5t- ×0.4t2,解得t=10 s或t=15 s. (5)上解中t=15 s的解合理吗?为什么? 答 不合理,因为已经大于刹车时间了. 答案 (1)31.25 m (2)10 s 【思维拓展】 试求汽车停止前2.5 s滑行的距离. 答案 将匀减速的刹车过程看作初速度为零的匀加速运 动的逆过程.s= at2= ×0.4×(2.5)2 m=1.25 m 【方法归纳】 汽车、飞机等交通工具在做匀减速运动时,速度为零后将停止 运动,不会再运动.在分析此类问题时,要确定停止所用的时间, 然后再求解,对数学上成立的,还要分析其物理意义.小试牛刀1.一人从雪

22、坡上匀加速下滑,他依次通过a、b、c三个标志旗,已知ab=6 m,bc=10 m,这人通过ab和bc所用时间都等于2 s,则这人过a、b、c三个标志旗的速度分别是 ( ) A.va=2 m/s,vb=3 m/s,vc=4 m/sB.va=2 m/s,vb=4 m/s,vc=6 m/sC.va=3 m/s,vb=4 m/s,vc=5 m/sD.va=3 m/s,vb=5 m/s,vc=7 m/s2.如图所示,三块完全相同的木块固定在地板上,一初速度为v0的子弹水平射穿第三 块木板后速度恰好为零.设木板对子弹的 阻力不随子弹的速度而变化,求子弹分别 通过三块木板的时间之比. 3.有若干相同的小球,

23、从斜面上的某一位置每隔0.1 s无初速度地释放一颗,在连续释放若干钢球后,对 准斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如图所示的照片, 测得AB=15 cm,BC=20 cm.求: (1)拍摄照片时B球的速度. (2)A球上面还有几颗正在滚动的钢球? 4.如右图所示,一名消防队员在演习训练中,沿着长为l的竖立在地面上的钢管往下滑.他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到 地面时速度恰好为零.如果加速和减速运动的加速度大小分别为a1和a2,则下滑过程的最大速度和总时间分别为多少?自我检测1.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,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降,

24、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,v乙>v甲,丙匀速上升C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v甲D.以上说法均不对2.一人看到闪电12.3 s后听到雷声,已知空气中的声速约 为330340 m/s,光速为3×108 m/s,于是他用12.3除以 3很快估算出闪电发生位置到他的距离为4.1 km.根据你 所学的物理知识可以判断 ( )A.这种估算方法是错误的,不可采用B.这种估算方法可以比较准确地估算出闪电发生位置与观察者间的距离C.这种估算方法没有考虑光的传播时间,

25、结果误差很大D.即使声速增大2倍以上,本题的估算结果依然正确3.下列说法中正确的是 ( ) A.加速度为零的物体,其速度一定为零B.物体的加速度减小时,速度一定减小C.2 m/s2的加速度比-4 m/s2的加速度大D.速度变化越快,加速度就越大4.一个骑自行车的人,从静止开始沿直线加速运动,第1 s内位移为1 m,第2 s内位移为2 m, 第3 s内位移为3 m,第4 s内位移为4 m.则下列说法中一定正确的是 ( )A.自行车的运动一定是匀变速直线运动B.自行车运动的加速度一定是 m/s2C.自行车1 s末的速度是2 m/sD.自行车前2 s内的平均速度是1.5 m/s5.有下列几种情景,请

26、根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法 ( ) 点火后即将升空的火箭 高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车 运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶 太空的空间站在绕地球匀速转动A.因火箭还没运动,所以加速度一定为零B.轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大C.高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加速度也一定很大D.尽管空间站匀速转动,加速度也不为零6.如图所示,我国运动员刘翔获得雅典奥运会110米跨栏冠军,成绩是12秒91,在男子110米跨栏中夺得 金牌,实现了我国在短跑中多年的梦想,是亚洲第一飞人.刘翔之所以能够取得冠军,取决于他在110米中 ( ) A.某时刻的瞬时速度大

27、B.撞线时的瞬时速度大C.平均速度大D.起跑时的加速度大7.如图所示是汽车的速度计,某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化.开始时指针指示在如图甲所示位置,经过8 s后指针 指示在如图乙所示位置,若汽车做匀变速直线运动,那么它的加速度约为 ( ) A.11 m/s2B.5.0 m/s2 C.1.4 m/s2D.0.6 m/s28.(2009·常德模拟)在平直公路上行驶着的公共汽车,用固定于路旁的照相机连续两次拍摄,得到清晰的照片如图所示,对照片进行分析,知道如下结果. (1)对间隔2 s所拍摄的照片进行比较,可知公共汽车在2 s的时间里前进了12 m. (2)在两张照片中,悬挂在公共汽车顶棚上的拉手均向后倾斜着. 根据这两张照片,下列说法正确的是 ( )A.可求出拍摄的2 s末公共汽车的瞬时速度B.公共汽车在加速运动C.可知在拍第一张照片时公共汽车的速度D.公共汽车做匀速运动9.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”的定义