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文档简介

人教版高中物理必修第一册全册教学课件序言

物理学:

物质及其运动规律的科学人类自古以来就对自然界充满好奇。日出日落、辰宿列张、春华秋实、寒来暑往,大自然的各种神奇现象让人们惊叹不已,强烈渴望弄清其背后的规律和联系。这种好奇心和人类提高生产力水平的需求,构成了自然科学发展最主要的两个动力。在它们的驱使下,人类对自然规律进行着不懈的探索。物理学是这些探索过程中结出的最重要的果实之一。洞天察地,万物之理——物理学概述早在2000多年前的古希腊时期,亚里士多德、阿基米德等一批科学家就开始了对物理现象和规律的探索,并发现了杠杆原理、浮力定律等规律。这是物理学的萌芽时期。16~17世纪,伽利略和牛顿等人在前人工作的基础上创立了系统性的力学理论,建立了实验观测和理论分析计算相结合的现代研究方式。1687年,牛顿出版了他的名著《自然哲学的数学原理》。这标志着现代意义的物理学正式诞生。经过四个世纪的发展,物理学已经成为一门分支众多、深刻影响当代科学技术发展乃至人类社会文明进步的基础学科。亚里士多德(Aristotle公元前384~前322)古代先哲,古希腊人,世界古代史上伟大的哲学家、科学家和教育家之一,堪称希腊哲学的集大成者。他是柏拉图的学生,亚历山大的老师。古希腊百科全书式的学者和思想家,西方古典政治学的创始人。阿基米德(公元前287年—公元前212年)古希腊哲学家、数学家、物理学家。后成为数学家与力学家的伟大学者,并享有“力学之父”的美称。阿基米德流传于世的数学著作有10余种,多为希望文手稿。伽利略(1564-1642)意大利伟大的物理学家和天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。牛顿(1643-1727)英国科学家,发现了万有引力,提出并验证了“牛顿三定律”,最早提出了发射人造卫星的设想。举世闻名的巨著《自然哲学的数学原理》是近代科学上的里程碑。创立了力学理论,是经典力学的奠基人,被誉为力学之父,是世界上对人类文明作出划时代贡献的科学家之一。牛顿《自然哲学的数学原理》第一版的复印件,这部著作被誉为科学史上最重要的著作之一阿尔伯特·爱因斯坦(1879—1955),出生于德国符腾堡王国乌尔姆市,1905年,爱因斯坦获苏黎世大学物理学博士学位,并提出光子假设、成功解释了光电效应,因此获得1921年诺贝尔物理奖。爱因斯坦于1905年创立狭义相对论,1915年创立广义相对论。爱因斯坦的理论为核能的开发奠定了理论基础,为帮助对抗纳粹,1939年他在利奥·西拉德的协助下曾致信美国总统富兰克林·罗斯福、直接促成了曼哈顿计划的启动,而二战后他积极倡导和平、反对使用核武器,并签署了《罗素—爱因斯坦宣言》。爱因斯坦开创了现代科学技术新纪元,被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。

远到宇宙深处,近至咫尺之间,面对广袤苍穹之浩瀚、基本粒子之精微,物理学定量地研究物质的存在形式、基本性质以及运动和转化规律。物理学不仅要探索物质的深层次结构,还要在不同层次上认识物质的组成部分及其相互作用。因此,说物理学是关于“万物之理”的学问并不为过。物理学是一门实验科学,也是一门崇尚理性、遵循逻辑推理的理论科学。由于物质世界纷繁复杂,有限的实验和观察难以完全揭示其背后的本质规律和内在联系。因此,在依赖先进的科学装置的同时,物理学的发展也必须借助于强有力的数学工具和大型计算技术,以及深刻的洞察力和丰富的想象力。观察现象,揭示本质——物理学研究的特点物质世界的空间尺度物理学通过定量的实验和严谨的逻辑分析,不断地揭示出自然界的客观规律和各种现象的内在联系。其中有的和直觉吻合,也有很多与直觉不尽相同,需要通过严密的实验和思考,才能透过表象看到本质。这些成果极大地丰富了人类对物质世界的认识,也展现了人类理性思维的巨大威力。这可以从物理学发展中的几个典型例子看出。古人曾凭直觉认为,地球是宇宙的中心。16~17世纪,哥白尼、第谷和开普勒等人通过详尽地观测和分析,逐渐认识到地球和其他行星都在绕着太阳运动,并找到了这些运动的规律。最终,依据这些观测和分析,牛顿发现了万有引力定律,揭示了这些运动规律的根源。伽利略和牛顿还认识到物体即便在不受力的情况下也会一直运动下去,这也与通常的直觉相反。这种对内在规律深刻的认识,靠的是精确的实验和严密的逻辑分析,二者缺一不可。19世纪初,人们已经知道电流能产生磁场,于是很自然地问:电能生磁,那么磁应该也能生电吧?英国科学家法拉第对此进行了大量实验。一开始,他从直觉出发,认为既然稳定的电流能产生磁场,那么稳定的磁场也应该能产生电场,但是实验都失败了。后来他偶然发现,变化的磁场才能产生电场,这就是著名的电磁感应定律。总的来说,磁能生电的规律是符合直觉的,但其产生方式却和最初的直觉很不相同。可见,客观规律是否与直觉一致,是不能一概而论的,需要针对具体情况通过认真地研究才能搞清楚。一代代物理学家们在探究客观世界的过程中发展了很多行之有效的研究方法。在物理学习中,我们不但要掌握具体的知识,而且要学习和体会这些科学方法,并努力运用它们解决各种实际问题。学以致知,客观理性——物理学背后的科学精神首先是学以致知的探索精神。前面说过,人类对自然界的好奇心是科学发展最重要的动力之一。人们在它的驱使下研究很多问题,其中,有的能直接转化成技术,服务于实际应用,但是也有很多是当时看不到直接用途的。比如伽利略研究的力和运动的问题、牛顿发现的万有引力定律,当时都属于无用之学。正是这些看似没有用的、以求知为目的的探索,使人们获得了对自然规律完整深入的认识。其次是实事求是的客观精神。物理学的目的是求真,客观事实是判断对错的标准,对就是对,错就是错。猜想和论断必须能经受得住实验的检验和逻辑的推敲。19世纪末20世纪初,当人们发现权威的牛顿学说不适用于微观和高速情况时,便认真地对其进行修正;1936年,大名鼎鼎的爱因斯坦向杂志投出一篇论文,审稿人和编辑发现论文有错,便毫不犹豫地指出并拒稿。这些都是物理学史上实事求是、务实求真的佳话。还有就是理性分析的精神。物理学强调数学计算和逻辑分析,环环相扣,有原因才有结果。不合乎逻辑的地方必然意味着有问题,必须搞清楚。物理学的殿堂中,没有诡辩者的位置。需要指出的是,科学精神不仅对科学研究很重要,而且在社会生产、日常生活的各方面都是有价值的。现代社会分工精细、节奏紧凑,很多时候“失之毫厘,差之千里”。这就要求我们在工作和生活中要做到实事求是、严谨认真并且讲求逻辑,敬畏和尊重客观规律,从而提高效率、减少失误。另外,秉承实事求是和讲求逻辑的精神,还会使我们在碰到问题的时候,面对现实、认真分析,根据实际作出判断与选择,不盲从、不走极端。揭示自然,造福人类——物理学的应用物理学的发展,推动了工业、农业和信息技术等方面的进步,引发了一次次的产业革命,改变了人类的生产和生活方式。技术的进步又为物理学的研究提供了更为强大的手段,并引发人们对物理问题进行更深入地思考,从而反过来促进物理学的发展。第一辆蒸汽机车(模型)创立于17世纪的牛顿力学,被广泛地应用于工程技术,大大推动了社会发展。18~19世纪,工程上对蒸汽机等热机的改进需求,又迫使人们对热的问题进行深入研究,引发了热力学的巨大进步。19〜20世纪初,电磁学的发展,直接导致发电机和无线电通信的诞生,使电能被广泛利用。电走进了千家万户,世界被电灯点亮,电话和电报把各地的人们连接起来,人类从此进入了电气时代。进入20世纪以后,物理学的研究范围更加广阔。人们掌握了微观世界的规律,这更为有力地推动了技术的进步和社会的变革。对原子核的认识,使人们掌握了核能,建造了核电站并发展了治疗肿瘤的放疗等技术;对固体中电子运动的研究,引发了半导体工业的诞生,导致了晶体管、集成电路和大容量电子存储技术的发明,从而使人们可以制造高性能电子计算机;对原子、分子物理和光学的深入研究,引发了原子钟、激光和光纤通信等技术的诞生。原子钟是卫星定位系统的核心,激光被广泛用于工业、通信、医疗和国防,而遍布全球的光纤网是互联网的物理载体,它把全世界连在一起。毫不夸张地说,20世纪是物理学的世纪,人们每时每刻都在享受物理学发展带来的果实,今天世界的整个面貌,都和物理学的巨大进步密不可分。半导体芯片20世纪技术的迅猛发展,也大大推动了物理学的研究。利用现代工业手段,人们制造了巨大的望远镜和粒子加速器等设备,从而把研究的目光投向更深邃的宇宙和更微小的粒子;利用大型计算机,人们可以完成更为复杂和准确的计算并处理海量的实验数据;在现代交通工具和信息技术的帮助下,学术交流变得更加便捷、高效。粒子加速器前景广阔,充满挑战——物理学的未来19世纪下半叶,以力学、热学和电磁学为主要内容的经典物理学,几乎能解释当时已知的所有物理现象。因此,当20世纪第一个春天来临之际,英国物理学家、被授予“开尔文勋爵”的J.J.汤姆孙在“新春献词”的演说中,踌躇满志地宣告:“科学大厦已经基本建成……后辈物理学家只需做一些零碎的修补工作就行了。”但话音刚落,他的预言就被一个接一个的重大发现所打破。从下表中可以看出,在20世纪,物理学捷报频传,重大发现此伏彼起,从来没有停止过。那么,21世纪还会有重要的发现吗?著名法国物理学家、诺贝尔奖得主德布罗意在《物理学的未来》一文中说:“我们的知识越是发展,自然就越是以其多种表现证明它拥有无尽的财富,甚至在很先进的科学领域,如物理学,我们也没有理由认为我们已经‘耗尽’了自然财富,或者认为我们已经接近完整地掌握了自然界的全部财富。”普朗克居里夫人爱因斯坦杨振宁李政道丁肇中同学们,通过这节课的学习,你有什么收获呢?谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心,让家长放心.孩子安心。第一章运动的描述

1.1质点参考系

鸟在飞翔火箭飞向太空乌龟在跑在我们周围可以看到各种各样的运动地球在转动物体的空间位置随时间的变化,叫作机械运动它是自然界最简单最基本的运动形式。在物理学中,研究物体做机械运动的分支叫作力学生活中随处可见的运动,如玩耍的孩童、行驶的汽车、翱翔的雄鹰……如何描述它的运动呢?问题:该如何描述物体的运动呢?雄鹰在空中翱翔身体向前运动、翅膀上下运动;足球在绿茵场上滚动时,它在向前运动同时还在转动;准确描述之难怎样描述物体的运动?

任何物体都有一定的大小和形状,物体各部分的运动情况一般说来并不一样。困难和麻烦在哪里?我们有时候关注物体各部分的运动,有时关注物体的整体运动因此如何描述物体的运动要看我们关注的问题是什么!雄鹰在空中飞翔它的身体的形状也就不用在意了只研究雄鹰从哪里移动到哪里可以忽略雄鹰的大小,将其视为“点”在运动人类居住的地球在绕太阳公转,同时又在自转。因此,地球的各部分离太阳的远近在不断变化。如果考虑到地球到太阳的距离长达1.5×108km,而地球的直径只有1.3×104km,还不到它与太阳距离的万分之一。若只研究地球公转的时候?可以忽略地球的大小和形状,而把它视为“点”。

当物体的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计时,可看成质点。火车以某速度从北京驶向上海,研究火车在两城市之间运行时间长短我们是否要考虑飞机本身大小?车轮的转动,我们考虑吗?忽略某些次要因素------形状、大小、体积只关心主要的因素------位置、质量质点:在某些情况下,确实可以忽略物体的大小和形状,把它简化为一个具有质量的点,这样的点叫作质点。特点:A、它没有大小和形状。B、它具有物体的全部的质量。C、它是一种理想化的模型。几点说明:1、物理各点的运动情况相同(平动)时,可以看作质点,一般研究物体的转动时不能把物体看作质点。2、物体有转动,但物体的转动不是我们所研究的主要问题时,物体的本身大小和形状已变成了次要因素,物体可以看作质点。3、物体能否看作质点,取决于它的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略不计,而跟物体自身体积的大小,质量的多少和运动速度的大小无关。思考与讨论质点和几何中的点有什么异同?相同点:都是没有形状和大小的点。不同点:质点是实际物体的抽象,它具有一定的物理内涵,不仅具有物体的全部质量,而且是一相对的物理概念;几何中的点没有质量,仅表示位置,而且应该绝对的小。质点小结质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型。质点是一个理想化物理模型,是实际物体的一种近似。它抓住了事物的主要因素,忽略了次要因素,是对客观复杂事物近似的理性的反映。一个物体能否看成质点,是由所研究问题决定的,同一物体,研究问题不同,有时可以看成质点,有时不能看成质点。用来代替物体的有质量的点。参考点

要描述物体的运动,通常要先判断它是运动的还是静止的;如果物体是运动的,再根据需要来说明它是怎样运动的。你没动我动了吗?真快!所以物体是运动的还是静止的,不好说。为什么人们的看法会不一样呢?自然界的一切物体都处于永恒的运动中,绝对静止的物体是不存在的。就此意义而言,我们说运动是绝对的。但是,描述某个物体的位置随时间的变化,却又总是相对于其他物体而言的。这便是运动的相对性。可见,要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化,以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。在描述一个物体的运动时,参考系可以任意选择。但是,选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结果会有所不同。参考系选取得当,会使问题的研究变得简洁、方便。当然,凡是提到运动,都应该弄清楚是相对于哪个参考系而言的。通常情况下,在讨论地面上物体的运动时,都以地面为参考系。当堂练习下列关于质点的说法中,正确的是(

)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,只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时,就可以看成质点

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C诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是()A.船和山

B.山和船C.地面和山D.河岸和流水A观察图中的烟和小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正确的是()A.甲、乙两车一定向左运动B.甲、乙两车一定向右运动C.甲车可能运动,乙车向右运动D.甲车可能静止,乙车向左运动D【解析】图中房子相对地面是静止的,由烟囱冒出的烟向左飘,可知此时风向向左(相对于地球而言)。甲车上的旗子也向左,则有三种可能情况:一是甲车不动,风把小旗向左刮;二是甲车向右运动,风相对甲向左,风把小旗向左刮;三是甲车向左运动但小于风速,因此风仍能把小旗向左刮。对于乙车,则只有乙车向左运动并大于风速,此时风把小旗向右刮。故选项D正确。下列情形中的物体可以看作质点的(

)A、放学后同学们狂蹦到食堂,手是如何放的B、一枚硬币用力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上C、校运动会上小明在5000米长跑中D、花样滑冰运动员在比赛中E、研究绕地球飞行时航天飞机的轨道F、研究飞行中的直升机上的螺旋桨的转动情况G、计算从北京开往汕头的一列火车的运行时间H、计算火车通过路口所用的时间CEG课堂小结机械运动:物体的空间位置随时间变化叫做机械运动。一、物体和质点质点:忽略物体的大小和形状,把它简化为一个具有质量的点。作用:方便描述物体的运动,即用来代替物体的有质量的点。理想化模型:

在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法。物体看成质点的条件:当所研究的问题与物体本身的形状大小无关时,可以将物体简化成质点。二、参考系:运动是绝对的,静止是相对的。描述物体运动时,用来作为参考(假定为不动)的物体。1、原则上参考系可以任意选取。但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取。2、一般研究地面上运动的物体时选取地面为参考系。同学们,通过这节课的学习,你有什么收获呢?谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心,让家长放心.孩子安心。第一章运动的描述

1.2时间位移新课导入要讨论物体位置随时间的变化,就要涉及位置、时间等概念,如果要准确地描述一辆行驶在北京长安街上的汽车所处的位置,你认为应该采用什么方法?你对时间是怎样认识的?时刻和时间间隔要描述物体位置随时间的变化,首先要清楚“时间”一词的含义。说到时间,不能不说时刻和时间间隔。时刻和时间间隔既有联系又有区别。上午8时上课、8时45分下课,这里的“8时”“8时45分”是指这节课开始和结束的时刻,而这两个时刻之间的45min,则是这两个时刻之间的时间间隔。时刻和时间间隔1.时刻:钟表指示的一个读数对应着某一瞬间,也就是时刻。时间的单位:时、分、秒,即h、min、s2.时间间隔:是指两个时刻之间的间隔。时间的计算:末时刻减初时刻,△t=t2-t1第4秒初第4秒末(4秒内)第4秒(第4秒内)前4秒练一练在时间数轴中找出第1秒末、第3秒初、第3秒末、第1秒、前2秒、第3秒t/s235140第1秒末第3秒初第3秒末第1秒前2秒第3秒时刻和时间的区别注意:①关于时间的测量,生活中一般用各种钟表来计时,在实验室里和运动场上常用停表计时。②关键字词的使用:如初、末、时一般表示时刻;如第、内、用、经过、历时一般表示时间间隔。意义时间轴上表示对应运动描述量物理语言描述举例时刻一瞬间点位置第6s末时间间隔一段时间线段位移前6s内位置与位移1、为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上

建立适当的坐标系。若想说明地面上某人所处的位置,可采用平面直角坐标系来描述。①二维坐标(直角坐标):经纬网如果物体做直线运动,可以用一维坐标系来描述。②一维坐标(直线坐标):小车运动到A点时,此时它的位置坐标:小车运动到B点时,此时它的位置坐标:

物体做直线运动时,通常选取这条直线为x轴,在x轴上任选一点作为原点,规定好坐标轴的正方向和单位长度,物体的位置就可以用它的位置坐标来描述。物体做直线运动时,通常选取这条直线为x轴,在x轴上任选一点作为原点,规定好坐标轴的正方向和单位长度,物体的位置就可以用它的位置坐标来描述。例如,我们要确定一辆行驶在北京长安街上汽车的位置,可以沿东西方向建立一维坐标系,x轴的正方向指东,选取路上的某交通岗亭作为坐标原点O,汽车的位置就可以用它的坐标准确地描述出来。如果汽车的坐标是30m,表示它在岗亭以东30m处;如果汽车的坐标是-20m,表示它在岗亭以西20m处。物体位置的表示如图,某人从北京去重庆,可以选择不同的交通方式。既可以乘火车,也可以乘飞机,还可以先乘火车到武汉,然后乘轮船沿长江而上。图中的几种情况表明,旅行者所经过的线路不同。我们在初中已经知道,路程是物体运动轨迹的长度,说明这个人旅行的路程也不同。但是,就位置的变动来说,无论使用什么交通工具、走过了怎样不同的路径,他总是从北京到达了西南方向、直线距离约1300km的重庆,即位置的变化是相同的。从图中可以看出,由初位置指向末位置的有向线段能准确地描述旅行者位置的变化。只要物体的初、末位置确定,这个有向线段就是确定的,它不因路径的不同而改变。物理学中用位移来描述物体位置的变化,并用l表示。从初位置到末位置的有向线段表示位移在物理学中,像位移这样的物理量叫作矢量,它既有大小又有方向;像温度、路程这样的物理量叫作标量,它们只有大小,没有方向。2.位移1.路程:物体运动轨迹的长度。(2)物理意义:表示物体位置的变化(3)大小:线段的长度(4)方向:初位置→末位置符号:△

x,单位:m(1)定义:质点由初位置指向末位置的有向线段。

路程和位移的不同路程位移物理意义描述的是物体的实际运动轨迹描述的是物体的位置变化大小的确定方法实际轨迹长度由初位置指向末位置的有向线段的长度大小的决定因素与实际路径有关只与初末位置有关,与路径无关方向性没有方向,只有大小有方向有大小大小关系只有当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程直线运动的位移前面学习了用一维坐标系描述物体的位置,那么,在一维坐标系中位移应该如何表示呢?如图,做直线运动的物体,它的初位置为x1,末位置为x2,则物体的位移应该是由x1指向x2的红色有向线段,其大小等于末位置与初位置坐标之差x2

-x1。位置坐标的变化量表示位移由于常用Δx表示坐标之差,所以在研究直线运动时,常用Δx表示位移,记为Δx=x2

-x1若两坐标之差为正,则位移的方向指向x轴的正方向;若两坐标之差为负,则位移的方向指向x轴的负方向。思考与讨论

某物体从A点出发运动到达B点,坐标xA为5m,xB为2m,物体的位移大小等于多少?方向如何?0xBxAx/m△x解:△x=xB-xA=2m-5m末位置坐标减初初位置坐标=-3m负号表示位移方向与正方向相反。位移—时间图像

物体在每一时刻的位置或每一时间间隔的位移可以用图象直观地表示。

在直角坐标第中选时刻t为横轴,选位置x为纵轴,其上的图线就是位置-时间图象,通过它能直观地看了物体在任意时刻的位置。如果将物体运动的初始位置选作位置坐标原点O,则位置与位移大小相等(x=Δx),位置-时间图像就成为位移-时间图像,以称x-t图像。从x-t图像可以直观地看出物体在不同时间内的位移。x-t图像物理意义:描述物体位移随时间的变化关系1、图线上任意一点的横纵坐标表示物体在某一时刻及所处的位置。2、图线上起点的横纵坐标表示物体开始运动的时刻及位置。3、x-t图像表示的是位移随时间变化的情况不是运动的轨迹。t/sX/mOt1t2t3t4x1x2x3x4ABCD直线表示的是:物体做匀速直线运动t/sX/mO平行于t轴的直线表示的是:物体静止0t/sx/mabct1X1两图象的交点代表两物体相遇b.图线水平代表物体静止a.图线向上走代表物体向正方向运动c.图线向下走代表物体向负方向运动。图象的特点:直观、简洁注意:图象不是物体的轨迹,而是关系图线位移和时间的测量生活中,人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置,从而推断出它在一段时间内的位移。例如,可以用照相的方法记录物体的位置,用钟表记录物体运动的时刻,也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置。学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。电磁打点计时器(常用)电火花计时器电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器,工作电压为4~6V,能够按照相同的时间间隔,在纸带上连续打点。当电源频率是50Hz时,每隔0.02s打一次点。如果把纸带和运动的物体连在一起,纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移大小。由这些点的位置,我们可以了解物体运动的情况。电磁打点计时器接4-6V交流电电磁打点计时器电火花计时器电源性质6V以下交流电源220V交流电源打点频率打点时间间隔0.02s,频率50hz打点时间间隔0.02s,频率50hz打点方式振针通过复写纸在纸带上打点电火花放电使墨粉在纸带上成点阻力来源纸带与限位孔、限位盘的摩擦;振针与纸带打点接触时的摩擦纸带与限位孔、限位盘的摩擦电火花计时器比电磁打点计时器更精确实验练习使用打点计时器1.了解打点计时器的构造,然后把它固定好。2.安装纸带。3.启动电源,用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点。随后关闭电源。4.取下纸带,从能够看清的某个点开始(起始点),往后数出若干个点。例如数出n个点,算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。5.用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。测量之前,自己先设计一个表格,用来记录时间及位移。使用电火花打点计时器判断物体的运动规律通过研究纸带,间接的反映物体运动情况:1.打出的点越密,则运动越慢;2.若打出的点间距相等,则物体做匀速直线运动。常见的困难现象原因调节的方法打点不清晰1、振针过高2、电压过低,振幅太小3、复写纸用得太久1、把振针适当调低2、调高电压3、换新的复写纸打的不是点,是短线1、振针过低2、所加电压太高,使振幅过大1、把振针适当调高一些2、适当调低电压打双点振针松动把振针固定好科学漫步全球导航卫星系统全球导航卫星系统(GNSS)是目前广泛应用的新一代导航定位系统,利用近地空间的卫星为各类用户提供可靠和高精度的定位、导航和授时服务。全球导航卫星系统一般分为空间部分、地面测控部分和用户三大部分。空间部分即导航卫星系统,一般由数十颗卫星组成,每颗卫星可以发送导航卫星信号,编织成细密的网络,使得地球上任意地点任意时刻都能观测到4颗以上的导航卫星。地面测控部分则负责操控系统和向卫星注入导航电文等。用户通过接收机能够接收导航卫星发送的信号,并精准地进行定位、授时和测速。全球导航卫星系统能够在全球范围内实时、全天候和全天时地提供服务,也就是说不受地域和天气影响,全球任何时刻都能得到持续可靠的定位服务。因此,从身边的车载导航、手机定位,到机场调度、海事救援和地质测绘等,都有广泛的应用。感兴趣的同学可以上网查一查全球导航卫星系统在有关方面的具体应用。常用的全球导航卫星系统有美国的全球定位系统(GPS)、我国的北斗系统(COMPASS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)和欧盟的伽利略系统(GALILEO)。2012年我国的北斗系统开始为亚太地区提供定位、导航和授时服务,2020年该系统将实现在全球范围内提供服务。全球导航卫星系统(示意图)当堂练习关于时刻和时间,下列说法中正确的是()A.时刻表示时间较短,时间表示时间较长

B.上午8点上课,8点是我们上课的时间

C.作息时间表上的数字表示时刻

D.1min内有60个时刻C(多选)关于位移和路程,下列说法中正确的是()A.在某一段时间内质点运动的位移为零,该质点不一定是静止的B.在某一段时间内质点运动的路程为零,该质点一定是静止的C.在直线运动中,质点位移的大小一定等于其路程D.在曲线运动中,质点位移的大小一定小于其路程ABD同学们,通过这节课的学习,你有什么收获呢?谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心,让家长放心.孩子安心。第一章运动的描述

1.3位置变化快慢的描述——速度新课导入生活和科学研究中经常需要知道物体运动的快慢和方向,你还记得初中是怎样描述物体运动快慢的吗?运动员在比赛中的不同时段,运动的快慢一样吗?

不一样的,比赛时一般都会经历,起跑、加速、匀速、冲刺、最后减速停下来。速度不同的运动,位置变化的快慢往往不同,也就是说,运动的快慢不同。我们已经用位移来表示位置的变化,那么,怎样比较物体运动的快慢呢?物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢,这就是速度。速度通常用字母v表示,如果在时间Δt内物体的位移是Δx,它的速度就可以表示为在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号是m/s或m·s-1。常用的单位还有千米每时(km/h或km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等。速度是矢量,它既有大小,又有方向。速度的方向(物体运动的方向)和位移的方向相同。速度的方向是由什么决定?物理意义:速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小;速度的方向是物体运动的方向。

V的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定,正号表示与规定的正方向相同,负号表示与规定的正方向相反,反映物体运动的方向。x/km010203040-30-20-10Δx1ABCΔx2速度方向的理解平均速度和瞬时速度平均速度

物理意义定义式粗略地描述了物体运动快慢程度平均速度大,物体运动快,反之慢。v=——ΔtΔx_单位m/s一辆自行车在第一个5s内的位移为10m,第二个5s内的位移为15m,第三个5s内的位移为12m,请分别求出它在每个5s内的平均速度以及这15s内的平均速度?v1=2m/s;v2=3m/s;v3=2.4m/s;v=2.47m/s计算物体的平均速度时要注意哪些问题?说明:平均速度只是对运动物体在某一段时间内(或某一段位移内)而言的,对同一运动物体,在不同的过程,它的平均速度可能是不同的,因此,平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的.关于平均速度的几点理解1.平均速度表示了物体(质点)位置改变的大致状况2.平均速度是矢量,即既有大小又有方向其方向与位移方向相同3.平均速度是从整体上来研究物体的运动情况的,平均速度不考虑运动过程的细节问题,只考虑初末位置及整个过程的运动时间问题。

瞬时速度的定义:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,

叫做瞬时速度。物理意义:精确地描述物体运动的快慢。方向:这一时刻物体运动(位移)的方向。公式:瞬时速度是矢量大小:叫速率汽车的速度计显示的是速率。匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动。在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等。关于瞬时速度的几点理解1.瞬时速度是精确地描述物体运动快慢的物理量2.瞬时速度是矢量,其方向即为物体运动方向3.可以用一个较短时间内的平均速度来替代瞬时速度4.瞬时速度的大小称之为速率1.速率:(1)定义:瞬时速度的大小(2)是_____量(3)汽车的速度计显示的是_____2.常说的“速度”,可能指:“平均速度”、“瞬时速度”或“速率”速率标汽车速度计小结平均速度平均速率一般不等于平均速度的大小1.意义:粗略地描述物体运动的快慢。2.定义:物体运动的位移与时间的比值。3.定义式:4.单位:米每秒(m/s)5.方向:与位移的方向相同。6.平均速率:路程与时间的比值。瞬时速度(v)瞬时速率等于瞬时速度的大小1.意义:精确地描述物体运动的快慢。2.定义:极短时间内的位移与时间的比值。3.定义式:(Δt很小)4.单位:米每秒(m/s)5.方向:与物体运动的方向相同。6.瞬时速率:极短时间内路程与时间的比值。测量纸带的平均速度和瞬时速度测量平均速度我们知道,用手拉通过打点计时器的纸带时,纸带运动确定时间内的位移就被记录下来,据此可以计算纸带运动的速度。

如图是打点计时器打出的一条纸带示意图。若想计算实验时运动纸带在D、G两点的平均速度v,只需测出D、G间的位移△x和所用时间△t,就可以算出平均速度:计算每隔0.1s的平均速度纸带示意图请根据上述方法,计算上节实验中运动的纸带某些点间的平均速度。用直尺量打点计时器每0.02s打一个点,DG间有5个间隔。

每隔0.1s(或更短)计算一次平均速度。1.在上图中选取纸带上一点为起始点0,后面每5个点取一个计数点,分别用数字1,2,3,...标出这些计数点;2.测量各计数点到起始点0的距离x,记录在表1中;3.计算两相邻计数点间的位移△x,同时记录对应的时间△t;4.根据△x和△t计算纸带在相邻计数点间的平均速度v。表1手拉纸带的位移和平均速度位置01234...x/m/m/s/(m/s)

测量瞬时速度如何测量运动物体在某一时刻或某一位置(例如图上中E点)的瞬时速度。的瞬时速度?我们可以这样考虑:E点在D、G两点之间,D、G两点间的平均速度也可以求出。如果不要求很精确,用这个平均速度粗略地代表E点的瞬时速度,也未尝不可,如果把包含E点在内的间隔取得小一些,例如取下图中的DF线段,那么经过D、F两点所用的时间就会变短,用两点间位移△x和时间△t算出的平均速度代表纸带在E点瞬时速度,就会精确一些。D、F两点离E点越近,算出的平均速度越接近E点的瞬时速度。原理:用无限逼近的办法,很短的位移可以看成匀速直线运动,

则有平均速度等于瞬时速度。计算每隔0.06s的平均速度纸带示意图D、F两点间的距离过小,测量误差会增大。所以实际测量过程中要根据需要及所用仪器的情况,在要测量的点附近选取合适的位移和时间。请考虑此实验中产生误差的原因。

请根据上述测量瞬时速度的方法,计算上节实验中纸带上各级计数点的瞬时速度。每隔0.06s计算一次速度。1.从纸带起始点0算起,后面每3个点取一个计数点;

2.测量各计数点到起始点0的距离x,记录在表2中;

3.计算两相邻计数点间的位移△x,同时记录对应的时间△t;

4.根据△x和△t算出的速度值就可以代表在△x这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表2中。位置01234...x/m/m/s/(m/s)表2手拉纸带各计数点的瞬时速度速度——时间图像

物体运动的速度随时间变化的情况可以用图像来直观表示。以时间t横轴,速度v为纵轴,坐标中的图像为速度—时间图像或v-t图像。最后用平滑的曲线连接。从这些点大致可以看出纸带运动速度的变化规律。由速度时间——图像可以看出速度的变化规律。v-t图象是反映物体速度随时间变化的规律,横轴表示时间,纵轴表示速度。①匀速直线运动的速度图象是一条平行于时间轴的直线②变速直线运动的速度图象随时间而变化OVt①②v40030020010005101520t/s②③④①⑤①直线表示物体静止。③平行于t轴的直线表示物体做匀速直线运动。②直线表示物体做匀加速直线运动。两图象的交点代表两物体速度相同。④直线表示物体做匀减速直线运动。⑤直线表示物体做匀减速直线运动,且在t=5s时,图线越过

时间轴,运动方向发生改变。由速度时间——图像可以看出速度的变化规律。如图甲是根据某同学的实测数据所描的点,从这些点的走向能够大致看出纸带运动速度的变化规律。为了更清晰些,可以用折线把这些点连起来。然而我们知道,通常速度不会发生突变,所以,如果用一条平滑的曲线来描出这些点,曲线所反映的情况就会与实际更加接近。某同学手拉纸带运动的v-t图像当堂练习1、下列关于速度的说法不正确的是()A、速度描述物体运动的快慢,只有大小。B、物体运动时间越短,速度越大。C、物体运动位移越大,速度越大。D、物体位置变化越快,速度越大。ABC一个运动员在百米赛跑中,50m处的速度是6m/s,16s末到达终点时的速度为7.5m/s,则整个赛跑过程中他的平均速度的大小是()A.6m/sB.6.25m/sC.6.75m/sD.7.5m/sB解题心得:平均速度不等于速度的平均下面描述的几个速度中,属于平均速度的是(

)A、子弹以790m/s的速度击中目标B、信号沿动物神经传播的速度大约为10m/sC、汽车上速度计的示数为80km/hD、足球以20m/s的速度飞入球门B解析:790m/s是击中目标时刻的瞬时速度;信号沿动物神经传播是在一个过程内的平均速度;汽车速度计上显示的是瞬时速度;足球飞入球门的速度是瞬时速度。汽车从制动到停止共用了5s。这段时间内,汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m。(1)求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。在这五个平均速度中,哪一个最接近汽车刚制动时的瞬时速度?它比这个瞬时速度略大些,还是略小些?(2)汽车运动的最后2s的平均速度是多少?解析:(1)根据平均速度的定义式求出汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。前1s内的平均速度最接近关闭油门时的瞬时速度。(2)根据平均速度的定义式求出最后1s内的平均速度。汽车最终停止,末速度为零。(1)汽车在前1s内的平均速度解:每秒前进的距离记为:x1=9m,x2=7m,x3=5m,x4=3m,x5=1m。汽车在前2s内的平均速度汽车在前3s内的平均速度汽车在前4s内的平均速度汽车在全程的平均速度这个五个平均速度中,前1s内的平均速度最接近关闭油门时的瞬时速度。它比这个瞬时速度略小。(2)汽车在最后1s内的平均速度汽车末速度为零。在图所示的四个图象中,表示匀速直线运动的是()sotAvtoBstoCvotDBC同学们,通过这节课的学习,你有什么收获呢?谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心,让家长放心.孩子安心。第一章运动的描述

1.4速度变化快慢的描述——加速度导入新课一辆小汽车在10s内,速度从0达到100km/h,一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。虽然汽车和火车速度都从0达到100km/h,但是它们的运动情况显然不同。你觉得用“速度大”或“速度变化大”能描述这种不同吗?如果不能,应该怎样描述呢?初速度(km/h)末速度(km/h)时间s速度变化A、汽车

B、火车1001000010300100100应该如何描述,它们在加速性能的特性呢?

小汽车和火车的速度都在增加,或者说两者都在做变速运动,并且它们的“速度变化”相同,但所用的时间不同。这两种情形的本质区别是“速度变化的快慢”不同。看来“速度变化的快慢”是一个不同于“速度”的概念。位置的变化位移△x=x2-x1(末位置坐标减初位置坐标)位置变化的快慢速度(矢量)(矢量)速度的变化△v=vt-vo(末速度减初速度)(矢量)速度变化的快慢加速度(矢量)

在这里,我们用两个物理量(速度的变化量和时间)之比定义了一个新的物理量——加速度,它的物理意义与原来的两个物理量不同。用物理量之比定义新的物理量是物理学中常用的方法。物理意义:描述物体速度变化的快慢的物理量。加速度定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。大小:(定义式,不是比例关系)

△v表示速度的变化。如果用v0表示初速度,vt表示末速度,则△v=vt-vo所以有:方向:加速度是矢量,既有大小,也有方向。方向是△v的方向。单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,

符号是m/s2或m·s-2。△t=t2-t1

前面火车和汽车都是加速运动,除了加速运动外,还有减速运动,即通常说的刹车。那这两者的加速度方向有什么不同呢?现在讨论做直线运动的物体加速度的方向。加速度方向与速度方向的关系示意图如图,汽车原来的速度是v1

,经过一小段时间Δt之后,速度变为v2。为了在图中表示加速度,我们以原来的速度v1

的箭头端为起点,以后来的速度v2的箭头端为终点,作出一个新的有向线段,它就表示速度的变化量Δv。加速度类似于阻力,向后拉着车,阻碍前进。加速度类似于拉力,拉着车前进。②减速运动,加速度的方向与初速度的方向相反。①加速运动,加速度的方向与初速度的方向相同;

由于加速度,所以加速度a的方向与速度的变化量的△v方向相同。确定了△v的方向,也就确定了加速度a的方向。从v-t图像看加速度从v-t图像看物体的加速度如图中的两条直线a、b分别是两个物体A和B运动的v-t图像。E、F两点所表示的时刻和速度分别为t1、t2和v1、v2。从图中可以看出,小三角形的一条直角边代表时间间隔Δt,另一条直角边代表速度的变化量Δv,Δv与Δt的比为加速度,其比值为该直线的斜率。因此,由v-t图像中图线的倾斜程度可以判断加速度的大小。物体A的加速度比物体B的大。运动物体a/(m·s-2)运动物体a/(m·s-2)子弹在枪筒中5×104赛车起步4.5伞兵着落-25汽车起步2汽车急刹车-5高铁起步0.35

生活中做变速运动的物体很多,它们的加速度的大小也各不相同,有时差异还很大。下表为一些运动物体的加速度。a恒定a=0匀速直线运动或静止a>0匀加速直线运动a<0匀减速直线运动t/sOv/m·s-110155462AB思考:A、B两物体的速度哪个变化快?A物体的加速度为

;B物体的加速度为

。0.5m/s20.2m/s2v-t

图像的斜率就是加速度Ov/m·s-1t/s4624621、前2s内的加速度为2、2s—4s的加速度为03、4s—6s的加速度为注意:加速度为负值表示速度减小,此时,加速度方向与速度方向相反小结:从v-t图象理解加速度1.在v-t图象中直线的斜率表示加速度,即2.斜率为正,表示加速;斜率为负,表示减速。3.直线越陡,斜率越大,则表示加速度越大。直线越平,斜率越小,则加速度越小。4.直线水平,斜率为零,则加速度为零,表示物体做匀速直线运动。∆t∆vt1v1t2v2v(m/s)Ot/s⌒科学漫步番茄在成熟的过程中,它的大小、含糖量等会随时间变化;树木在成长过程中,它的高度、树干的直径会随时间变化;河流、湖泊的水位会随时间变化;某种商品的价格会随时间变化;我国的人口生育量也会随时间变化……这些变化,有时快、有时慢。描述变化快慢的量就是变化率。自然界中某量D的变化可以记为ΔD,发生这个变化所用的时间间隔可以记为Δt;当Δt极小时,变化量ΔD与Δt之比就是这个量对时间的变化率,简称变化率。显然,变化率在描述各种变化过程时起着非常重要的作用,速度和加速度就是两个很好的例子。生活中还有哪些实例与变化率相关?例如飞机起飞时,在同样的时间间隔内,飞机的位移不断增大。某个量大,不表示它的变化率大。速度大,加速度不一定大。例如匀速飞行的高空侦察机,尽管它的速度可能接近1000m/s,但它的加速度为0。相反,速度小,加速度也可以很大。例如枪筒里的子弹,在开始运动时,尽管子弹的速度接近0,但它的加速度可以达到5×104m/s2。在同一底片上相隔同样时间多次曝光“拍摄”的飞机起飞时的照片(合成照片)当堂练习1、下列关于加速度的描述中,正确是(

)A.加速度在数值上等于单位时间里速度的变化B.当加速度与速度方向相同且又减小时,物体做减速运动C.加速度不变,速度就不变。D.速度变化越来越快,加速度越来越小A2.关于加速度的概念,以下说法中正确的是(

)A.物体运动加速度的方向与初速度方向相同,物体的运动

速度将增大B.物体运动加速度的大小表示了速度变化的大小C.加速度的正负表示了物体运动的方向D.做匀变速直线运动的物体速度增大的过程中,它的加速度一定为正值A3、甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时,取物体的初速度方向为正,甲的加速度恒为2m/s2,乙的加速度恒为-3m/s2,则下列说法正确的是(

)A.两物体都做加速直线运动,乙的速度变化快B.甲做加速直线运动,它的速度变化快C.乙做减速直线运动,它的速度变化率大D.甲的加速度比乙的加速度大C4、若汽车的加速度方向与速度方向一致,当加速度减小时,

则()A.汽车的速度在减小B.汽车的速度先增大后减小C.当加速度减小到零时,汽车静止D.当加速度减小到零时,汽车的速度达到最大a、v同向加速运动v增加的慢D5、甲、乙两物体从同一位置出发沿同一直线运动,两物体运动的v-t图像如图所示,下列判断正确的是(

)。A.甲做匀速直线运动,乙做匀变速直线运动B.两物体两次速度相同的时刻分别在1s末和4s末C.乙在前2s内做加速度为2m/s2,

2s后做加速度为1m/s2D.2s后,甲、乙两物体的速度方向相反B6.一列动车在离开车站加速行驶中,用了100s使速度由72km/h增加到了144km/h。求动车的速度变化了多少?动车的加速度为多少?解:72km/h==20m/s144km/h==40m/s△v=vt-vo初速度末速度=40m/s-20m/s=20m/s=0.2m/s27.一个物体在水平面上向东运动,某时刻速度大小为20m/s,然后开始减速,2min后该物体的速度减小为0。求物体的加速度大小及方向。解:初速度v0=20m/s△v=vt-vo,末速度vt=0,所以有=0-20m/s=-20m/s=-0.167m/s2答:物体的加速度大小为0.167m/s2,方向与初速度方向相反,向西。8.小型轿车从静止开始加速到100km/h,所用的最短时间,是反应汽车性能的重要参数。A、B、C三种型号的轿车实测的结果分别为11.3s、13.2s、15.5s。分别计算它们在测试时的加速度有多大。解:初速度v0=0,末速度vt=100km/h,所以有100km/h==27.78m/s△v=vt-vo=27.78m/s-0=27.78m/s=2.46m/s2同理:aB=2.11m/s2aC=1.79m/s2计算发现A车的性能最好。9.足球以12m/s的速度与墙壁相碰后,以8m/s的速度反向弹回,球与墙的接触时间为0.1s,求足球的加速度大小和方向解:设初速度方向为正方向,即指向墙为正方向v1=12m/s,v2=-8m/s△t=0.1s足球的加速度大小为200m/s2,方向指向足球被反弹的方向(必须要有的文字说明)同学们,通过这节课的学习,你有什么收获呢?谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心,让家长放心.孩子安心。第二章匀变速直线运动的研究

2.1实验:探究小车速度随时间变化的规律导入新课物体的运动通常是比较复杂的,物体的运动规律各不相同。滑板车滑板车、导弹发射、老虎捕食等这些运动中都有速度的变化。怎样探索速度随时间变化的规律呢?老虎捕食导弹发射

寻求一种运动的特点和规律,一般要从某个具体事例开始。这一节我们研究小车在重物牵引下的运动,看看小车的速度是怎样随时间变化的。

要想知道速度随时间变化的规律,必须知道物体在一系列不同时刻的速度。我们可以用频闪相机拍下运动的变化,但是这样还不故精确,为此我们要借助打点计时器。实验思路要探究一个物体的运动随时间变化的规律,必须知道物体在不同时刻的速度,直接测量瞬时速度是比较困难的,我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置,再通过对纸带的分析,计算得到相应时刻的瞬时速度。如何设计此实验?把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上,木板上放一个可以左右移动的小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。小车在槽码的牵引下运动,通过研究纸带上的信息,就可以知道小车运动的速度是怎样随时间变化的。滑轮小车槽码纸带打点计时器细绳长木板需要测量哪些物理量?012345DEFGΔxΔt用直尺测量各个计数点间的距离,或各计数点到0点的距离。△t

=?△x

=?选用什么器材?电磁打点计时器,6v低压电源,复写纸,导线,一段带有滑轮的长木板,小车,细绳,钩码,刻度尺,坐标纸(用来做v-t图像)。槽码小车纸带打点计时器③先接通电源启动计时器,然后放开小车,让它拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一行小点。随后,立即关闭电源。④增减所挂的槽码(或在小车上放置重物),更换纸带,再做两次实验。1、开始释放小车的时候,小车应该靠近打点计时器。2、先通电,后释放小车。3、打点完毕,马上关闭电源。4、钩码的质量要适中,不能质量太大,也不能质量太小。5、实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或跌坏。注意事项数据记录

为了便于测量,舍掉纸带开头一些过于密集的点,找一个适当的点作为计时起点。

可选择相隔0.1s(也就是相隔四个点)的若干计数点进行测量。

记入自己设计的表格,利用第一章第3节所学的方法得出各计数点的瞬时速度,填入表1中标有“v1”的一行。△x0△x1△x20123位置编号0123456、、、时间t/s00.10.20.30.40.50.6v1(m·s-1)v2(m·s-1)v3(m·s-1)、、、同理,计算增减槽码后两次实验的速度,分别填入表中标有“v2

”和“v3”的两行内。你能否从表格中的数据看出小车速度随时间变化的定量关系?如果不能,怎么办?数据分析1.以时间t为横轴、速度v为纵轴、建立直角坐标系。2.根据表中的v、t数据,在坐标系中描点作出v-t图像。3.通过观察、思考,找出这些点的分布规律。4.让尽可能多的点处在直线上,不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。可以考虑用v-t图像分析速度v与时间t的定量关系。v(m/s)t/s0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.50.61.21.00.80.60.40.2t/sv/(m.s-1)△t1△v1△v2△t2舍去!②小车的速度随时间均匀增加,即小车在做匀加速直线运动。①图线为一条倾斜的直线;实验结论:做一做用计算机绘制v-t

图像借助常用的数表软件,可以迅速、准确地根据表中的数据作出v-t图像,甚至能够写出图像所代表的公式。下面以WPS表格软件为例作简要说明,有兴趣的同学可以试一试。在WPS表格软件工作簿的某一列的单元格中依次输入测量时间,在相邻的一列输入对应的速度值。用鼠标选中这些数据,按照“插入”中的“图表”的提示就能一步步地得到所画的图像。操作过程中WPS会要求确定“图表类型”,这时可以选择“平滑散点图”;还会出现“添加趋势线”的对话框,里面也有一个“类型”标签,其中有几种可选择的函数。由于我们这个实验的数据几乎分布在一条直线上,所以应该选择“线性”类型。当堂练习1.“研究匀变速直线运动”的实验中,使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50Hz),得到如下图所示的纸带。图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画出来,下列表述正确的是(

)A.实验时应先放开纸带再接通电源B.相邻两个计数点间的时间间隔为0.1sC.从纸带可求出计数点B对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为0.02sBC2.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。在A、B、C、D、E五个点中,打点计时器最先打出的是________点,在打出C点时物块的速度大小为________m/s(保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为________m/s2(保留2位有效数字)。A0.2330.75同学们,通过这节课的学习,你有什么收获呢?谢谢大家爱心.诚心.细心.耐心,让家长放心.孩子安心。第二章匀变速直线运动的研究

2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系导入新课如果C919飞机沿直线做匀速运动,它的v-t图像是一条平行于时间轴的直线。在上节课的实验中,小车在重物牵引下运动的v-t图像是一条倾斜的直线,它表示小车在做什么样的运动?匀变速直线运动v(m/s)t/s012340.20.40.60.8

在上节课的实验中,小车在重物牵引下运动的v-t图像是一条倾斜的直线,它表示小车在做什么样的运动?1、这个v-t图象有什么特点?2、这个图象反映了小车的速度有什么特点?一条倾斜的直线速度方向不变,大小在均匀的增加。匀变速直线运动v(m/s)t/s012340.20.40.60.81.03、你能求出小车的加速度吗?加速度相同吗?t1v1t2v2t3t4v3v4vOt/sΔvΔtΔv′Δt′)θ、)θ同位角相等=a所以加速度相同,即物体运动的加速度保持不变。匀变速直线运动:沿着一条直线,且加速度不变的运动。特点:①加速度a恒定不变②v-t图像是一条倾斜的直线v(m/s)t/s012340.20.40.60.81.0两类匀变速直线运动:①匀加速直线运动:物体的速度随时间均匀增加汽车起步飞机起飞小球自由下落运动图像②匀减速直线运动:物体的速度随时间均匀减小汽车刹车飞机降落运动图像当堂练习一个物体沿着直线运动,其v-t图像如图所示。(1)它在1s末、4s末、7s末三个时刻的速度,哪个最大?哪个最小?(2)它在1s末、4s末、7s末三个时刻的速度方向是否相同?(3)它在1s末、4s末、7s末三个时刻的加速度,哪个最大?哪个最小?(4)它在1s末和7s末的加速度方向是否相同?解:

v-t图象中图象上的每一点表示物体的速度,图象的斜率表示加速度;图象与时间轴围成的图象面积表示位移。(1)它在1s末、4s末、7s末三个时刻的速度分别为1.5m/s、2m/s和1m/s;故4s末速度最大,7s末的速度最小。匀速匀加速匀减速匀速匀加速匀减速(2)三个时刻的速度均沿正方向,

故方向相同;(3)图象的斜率表示加速度,则图可知,7s末的加速度最大,4s末的加速度最小;ΔvΔt)θΔv′Δt′)θ、(4)1s末的加速度沿正方向,7s末的加速度沿反方向;故二者方向不相同。v-t图像的理解①其上每一个点表示某一时刻的速度,正负表示速度的方向(即物体运动的方向)。注意:不能从斜率正负说明质点做加速运动或减速运动。③图象经过时间轴说明速度方向改变。④图象出现折点说明加速度改变。②直线的斜率表示加速度,斜率的正负表示加速度的方向图线上某点的纵坐标正负号表示瞬时速度的方向绝对值表示瞬时速度的大小图线的斜率正负号表示加速度的方向绝对值表示加速度的大小v-t图像的应用图线与坐标轴的交点纵截距表示初速度横截距表示开始运动或速度为零的时刻图线的拐点表示运动性质、加速度改变的时刻两图线的交点表示速度相等的时刻图线与横轴所围图形的面积表示位移,面积在横轴上方位移为正值,在横轴下方位移为负值几个常见弯曲图线:(图线的斜率表示物体的加速度)图线物理意义表示物体运动的加速度越来越大,速度越来越大。表示物体运动的加速度越来越小,最后为零;速度越来越大,最后匀速。表示物体运动的加速度越来越大,速度越来越小,最后为零。速度与时间的关系除v-t图像外,我们还可以用公式描述物体运动的速度与时间的关系。vt3142532t

/sv/(m·s-1)0物体做匀加速直线运动加速度为a=1m/s2;表示物体的速度每一秒都增加1m/s。1s末,物体的速度:v1=2+1×1=3m/s2s末,物体的速度:3s末,物体的速度:ts末,物体的速度:v2=2+1×2=4m/sv3=2+1×3=5m/sv=2+1×t=v0+at

我们可以把运动开始时刻取作0时刻,则由0时刻到t时刻的时间间隔为,Δt=t-0=t(末减初)初速度v0:计时起点(t=0)的速度;末速度v(也可用vt表示):时刻t的速度。时间的变化量为:速度的变化量为:Δv=v-v0(末减初)把上述两式带入得:a是一个定值v=v0+atv=v0+atv0tvtvt0Δv=atv0

由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量,所以at就是t时间内速度的变化量,再加上运动开始时物体的速度,就得到t时刻物体的速度。①当v0=0

时,物体做初速度为零的匀加速直线运动。②当

a=0

时,物体做匀速直线运动。v=atv=v0特殊例子:末速度=初速度+增加的速度v=v0+at②v、v0、a都是矢量,方向不一定相同,在直线运动中,如果选定了该直线的一个方向为正方向,则凡与规定正方向相同的矢量在公式中取正值,凡与规定正方向相反的矢量在公式中取负值,因此,应先规定正方向。(一般以v0的方向为正方向,则对于匀加速直线运动,加速度取正值;对于匀减速直线运动,加速度取负值。)①适用于匀变速直线运动。③统一同一单位制。【例题】一辆汽车以36km/h的速度在平直公路上匀速行驶。从某时刻起,它以0.6m/s2

的加速度加速,10s末因故突然紧急刹车,随后汽车停了下来。刹车时做匀减速运动的加速度大小是6m/s2。(1)汽车在10s末的速度是多少?(2)汽车从刹车到停下来用了多长时间?【分析】依题意,汽车加速和减速过程都是在做匀变速直线运动。第(1)问是已知加速的时间求末速度。第(2)问是已知末速度求减速的时间。两个问题都需要用匀变速直线运动的速度与时间关系式来求解。其中,第(2)问汽车加速度的方向跟速度、位移的方向相反,需要建立坐标系处理物理量之间的正负号问题。【解析】(1)汽车做匀加速直线运动。初速度v0=36km/h=10m/s,加速度a

=0.6m/s2,时间t

=10s。根据匀变速直线运动速度与时间的关系式,有v

=v0

+at

=10m/s

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