人教版高中物理必修一教案(第一章)

1。

1质点参考系和坐标系
一、机械运动
1叫做机械运动，简称运动。

2。

运动的绝对性和静止的相对性：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,静止是相对的.
二、物体和质点
1。

定义：用来代替物体的有质量的点.
①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。

②质点没有体积，因而质点是不可能转动的。

任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。

③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。

同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。

2．物体可以看成质点的条件:如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点。

3．突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。

质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。

【例一】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。

D．研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。

课堂训练：1．下述情况中的物体，可视为质点的是( ）
A．研究小孩沿滑梯下滑。

B．研究地球自转运动的规律。

C．研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。

D．研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。

2.下列各种情况中，可以所研究对象（加点者）看作质点的是（）
A．研究小木块
．．．的翻倒过程。

B．研究从桥上通过的一列队伍。

．．．．．
C．研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。

．．．
D．汽车后轮
．．，在研究牵引力来源的时。

三、参考系
1．定义：宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为标准的物体叫做参考系。

一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的.
2．选择不同的参考系来观察同一个运动，得到的结果会有不同。

【例二】人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_______的.以车厢为参考系，人是__________的。

3．参考系的选择：描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取，选取参考系时要考虑
研究问题的方便，使之对运动的描述尽可能的简单。

在不说明参考系的情况下,通常应认为是以地面为参考系的.
4．绝对参考系和相对参考系：
【例三】对于参考系，下列说法正确的是( ）
A．参考系必须选择地面。

B．研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的.
C．选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。

D．研究物体的运动,必须选定参考系。

课堂训练：
1．甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系是运动的，那么,以乙物体为参考系，丙物体是（)
A．一定是静止的. B．一定是运动的。

C．有可能是静止的或运动的 D．无法判断.
2．关于机械运动和参照物，以下说法正确的有（)
A. 研究和描述一个物体的运动时，必须选定参照物。

B。

由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参照物。

C。

一定要选固定不动的物体为参照物。

D。

研究地面上物体的运动时,必须选地球为参照物.
四、坐标系
1.2时间和位移（一）
一、时刻和时间间隔
1．时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来.时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻,时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔.
2．在学校实验室里常用停表,电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。

【例一】下列说法中指的是时间的有___________________,指的是时刻的有________________.
A．第5秒内 B。

第6秒初 C.前2秒内 D。

3秒末 E。

最后一秒内 F.
第三个2秒 G。

第五个1秒的时间中点。

课堂训练:
1．关于时间和时刻，下列说法正确的是（)
A．物体在5s时就是指物体在5s末时，指的是时刻。

B．物体在5s时就是指物体在5s初时，指的是时刻.
C．物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间。

D．物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间。

二、路程和位移
1。

路程：质点实际运动轨迹的长度，它只有大小没有方向，是标量。

2。

位移：是表示质点位置变动的物理量，有大小和方向,是矢量.它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段表示，位移的大小等于质点始末位置间的距离，位移的方向由初位置指向末位置,位移只取决于初末位置,与运动路径无关。

3。

位移和路程的区别：
4．一般来说，位移的大小不等于路程。

只有质点做方向不变的直线运动时大小才等于路程。

【例二】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．一位球员击球后,由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒．他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？
课堂训练:
1．以下说法中正确的是（)
A．两个物体通过的路程相同，则它们的位移的大小也一定相同.
B．两个物体通过的路程不相同,但位移的大小和方向可能相同。

C．一个物体在某一运动中，位移大小可能大于所通过的路程。

D．若物体做单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程.
2．如图甲，一根细长的弹簧系着一个
小球，放在光滑的桌面上．手握小球
把弹簧拉长，放手后小球便左右来回
运动，B为小球向右到达的最远位
置．小球向右经过中间位置O时开始计时，其经过各点的时刻如图乙所示。

若测得
OA=OC=7cm，AB=3cm，则自0时刻开始：
a．0。

2s内小球发生的位移大小是____，方向向____，经过的路程是_____．
b．0。

6s内小球发生的位移大小是_____，方向向____，经过的路程是____．
c．0。

8s 内小球发生的位移是____，经过的路程是____．
d．1.0s内小球发生的位移大小是____，方向向______,经过的路程是____．
3．关于质点运动的位移和路程，下列说法正确的是（)
A．质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段,是矢量。

B．路程就是质点运动时实际轨迹的长度,是标量。

C．任何质点只要做直线运动,其位移的大小就和路程相等。

D．位移是矢量，而路程是标量，因而位移不可能和路程相等。

4．下列关于路程和位移的说法，正确的是（）
A．位移就是路程。

B．位移的大小永远不等于路程。

C．若物体作单一方向的直线运动,位移的大小就等于路程.
D．位移是矢量,有大小而无方向，路程是标量，既有大小，也有方向。

5．关于质点的位移和路程，下列说法正确的是（）
A．位移是矢量，位移的方向就是质点运动的方向.
B．路程是标量，也是位移的大小。

C．质点做直线运动时，路程等于其位移的大小。

D．位移的数值一定不会比路程大.
6．下列关于位移和路程的说法,正确的是（）
A．位移和路程的大小总相等，但位移是矢量,路程是标量.
B．位移描述的是直线运动，路程描述的是曲线运动。

C．位移取决于始、末位置，路程取决于实际运动路径。

D．运动物体的路程总大于位移。

三、矢量和标量
四、直线运动的位置和位移
1.2时间和位移（二）
一、匀速直线运动
1．定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里
位移相等，这种运动称为匀速直线运动。

2．严格的匀速直线运动的特点应该是“在任何相等的
时间里面位移相等”的运动,现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的，是一种理想化的物理模型。

其特点是位移随时间均匀变化，即位移和时间的关系是一次函数关系.
二、变速直线运动
1．定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移不相等,这种运动叫变速直线运动。

2．变速直线运动的位移和时间的关系不是一次函数关系，其图象为曲线。

【例一】物体在一条直线上运动,关于物体运动的以下描述正确的是（）
A．只要每分钟的位移大小相等，物体一定是作匀速直线运动。

B．在不相等的时间里位移不相等,物体不可能作匀速直线运动.
C．在不相等的时间里位移相等,物体一定是作变速直线运动。

D．无论是匀速还是变速直线运动，物体的位移都跟运动时间成正比。

三、位移—时间图象（s—t图）：
1．表示位移和时间的关系的图象，叫位移—时间图象，简称位移图象．
2．物理意义：描述物体运动的位移随时间的
变化规律.
3．坐标轴的含义：横坐标表示时间，纵坐标
表示位移。

由图象可知任意一段时间内的位移
或发生某段位移所用的时间。

4．匀速直线运动的s—t图:
①匀速直线运动的s-t图象是一条倾斜直线，
或某直线运动的s—t图象是倾斜直线则表示
其作匀速直线运动。

②s-t图象中斜率（倾斜程度）大小表示物体运动快慢，斜率（倾斜程度）越大，速度越快。

③s—t图象中直线倾斜方式（方向)的不同，意味着两直线运动方向相反。

④s—t图象中，两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。

⑤s-t图象若平行于t轴，则表示物体静止。

⑥s-t图象并不是物体的运动轨迹,二者不能混为一谈。

⑦s—t图只能描述直线运动。

5．变速直线运动的s—t图象为曲线.
6．图象的应用：
(1）求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间
（2）求速度：
（3）判断物体的运动性质：
【例二】某同学以一定速度去同学家送一本书，停留一会儿后，又以相同的速率沿原路返回家，图3中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态？
【例三】如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的s-t图，
下列说法正确的是：
A、在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动
B、甲、乙运动的出发点相距S1
C、乙比甲早出发t1时间
D、乙运动的速率大于甲运动的速率
【例四】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s—t图。

由图可知：________物体作匀速直线运动，_________物体作变
速直线运动。

三个物体运动的总路程分别是_____,_____，_____。

课堂训练：
1．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是(）
A．匀速直线运动是速度不变的运动.
B．匀速直线运动的速度大小是不变的。

C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动.
D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。

2．关于质点作匀速直线运动的位移－时间图象以下说法正确的是（）
A．图线代表质点运动的轨迹。

B．图线的长度代表质点的路程.
C．图象是一条直线，其长度表示质点的位移大小，每一点代表质点的位置。

D．利用s－t图象可知质点任意时间内的位移，发生任意位移所用的时间. 3．如图示，是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象，由图可知（）
A．质点A前2s内的位移是1m 。

B．质点B第1s内的位移是2m。

C．质点A、B在8s内的位移大小相等。

D．质点A、B在4s末相遇.
课后作业：
1.下列关于匀速直线运动的说法中正确的是
(）
A．匀速直线运动是速度不变的运动.
B．匀速直线运动的速度大小是不变的.
C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。

D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。

2．如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移－时间图象，由图象可知（）A．甲、乙两质点在1s末时相遇。

B．甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等。

C．甲、乙两质点在第1s内反方向运动。

D．在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大。

1.3运动快慢的描述速度
一、坐标与坐标的变化量：
二、速度和速率：
(一）速度
1.定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。

2.定义式:v=s/t
3.物理意义:描述物体运动快慢程度的物理量。

4.单位：国际单位:m/s 常用单位：km/h cm/s
5。

标矢性:矢量。

速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向.
（二)速率
1。

定义：速度的大小。

2.跟速度的区别：只有大小无方向，是标量。

汽车速度计不能显示车辆运动的方向,它的读数实际是汽车的速率。

日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。

三、平均速度和瞬时速度：
1．平均速度：
①描述变速直线运动的物体在某段时间（或某段位移S）内的平均快慢与运动方向（运动速度）.
②不是速度的平均值，它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，即v=s/t。

③对做变速直线运动的物体,不同位移或不同时间段的平均速度一般不同。

所以平均速度只有指明了是哪段位移，或哪段时间内的平均速度才有意义。

④对做匀速直线运动的物体，位移与时间的比值不变，所以做匀速直线运动的物体的平均速度就是物体的速度。

平均速率：v=s/t （s是指路程）
2。

瞬时速度:
①描述运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度,简称速度。

②在直线运动中,瞬时速度的方向与物体经过某一位置时运动方向相同。

它的大小叫瞬时速率。

在技术上通常用速度计来测瞬时速率.
③在匀速直线运动中,各时刻瞬时速度都相等，且与各段时间内的平均速度都相等。

在位移时间图象中，图线的倾斜程度表示速度的大小，斜率越大，速度越大。

斜率为正，表示速度方向与所选正方向相同,斜率为负,表示速度方向与所选正方向相反。

④在以后的叙述中，“速度”一词有时是指平均速度，有时指瞬时速度，要根据上下文判断。

问题:1．同一物体的同一段运动的平均速率的大小一定等于平均速度的大小吗？
2．同一物体的同一段运动的瞬时速率的大小一定等于瞬时速度的大小吗？
【例一】下列关于速度和速率的说法中正确的是（）
A．速度是矢量，用来描述物体运动的快慢。

B．平均速度是速度的平均值,它只有大小没有方向.
C．汽车以速度v1经过某路标，子弹以速度v2从枪筒射出，两速度均为平均速度.
D．平均速度就是平均速率.
【例二】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s—t图。

由图
可知：________物体作匀速直线运动,_________物体作变速直线运
动.三个物体位移大小分别为________，_______，______.三个物体
的平均速度分别为______m/s,______m/s,______m/s，三个物体运动
的总路程分别是_____，_____,_____,它们的平均速率分别为
________,_______，______。

课堂训练:
1．下列关于速度的说法正确的是（）
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与时间的关系的物理量。

2．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（）
A．匀速直线运动是速度不变的运动。

B．匀速直线运动的速度大小是不变的。

C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。

D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。

3．对作变速直线运动的物体，有如下几种叙述：( ）
A．物体在第1s内的速度是3m/s。

B．物体在第1s末的速度是3 m/s。

C．物体在通过其路径上某一点的速度为3 m/s 。

D．物体在通过一段位移s时的速度为3 m/s
4．已知直线AC的中点为B点,物体沿AC做变速直线运动，在AB段的平均速度为6 m/s，
在BC段的平均速度为4m/s，那么它在AC段的平均速度是（）
A．4.8 m/s B．5.0 m/s C．5.2 m/s D．13m/s
5．一列火车沿平直轨道运行，先以10米/秒的速度匀速行驶15分，随即改以15米/秒的速度匀速行驶10分,最后在5分钟又前进1000米而停止，则该火车在前25分钟及整个30分内的平均速度各为多大?它最后通过2000米的平均速度是多大?
6．一个朝某方向做直线运动的物体，在t时间内的平均速度为v，紧接着t/2时间内的平均速度是v/2,则这段时间内的平均速度是多少?
7．一质点沿直线运动，先以4m/s运动10s，又以6m/s运动了12m,全程平均速度是？
8．物体做直线运动
①若前一半时间是速度为v1的匀速运动，后一半时间是v2的匀速运动，则整个运动平均速度是？
②若前一半路程是速度为v1的匀速运动，后一半路程是速度为v2的匀速运动，则整个运动平均速度是?
9．一列长50m的队伍,其前进速度是2.5 m/s，经过一座全长100m桥，当队伍的第一个人踏上桥到队尾最后一个人离开桥时，总共需要的时间是多少?
10．一列队伍长L= 120米，行进速度v = 4。

8千米/小时，为了传达一个命令，通讯员从队伍排尾跑步赶到队伍排头，其速度 v' = 3米/秒,然后又立即用跟队伍行进速度相同大小的速度返回排尾。

求：
⑴通讯员从离开队伍到重回到排尾共用多少时间？
⑵通讯员归队处跟离队处相距多少？
1。

4.1实验：用打点计时器测速度
一、练习使用打点计时器
电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。

它的工作电压是4～6V。

电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一个点。

电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示.使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。

当接通220V交流电源,按
下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。

于是在运动的纸带上就打出一列点迹。

当电源频率是50Hz 时，它每隔O ．02s 打一次点.
如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置,也记录了相应的时间。

通过对纸带上点子之间距离的研究，可以了解物体运动的情况。

二、注意事项：
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点.
②使用计时器打点时，应先接通电源,待打点计时器稳定后，再释放纸带。

③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。

④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。

三、对打上点的纸带进行数据处理，目的是研究纸带或与纸带相连的物体的运动况。

设打点计时器打点的时间间隔为T ，那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是T.如果数出纸带上一系列点的总数为N ，则打这些点所用的总时间为t=（N —1)T 。

如果测出这N 个点之间的总距离s,则t 时间内纸带运动的平均速度 如果纸带做匀速直线运动,此式计算出来的就是纸带的运动速度。

课堂训练：
1．电磁打点计时器是一种使用_________(交流？直流？)电源的________仪器，它的工作电压是________伏特.当电源频率是50赫兹时，它每隔________s 打一次点.
2．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（ )
A ．时间间隔
B ．位移 c ．加速度 D ．平均速度。

课后作业:
T
N s t s v )1(-==
1．关于计数点的下列说法中，哪些是正确的? （ )
A．用计数点进行测量计算，既方便,又可减小误差。

B．相邻计数点间的时间间隔应是相等的.
C．相邻计数点间的距离应当是相等的。

D．计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。

2．本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有（）
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒。

B．每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔是O．08秒.
C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒。

D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒.
E．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒.
3．打点计时器振针打点的周期，决定于: （ )
A．交流电压的高低。

B．交流电的频率。

C．永久磁铁的磁性强弱。

D．振针与复写纸的距离。

4．如图所示的四条纸带，是某同学练习使用打点计时器得到的
纸带的右端后通过打点计时器。

从点痕的分布情况可以断定：纸
带_______是匀速通过打点计时器的，纸带_____是越走越快的,
纸带_______是先越走越快，后来又越走越慢。

5．若所用电源频率是50赫，图中D纸带,从A点通过计时器到B点通过计时器,历时
________s，位移为______米,这段时间内纸带运动的平均速度是______m／s。

BC段的平均速度是______m／s，而AD段的平均速度是_______m／s。

1。

4.2速度和时间的关系
一、匀变速直线运动
1．定义：在变速直线运动中，如果在相等的时间内速度的改变相等，这种运动称为匀变速直线运动.
2．匀加速直线运动
3．匀减速直线运动
二、速度时间图象（v-t图）
1．速度-时间图象反映了物体的速度随时间变化的规律.简称速度图象。

2．匀速直线运动的v-t图
3．变速直线运动的v-t图
4．根据速度—时间图象可以作出如下判断：
①读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻。

②求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间。

③判断物体的运动方向。

④判断物体的运动性质.（情况）
⑤比较物体速度变化快慢，求加速度。

（直线倾斜程度）
⑥求各段时间内质点的位移。

注:①v-t图象交点不表示相遇。

②v-t图象不是质点运动轨迹。

③纵轴截距表示运动物体的初速v0,横轴截距表示过一段时间才开始运动.
【例一】如图示，是甲、乙两质点的v—t图象，由图可知（）
A．t=O时刻，甲的速度大。

B．甲、乙两质点都做匀加速直线运动。

C．相等时间内乙的速度改变大。

D．在5s末以前甲质点速度大。

【例二】A、B两物体在同一直线上从某点开始计时的速度图像如图中的A、B所示，则由图可知，在0—t2时间内（ )
A．A、B运动始终同向，B比A运动的快.
B．在t1时间AB相距最远，B开始反向.
C．A、B的加速度始终同向，B比A的加速度大。

D．在t2时刻，A、B并未相遇，仅只是速度相同.
课堂训练：
1。

关于直线运动的位移、速度图象，下列说法正确的是( ）
A．匀速直线运动的速度-时间图象是一条与时间轴平行的直线
B．匀速直线运动的位移-时间图象是一条与时间轴平行的直线
C．匀变速直线运动的速度-时间图象是一条与时间轴平行的直线
D．非匀变速直线运动的速度-时间图象是一条倾斜的直线
2．甲、乙两物体的v—-t图象如图所示，下列判断正确的是（ )
A．甲作直线运动，乙作曲线运动
B．t l时刻甲乙相遇
C．t l时间内甲的位移大于乙的位移
D。

t l时刻甲的加速度大于乙的加速度
3．如图示,是一质点从位移原点出发的v-—t图象,下列说法正确的是( )
A．1s末质点离开原点最远
B．2S末质点回到原点
C。

3s末质点离开原点最远
D．4s末质点回到原点
4。

如图所示,是一个物体向东运动的速度图象，由图可知0~10s
内物体的加速度大小是________，方向是___________ ；在10s～
40s内物体的加速度大小是_______；在40s～60s内物体的加速
度大小是___________,方向是____________ 。

5。

A、B、C、D四个物体做直线运动的速度图象如图示，以向东为正方向,由图看出
__________物体在10s内是往返运动，且lOs末在出发点的东边；_________物体在10s 末在出发点的西边；_________物体只向东运动，速度方向不变。

6.如图是A,B两个物体从同一地点向同一方向做匀加速直
线运动的速度图象．从图可知A物体运动初速度是
___________m/s，加速度是_________m/s2。

B物体运动初
速度是________m/s，加速度是________m/s2,A比B ______
运动_____s，当B物体开始运动时，A，B间距
s0=__________m,B运动_______s时,A,B间距是4s o．
1。

5速度变化快慢的描述加速度
一、加速度
1．定义；加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。

用a表示。

2．定义式：a=（v t—v0)/t 或 a=△v/△t
3．单位：国际单位：m／s2。

，读着：米每二次方秒
4．物理意义：表示速度改变快慢的物理量，是速度对时间的变化率，数值上等于单位时间内速度的变化量。