新课标人教高中物理必修一全册学案.doc
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新课标人教版高中物理必修一全册教学案(含有章节练习)
第一章运动的描述
§1.1质点、参考系和坐标系
【学习目标细解考纲】
1.掌握质点的概念,能够判断什么样的物体可视为质点。
2.知道参考系的概念,并能判断物体在不同参考系下的运动情况。
3.认识坐标系,并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。
【知识梳理双基再现】
1.机械运动:
物体相对于其他物体的变化,也就是物体的随时间的变化,是自然界中最、最的运动形态,称为机械运动。
是绝对的,是相对的。
2.质点:
我们在研究物体的运动时,在某些特定情况下,可以不考虑物体的和,把它简化为一个,称为质点,质点是一个的物理模型。
3.参考系:
在描述物体的运动时,要选定某个其他物体做参考,观察物体相对于它的位置是否随变化,以及怎样变化,这种用来做的物体称为参考系。
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适当的。
【小试身手轻松过关】
1.敦煌曲子词中有这样的诗句:
“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
2.下列关于质点的说法中,正确的是()
A.质点就是质量很小的物体
B.质点就是体积很小的物体
C.质点是一种理想化模型,实际上并不存在
D.如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时,即可把物体看成质点
3.关于坐标系,下列说法正确的是()
A.建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化
B.坐标系都是建立在参考系上的
C.坐标系的建立与参考系无关
D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置
4.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.对这名学生骑车姿势进行生理学分析
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
【基础训练锋芒初显】
5.在下述问题中,能够把研究对象当作质点的是()
A.研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少
B.研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化
C.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上
D.正在进行花样溜冰的运动员
6.坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”时,我们感觉是静止不动的,这是因为选取作为参考系的缘故,而“坐地日行八万里”是选取作为参考系的。
7.指出以下所描述的各运动的参考系是什么?
(1)太阳从东方升起,西方落下;
(2)月亮在云中穿行;
(3)汽车外的树木向后倒退。
8.一物体从O点出发,沿东偏北30度的方向运动10m至A点,然后又向正南方向运动5m至B点。
(sin30°=0.5)
(1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹;
(2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。
【举一反三能力拓展】
9.在二战时期的某次空战中,一英国战斗机驾驶员在飞行中伸手触到了一颗“停”在驾驶舱边的炮弹,你如何理解这一奇怪的现象?
【课堂小结感悟反思】
本课时学习了质点、参考系、坐标系三个基本概念,质点是重点,是理想化模型,是一种科学抽象。
判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度,跟物体本身的形状、大小无关。
因此,分析题目中所给的研究角度,是学习质点概念的关键。
运动是绝对的,运动的描述是相对的;对同一运动,不同参考系描述形式不同。
一般选大地为参考系。
坐标系是建立在参考系之上的数学工具。
坐标系的建立,为定量研究物体的运动奠定了数学基础。
§1.2时间和位移
【学习目标细解考纲】
1.认清时刻与时间的区别和联系。
2.掌握位移和路程两个概念。
3.知道什么是矢量和标量。
4.能够在数轴上表示位置和位移。
【知识梳理双基再现】
1.时刻和时间间隔时刻和时间间隔既有联系又有区别,在表示时间的数轴上,时刻用表示,时间间隔用表示,时刻与物体的相对应,表示某一瞬间;时间间隔与物体的相对应,表示某一过程(即两个时刻的间隔)。
2.路程和位移路程是物体运动轨迹的,位移是用来表示物体(质点)的的物理量,位移只与物体的有关,而与质点在运动过程中所经历的无关,物体的位移可以这样表示:
从到作一条有向线段,有向线段的长度表示位移的,有向线段的方向表示位移的。
3.矢量和标量既有又有的物理量叫做矢量,只有大小没有方向的物理量叫做。
矢量相加与标量相加遵守不同的法则,两个标量相加遵从的法则,矢量相加的法则与此不同。
【小试身手轻松过关】
1.以下的计时数据,指时间间隔的是()
A.学校每天7:
30准时上课B.每节课45min
C.数学考试9:
40结束D.周末文艺晚会18:
40开始
2.如图所示,一物体沿3条不同的路径由A运动到B,则沿哪条路径运动时的位移较大()
A.沿1较大
B.沿2较大
C.沿3较大
D.都一样大
3.下列关于位移和路程的说法,正确的是()
A.位移和路程总是大小相等,但位移是矢量,路程是标量
B.位移是描述直线运动的,路程是描述曲线运动的
C.位移只取决于始末位置,而路程还与实际运动的路线有关
D.物体的路程总大于或等于位移的大小
4.一质点向东运动了300m,又向南运动了400m,则质点通过的路程为,位移的大小为。
【基础训练锋芒初显】
5.下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法中,正确的是()
A.两运动物体的位移大小均为30m,这两个位移不一定相同
B.做直线运动的两物体的位移X甲=3m,X乙=-5m,则X甲>X乙
C.温度计读数有正有负,其正负号表示方向
D.温度计读数的正负号表示温度高低,不能说表示方向
6.一质点绕半径为R的圆周运动了一周,则其位移大小为,路程是。
若质点运动了周,则其位移大小为,路程是。
此运动过程中最大位移是________,最大路程是_________。
7.从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球,在与地面相碰后弹起,上升到高为2m处被接住,则这一段过程中()
A.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7m
B.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7m
C.小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3m
D.小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为3m
【举一反三能力拓展】
8.我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行。
下面是“神州5号”飞船在飞行中所记录的一些数据,请分别说出哪些是指时刻的?
哪些是指时间的?
15日09时0分“神州5号”飞船点火,经9小时40分50秒,在15日18时40分50秒我国宇航员杨利伟在太空中展示中国国旗和联合国国旗,再经11小时42分10秒,于16日06时23分飞船在内蒙古中部地区成功着陆。
9.中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形,在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒,如图所示。
一位击球员击球后,由本垒经一垒、二垒直跑到三垒。
他运动的路程是m,位移是m,位移的方向。
【课堂小结感悟反思】
本节重点是理解并能计算物体运动过程中的路程和位移,最根本的方法是掌握其定义,领悟二者的物理意义及其区别与联系,学完本节请填写下表中内容。
路程
位移
定义
性质
单位
联系
§1.3运动快慢的描述---速度
【学习目标细解考纲】
1.知道质点在直线运动中,位移可以用坐标的变化来表示。
2.掌握速度的概念。
3.掌握平均速度和瞬时速度的概念,会求平均速度。
4.了解速率的概念。
【知识梳理双基再现】
1.坐标与坐标的变化量
物体沿直线运动,并以这条直线为坐标轴,这样,物体的位置就可以用来表示,物体的位移就可以通过坐标的Δx=x2-x1来表示,Δx的大小表示位移的,Δx的正负表示位移的。
2.速度表示质点运动和的物理量。
(1)定义:
质点的位移跟发生这段位移所用时间的。
(2)定义式:
v=。
(3)单位:
、、等。
(4)矢量性:
速度的大小用公式计算,在数值上等于单位时间内物体位移的大小,速度的方向就是物体的。
3.平均速度
(1)定义:
在变速运动中,运动质点的位移和所用时间的比值,叫做这段时间内的平均速度,平均速度只能地描述运动的快慢。
(2)理解:
在变速直线运动中,平均速度的大小跟选定的时间或位移有关,不同或不同内的平均速度一般不同,必须指明求出的平均速度是哪段或哪段内的平均速度。
4.瞬时速度
(1)定义:
运动质点在某一或某一的速度叫做瞬时速度。
(2)理解:
①直线运动中,瞬时速度的方向与质点经过某一位置时的相同。
②瞬时速度与时刻或位置对应,平均速度跟或对应。
③当位移足够小或时间足够短时,认为平均速度就等于。
④在匀速直线运动中,和瞬时速度相等。
5.速率速度的叫做速率,只表示物体运动的,不表示物体运动的,它是量。
【小试身手轻松过关】
1.如图,物体从A运动到B,用坐标表示A、B位置并表示出A、B位置的变化量。
-3
-2
-1
B
4
3
2
1
A
0
第1题图
x/m
2.下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是()
A.平均速度,当充分小时,该式可表示t时刻的瞬时速度
B.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动
D.只有瞬时速度可以精确描述变速运动
3.下面几个速度中表示平均速度的是,表示瞬时速度的是。
A.子弹出枪口的速度是800m/s
B.汽车从甲站行驶到乙站的速度是20m/s
C.火车通过广告牌的速度是72km/h
D.人散步的速度约为1m/s
4.下列关于速度的说法中正确的是()
A.速度是描述物体位置变化的物理量
B.速度是描述物体位置变化大小的物理量
C.速度是描述物体运动快慢的物理量
D.速度是描述物体运动路程和时间关系的物理量
【基础训练锋芒初显】
5.下列说法正确的是()
A.平均速度就是速度的平均值
B.瞬时速率是指瞬时速度的大小
C.火车以速度v经过某一段路,v是指瞬时速度
D.子弹以速度v从枪口射出,v是平均速度
6.一物体沿直线运动。
(1)若它在前一半时间内的平均速度为v1,后一半时间的平均速度为v2,则全程的平均速度为多大?
(2)若它在前一半路程的平均速度为v1,后一半路程的平均速度为v2,则全程的平均速度多大?
7.一辆汽车以速度行驶了的路程,接着以20km/h的速度跑完了余下的路程,若全程的平均速度是28km/h,则是()
A.24km/hB.35km/hC.36km/hD.48km/h
8.短跑运动员在100m比赛中,以8m/s的速度迅速从起点冲出,到50m处的速度是9m/s,10s末到达终点的速度是10.2m/s,则运动员在全程中的平均速度是()
A.9m/sB.10.2m/sC.10m/sD.9.1m/s
【举一反三能力拓展】
9.一架飞机水平匀速地在某同学头顶上飞过,当他听到飞机的发动机声从头顶正上方传来的时候,发现飞机在他前上方约与地面成60°角的方向上,据此可估算出此飞机的速度约为声速的倍。
【课堂小结、感悟反思】
掌握某一物理量的最根本方法是紧扣定义,因此准确把握各物理量的确切含义、区分是标量还是矢量,是学习本节的关键。
注意:
平均速率不是平均速度的大小,。
§1.4实验:
用打点计时器测速度
【学习目标细解考纲】
1.学会使用打点计时器,能根据纸带研究物体的运动情况。
2.能根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度。
3.能够根据纸带粗略测量物体的瞬时速度。
4.认识v-t图象,能根据图象分析物体运动情况。
5.了解误差和有效数字。
【知识梳理双基再现】
1.仪器构造
(1)下图为电磁打点计时器的构造图,图中标出了几个主要部件的代号,它们的名称分别是:
1、2、3、4、5、
6、7、8、9、
(2)下图为电火花计时器的构造图
2.仪器原理
电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定内发生的仪器,它使用电源,由学生电源供电,工作电压在以下,当电源的频率是50Hz时,它每隔打一个点,通电前把纸带穿过,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面,接通电源后,在线圈和永久磁铁的作用下,便振动起来,带动其上的上下振动。
这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点,如果把纸带跟运动的物体连在一起,即由物体带动纸带一起运动,纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的。
电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似,这种计时器工作时,纸带运动受到的阻力比较,实验误差也就比较。
3.速度时间图象(v-t图象)用来描述随变化关系的图象。
4.偶然误差是指由因素造成的,用的方法可以减小偶然误差。
系统误差是由、造成的,特点是多次重复测量的结果总是真实值,呈现单一倾向。
5.相对误差等于。
6.有效数字是指带有一位的近似数字。
【小试身手轻松过关】
1.关于误差,下列说法正确的是()
A.仔细测量可以避免误差
B.误差是实验中产生的错误
C.采用精密仪器,改进实验方法,可以消除误差
D.实验中产生的误差是不可避免的,但可以设法尽量减小误差
2.用毫米刻度尺测量物体的长度,下列哪些读数符合有效数字要求()
A.1.502mB.1.6214mC.12.40cmD.4.30mm
3.关于接通电源和释放纸带(物体)的次序,下列说法正确的是()
A.先接通电源,后释放纸带B.先释放纸带,后接通电源
C.释放纸带同时接通电源D.先接通电源或先释放纸带都可以
4.电磁打点计时器和电火花计时器都是使用电源的仪器,电磁打点计时器的工作电压是,电火花计时器的工作电压是V,其中实验误差较小。
当电源频率是50Hz时,它每隔s打一次点。
【基础训练锋芒初显】
5.根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到或直接测量得到的物理量是()
A.时间间隔B.位移C.平均速度D.瞬时速度
6.当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点痕,下列说法正确的是()
A.点痕记录了物体运动的时间
B.点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移
C.点在纸带上的分布情况,反映了物体的形状
D.点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
7.利用打点计时器打出的纸带()
A.能准确地求出某点的瞬时速度
B.只能粗略地求出某点的瞬时速度
C.能准确地求出某段时间内的平均速度
D.可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度
【举一反三能力拓展】
8.如图所示为某质点做直线运动的速度—时间图象,下列说法正确的是()
A.质点始终向同一方向运动
B.在运动过程中,质点运动方向发生变化
C.前2s内做加速直线运动
D.后2s内做减速直线运动
9.如图所示是一个物体的v-t图象,从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的?
(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度?
(2)运动的方向是否变化?
(3)速度的大小是否变化?
怎样变化?
【课堂小结感悟反思】
打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内位移的仪器,分为电磁打点计时器和电火花计时器,工作电压分别为10V以下和220V,均为交流电,打点间隔0.02s。
利用v-t图象可以读出初速度和运动方向,可以判断出物体的运动情况。
§1.5速度变化快慢的描述—加速度
【学习目标细解考纲】
1.理解加速度的概念,知道它是表示速度变化快慢的物理量,知道它的含义、公式、符号和单位。
2.知道加速度是矢量,在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度的方向相同;如果速度减小,加速度的方向与速度方向相反。
3.知道什么是匀变速运动,能从匀变速直线运动的v-t图象中理解加速度的意义。
【知识梳理双基再现】
1.加速度
(1)定义:
加速度等于速度的跟发生这一改变所用的比值,用a表示加速度。
(2)公式:
a=。
(3)物理意义:
表示速度的物理量。
(4)单位:
在国际单位制中,加速度的单位是,符号是,常用的单位还有cm/s2。
(5)加速度是矢量,其方向与速度变化的方向相同,即在加速直线运动中,加速度的方向与方向相同,在减速直线运动中,加速度的方向与方向相反。
2.速度变化量速度变化量Δv=。
3.v-t图象
t/s
v(m/s)
Δv
a
b
Δt
0
α
(1)v-t图象中曲线的反映了。
(2),所以即为直线的,即为加速度的大小,即为加速度的正负。
【小试身手轻松过关】
1.关于加速度的概念,下列说法中正确的是()
A.加速度就是加出来的速度
B.加速度反映了速度变化的大小
C.加速度反映了速度变化的快慢
D.加速度为正值,表示速度的大小一定越来越大
2.由可知()
A.a与Δv成正比
B.物体加速度大小由Δv决定
C.a的方向与Δv的方向相同
D.Δv/Δt叫速度变化率,就是加速度
3.某物体运动的v-t图象如图所示,则该物体()
A.做往复运动
B.做匀速直线运动
C.朝某一方向做直线运动
D.以上说法都不正确
4.如图是一质点的速度时间图象,由图象可知:
质点在0~2s内的加速度是,在2~3s内的加速度是,在4~5s内的加速度是。
v/m·s-1
t/s
2
3
2
3
4
5
1
第4题图
1
0
【基础训练锋芒初显】
5.关于小汽车的运动,下列说法哪些是可能的()
A.小汽车在某一时刻速度很大,而加速度为零
B.小汽车在某一时刻速度为零,而加速度不为零
C.小汽车在某一段时间,速度变化量很大而加速度较小
D.小汽车加速度很大,而速度变化很慢
6.关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是()
A.速度变化得越多,加速度就越大
B.速度变化得越快,加速度就越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也保持不变
D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小
7.一枚火箭由地面竖直向上发射,其速度—时间图象如图所示,由图象可知()
A.0~ta段火箭的加速度小于ta~tb段火箭的加速度
B.在0~tb段火箭是上升的,在tb~tc段火箭是下落的
C.tb时刻火箭离地面最远
D.tc时刻火箭回到地面
8.一子弹击中木板的速度是800m/s,历时0.02s穿出木板,穿出木板时的速度为300m/s,则子弹穿过木板的加速度大小为m/s2,加速度的方向。
【举一反三能力拓展】
9.物体做匀加速(加速度恒定)直线运动,加速度为2m/s2,那么在任意1s内()
A.物体的末速度一定等于初速度的2倍
B.物体的末速度一定比初速度大2m/s
C.物体这一秒的初速度一定比前一秒的末速度大2m/s
D.物体这一秒的末速度一定比前一秒的初速度大2m/s
10.
(1)一物体做匀加速直线运动,经0.2s时间速度由8m/s增加到12m/s,则该物体的加速度为m/s2;
(2)一足球以8m/s的速度飞来,运动员在0.2s时间内将足球以12m/s的速度反向踢出,足球在这段时间内平均加速度的大小为