高一上物理第1节直线运动的描述Word格式文档下载.docx
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【思考】
（1）能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？
（2）研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？
要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？
（3）原子核很小，可以把原子核看作质点吗？
地球很大，可以把地球视为质点吗？
【例1】下列情况中的物体，哪些可以看成质点（）
A．研究绕地球飞行时的航天飞机。
B．研究汽车后轮上某一点的运动情况的车轮。
C．研究从北京开往上海的一列火车（从桥上通过的一列队伍）。
D．研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。
E．研究小木块的翻倒过程。
F．跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中，奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中。
三、参考系
1、运动的绝对性和相对性：
（1）运动的绝对性：
宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中，运动是绝对的。
（2）运动的相对性：
“坐地日行八万里，巡天遥看一千河。
”——人们住在地球上，因地球自转，于不知不觉中，一日已行了八万里路。
地球赤道全长四万公里，合八万华里。
又地球在公转，所以住在地球上的人们也在“巡天”。
一千河，泛指宇宙中很多的星河。
2、参考系：
在描述一个物体的运动时，选来作为参考的物体称为参考系。
（1）参考系的选择是任意的，但应以观测方便和对运动的描述尽可能简单为原则。
研究地面上物体的运动，一般以地面（或相对于地面静止的物体）作为参考系。
以后如没有特别说明时，通常以地面为参考系。
（2）参考系本身可以是运动的，也可以是静止的（假定不动）。
（3）选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其观察结果可能不同；
要比较两个物体的运动，应选择同一参考系。
（4）通常所说物体是运动的还是静止的，是相对于选择的参考系而言。
【例2】
①讨论坐在行驶的火车中的乘客：
以车厢作为参考系——静止
以地面作为参考系——运动
②从匀速飞行的飞机上向地面空投物体：
以飞机作为参考系——沿直线下落
以地面作为参考系——沿曲线下落
【例3】某人划船逆流而上，当船经过一桥时，船上一木块掉入水中，但船一直航行到上游才发现，立刻返航追赶，返航后1小时追上木块，发现木块距小桥6千米，若此人向上游和下游划船时，船相对水的速度相同，则水的流速是多大？
3、静止的相对性：
运动是绝对的，但静止是相对的。
【例4】
（1）小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。
（《闪闪红星》）
（2）飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。
卧看满天云不动，不知云与我俱东。
（《襄邑道中》）
赏析：
船行百里云不动，其实是动中见静，似静实动。
四、坐标系
1、目的：
为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立坐标系。
有时需要准确地描述某个物体所在的位置，如地理上用纬度和经度来确定某个地点在军事、大地测量等领域常采用全球卫星定位系统（GPS）来确定方位．
2、坐标系的建立：
（1）坐标系相对参考系是静止的（两系关系——在选定的参考系中建立坐标系）。
（2）坐标系的三要素：
原点、正方向、单位长度。
（3）意义：
用坐标表示质点的位置，用坐标的变化表示质点位置的改变。
3、种类：
（1）直线坐标系：
如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；
（2）平面直角坐标系：
如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；
（3）三维直角坐标系：
如果物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述。
【科学漫步】
从GPS定位器显示屏中的信息可以知道：
（1）第1行的“西”和第2行的“航向267°
”表示航向，如图所示。
（2）“航速：
0．0km/h”说明定位器现在相对地面静止。
（3）航程：
1．0km是指从出发到现在的里程。
（4）累计：
13：
32是指从开始启动定位器到现在的时间。
（5）第4行的“N39°
55．451′”和“Ell6°
23．504′”是指定位器所处位置的经纬度。
（6）时间：
10：
29：
57，显示的是北京时间10点29分57秒。
通过地理知识或查阅地图手册可以知道定位器此刻正处于北京市城区的西部。
2、时间与时刻
1、知道时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
2、会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。
【教学重点、难点】
时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
（一）导入新课
上一节课中我们学习到，为了研究物体的运动，在可以忽略物体的形状和大小的情况下看成质点，而且要在对应的参考系上建立坐标系才能着手研究.那么关于同学们从家到学校这一运动过程，我要提问几个问题，上学的时候是什么时间离开家的？
在路上用了多长时间？
走的那一条路线？
什么时间到校的？
根据学生的回答教师总结，要想清楚的描述物体运动情况，仅仅用前面所学的内容是不够的，我们需要学习更多的物理量.（板书）
一、时刻和时间间隔
【材料展示】
（课件演示）
⑴早上第一节上课的时间是8:
00；
⑵每节课的时间是45分钟；
⑶一路公交车每天首班车时间是6:
30；
⑷兰兰同学从家到一中所需时间是20分钟.
【提出问题】请同学们讨论一下这些“时间”表示义什么不同的含义呢?
【学生回答】这里的“时间”有的指一个瞬间，有的指一段时间.
【教师总结】很好.我们常说的时间中表示某一瞬间的是时刻，表示一段时间的就是时间间隔.（板书）
【提出问题】我们经常应用“光阴似箭，日月如梭”这样的语言来形容时间飞逝，而且一去不复返.那么，在物理中我们应该应用什么样的方法来表示时间和时刻呢？
（提示：
可以参照数学方法）
【教师归纳】
（课件演示）在时间轴上，时刻用一个点来表示，我们是8:
00上课，8:
45下课，8:
55上第二节课，9:
40下第二节课.这些时刻都由时间轴上的点代表.而时间间隔在时间轴上就表示为一条线段，是两个时刻之差.例如时间轴上的8:
00—8:
45代表第一节课45分钟这段时间；
时间轴上的8:
45—8:
55代表课间休息10分钟这段时间，8:
55—9:
40代表第二节课45分钟这段时间.
【提出问题】请大家区别下面几个词是指时间间隔还是指时刻，并在练习本上画出这些词在时间轴上的表示：
第一秒初；
第1秒末；
第1秒内；
前1秒内；
第2秒初；
第2秒末；
第2秒内；
前2秒内.
【学生活动】
（两名同学来黑板上画图，其他同学在练习本上画图）
【教师讲评】
（首先讲评两位同学的画法，然后用课件演示，要求同学们理解第n秒初，第n秒末，第n秒内，前n秒内及前n秒的概念）.
【随堂练习】
（课件演示关于时间与时刻概念的习题让学生讨论回答）
习题：
学习了时间与时刻，蓝仔、红孩、紫珠和黑柱发表了如下一些说法，正确的是…（）
A．蓝仔说，下午2点上课，2点是我们上课的时刻.
B．红孩说，下午2点上课，2点是我们上课的时间.
C．紫珠说，下午2点上课，2点45分下课，上课的时刻是45分钟.
D．黑柱说，2点45分下课，2点45分是我们下课的时间.
答案：
A
【讨论与交流】
（课件演示关于神舟七号成功发射与返航的材料，让学生讨论回答材料中包含的时间和时刻）
神舟七号载人飞船于2008年9月25日21点10分04秒988毫秒从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空。
飞船于2008年9月28日17点37分成功着陆于中国内蒙古四子王旗主着陆场。
神舟七号飞船共计飞行2天20小时27分钟。
在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻?
2008年9月25日21点10分04秒988毫秒和2008年9月28日17点37分是时刻，2天20小时27分钟是时间间隔.
【知识扩充】课件演示时间的法定计量单位有:
秒、分、时、日、月、年；
常用计量单位有刻、周、季度.实验室中常用的测量时间的工具有频闪照片、电磁打点计时器、电火花计时器.
3、路程、位置与位移
1、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。
3、会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。
4、会用矢量表示和计算质点位移。
5、用标量表示路程。
【教学重点】
1、时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
2、位移的概念以及它与路程的区别。
【教学难点】
位移的概念及其理解。
二、路程和位移
重新讨论课程开始时提问学生的问题
【教师提问】问学生还有没有其他路径来到学校？
【学生回答】有
【教师提问】为什么不从另外一条路走？
【学生回答】另外一条路远（或是容易堵车）
【教师提问】这两条路径的不同，导致你从家来到学校这个运动过程什么不同？
请用初中时学过的一个物理量回答.
【学生回答】是路程不同.
【教师提问】很好，但是两个不同的路径都可以让你从家来到学校，（辅以课件演示）也就是你的出发位置是家，终点位置是学校，位置的变化是相同的.这个相同点我们要引入一个新的物理来描述，那就是“位移”.在上学这个运动过程中，位移就是从家指向学校的有向线段.那么，现在请问如果沿着一条路径走，上学过程的位移和放学回家的位移一样么？
路程一样么？
（思考并尝试作出回答）
【教师总结】两个过程中路径的长度一样所以路程一样.位移的大小都是家与学校这两点连成线段的长度，但是上学过程中位移的方向是从家指向学校，而放学过程中的位移是从学校指向家，两个过程中位移大小相等方向相反，所以说位移是不同的（辅以课件演示）.
【教师提问】学习了路程和位移，你能说说这两个物理量的区别吗？
【教师活动】
（总结并写板书）
路程：
物体运动轨迹的长度.位移：
初位置指向末位置的有向线段.
【教师演示】课件播放从北京到上海水陆两条路径的路程与位移；
播放物体做曲线运动、圆周运动、往复运动的路程与位移.
【小结】
（1）位移表示质点位置的变化的物理量.路程则是表示质点通过的实际轨迹长度的物理量
（2）位移是矢量（即有大小又有方向）大小为有向线段的长度，方向为有向线段的方向
路程是标量（只有大小没有方向）
（3）位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关.
路程不仅与质点的初末位置有关,还与路径有关
【实例演示】物体从A运动到B,不管沿着什么轨迹，它的位移都是一样的.这个位移可以用一条有方向的（箭头）线段AB表示.
（课件演示关于路程与位移概念的习题让学生讨论回答）
下列关于位移和路程的说法中，正确的是……（）
A位移大小和路程不一定相等，所以位移才不等于路程
B位移的大小等于路程，方向由起点指向终点
C位移描述物体相对位置的变化，路程描述路径的长短
D位移描述直线运动，路程描述曲线运动
三、矢量和标量
【教师提问】到目前为止，我们已经学习了许多物理量.这些物理量中有的既有大小又有方向，叫做矢量.而只有大小没有方向就是标量（板书）除了这节课学习的位移，我们还学过哪个物理量也是矢量呢？
那些物理量又是标量呢？
【学生回答】举例（力是矢量，质量、温度、长度等是标量）
【教师讲评】矢量运算要符合平行四边形定则（三角形定则），而标量运算要符合算术加法法则.
【知识扩展】
（教师演示课件中位移矢量求和的过程，并和学生一起总结位移和路程的区别.）
当一质点从位置A运动到位置C，在由C位置运动到B,
则这一运动过程的位移是AB这段有向线段，方向是从A指向B.XAC+XCB=XAB
位移和路程的区别
位移
路程
方向
是矢量需考虑方向.
是标量不需考虑方向.
大小
位移的大小与路径无关；
只有当物体做单向直线运动时，物体的位移大小才等于路程；
一般情况下：
路程≥位移的大小.
运算法则
平行四边形法则.
算术加法
四、直线运动的位置和位移
【教师设问】要想准确描述物体的位置变化怎么办？
【教师讲解】对于做直线运动的物体，可以用直线坐标系来描述.在直线坐标系中，位置用点来描述
物体在t1时刻处于“位置”X1，在t2时刻处于“位置”X2，那么X2-X1就是物体的“位移”记为
ΔX＝X2－X1
【教师强调】物理中矢量的正负不表示大小，只表示方向，当规定了正方向后，正值表示与正方向同向，负值表示与正方向反向.
（教师演示课件，学生讨论回答）
物体从A运动到B，初位置的坐标是XA＝3m，XB=-2m,它的坐标变化量ΔX＝？
若物体从A运动到O，再从O到C，再从C到B,XC=1m，则路程S=?
板书设计
2.时间和位移
时间：
表示一段时间，在时间坐标轴上对应于一段.
时刻：
表示一个瞬间，在时间坐标轴上对应于一点.
位移：
从初位置指向末位置的有向线段
是质点运动轨迹的长度，是标量，取决于物体的路径.
矢量：
既有大小又有方向的物理量.
标量：
只有大小没有方向的物理量.
4、速度定义
1．理解速度的概念，知道速度是表示物体运动快慢的物理量，知道速度的定义。
2．知道速度是矢量，知道速度的单位、符号和读法。
【教学重点、难点】速度定义与概念
复习提问:
位移的定义、表示方法及表达式
时间与时刻的区别及时间的表达式
初始位置/m
经过时间/s
末了位置/m
A．自行车沿平直道路行驶
20
100
B．公共汽车沿平直道路行驶
10
C．火车沿平直轨道行驶
500
30
1250
D．飞机在天空直线飞行
2500
问题1：
比较A和B谁运动的快，为什么？
问题2：
比较B和D谁运动的快，为什么？
结论：
比较物体运动的快慢，可以有两种方法：
1）一种是在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间短的物体运动快，时间长的物体运动慢；
2）另一种是在时间相同的情况下，比较位移的大小，位移大的物体运动得快，位移小的物体运动得慢。
问题3：
比较B和C谁运动的快，为什么？
一、速度
1．定义：
跟发生这段位移所用时间
的比值，用v表示。
2．物理意义：
速度是表示运动快慢的物理量。
3．定义式：
单位：
国际单位：
m／s（或m·
s-1）。
常用单位：
km／h（或km·
h-1）、cm／s（或cm·
4．方向：
与物体运动方向相同。
说明：
速度有大小和方向，是矢量。
5.速度不变的运动叫做匀速直线运动
【例1】描述A、B、C的运动情况，求A、B、C三个运动物体的速度
负号说明物体速度方向与规定的正方向相反
二、平均速度
如果物体做变速直线运动，在相等的时间里位移是否都相等？
那速度还是否是恒定的？
那又如何描述物体运动的快慢呢？
百米运动员，10s时间里跑完100m，当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。
此时的速度就称为平均速度。
所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。
1.定义：
在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这段时间（或这段位移）的平均速度，用
表示。
2．意义：
反映做变速直线运动的物体在某段时间内运动的整体快慢，它是对变速直线运动的粗略描述。
3、公式：
4、平均速度是矢量方向与物体的位移方向相同
5、平均速度、瞬时速度、速率
1．理解平均速度的概念，知道平均速度的定义式，会用平均速度的公式解答有关的问题。
2．知道瞬时速度的概念及意义，知道瞬时速度与平均速度的区别和联系。
3．知道速度和速率以及它们的区别。
【教学难点】平均速度，瞬时速度的概念及区别
1．怎样由速度引出平均速度及怎样由平均速度引出瞬时速度。
2．瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的。
采用物理学中的重要研究方法──等效方法（即用已知运动来研究未知运动，用简单运动来研究复杂运动的一种研究方法）来理解平均速度和瞬时速度。
平均速度
【例2】一物体沿直线运动，先以3m/s的速度运动60m，又以2m/s的速度继续向前运动60m，物体在整个运动过程中平均速度是多少？
物体在前一段位移用的时间为
后段位移用的时间为
整个过程总时间
整个过程的平均速度
注意：
平均速度概念与速度的平均值概念是不完全相同的。
对于变速直线运动，速度是变化的，我们能不能对它进行准确的描述呢？
假如我们知道了它在各个时刻运动的快慢，整个运动的情况不就很清楚了吗？
三、瞬时速度
运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做此时刻（或此位置）的瞬时速度。
反映物体在某一时刻（或经某一位置）时运动的快慢，它能精确地描述变速运动的快慢。
平均速度只能粗略地描述变速运动。
3．对瞬时速度的理解：
瞬时速度是在运动时间
时的平均速度，即平均速度在
时的极限就是某一时刻（或某一位置）的瞬时速度。
（变速直线运动看成是
很小的一段一段的匀速直线运动，当
很小很小时可以用
来代替瞬时速度）
4．瞬时速度的方向：
瞬时速度是矢量，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同
5．速率：
瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。
【例3】下列所说的速度中，哪些是平均速度？
哪些是瞬时速度？
A.百米赛跑运动员以9.5m/s的速度冲过终点线
B.经提速后列车的速度达到150km/h
C.由于堵车，在隧道内的车速仅为1.2m/s
D.返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋
E.子弹以800m/s的速度撞击墙壁
【例4】某物体的位移时间图象如图所示，若规定向东为正方向，试求:
1）物体在OA、AB、BC、CD、DE各阶段的速度。
2）前12s内的平均速度
3）第10s末的瞬时速度
4）物体在t=0开始从原点出发向东做匀速直线运动，历时2s，接着的3s~5s内静止；
第6s内继续向东做匀速直线运动；
第7s~8s匀速反向行驶，至8s末回到出发点；
在第9s~12s内从原点西行做匀速直线运动；
课堂小结:
速度、平均速度、瞬时速度都是矢量
平均速度特别强调对应“某段时间或某段位移”
速度不变的运动叫匀速直线运动
6、加速度
1.理解加速度的意义，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量.知道它的定义、公式、符号和单位，能用公式a=
进行定量计算.
2.知道加速度与速度的区别和联系，会根据加速度与速度的方向关系判断物体是加速运动还是减速运动.
3.理解匀变速直线运动的含义，能从匀变速直线运动的v－t图像理解加速度的意义.
【教学重点与难点】
重点:
1.加速度的概念及物理意义
2.加速度和匀变速直线运动的关系
3.区别速度、速度的变化量及速度的变化率
4.利用图像来分析加速度的相关问题
难点:
加速度的方向的理解
【教学方法：
比较、分析法】
【教学设计】
加速度
学生阅读课本，教师引导学生得出：
（1）定义：
速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值
（2）物理意义：
指进速度变化的快慢和方向
（3）单位：
米/秒2（m/s2）
（4）加速度是矢量，方向与速度变化的方向相同
（5）a不变的运动叫做匀变速运动。
匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。
匀加速运动：
，
为正值，
与
方向一致。
匀减速运动：
为负值，
方向相反。
【课堂练习】
1．物体运动的加速度等于0，而速度却不等于0。
总结：
加速度与速度没有直接关系：
加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；
加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；
2．两物体相比，一个物体的速度变化量比较大，而加速度却比较小。
加速度与速度的变化量没有直接关系：
加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；
加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。
加速度是“变化率”——表示变化的快慢，不表示变化的大小。
3．物体具有向东的加速度，而速度的方向却向西。
物体是否做加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。
加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。
当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动，速度增大；
如加速度增大，速度增大的越来越快；
若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。
当加速度方向与速度方向相反时，物体做减速运动，速度减小；
若加速度增大，速度减小得越来越快；
若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。
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