1.1运动学基本概念 教案

第13页适用学科高中物理适用年级高一适用区域人教版区域课时时长〔分钟〕2课时知识点、、教学目标1、知道参考系的概念及其与运动的关系2、理解质点的概念及物体简化为质点的条件3、能正确分析和建立坐标系4、能区分时刻和时间间隔5、掌握位移的概念，知道位移和路程的不同6、知道矢量和标量的定义及两者的区别教学重点质点、参考系、时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系、位移的概念以及它与路程的区别。教学难点对质点和参考系的理解、帮助学生正确认识生活中的时间与时刻、理解位移的概念、会用有向线段表示位移。教学过程教学过程一、导入一、导入我们已经学习了运动描述的一些根本概念，对于不同的参考系，对运动的描述是不同的，今天我们重点复习一下如参考系、参考系的选取及运动的相对性、质点、时刻和时间间隔、位移的概念，位移和路程的区别，以及矢量和标量的定义及两者的区别等这些重要物理量。根底知识回忆1．质点用来代替物体的有质量的点叫做质点，研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小对问题的影响可以忽略，就可以看做质点．2．参考系〔1〕为了研究物体的运动而假定不动的物体，叫做参考系．〔2〕对同一物体的运动，所选择的参考系不同，对它的运动的描述可能会不同．通常以地球为参考系．3．位移是位置的变化量，是从初位置指向末位置的有向线段．是矢量．〔填“矢〞或“标〞〕4．速度物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢，即v＝eq\f(Δx,Δt)，其是描述物体运动快慢的物理量．〔1〕平均速度：在变速运动中，物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)，其方向与位移的方向相同．〔2〕瞬时速度：运动物体在某一时刻〔或某一位置〕的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量．瞬时速度的大小叫速率，是标量．二、知识讲解 二、知识讲解〔一〕考点解读〔一〕考点解读一、质点和参考系1.质点(1)用来代替物体的有质量的点叫做质点.(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，就可以看做质点.(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)比拟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.通常以地球为参考系.二、位移和速度1.位移和路程(1)定义：位移表示质点位置的变动，它是质点由初位置指向末位置的有向线段；路程等于质点运动轨迹的长度.(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.〔二〕考点详析〔二〕考点详析考点1考点1质点1)质点是一种理想化模型，实际并不存在.2)物体能否被看成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“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.考点2考点2参考系1)由于运动描述的相对性，但凡提到物体的运动，都应该明确它是相对哪个参考系而言的，在没有特殊说明的情况下，一般选大地作为参考系.2)在同一个问题中，假设要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动，那么必须选取同一个参考系.三、例题三、例题精析例题1例题1在“金星凌日〞的精彩天象中，观察到太阳外表上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，这种天文现象称为“金星凌日〞，如图2所示.下面说法正确的选项是()A.地球在金星与太阳之间B.观测“金星凌日〞时可将太阳看成质点C.以太阳为参考系，金星绕太阳一周位移不为零D.以太阳为参考系，可以认为金星是运动的【答案】D【解析】金星通过太阳和地球之间时，我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日〞不能将太阳看成质点，选项B错误；金星绕太阳一周，起点与终点重合，位移为零，选项C错误；金星相对于太阳的空间位置发生了变化，所以以太阳为参考系，金星是运动的，选项D正确.【点睛】金星通过太阳和地球之间时，我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色例题例题2嫦娥三号月球探测器成功完成月面软着陆，并且着陆器与巡视器(“玉兔号〞月球车)成功别离，这标志着我国的航天事业又一次腾飞，下面有关嫦娥三号的说法正确的选项是()A.嫦娥三号刚刚升空的时候速度很小，加速度也很小B.研究“玉兔号〞月球车在月球外表运动的姿态时，可以将其看成质点C.研究嫦娥三号飞往月球的运行轨道时，可以将其看成质点D.“玉免号〞月球车静止在月球外表时，其相对于地球也是静止的【答案】C【解析】嫦娥三号在刚刚升空的时候速度很小，但是速度变化很快，加速度很大，应选项A错误；研究“玉免号〞月球车在月球外表运动的姿态时，“玉兔号〞月球车的大小和形状不能被忽略，不能看成质点，应选项B错误；研究嫦娥三号飞往月球的运行轨道时，嫦娥三号的大小和形状可以被忽略，可以看成质点，应选项C正确；“玉兔号〞月球车静止在月球外表时，相对月球是静止的，相对地球是运动的，应选项D错误.【点睛】把握加速度的定义式a=Δv例题例题3如下图，一小钢球在光滑水平桌面上沿AB直线运动，C处有一小球门，BC垂直于AB.现用同一根细管分别沿甲、乙、丙三个方向对准B处吹气，可将钢球吹进球门的是()A.甲方向B.乙方向C.丙方向D.都有可能【答案】C【解析】小球假设进入球门，那么速度的方向沿BC的方向，画出小球的初速度、末速度的方向，由平行四边形定那么画出小球速度变化的方向如图，那么：

由图可知钢球的速度变化的方向沿丙的方向，所以向右沿丙的方向吹气，故C正确，ABD错误。【点睛】小球假设进入球门，那么速度的方向沿BC的方向，结合运动的合成与分解求出速度变化的方向，然后结合牛顿第二定律即可求出。例题例题4改革开放以来，人们的生活水平得到了很大的改善，快捷、方便、舒适的家用汽车作为代步工具正越来越多的走进寻常百姓家中．汽车起动的快慢和能够到达的最大速度，是衡量汽车性能的指标体系中的两个重要指标．汽车在一条平直公路上，假设从静止启动到最大速度的时间内做匀加速直线运动，那么汽车做匀加速直线运动的加速度大小为A.2.5m/sB.5m/sC.4.17m/sD.9m/s【答案】A【解析】根据题意，汽车初速度v0=0，末速度vt=30m/s，0－30m/s内的加速时间t=12s．

由加速度定义知：a=v【点睛】解题的关键是找出加速时间及对应的这段时间内加速后的末速度大小，然后根据加速度的定义式求解即可。例题例题5物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1=10m/s,v2=15m/s，那么物体在整个运动过程中的平均速度是:()A.13.75m/sB.12.5m/sC.12m/sD.11.75m/s【答案】C【解析】设每段位移为x，那么通过第一段位移的时间为，通过第二段位移所用时间为，所以全程平均速度为，化简可得，故C正确【点睛】在求解平均速度的问题时，一、需要明确是哪一段过程，二、需要知道该过程中所用的时间，和经过的位移，然后根据公式计算，四、课堂运用四、课堂运用根底根底1、以下说法中正确的有:()A．把物体抽象为质点后,物体自身的大小和质量均可以忽略不计B．当质点做单向直线运动时，路程就是位移C．时间和时刻的区别在于长短不同,长的为时间,短的为时刻D．平均速度v=△x/△t，当△t充分小时，该式可以表示t时刻的瞬时速度【答案】D【解析】质点是一个有质量的点，A错误；当质点做单向直线运动时，路程等于领衔的大小，两者不是同一概念，不能说路程就是位移，B错误；时间对应一段过程，时刻对应一个位置，不能以长短来区分，C错误；平均速度当充分小时，该式表示t时刻的瞬时速度，D正确2、田径运动会上，中学生通过自己的努力，展现了积极向上，勇于拼搏的风采．以下几种关于比赛工程中的论述正确的选项是〔〕A.背越式跳高比赛中要研究运发动过杆的技术要领时，可把运发动当成“质点〞来处理B.在400米比赛中，处于第1跑道的丁丁同学正好跑了完整一圈，他的成绩为50.0s，那么他在整个过程的平均速度为0C.文文同学在100m比赛的成绩是13.35s，其13.35s指的是“时刻〞D.强强同学的投标枪成绩为50.8m，其50.8m为标枪在空中运动的路程【答案】B【解析】背越式跳高比赛中要研究运发动过杆的技术要领时，运发动的大小和形状不能忽略，那么不可把运发动当成“质点〞来处理，选项A错误；在400米比赛中，处于第1跑道的丁丁同学正好跑了完整一圈，他的成绩为50.0s，因他的位移为零，那么他在整个过程的平均速度为0，选项B正确；文文同学在100m比赛的成绩是13.35s，其13.35s指的是“时间〞，选项C错误；强强同学的投标枪成绩为50.8m，其50.8m为标枪运动的位移，选项D错误；应选B.3、2023年10月17日，神舟十一号飞船从酒泉卫星发射中心成功发射，经过5次变轨和4次“停泊〞与天宫二号空间站成功交会对接，航天员景海鹏和陈冬入驻天宫二号空间实验室，进行了30天的太空驻留实验体验，11月18日顺利返回着陆．不计空气阻力和飞船与空间站间的万有引力;在神舟十一号飞船与天宫二号空间站交会对接的过程中()A.飞船可以看成质点，空间站不可以看成质点B.飞船不可以看成质点，空间站可以看成质点C.飞船和空间站都可以看成质点D.飞船和空间站都不可以看成质点【答案】D【解析】在神舟十一号飞船与天宫二号空间站交会对接的过程中，飞船和空间站的大小和形状都不能忽略，都不能看成质点，故ABC错误，D正确。稳固点睛：解决此题的关键知道物体能否看成质点的条件，关键看物体的大小和形状在研究的问题中能否忽略。稳固1、在2023年北京奥运火炬手实现了成功登上珠峰的预定目标，如下图是火炬手攀登珠峰的线路图，请根据此图判断以下说法正确的选项是()A.由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬手的位移B.线路总长度与火炬手所走时间的比值等于登山的平均速度C.在计算登山运动的速度时可以把火炬手当成质点D.顶峰的重力加速度要比拉萨的重力加速度大【答案】C【解析】由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬的路程，A错误；线路总长度与火炬手所走时间的比等于登山的平均速率，B错误；人的大小相对于路程来讲可以忽略，所以在计算登山运动的速度时可以把火炬手当成质点，C正确；重力加速度随着高度的增加而减小，故顶峰的重力加速度要比拉萨的重力加速度小，D错误；【点睛】：由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬的路程2、以下说法正确的选项是〔〕A.在研究自行车后轮的转动情况时可以将自行车后轮看作质点B.质量和速度都是物体惯性大小的量度C.电台报时说：“现在是北京时间8点整〞，这里的“时间〞实际上指的是时刻D.作用力与反作用力跟一对平衡力都是等值反向的一对力，作用效果可以互相抵消【答案】C【解析】A、当研究自行车后轮的转动情况时，就是要看车轮各局部的情况，所以车轮的大小相对于研究的范围不可以忽略不计时，故A错误；

B、质量是物体惯性大小的唯一量度，故B错误；C、时刻是时间轴上的点，而时间是时间轴上的一段长度，“现在是北京时间8点整〞，这里的“时间〞实际上是一个点，指的是时刻，故C正确；

D、作用力和反作用力是作用在两个物体上的；故其效果不能相互抵消，故D错误。【点睛】：对于物理中的根本概念要理解其本质不同，如时刻具有瞬时性的特点，是变化中的某一瞬间通常与物体的状态相对应，时间间隔具有连续性的特点，与某一过程相对应，注意作用力与反作用力和一对平衡力的区别。3、在“金星凌日〞的精彩天象中，观察到太阳外表上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，这种天文现象称为“金星凌日〞，如下图.下面说法正确的选项是()A.地球在金星与太阳之间B.观测“金星凌日〞时可将太阳看成质点C.以太阳为参考系，金星绕太阳一周位移不为零D.以太阳为参考系，可以认为金星是运动的【答案】D【解析】金星通过太阳和地球之间时，我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色，选项A错误；因为太阳的大小对所研究问题起着至关重要的作用，所以观测“金星凌日〞不能将太阳看成质点，选项B错误；金星绕太阳一周，起点与终点重合，位移为零，选项C错误；金星相对于太阳的空间位置发生了变化，所以以太阳为参考系，金星是运动的，选项D正确.【点睛】金星通过太阳和地球之间时，我们才看到金星没有被太阳照亮的一面呈黑色拔高拔高(多项选择)如下图，某赛车手在一次野外训练中，先用地图计算出出发地A和目的地B的直线距离为9km，实际从A运动到B用时5min，赛车上的里程表指示的里程数增加了15km.当他经过某路标C时，车内速度计指示的示数为150km/h，那么可以确定的是()A.整个过程中赛车的平均速度为180km/hB.整个过程中赛车的平均速度为108km/hC.赛车经过路标C时的瞬时速度为150km/hD.赛车经过路标C时速度方向为由A指向B【答案】BC【解析】从A到B位移为9km，用时eq\f(1,12)h，由平均速度定义式可得整个过程的平均速度为108km/h，故A错，B对；速度计显示的是瞬时速度大小，故C对；经过C时速度的方向沿C点切线指向运动方向，故D错.2、一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离随时间变化的关系为x＝(5＋2t3)m，它的速度随时间变化的关系为v＝6t2(m/s).该质点在t＝0到t＝2s内的平均速度和t＝2s到t＝3s内的平均速度大小分别为()A.12m/s,39m/s B.8m/s,38m/sC.12m/s,19.5m/s D.8m/s,12m/s【答案】B【解析】平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)，t＝0时，x0＝5m；t＝2s时，x2＝21m；t＝3s时，x3＝59m.故eq\x\to(v)1＝eq\f(x2－x0,Δt1)＝8m/s，eq\x\to(v)2＝eq\f(x3－x2,Δt2)＝38m/s.选项B正确.3、一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零.在此过程中()A.速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度到达最小值B.速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度到达最大值C.位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大D.位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移到达最小值【答案】B【解析】只要加速度与速度同向，质点就一直做加速运动，当加速度减小至零时，速度到达最大.课堂小结课堂小结1.速度是运动状态量，对应于某一时刻(或某一位置)的运动快慢和方向.2.速度变化量Δv＝v－v0是运动过程量，对应于某一段时间(或发生某一段位移)，假设取v0为正，那么Δv>0表示速度增加，Δv<0表示速度减小，Δv＝0表示速度不变.3.加速度a＝eq\f(Δv,Δt)也称为“速度变化率〞，表示在单位时间内的速度变化量，反映了速度变化的快慢.4.加速减速判断方向关系运动性质可能情况a和v同向加速直线运动a不变，v随时间均匀增加a增大，v增加得越来越快a减小，v增加得越来越慢a和v反向减速直线运动a不变，v随时间均匀减小a增大，v减小得越来越快a减小，v减小得越来越慢课后作业课后作业根底根底1、近几年，国内房价飙升，在国家宏观政策调控下，房价上涨出现减缓趋势.王强同学将房价的“上涨〞类比成运动学中的“加速〞，将房价的“下跌〞类比成运动学中的“减速〞，据此，你认为“房价上涨出现减缓趋势〞可以类比成运动学中的()A.速度增加，加速度减小 B.速度增加，加速度增大C.速度减小，加速度增大 D.速度减小，加速度减小【答案】A【解析】“房价上涨〞可以类比成运动学中的“速度增加〞，“减缓趋势〞那么可以类比成运动学中的“加速度减小〞2、(多项选择)一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s，在这1s内该物体的()A.加速度的大小为6m/s2，方向与初速度的方向相同B.加速度的大小为6m/s2，方向与初速度的方向相反C.加速度的大小为14m/s2，方向与初速度的方向相同D.加速度的大小为14m/s2，方向与初速度的方向相反【答案】AD【解析】假设初、末速度方向相同时，a＝eq\f(v－v0,t)＝eq\f(10－4,1)m/s2＝6m/s2，方向与初速度的方向相同，A正确，B错误；假设初、末速度方向相反时，a＝eq\f(v－v0,t)＝eq\f(－10－4,1)m/s2＝－14m/s2，方向与初速度的方向相反，C错误，D正确3、关于物体的运动，下面说法不可能的是()A.加速度在减小，速度在增加B.加速度方向始终改变而速度不变C.加速度和速度大小都在变化，加速度最大时速度最小，速度最大时加速度最小D.加速度方向不变而速度方向变化【答案】B【解析】当物体做加速度越来越小的加速运动时，速度越来越大，故A正确；加速度是描述速度变化快慢的物理量，所以只要加速度不为零，速度就一定变化，故B错误；稳固如果物体先做加速度增大的减速运动，后做加速度减小的加速运动，就会有加速度最大时速度最小，速度最大时加速度最小的情况，故C正确；物体做匀减速运动，速度减为0后，方向改变，但加速度方向不变，例如竖直上抛运动，故D正确稳固1、嫦娥三号月球探测器成功完成月面软着陆，并且着陆器与巡视器(“玉兔号〞月球车)成功别离，这标志着我国的航天事业又一次腾飞，下面有关嫦娥三号的说法正确的选项是()A.嫦娥三号刚刚升空的时候速度很小，加速度也很小B.研究“玉兔号〞月球车在月球外表运动的姿态时，可以将其看成质点C.研究嫦娥三号飞往月球的运行轨道时，可以将其看成质点D.“玉免号〞月球车静止在月球外表时，其相对于地球也是静止的【答案】C【解析】嫦娥三号在刚刚升空的时候速度很小，但是速度变化很快，加速度很大，应选项A错误；研究“玉免号〞月球车在月球外表运动的姿态时，“玉兔号〞月球车的大小和形状不能被忽略，不能看成质点，应选项B错误；研究嫦娥三号飞往月球的运行轨道时，嫦娥三号的大小和形状可以被忽略，可以看成质点，应选项C正确；“玉兔号〞月球车静止在月球外表时，相对月球是静止的，相对地球是运动的，应选项D错误。2、如下图，一小球在光滑的V形槽中由A点释放，经B点(与B点碰撞所用时间不计)到达与A点等高的C点，设A点的高度为1m，那么全过程中小球通过的路程和位移大小分别为()A.eq\f(2,3)eq\r(3)m，eq\f(2,3)eq\r(3)m B.eq\f(2,3)eq\r(3)m，eq\f(4,3)eq\r(3)mC.eq\f(4,3)eq\r(3)m，eq\f(2,3)eq\r(3)m D.eq\f(4,3)eq\r(3)m，1m【答案】C【解析】小球通过的路程为小球实际运动轨迹的长度，那么小球通过的路程为s＝2lAB＝2×eq\f(1,sin60°)m＝eq\f(4,3)eq\r(3)m；位移是由初位置指向末位置的有向线段，那么小球的位移大小为x＝lAC＝eq\f(1,sin60°)m＝eq\f(2,3)eq\r(3)m.选项C正确3、(多项选择)2023年7月17日在合肥举行的机器人大赛中，某机器人在平面内由点(0,0)出发，沿直线运动到点(3,1)，然后又由点(3,1)沿直线运动到点(1,4)，然后又由点(1,4)沿直线运动到点(5,5)，最后又由点(5,5)沿直线运动到点(2,2)，平面坐标系横、纵坐标轴的单位长度为1m.整个过程中机器人所用时间是2eq\r(2)s，以下说法正确的选项是()A.机器人的运动轨迹是一条直线B.机器人不会两次通过同一点C.整个过程中机器人的位移大小为2eq\r(2)mD.整个过程中机器人的位移与由点(5,5)运动到点(2,2)的位移方向相反【答案】CD【解析】画出如下图的位置坐标，整个过程的位移为OD，与位移CD的方向相反，C、D项正确.拔高拔高1、如下图，一个人沿着一个圆形轨道运动，由A点开始运动，经过半个圆周到达B点，以下说法正确的选项是()A.人从A到B的平均速度方向沿B点的切线方向B.人从A到B的平均速度方向由A指向BC.人在B点的瞬时速度方向由A指向BD.人所经过的位移大小为圆周长的一半【答案】B【解析】人从A到B的位移方向由A指向B，故平均速度方向由A指向B，应选项A错误，B正确；瞬时速度沿轨迹的切线方向，故人在B点的瞬时速度方向沿B点的切线方向，应选项C错误；人经过的位移大小为A、B间的直线长度，故为直径长度，选项D错误2、(多项选择)下面关于瞬时速度和平