人教版高中物理必修一导学案

前百

科学的灵感并非神的启示，科学的内涵不简单地等同于我们的经验和感觉。科学的知

识来自观察我们周围的世界，并用我们的头脑来理解和指导这样的观察。科学是建筑在证

据和理性思维（逻辑推理）的基础上的。科学的基本动力是人类的求知欲，对自然的好奇

心。这些都是我们在科学教育中应注意调动和着重培养的。

物理学是自然科学的基础，更是当今众多新技术的源泉，发展的基石。学校里的物理

课对培养学生的科学素质，提升创新水平，有着不可替代的作用。作为科技高速发展的现

代社会里未来的每位公民，物理课的重要性是无可否认的。不过，世界上任何地方总有一

部分学生，甚至越来越多的学生，他们惧怕物理课，厌恶物理课，甚至痛恨物理课。他们

认为物理枯燥、难懂，没有趣味，没有人性。当然还有另一部分学生喜欢物理学，他们感

到物理虽难，但充满了挑战，能满足他们的好奇心。是人的天资差异，或秉性不同，造成

这种对物理课截然相反的态度呢，还是我们教学出了问题？也许两个因素兼而有之，对此

本人不妄加评论。

兴趣是最好的老师。为什么有的学生对物理格格不入？其中一个原因是他们一开始就

没有真正学懂，以后不懂的地方越来越多，只好死记硬背去应付习题和考试，苦不堪言，

兴趣就更无从谈起了。物理是一门精密的科学，其中包含很多概念，它们从实际中抽象而

来，界定比较严格。物理学中很多概念与人们在日常生活里形成的直觉或潜意识（所谓“前

概念”）相左，这对初学物理学的人是不能绕过的障碍。要克服这个障碍，必须让学习者

头脑里的前概念与物理学里的科学概念着实地交锋，虚掩过去将后患无穷。我们相信，开

始时认真协助学生渡过这个关，以后也经常注意让他们将物理概念与物理实际挂上钩，而

不是停留在字面上或公式里，他们学习物理的阻力就会变得小得多。在自己的头脑里不含

糊地确立科学概念，并能自觉地使用它们，是科学素质提升的重要表现之一。

学物理不能不做题，但不是越多越好。习题和实验是学生比较能够发挥主动性和创造

性的教学环节，教师不应过多地搀扶甚至包办代替。适当地讲一些例题是有好处的，但不

需要囊括所有题目的“类型”和解题的详细步骤。教学生怎样审题是有益的，但对题目实

行分类是“调教”计算机的方法，而不是教活人好的办法。计算机能够算得非常快，但决

不会在给它的程序之外越雷池一步。人是有理解力和创造力的，审题是学生使用学过的知

识和原理去分析题目中所给问题物理实质的过程，解题的步骤也不是完全规范的。题解出

来之后学生还应想出种种办法来判断自己的对错，这样，学生才能通过做题来锻炼自己。

经过这样的锻炼，对物理的理解加深了，科学素质提升了，甚么样的题都能对付。

以上是我对中学物理课教学的一些看法，也是编写本教材的指导思想，在序言里写出

来，欢迎大家评论。对使用本书的教师来说，希望按照课程的进度和学生的实际情况，有

选择的使用，做到详略得当，重点的地方重点讲和练。培养学生的自主学习和创新精神，

永远是我们的追求！因为编者的水平有限，希望大家提出宝贵的意见，本人将全力改进！

2012-7-26武汉

二零一二年秋季必修1高一物理目录

物理高一年级

第一章运动的描述

1、质点参考系和坐标系.........................................3

2、时间和位移.................................................8

3、运动快慢的描述——速度......................................13

4、实验：用打点计时器测速度....................................18

5、速度变化快慢的描述---加速度................................26

本章复习与测试...............................................31

第二章匀变速直线运动的研究

1、实验：探究小车速度随时间变化...............................35

2、匀变速直线运动的速度与时间的...............................43

3、匀变速直线运动的位移与时间的.............................51

4、自由落体运动.............................................59

本章复习与测试...............................................64

第三章相互作用

1、重力、基本相互作用.........................................68

2、弹力.......................................................74

3、摩擦力.....................................................83

4、力的合成...................................................91

5、力的分解.....

本章复习与测试..............................................105

第四章、牛顿运动定律

1、牛顿第一定律..............................................109

2、实验：探究加速度与力、质量的...............................

3、牛顿第二定律..............................................114

4、力学单位制................................................123

5、牛顿第三定律..............................................128

6、用牛顿定律解决问题（一）..................................135

7、用牛顿定律解决问题（二）..................................144

本章复习与测试153

第一章运动的描述

2

1.1质点参考系和坐标系

新课标要求

1、知道质点的概念及条件。

2、知道参考系概念及作用。

3、掌握坐标系的简单应用。

二.知识讲析：

1、质点一一理想模型

质点是一种科学抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际

物体的近似，是一个理想化模型。

一个物体能否视为质点，要具体情况具体分析。例如：一列火车从北京开往上海，在

计算运行时间时，能够忽略列车的长短，把它视为质点；但是，同样这列火车，要计算它

通过黄河铁路大桥所需时间时，必须考虑列车的长度，不可把列车视为质点。

一个物体能否看作质点，主要取决于物体的大小和形状在所研究的问题中是否属于次

要的、能够忽略的因素，而不是仅仅取决于物体的大小。地球虽然很大，但在研究地球绕

太阳的公转时，地球的大小相对它到太阳的距离能够忽略，故可视为质点；乒乓球虽然小,

在研究它的旋转对运动的影响时，却不能看成质点。

2、实际物体在下列三种情况下都可简化为质点：

（1）物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计。

（2）物体上的各点的运动情况都是相同的，所以研究它上面某“点”的运动规律就

能够代表它的整体运动情况了，故此物体也可当质点处理。

（3）有转动、但相对平动来说能够忽略时，也能够把物体视为质点。

如汽车在运行时，虽然车轮有转动，但我们关心的是车辆整体运动的快慢，故汽车能

够看成质点。

3、参考系

研究物体的运动时假定不动的那个物体，叫参考系。同一个运动物体因为选择的参考

系不同，观察的结果常常是不同的。在处理实际问题中，如果题目不作特殊说明，都是选

地面为参考系对物体运动实行描述的。参考系的选择原则是：对物体运动的描述，问题的

研究简洁、方便。

4、坐标系

为了定量的描述运动物体的位置及位置的变化，而建立的规定了原点、正方向和单位

长度的直线（直线坐标系）或两垂直直线（直角坐标系）或三条互相垂直的直线（空间直

角坐标系）。

三.经典例题：

例题1：在以下的哪些情况中可将物体看成质点（）

A.研究某学生骑车由学校回家的速度

B.对这为学生骑车姿势实行生理学分析

物理高一年级

C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹

D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面

解析：质点是指有质量而不考虑大小和形状的物体。它是我们为了研究问题的方便而

引入的一种理想化模型。能否将物体看为质点，关键看所研究的问题的性质即物体大小和

形状能否忽略。A、C情景中物体大小和形状能忽略，因而可看为质点；B、D情景中所研

究的问题都涉及物体的不同部分，此时的物体就不能再看为质点，否则问题将无法研究。

答案：A、C

例题2：一列火车停靠在站台上，车厢内的人看着窗外另一列火车，感觉到自己乘坐

的火车开动了，可等一会儿却发现自己乘坐的火车还在站台上未动。你有过类似的经历

吗？出现这种现象的原因是什么？

解析：解决该题的关键是抓住乘客感觉动而未动这个事实。事实相同但感觉却不同，

说明乘客前后参考系选择是不同的，要选择不同的参考系加以分析。

答案：原因是起初乘客以窗外另一列开动的火车为参考系，感觉自己在动。当另一列

火车开走后，以窗外其它静止的物体为参考系，才发现自己乘坐的火车并未开动。

例题3：某运动物体在平面内，由点（3,1）出发,

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）。试在图中完成坐标系的建立并画出物

体的运动轨迹。

解析：该物体的运动为平面内的平动，要描述其运

动就要建立直角坐标系。图中以建立，并有原点、标度

和正向。此时，只需再定义两坐标轴的名称和单位，标

上各处标度的大小，即可对运动实行描述。取水平坐标

线为x轴，竖直坐标线为y轴；单位都取为加。根据题

目的描述就可画出物体的运动轨迹。

答案：坐标系的建立及物体运动的轨迹如右图所

示（图中黑线表示物体运动的轨迹）

本节学习的质点等概念是运动学乃至整个力学的

最基本、最重要的概念。一方面，这些概念的使用贯

穿于力学中的各个章节，另一方面还提供了重要的科

学思维方法：解决问题时，首先把实际问题抽象成物

理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求解决

的办法。学习质点的概念时，重在理解体会质点是一

种理想化的模型，是对实际物体的近似，是一种科学抽象，其含义：自然界中任何一种事

物及其运动变化，都是比较复杂的，研究问题，要突出问题的主要方面，忽略次要因素。

在自主学习中，通过对多个实例的讨论分析，逐渐领会这种科学思维方法，学会独立分析,

4

切忌机械记忆。

四.课堂检测：

一、选择题（每小题有一个或多个选项符合题意）

1.甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运

动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况是（）

A,甲向上、乙向下、丙不动B.甲向上、乙向上、丙不动

C.甲向上、乙向上、丙向下D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢

2.下列关于质点的说法中，准确的是（）

A.体积很小的物体都可看成质点

B.质量很小的物体都可看成质点

C.不论物体的质量多大，只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响能够不略

不计，就能够看成质点

D.只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点

3.在下列物体的运动中，可视作质点的物体有（）

A.从北京开往广州的一列火车B.研究转动的汽车轮胎

C.研究绕地球运动时的航天飞机D.表演精彩芭蕾舞的演员

E.参加百米跑竞赛的运动员F.在斜下推力的作用下，沿水平面运动的箱

子

4.关于人造地球通讯卫星的运动，下列说法准确的是（）

A.以地面卫星接收站为参照物，卫星是静止的。

B.以太阳为参照物，卫星是运动的。

C.以地面卫星接收站为参照物，卫星的轨迹是圆周。

D.以太阳为参照物，卫星的轨迹是圆周。

5.判断下列说法准确的是（）

A.质点一定是体积、质量都极小的物体

B.当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，因为火车上各点的运动状态相同，所以

能够将火车视为质点

C.研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面，自行车都不能被视

为质点

D,地球虽大，且有自转和公转，但有时可被视为质点

6..小华、小明和小红三人到上海“金茂大厦”游玩，三人分别乘坐一个观光电梯。当他

们从自己乘的观光电梯向外看时，分别发现如下现象：小华看见小红乘的电梯匀速上升；

小明看到小华的电梯匀速下降；小红看到地面在匀速上升。试分析小华、小明和小红三人

乘的电梯相对于地面是怎样运动的？

五.趣味阅读：

GPS定位原理

咖8高一年级

可能对于人类来说，试图证明他们现在在哪里、将要到哪里去是一个最古老的需要解

决的问题。所以导航和定位对人类的很多活动都是至关重要的。不过其中过程却总是令人

相当费解和纷乱的。

很多年以来各种各样的技术都以前努力简化这个问题，但是好象每一种方案都有其很

多不可避免的缺点。最终，美国国防部决定：美国军队必须拥有更好的、世界范围内的定

位精度。并且他们确实有足足的12亿美金的财力去发展这样一个确实很好的东西。这个

伟大的工程的结果即是世界定位系统（GlobaIPositioningSystem）,从此永远的改变了

导航的历史。也就有了今天的3s技术完善。

世界定位系统（以下简称GPS）是由24颗卫星及他们的地面部分组成的、世界性的无

线导航系统。他采用了人造卫星作为动态已知参考点去计算地面米级精度的点位。而事实

上你能够用GPS比较科学的方法来获得优于厘米级的测量精度。感觉上好象是将地面上每

平方米都赋予卫星上每一个唯一的地址，只要你对号入座就好了。

GPS接收机已经进入了模型集成化的的阶段，所以其使用效益已变的非常可观。同时

也使这样技术能够被每个人利用并获得利益。今天，GPS已经应用到了各个领域，如：汽

车、飞机、轮船、建筑、移动制导、农业甚至有赶超计算机的的趋势。很快GPS将成为人

们生活中最基本的、如同电话样的生活必须品。

六.课后练习：

1.关于参考系的选择，下列说法错误的是（）

A.描述一个物体的运动，参考系能够任意选择

B.选择不同的参考系，同一运动，观察的结果可能不同

C.观察或研究物体的运动，必须选定参考系

D.参考系必须选定地面或与地面连在一起的物体

2.关于质点，下列说法中准确的是（）

A.只要体积小就能够视为质点

B.若物体的大小和形状对于所研究的问题属于无关或次要因素时，可把物体当作质点

C.质点是一个理想化模型，实际上并不存有

D.因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的

3.在有云的夜晚，抬头望月，觉得月亮在云中穿行，这时选择的参考系是（）

A.月亮B.云C.地面D.星

4.研究下列情况中的运动物体，哪些可看作质点（）

A.研究一列火车通过铁桥所需时间

B.研究汽车车轮的点如何运动时的车轮

C.被扔出去的铅球

D.比较两辆汽车运动的快慢

5.相关参照物的说法中，准确的是（）

A.运动的物体不能做参照物

B.只有固定在地面上的物体才能做参照物

C.参照物能够不同，但对于同一个物体，运动的描述必须是相同的

D.要研究某一个物体的运动情况，必须先选定参照物

6.下列各对物体中，能够认为保持相对静止的是（）

6

A.在空中加油的加油机和受油机B.在稻田工作的联合收割机和卡车

C.在平直公路上匀速行驶的各种车辆D.流水和随水漂流的小船

7.在研究下列哪些问题时，能够把物体看成质点（）

A.求在平直马路上行驶的自行车的速度

B.比赛时，运动员分析乒乓球的运动

C.研究地球绕太阳作圆周运动时

D.研究自行车车轮轮缘上某点的运动，把自行车看作质点

8.如图1T所示，因为风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分

别向右和向左飘，两条船运动状态是

A.1船肯定是向左运动的

B.1船肯定是静止的

C.6船肯定是向右运动的

D.8船可能是静止的

9.甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动;

丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况可能是（）

A.甲向下、乙向下、丙向下B.甲向下、乙向下、丙向上

C.甲向上、乙向上、丙向上D.甲向上、乙向上、丙向下

10.两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见路

旁的树木向西运动，如果以大地为参照物，上述观察说明

（）

A.甲车不动，乙车向东运动B.乙车不动，甲车向东运动

C.甲车向西，乙车向东运动D.甲、乙两车以相同的速度向东运动

11.桌面离地面的高度是0.9m,坐标系的原点定在桌面上，向上方向为坐标轴的正方向，

有46两点离地面的距离分别为1.9m和0.4m。那么/、6的坐标分别是（）

A.1m,0.5mB.1.9m,0.4mC.1m,-0.5mD.0.9m,-0.5m

12.第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000m高空飞行时，发现脸旁有一个小东

西，他以为是一只小昆虫，敏捷地把它一把抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。

飞行员能抓到子弹，是因为（）

A.飞行员的反应快B.子弹相对于飞行员是静止的

C.子弹已经飞得没有劲了，快要落在地上了D.飞行员的手有劲

13.“坐在公共汽车车厢内的人看到窗外另一辆靠得很近的汽车向前开动了，此时这人感

到自己的车子在后退，实际上这是错觉，他坐的汽车并没有动”的描述中，所选择的参照

物至少有几个？是哪几个？

1.2时间和位移

一.新课标要求

1、知道时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。

2、理解位移的概念以及它与路程的区别。

3,初步了解矢量和标量。

物理高一年级

二.知识讲析：

1.时刻和时间间隔

时刻：表示某一瞬时，对应一个时间点。在时间轴上用一个点表示。

时间间隔：表示两个时刻间的所隔时间，在时间轴上用一段线段表示。

注意：我们平时所说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上

下文认清它的含义，切不可混淆了两个不同的概念。

2.路程和位移

路程：是指运动物体运动轨迹的长度，它是标量。

位移：位移是描述物体位置变化的物理量。从物体的初位置指向末位置的有向线段叫

位移。位移是矢量，既有大小又有方向，它的大小等于初位置到末位置的直线段的长度，

方向由初位置指向末位置。

注意：位移由物体的初、末位置决定，跟物体运动的路径无关，而路程跟物体运动的

路径相关。只有在直进的直线运动中，位移的大小才等于路程。

3.矢量和标量

矢量：在物理学中，像位移这样既有大小又有方向的物理量叫矢量。矢量的运算遵循

平行四边形定则。

标量：在物理学中，像温度、质量、密度等这些只有大小，没有方向的物理量叫标量。

标量的运算遵循代数加减的法则。

三.经典例题：

［例1］关于时间与时刻，下列说法准确的是（）

A.作息时间表上标出上午8：00开始上课，这里的8：00指的是时间

B.上午第一节课从8：00到8：45,这里指的是时间

C.电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻

D.在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间

解析：时刻是变化中的某一瞬间，时间为两个时刻之间的长短，时刻是一个状态而时

间是一个过程，所以答案应为BC。

答案BC

［例2］质点沿着下图所示的边长为10m的正方形路线，从A点开始逆时针方向运

动，每秒运动5m。问，从开始运动时计时，到下列表中所指三个时刻的三段时间内，质

点运动的路程和位移各多大（填在表中相对应空格中）？在图中画出三个位移矢量图。

运动时间路程大小位移大小

0〜2s末

0〜4s末

0〜8s末

8

C

d

aAb

解析（1）0〜2s末：运动路程10m,位移大小为5j^m,位移矢量由A指向B点（6c

边的中点）。

（2）。〜4s末：运动路程20m,位移大小等于10m,位移矢量由A指向C点（cd

边的中点）。

（3）0〜8s末：运动路程40m,位移大小为零（回到出发点A）

在运动问题中时间、路程为标量，而位移为矢量，计算时注意各自的规律。

[例3]一质点绕半径为R的圆周运动了一圈，则其位移大小为,

3

路程是_______。若质点运动了11周，则其位移大小为___________,路程是_______，运

4

动过程中最大位移是最大路程是。

B

3

解析：如图所小，运动一圈位移是0m,路程为s=2兀R：若运动1—周，则物体末

4

位置在B点，位移大小s=路程为S=2R?+3X2R?=?R?；运动中最大

42

位移为AC=2R,最大路程为s=〃-2派（〃为圈数）

答案：0；2%??；yp2.R；兀R；27?；n■Q.71R

2

四.课堂检测：

一、选择题（每小题有一个或多个选项符合题意）

1.在下面叙述中，哪些指的是时间，哪些指的是时刻？

（1）2003年10月15日上午9时。分50秒，“神舟五号”载人飞船开始点火。历

经21个小时，“神舟五号”载人飞船顺利完成绕行地球14圈的太空之旅。2003年10月

16日凌晨6时23分“神舟五号”载人舱安全着陆。

（2）1997年7月1日零时，中国对香港恢复行使主权。这个刻被永教史册。

物理高一年级

(3)中央电视台的新闻联播节目在19时开播。

2.我国的万里长城，东起山海关，西至嘉峪关，全长6350km,这指的是路程还是位移的

大小？

3.汽车、摩托车的里程表上，记录的是路程还是位移的大小？你出门乘坐出租车是按行

驶的路程付费，还是按位移的大小付费？

4.用刻度尺量出1元硬币的直径，然后令它在课桌上沿直线滚动10圈，试问：

(1)硬币圆心的位移和路程各是多少？

(2)硬币圆周上每一点的位移和路程的大小是否相同？

5.如图所示，物体在时刻h处于“位置”XI，在时刻f2运动到“位置”及。试在图中画

出这段时间内物体的位移Ax,并用坐标表示其大小。

0X]X2x/m

6.全班每人说一句相关时间的话，下面收集了5句，其中关于时刻的是()

A.中央电视台新闻联播节目每天19时开播；

B.刘翔获得雅典奥运会110m栏冠军，成绩是12秒91；

C.足球比赛上下半场各45分钟；

D.各位听众请明天这个时间继续收听长篇评说……；

E.现在是北京时间八点整。

五.趣味阅读：

原子时

随着现代利学技术的发展，利学技术对于时间度量的要求越来越严格，石英钟己远

远不能满足要求

比如：现代电子计算机每秒钟能运算几千万次，甚至几亿次、十几亿次，也就是说，

在几千万分之一、几亿分之一甚至十几亿分之一秒内就要实行一次计算；再比如：针同位

素的半衰期是千万分之三秒：欧姆超子的平均寿命是千万万分之十三秒石关钟虽然能

比较准确地度量时间，但要准确到万分之一或亿分之一是不可能的。这时就需要更精密的

时钟来夺取这万分之一秒、亿分之一秒，那么这样的时钟到哪儿去寻找呢？

利学家们想到了原子在原子的微观世界里，电子和电子是一模一样的，由同种结

构组成的各个原子、各个分子也是完全一样的重要的是分子、原子和其他粒子都在旋转与

振动，而且一个振动着的原子系统和分子系统不会因外界条件的变化而改变它的振动频率

,原子和分子的振动系统是怎么回事呢？我们知道，原子里有原子核和电子等粒子，它们

总是运动着。同一个原子能够因这此粒子运动的情况不同而处于不同的状态。就像小朋友

在楼梯上蹦蹦跳跳，一会儿向上蹦两阶，一会儿又向卜跳一阶，原子每跳上一级，必须吸

收一定频率的电磁波：相反，每跳下一级就要自动向外辐射那一定的电磁波。因为级很严

格，小原子跳级时吸收的电磁波的频率就是固定不变的，吸收不到那个频率的电磁波，它

10

就不会向上跳；向下跳时放出的电磁波的频率也是分毫不差的。要是让小小的原子在那里

跳来跳去，它就会不间断地发出很稳定的电磁波。根据这个原理，利学家造出了原子钟

1967年国际计量大会决定用艳原子钟导出的时间作为时间计量的标准，这就是“原

子时”，它连续走上30万年，误差也只在1秒内。当前己经研制出了精度极大的原子钟

通过全世界的协作，由很多实验室提供的原子钟组成的国际原子时，每天快慢不超出千

万分之一秒，而且能够连续取得。现在原子时己经广泛应用到很多现代利学技术领域里，

比比皆是的艳原子钟，随时能够观测，方便多了。

六.课后练习:

1.以下的计时数据指时间的是（）

A.由北京开往深圳的列车于22时18分从北京站开出

B.期中物理考试时间为1.5h

C.中央电视台每晚的新闻联播节目19时开播

D.一节课45min

2.关于位移和路程，以下说法准确的是（）

A.位移和路程都是描述质点位置变动的物理量

B.物体的位移是直线，而路程是曲线

C.在直线运动中，位移和路程相同

D.只有在质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程

3.在无风的天气中，飞行员实行打靶训练时，对投下的炮弹，下列说法准确的是（）

A.飞机上的观察者看到炮弹的轨迹是曲线

B.地面上的观察者看到炮弹的轨迹是曲线

C.地面上的观察者看到炮弹的轨迹是直线

D.以上说法均不对

4.关于时刻和时间，下列说法准确的是（）

A.时刻表示时间极短，时间表示时间较长B.时刻对应位置，时间对应位移

C.作息时间表上的数字均表示时刻D.Imin只能分成60个时刻

5.一个物体从1点运动到8点，则)

A.物体的位移可能等于物体运动的路程

B.物体的位移可能是正值也可能是负值

C.物体位移的大小总是小于或等于物体运动的路程

D.物体的位移是直线，而路程是曲线

6.如图1-2所示，一物体沿三条不同的路径由｛运动到6,下列关于

它们的位移的大小说法准确的是

（）

A.沿I较大B.沿H较大

C.沿HI较大D.一样大

7.路程和位移的关系准确的是（）

A.运动的物体位移和路程都不可能为零

B.运动的物体在一段时间内位移能够为零，但路程不可能为零

C.运动的物体位移随时间一定越来越大

D.运动的物体路程随时间一定越来越大

8.做直线运动的物体，在夕0时，质点距坐标原点的距离为2m,质点在接下来的3s内

物理高一年级

时，通过的位移是3.0m,接着返回，经过2s位移为-3m,再经过2s位移也为-3m,

在7s末物体的位置坐标是(原运动方向沿坐标系正方向)()

A.-3mB.-1mC.5mD.2m

9.一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后第几秒内位

移最大？

()

A.第IsB.第2sC.第3sD.第4s

10.小球从高2m处竖直向上抛出，上升0.5m后落到地面上停下，规定向上为正，则小

球运动的全过程中通过的路程和位移分别为

()

A.4m,—2mB.3m,—2m

C.—3m,—2mD.—3m,2m

11.关于质点的位移和路程，下列说法中准确的是()

A.位移是矢量，位移的方向即为质点运动的方向B.路程是标量，即位移的大小

C.质点做单向直线运动时，路程等于位移的大小D.位移不会比路程大

12.一支队伍匀速前进，通讯兵从队尾赶到队前并又立即返回.当通讯兵回到队尾时，队

伍已前进了200m.在这个过程中，通讯兵的位移大小是()

A.400mB.100m

C.200mD.300m

13.利用频闪照相机给自由下落的小石块拍照来研究石块的运动情况.已知某频闪照相机

每隔0.1s的时间能够自动拍照一次，且石块刚开始下落的瞬间立即启动照相机，并用

刻度尺量出石块各位置到起点的距离.记录的测量结果如下表所示，试根据实验数据

做出石块运动的位移图象，并根据图象说明石块做什么运动？

时间t/s00.0.20.30.4

1

位移04.20.44.80.

A/cm9191

t(s)0123414.一质点在x轴上运动，各个时刻的位置

x(m)05-4-1-7坐标如下表，则此质点开始运动后：

t/s024681012141618

x/m24688812162024

(1)作出该质点的位移-时间图象；

(2)质点在10s内的位移、路程各为多大?

(3)质点在第7个2s内的位移多大?

1.3运动快慢的描述速度

一.新课标要求

12

1、了解如何描述运动的快慢和方向。

2、知道速度的意义、公式、符号、单位。

3、能区别质点的平均速度和瞬时速度等概念。

4、知道速度和速率的区别。

5、会计算质点的平均速度，理解各种仪表中的速度。

6、知道速度是矢量，平均速度的意义。

二.知识讲析：

1.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，这就是速度，

Ar

通常用字母V代表。如果在时间Af内物体的位移为Ax,它的速度就可表示为：V=—»

速度是描述物体运动快慢和方向的物理量。它是矢量，既有大小又有方向。其大小表示物

体运动的快慢，方向表示物体运动的方向。单位是“米/秒”，符号是m/s。

2.平均速度

一般说来，物体在某段时间间隔内，运动的快慢不一定是时时一样的，所以用丫=空AY

求得的速度，表示的仅仅物体在时间间隔内运动的平均快慢水准，所以称为平均速度。

有时也用；表示。平均速度只能粗略地描述物体运动的快慢。

3.瞬时速度

为了更加精确的描述物体运动的快慢，在描述物体从t到t+A/的时间间隔内的运动

Ar

时，若使非常小，小到趋于零时，此时用v=丝算得的平均速度就是物体在时刻r的

速度，这个速度叫做瞬时速度.

注意：速度的大小叫速率，日常生活中和物理学中说到的“速度”，有时是指速率。

“速度”一词有时指平均速度，有时指瞬时速度，要根据上下文加以判断和区分。在匀速

直线运动中，平均速度和瞬时速度相等。

三.经典例题：

例题1：某地铁的自动扶梯与地面的夹角为53°,地铁车站在地面下60m深处，游

客用50s由地铁车站乘自动扶梯到达地面。则自动扶梯的平均移动速度为多少？

解析：对于本题要求得平均速度，关键是求得游客的位移。这便需要分析游客的运动

过程，建立准确地空间位置关系，从而准确地求得位移，进而求得平均速度。

答案：空间位置关系如右图示，因而游客的位移为

S=60/sin53°=75m,所以自动扶梯的平均速度为

v=S/t=75/50m/s=1.5m/s

物理高一年级

例题2：上海到南京的列车已迎来第五次大提速，速度达到V!=180km/ho为确保安全,

在铁路与公路交叉的道口处需装有自动信号灯。当列车还有一段距离才到达公路道口时，

道口应亮出红灯，警告未越过停车线的汽车迅速制动，已越过停车线的汽车赶快通过。如

果汽车通过道口的速度0=36km/h,停车线距道口栏木的距离so=5m,道口宽度s=26m,

汽车长/=15m(如图示)，把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动。问：列车离道口

的距离L为多少时亮红灯，才能确保己越过停车线的汽车安全驶过道口？

解析：本题不但考查了匀速直线运动的相关知识，还考查了两个运动之间的关系。两

运动之间的等时性是解答本题的关键。同时还要能够据题目的描述，准确地建立两车的运

动图景，从而能够准确地求得所需距离。要通过该题强化运动图景的建立水平的培养。

答案：为确保行车安全，要求列车驶过距离L的时间内，已越过停车线的汽车的车尾

必须能够通过道口，则有：汽

车越过停车线至车尾通过道/:汽车

7：~人停车线

口，汽车的位移S=Z+s+s0=(15

Sou

+5+26)=46m汽车以高速列车

二：栏木

V2=36km/h=10m/s通过这段

位移所需时间t=S/V2=4.6S.I道口

高速列车在这段时间内以

%=180km/h=50m/s的速度行

驶的距离L=iM=230m。因

而，最小距离为230m。

例题3：把纸带的下端固定在重物上，上端用手提着，纸带穿过打点计时器。接通电

源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图所示。

(1)图中所示纸带，哪端与重物相连？说出你的道理。__________________

(2)怎样计算纸带上打A点时重物的瞬时速度？说出你的3••:•

道理。

解析：解决本题的关键是明确打点的过程，由生活实践知道重物的下落为加速过程，

从而得到点的大体分部情况，然后再实行解答。

答案：(1)图中所示纸带，左端与重物相连。因为，物体下落过程中为加速运动，

因而相邻两点间的距离应持续增大，间距大的点应为离重物较远的点。所以重物应与纸带

左端相连。

(2)取与点A相邻的左右两个点，测量两点间的距离s,则VA=S/0.04。因为打A点时重

物的瞬时速度等于与点A相邻的左右两个点间的平均速度。

课堂总结、点评

这节课我们重点学习了速度、瞬时速度、平均速度三个概念，以及三个概念之间的联

系。只有掌握好这三个概念及它们之间的联系，才能更好的描述物体的运动。对于这三个

Ar

物理量的掌握，速度和平均速度从定义式上即可解决。速度的大小为丫=——，方向为物

Ar

14

体运动的方向，也为位移变化Ax的方向。平均速度的大小为视=—,方向沿位移的变化

△t

Ax的方向，对平均速度应明确是哪段位移或哪段时间内的平均速度，时间加选择不同时,

平均速度往往不一样，它是对变速运动的粗略描绘。

本节课的难点是对瞬时速度的理解。它表示物体在某一时刻或通过某一位置时的快慢

水准。对它的理解可参考教材中的阅读材料，对瞬时速度的理解可用“极限”的思想。我

们能够把一段变速运动分割成充足多的小段，使质点在每一小段的运动可视为匀速直线运

动，这样在每一小段中计算出的速度反映了质点在该时刻（或在该位置）的运动快慢和其

运动的方向。在匀速直线运动中，瞬时速度、平均速度和速度相同。

四.课堂检测：

1.测得某短跑运动员在100m竞赛中，5s末的速度为10.4m/s,在10s末到达终点

的速度是10.2m/s,此运动员在这100m中的平均速度为

A.10.4m/sB.10.3m/sC.10.2m/sD.10.0m/s

2.在变速运动中，对瞬时速度大小的理解，准确的是

A.表示物体在某一时刻运动的快慢水准B.表示物体在某段时间内运动的快慢水推

C.表示物体经过某一位置的运动快慢水准D.表示物体经过某段位移的运动快慢水

准

3.一个朝某方向作直线运动的物体，在时间t内的平均速度是u,紧接t/2内的平均

速度是u/2,则物体在这段时间内的平均速度是（）

235

A.vB.—vC.—vD.—v

346

4.大白鲨在水中的速度约为43km/h,某优秀运动员在男子50m自由泳比赛中的成

绩是21.81s,谁的速度快?

5.一辆汽车从你身边经过时的速度是25m/s。“十五”期间将要建成的京沪铁路的

某些路段上，火车的时速将高达330km/h,那个速度是平均速度？那个速度是瞬时速度？

谁运动的快？

五.趣味阅读：

多卜勒效应和雷达测速

你一定有这样的经验，当你站在马路旁边，即使没有去注视路面上车辆的行驶的情况，

单凭耳朵的听觉判断，你能感到一辆汽车正在驶过来，或者离你而去。这里面当然依靠汽

车行驶的声间是渐强还是渐弱，但细细想想，主要还是根据汽车行驶的车轮声或剌叭声调

的变化。原来，车辆驶近时，声音要变尖，也就是说，音调要高些：开过以后，远离的时

候，声音会越来越低。

为什么会这样呢？原来，声音的形成，首先是因为发声体的振动，然后在它周围的空

气中形成了一会疏一会密的声波，传到耳朵里，使耳膜随着它同样地振动起来，人们就听

到了声音。耳膜每秒钟振动的次数多，人就感到音调高；反之，耳膜每秒钟振动的次数少，

咖8高一年级

人就感到音调低。照这样说，声源发出什么声，我们听到的就是什么调。问题的关键在于

汽车在怎样的运动。汽车匀速驶来，轮胎与地面摩擦产生的声波传来时“疏”、“密”、

“疏”、“密”是按一定规律，一定距离排列的，可当汽车向你开来时，它把空气中声波

的“疏”和“密”压得更紧了，“疏”、“密”的问题更近了，人们听到的音调也就高了。

反之，当汽车离你远去时，它把空气中的疏密拉开了，听到的声音频率就小了，音调也就

低了。汽车的速度越高，音调的变化也越大。在科学上，我们把这种听到音调与发声体音

调不同的现象，称为“多卜勒效应”。有趣的是，雷达测速计也正是根据多卜勒效应的原

理研制出来的。

我们知道，小汽车能够开得很快，不过为了保证安全，在某些路段上，交通警察要

对车速实行限制。那么，在汽车快速行进时，交通警察是怎样知道它们行驶的速度呢？最

常用的测速仪器叫雷达测速计，它的外形很象一支大型信号枪，它也有枪筒，手柄、板机

等部件，在枪的后面有一排数码管。把枪口对准行驶的车辆，一扣板机，一束微波就射向

行驶中的车辆。微波是波长很短的无线电波，微波的方向性很好，速度等于光速。微波遇

到车辆立即被反射回来，再被雷达测速计接收。这样一来一回，不过几十万分之一秒的时

间，数码管上就会显示出所测车辆的车速。

它所依据的原理依然是“多卜勒效应”。雷达测速计发出一个频率为1000兆赫的脉冲

微波，如果微波射在静止不动的车辆上，被反射回来，它的反射波频率不会改变，仍然是

1000兆赫。反之，如果车辆在行驶，而且速度很快，那么，根据多卜勒效应，反射波频率

与发射波的频率就不相同。通过对这种微波频率微细变化的精确测定，求出频率的差异，

通过电脑就能够换算出汽车的速度了。当然，这个切都是自动实行的。雷达测速计的测速

范围大约在每小时24公里到199公里之间，测速范围比较大，精确度也相当高，车速在

每小时100公里时，误差不会超过1公里/小时。

测速雷达朝向公路，能够测量车速，如果指向天空，就能够测云层的高度，测云层的

速度。当然，要测几十公里外，甚至上百公里外的飞机，也是这个原理，只不过要向它扫

描的空间连续发射微波束，这些微波束遇到飞机再反射回来，已经极其微弱了，要想把它

接收到，分辨清并计算出来，就很困难了，这就需要一个庞大的灵敏的雷达。

六.课后练习：

1.一个做直线运动的物体，在t=5s内速度从vo=12m/s增加到vi=18m/s,位移是s=70m.

这个物体5s内的平均速度是（）

A.14m/sB.15m/sC.6m/sD.无法确定

2.物体由A沿直线运动到B,在前一半时间内是速眼的匀速运动，在月7半时间内是

速度出的匀速运动.则雌在这段时间内的平跳凝为（）

A.2B.彩C.匕+匕D.%+匕

3.一个物体做变速直线运动，通一半路程的速度即■圾一半路程的速骚号,，则全程的

（域啜（）B匕+%cv,+v2Dv,v2

4.关于平均速度的说法准确的是（）

A.平均速度是各个瞬时速度的平均值

B.平均速度是最大速度和最小速度的平均值

16

C.平均速度是初速度和末速度的平均值

D.某段位移上的平均速度是这段位移跟通过这段位移所用时间的比值

5.关于瞬时速度的说法错误的是（）

A.瞬时速度是指质点在某一位置时的速度

B.瞬时速度是指质点在某一时刻时的速度

C.瞬时速度是指质点刚开始运动时的速度

D.质点在某一位置的瞬时速度是指质点在该位置附近极短时间内的平均速度

6.一个运动员在百米赛跑中，测得他在50m处的即时速度是6m/s,16s末到终点时的即时

速度为7.5m/s,则全程内的平均速度的大小为（）

A.6m/sB.6.25m/sC.6.75m/sD.7.5m/s

7.一辆车在光滑水平轨道上以4m/s的速度匀速运动3s,接着又以6m/s的速度匀速运动了

3s,小车在6s内的平均速率为（）

A.4m/sB.5m/sC.5.5m/sD.6m/s

8.榴弹炮击发后，炮弹在膛内的位移是1.8巾，经0.04s飞离炮口.炮弹在膛内的平均速度

为，炮弹离开炮口时的速度是指的速度.

9.某物体沿直线前进，在第1个10s内的位移是50m,第2个10s内的位移是45m.那么此

物体在第一个10s内的平均速度大小为，第2个10s内平均速度大小

为，整个20s内平均速度大小为.

10.物体沿直线向前运动，第1秒内的位移为5m,第2秒内的平均速度为10m/s,从第3

秒起物体做速度为15m/s的匀速运动.则头5s内物体的平均速度为多少？

11.物体沿直线由A运动到B,且知在A与B点的即时速度和AB间的平均速度均为10km/h,

A与B间距离是20km.由此，某同学得到如下结论，其中准确的是（）

A.在A点、B点和AB间，物体运动的快慢水准是相同的

B.物体在经过A点和B点时，每小时的位移是10km

C.因为此物体由A到B需2h,故物体一定做的是匀速运动

D.物体不一定是做匀速运动

12.一辆汽车以速度v,通过前三分之一路程，以速度vz=50km/h通过其余路程，且整个过

程中的平均速度U=37.5km/h.那么，汽车在头三分之一路程中的速度大小打为多少？

1.4实验：用打点计时器测速度

一.新课标要求

1、了解两种打点计时器的结构和工作原理。

2、会安装并使用打点计时器。

物理高一年级

3、理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。

4、明确速度一时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度一时

间图象。

二.知识讲析：

1.电磁打点计时器

(1)实验仪器(如下图所示)

(2)实验原理

J0203型电磁打点计时器为磁电式结构，其构造如上图。当线圈通以50Hz的交流电

时，线圈产生的交变磁场使振动片(由弹簧钢制成)磁化，振动片的一端位于永久磁铁的

磁场中。因为振动片的磁极随着电流方向的改变而持续变化