高中物理(教科版必修一)教师用书：第1章 4
2019版高中物理教科版必修一教师用书：第一章 运动的描述 3 含答案
3运动快慢与方向的描述——速度［学习目标]1。
理解速度的概念,领会其矢量性，知道速度的方向。
2。
知道平均速度和瞬时速度的区别和联系.3.能在具体问题的描述中正确使用平均速度和瞬时速度，并能进行相应的计算.4.理解v－t图像的意义．一、运动快慢的描述——速度1．定义:位移与发生这段位移所用时间的比值，叫做速度．2．表达式：v＝错误!.3．单位:米每秒，符号是m/s或m·s－1.1 m/s＝3.6 km/h。
4．矢量性：速度是矢量，速度的方向就是物体运动的方向．5．物理意义：表示物体运动快慢和方向．二、平均速度1．公式：错误!＝错误!。
2．平均速度只能粗略地描述物体在Δt时间内运动的快慢．3．方向：与位移的方向相同．三、瞬时速度1．定义：运动物体在某一时刻或某一位置的速度．2．物理意义：精确地描述物体运动的快慢．3．大小：当Δt非常非常小时，错误!称为物体在时刻t的瞬时速度,瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率．四、速度-时间图像1．速度-时间图像(v－t图像）：以速度为纵轴，时间为横轴，建立平面直角坐标系,在坐标系中画出的描述速度v与时间t关系的图像．2．匀速直线运动的速度－时间图像是与横轴平行的直线,在速度图像中位移对应边长分别为v和t的一块矩形面积．1．判断下列说法的正误．（1)由公式v＝错误!知，运动物体的位移Δx越大，速度越大．（×）（2）瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度．（√)（3）物体的平均速度为零，则物体一定处于静止状态．（×) (4)子弹以速度v从枪口射出,v指瞬时速度．（√)2．某质点沿一直线运动，在第1 s内通过的位移为2 m，第2 s内通过的位移为4 m,第3 s内通过的位移为6 m,则质点前2 s的平均速度为________m/s，后2 s内的平均速度为________m/s；3 s内的平均速度为________m/s。
答案354一、对速度的理解自行车和汽车都在平直公路上沿同一方向行驶，在30 min内自行车行驶了8 km，汽车行驶了50 km;百米比赛中，运动员甲用时10 s,运动员乙用时13。
教科版高中物理必修第一册目录课件
第三章 相互作用 1．力 重ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 2．弹力
第1课时 形变与弹力 第2课时 实验：探究弹簧弹力与形变的关系 3．摩擦力
4．力的合成 第1课时 合力与分力 第2课时 实验：探究两个互成角度的力的合成规律
5．力的分解 6．共点力作用下物体的平衡 微专题(一) 共点力平衡中的“两类”典型问题 章末素养培优
第四章 牛顿运动定律 1．牛顿第一定律 2．实验：探究加速度与力、质量的关系 3．牛顿第二定律 4．力学单位制 5．牛顿第三定律 6．牛顿运动定律的应用 微专题(二) 牛顿运动定律的三类典型问题 7．超重与失重 章末素养培优
第一章 描述运动的基本概念 1．参考系 时间 质点 2．位置 位移 3．位置变化的快慢与方向——速度 4．实验：用打点计时器测量小车的速度 5．速度变化的快慢与方向——加速度 章末素养培优
第二章 匀变速直线运动的规律 1．匀变速直线运动的研究 2．匀变速直线运动速度与时间的关系 3．匀变速直线运动位移与时间的关系 4．匀变速直线运动规律的应用 5．自由落体运动 章末素养培优
2020-2021高中物理教科版必修1教学案：第一章 第4节 速度变化快慢的描述——加速度
第一章 运动的描述第4节速度变化快慢的描述——加速度一、加速度1．定义：速度的改变量与发生这一改变所用时间的比值，通常用a 表示。
2．表达式：a ＝ΔvΔt 。
3．矢量性加速度既有大小，又有方向，是矢量。
由a ＝ΔvΔt 可知，加速度a 的方向与速度变化量Δv 的方向相同。
4．单位在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号m/s 2或m·s －2。
5．物理意义加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量。
二、加速度方向与速度方向的关系1．如图1-4-1所示，取初速度v 0的方向为正方向：对于加速运动，有v t >v 0，即Δv >0，此时a >0，表示加速度的方向与速度的方向相同，如图甲所示。
图1-4-12．对于减速运动，有v t <v 0，即Δv <0，此时a <0，表示加速度的方向与速度的方向相反，如图乙所示。
三、从v -t 图像看加速度1．通过速度—时间(v -t )图像不但能够了解物体运动的速度随时间变化的规律，还能够知道物体的加速度。
2．从速度—时间图线的倾斜程度大小就能判断加速度的大小，倾斜程度越大，加速度越大。
1．自主思考——判一判(1)如果速度很大，则加速度一定很大。
(×) (2)如果速度变化量很大，则加速度一定很大。
(×)(3)加速度是矢量，它的方向与速度变化量的方向一致。
(√)(4)物体的速度为零，加速度也为零。
(×)(5)取初速度方向为正方向时，加速度为正值时，物体做加速运动。
(√)(6)物体的v-t图像是一条倾斜直线时，物体运动的加速度是恒定的。
(√)2．合作探究——议一议(1)直线运动中，加速度的正负表示什么含义？加速度为负值，物体就一定做减速运动吗？[提示]①加速度的正、负表示与规定的正方向是同向还是反向。
②不一定。
加速度为负值，若速度为正值，则物体减速；若速度也为负值，则物体加速。
2019版高中物理教科版必修一教师用书：第一章 运动的描述 5 含答案
5匀变速直线运动速度与时间的关系［学习目标] 1.知道匀变速直线运动的特点及分类.2.理解匀变速直线运动的v－t图像特点.3.掌握匀变速直线运动的速度公式，并会用公式解决简单的匀变速直线运动问题．一、匀变速直线运动速度与时间的关系1．匀变速直线运动速度随时间均匀变化,即加速度恒定的运动．2．速度与时间的关系速度公式：v t＝v0＋at，其中v0为初始时刻的速度，v t为t时刻的速度．二、匀变速直线运动的v－t图像公式v t＝v0＋at表示了匀变速直线运动速度v t是时间t的一次函数，对应的v－t图像是一条斜线，其斜率错误!表示了加速度的大小和方向．(1)匀加速直线运动:以v0的方向为正方向，Δv>0，a＝错误!>0,a与v0同向，如图1甲所示．图1（2)匀减速直线运动：以v0的方向为正方向，Δv〈0，a＝错误!〈0，a与v0反向,如图乙所示．1．判断下列说法的正误．(1)匀变速直线运动的加速度不变．(√)(2）速度逐渐增加的直线运动是匀加速直线运动．(×）(3）公式v t＝v0＋at适用于任何做直线运动的物体．（×)(4）公式v t＝v0＋at既适用于匀加速直线运动,也适用于匀减速直线运动．（√)(5）匀加速直线运动的v－t图像的斜率逐渐增大．(×)2．一质点做直线运动，速度v t＝5＋0。
3t（m/s)，则质点的初速度为________，加速度为________，3 s末的速度为________．答案 5 m/s0.3 m/s25。
9 m/s一、速度与时间关系式的理解及应用设一个物体做匀变速直线运动,运动开始时刻（t＝0）的速度为v0（叫做初速度），加速度为a，请根据加速度定义式求t时刻物体的瞬时速度．答案由加速度的定义式a＝错误!＝错误!,整理得：v t＝v0＋at。
速度与时间关系的理解1．公式v t＝v0＋at只适用于匀变速直线运动．2．公式的矢量性：公式v t＝v0＋at中的v0、v t、a均为矢量,应用公式解题时，首先应选取正方向．一般以v0的方向为正方向，若为匀加速直线运动,a＞0;若为匀减速直线运动,a＜0。
完整word版,高中物理新课标必修1教师教学用书电子版
高中物理新课标必修1课时分配建议第1单元 1 质点参考系和坐标系（1学时）2 时间和位移（2学时）第2单元 3 运动快慢的描述速度（2学时）4 实验：练习使用打点计时器（2学时）5 速度改变快慢的描述加速度（2学时）1 质点参考系和坐标系（1）教材分析要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的是质点模型。
由于运动的相对性，描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。
为了准确地、定量地描述质点的运动，还要建立坐标系。
质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，教材逐步展开这些内容，最后介绍全球卫星定位系统。
本节知识是学习后面内容的基础，也是整个力学的基础。
（2）质点的教学质点模型是高中物理提出的第一个理想模型。
我们对质点概念的形成，以及质点模型的建立过程，其教学要求是初步的。
学生对科学思维方法也只能是有所认识，要求不能太高。
教科书对质点模型建立的思维过程有以下考虑：①物理概念、规律是对一定的物理模型来说的，物理模型的建立过程体现了科学思维方法。
②质点概念固然重要，但更重要的是引导学生领悟质点概念的提出和分析、建立质点模型的过程；为此，教材通过实例说明要准确描述物体的运动是十分困难的，分析困难的原因，并逐步指出建立质点概念的必要性，充分展示了物理学研究的科学思维过程，让学生体验什么是科学思维的方法。
教学中要进一步为学生创设问题情景。
如放映录像：鸟的飞行，流水、瀑布，羽毛下落……·详细描述物体运动有什么困难？·我们需要了解物体各部分运动的区别吗？·演示羽毛下落。
·教师引导学生讨论并总结质点概念。
要明确质点概念的确切内容和在什么情况下可把物体看做质点。
同时，要明确建立物理模型是物理学研究问题的基本方法。
（3）参考系和坐标系的教学①学生在初中已学过参照物，教师可让学生举例说明同一物体对不同的参照物运动情况不同，对学生列举的典型例子教师应充分肯定，同时结合教科书中的图1．1-4加以分析。
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高中物理新课标必修1课时分配建议第1单元 1 质点参考系和坐标系（1学时）2 时间和位移（2学时）第2单元 3 运动快慢的描述速度（2学时）4 实验：练习使用打点计时器（2学时）5 速度改变快慢的描述加速度（2学时）1 质点参考系和坐标系（1）教材分析要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的是质点模型。
由于运动的相对性，描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。
为了准确地、定量地描述质点的运动，还要建立坐标系。
质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，教材逐步展开这些内容，最后介绍全球卫星定位系统。
本节知识是学习后面内容的基础，也是整个力学的基础。
（2）质点的教学质点模型是高中物理提出的第一个理想模型。
我们对质点概念的形成，以及质点模型的建立过程，其教学要求是初步的。
学生对科学思维方法也只能是有所认识，要求不能太高。
教科书对质点模型建立的思维过程有以下考虑：①物理概念、规律是对一定的物理模型来说的，物理模型的建立过程体现了科学思维方法。
②质点概念固然重要，但更重要的是引导学生领悟质点概念的提出和分析、建立质点模型的过程；为此，教材通过实例说明要准确描述物体的运动是十分困难的，分析困难的原因，并逐步指出建立质点概念的必要性，充分展示了物理学研究的科学思维过程，让学生体验什么是科学思维的方法。
教学中要进一步为学生创设问题情景。
如放映录像：鸟的飞行，流水、瀑布，羽毛下落……·详细描述物体运动有什么困难？·我们需要了解物体各部分运动的区别吗？·演示羽毛下落。
·教师引导学生讨论并总结质点概念。
要明确质点概念的确切内容和在什么情况下可把物体看做质点。
同时，要明确建立物理模型是物理学研究问题的基本方法。
（3）参考系和坐标系的教学①学生在初中已学过参照物，教师可让学生举例说明同一物体对不同的参照物运动情况不同，对学生列举的典型例子教师应充分肯定，同时结合教科书中的图1．1-4加以分析。
2019-2020学年新教材课标版物理必修第一册教师用书：4-6超重和失重 Word版含答案
姓名，年级：时间：第6节超重和失重学习目标：1。
认识超重现象，理解产生超重现象的条件和实质。
2。
认识失重现象,理解产生失重现象的条件和实质.3。
能用超重、失重的观点分析支持力或拉力的大小.4。
了解常见的超重、失重现象．知识点一重力的测量1．方法一：先测量自由落体运动的加速度g,再用天平测量物体的质量．公式G＝mg.2．方法二：利用力的平衡条件将物体悬挂或放置在测力计上．测力计的示数反映了物体所受重力的大小．知识点二超重和失重1．超重（1）定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象．(2)产生条件：物体具有向上的加速度（选填“向上”或“向下”)．2．失重(1）定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象．（2）产生条件:物体具有向下的加速度．3．完全失重(1)定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力)等于零的状态．(2）产生条件：a＝g，方向竖直向下．1．处于平衡状态的物体一定处于静止状态．（）2．加速度始终为零时，物体一定处于平衡状态．( )3．超重就是物体的重力变大的现象．（)4．减速上升的升降机内的物体对地板的压力大于重力．( ）5．物体速度大小不变，方向改变，运动状态也发生变化．（）6．做自由落体运动的物体处于完全失重状态．（)[答案］1。
× 2.√3。
× 4.× 5.√ 6.√给一个水瓶底部开一个小孔，当瓶中注满水后水会从孔中流出，若由静止释放这个水瓶，会发现水停止从孔中流出．为什么水会停止从小孔流出?[答案] 由静止释放这个水瓶，水处于完全失重状态，故不会流出．要点一超重和失重1．重力与视重(1)重力：物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．（2)视重:当物体竖直悬挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”,大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力．2．对超重的分析超重状态下，物体在竖直方向上的合力不为零．当物体在竖直向上方向上有加速度a，支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力）为F时，在竖直方向上，由牛顿第二定律得F－mg＝ma，F＝mg＋ma>mg，对应的运动状态有向上加速和向下减速．3．对失重的分析失重状态下，物体在竖直方向上的合力不为零．当物体在竖直向下方向上有加速度a，支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力）为F时，在竖直方向上，由牛顿第二定律得mg－F＝ma，F＝mg－ma<mg，对应的运动状态有向下加速和向上减速．当竖直向下的加速度为g或竖直向下的加速度分量为g时，对应的有自由落体运动、竖直上抛运动等．【典例1】一质量为m＝40 kg的小孩站在电梯内的体重计上．电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0～6 s内体重计示数F的变化情况如右图所示．试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？（取重力加速度g ＝10 m/s2)[思路点拨］由图像信息分析：电梯在不同阶段的受力并确定电梯的加速度,再根据运动学公式列方程求解．[解析］小孩重力为G＝400 N，由题图知，在0~2 s内，F1＝440 N,F1〉G,电梯匀加速上升，则有a1＝F1－Gm＝1 m/s2，h1＝错误!a1t错误!＝2 mt1＝2 s时，v＝a1t1＝2 m/s在2~5 s内,F2＝400 N，F2＝G,电梯匀速上升,则有h2＝vt2＝6 m在5～6 s内，F3＝320 N，F3<G，电梯匀减速上升，则有a3＝错误!＝2 m/s2又v－a3t3＝0，说明电梯在6 s末停止故h3＝错误!t3＝1 m所以电梯上升的高度为h＝h1＋h2＋h3＝9 m.［答案] 9 m判断超重、失重状态的方法从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态．1．2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射成功，如右图所示．宇航员在火箭发射与飞船回收的过程中均要经受超重与失重的考验，下列说法正确的是（）A．火箭加速上升时，宇航员处于超重状态B．飞船落地前减速下落时,宇航员处于失重状态C．火箭加速上升时，宇航员对座椅的压力小于自身重力D．火箭加速上升过程中加速度逐渐减小时，宇航员处于失重状态[解析］火箭加速上升时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，对座椅的压力大于自身重力,选项A正确，C错误；飞船落地前减速下落时，加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知宇航员受到的支持力大于自身的重力，宇航员处于超重状态，选项B错误；火箭加速上升过程中加速度逐渐减小时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，选项D错误．［答案] A2．撑杆跳是田径运动项目的一种．在这项比赛中，运动员双手握住一根特制的杆子，经过快速助跑后，借助杆子撑地的反弹力量，使身体腾起,越过横杆．关于撑杆跳，下列说法正确的是（)A．运动员起跳时，撑杆提供给运动员的弹力等于运动员所受重力B．运动员起跳时，撑杆提供给运动员的弹力小于运动员所受重力C．在运动员起跳上升阶段,运动员始终处于超重状态D．在运动员越过杆子下落阶段，运动员始终处于失重状态［解析] 起跳时运动员的加速度方向向上，杆对运动员的弹力大于运动员的重力,A、B错误；在运动员起跳上升阶段,运动员开始时向上做加速运动，随后向上做减速运动，所以运动员开始时处于超重状态，上升的最后阶段处于失重状态,C错误；起跳以后的下落过程中运动员的加速度方向向下，运动员始终处于失重状态，D正确．［答案] D要点二超重与失重问题的求解方法超重、失重现象的产生条件是具有竖直方向的加速度，我们可用牛顿第二定律分析其本质，故对超重、失重问题的处理方法是：用牛顿第二定律去定量地列方程分析，以加速度方向为正方向，列方程时注意使用牛顿第三定律，因为压力和支持力并不是一回事，同时注意物体具有向上或向下的加速度与物体的运动方向无关．具体对照如下表．【典例2】在一个封闭装置中，用弹簧测力计测一物体的重力,根据读数与物体实际重力之间的关系，判断以下说法中正确的是( ）A．读数偏大,表明装置一定加速上升B．读数偏小，表明装置一定加速下降C．读数为0，表明装置运动的加速度等于重力加速度，但无法判断是向上运动还是向下运动D．读数准确,表明装置一定匀速上升或下降［思路点拨] 超重和失重只能确定加速度方向，不能确定速度方向．[解析] 读数偏大，表明装置处于超重状态,其加速度方向向上，可能的运动情况是加速上升或减速下降，故A项错误，同理知B项也错误．弹簧测力计读数为0，即完全失重，这表明整个装置运动的加速度等于重力加速度g,但是a＝g时，速度方向有可能向上，也有可能向下,还有可能沿其他方向，故C项正确．读数准确，装置可能静止，也可能正在向任意一个方向做匀速直线运动，故D项错误．［答案］C物体在竖直方向上有加速度时，才会出现超重或失重现象，当加速度竖直向上或加速度有竖直向上的分量时，物体处于超重状态，当加速度竖直向下或加速度有竖直向下的分量时，物体处于失重状态.超重、失重状态与物体的运动方向无关.对于不在竖直方向上的加速度,要将加速度按水平方向和竖直方向分解。
新教科版高中物理必修1第一章第4节运动快慢与方向的描述—速度 光电门传感器的原理及使用(15张ppt)
A (3)下列不必要的一项实验要求是________ 。 (请填写选项
前对应的字母) A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使 A 位置与光电门间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行
实验原理的创新 利用力传感器测出细线拉力，消除了因 m ≪M 得不到满足带来的实验误差。
N
11
[典例 3]
(2016· 江阴模拟)如图实313 所示是某同学探究加
速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电 门 B。 滑块上固定一遮光条， 滑块用细线绕过气垫导轨左端的定 滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从 A 处由静止释放。
实验器材的创新 (1) 利用光电门测滑块上的遮光条通过光 电门的时间。 (2)利用气垫导轨代替长木板。 (3)利用力传感器测绳中拉力大小。
[题组突破] 5． (2016· 吉林一中一模)“用 DIS 研究加速度与力的关系”的实验装 置如图实315(a)所示，实验中用所挂钩码的重量作为细线对小 车的拉力 F。通过增加钩码的数量，多次测量，可得小车运动的 加速度 a 和所受拉力 F 的关系图像。他们在轨道水平和倾斜的 两种情况下分别做了实验，得到了两条 aF 图线。如图(b)所示。
第一章 运动的描述
1.4 运动快慢与方向的描述—速度
光电门传感器的原理及使用
教材P15发展空间
工作原理
在 t 时间内的平均速度即为某
x 在公式 v 中，当t t
0 时，
时刻(或某位置)的瞬时速度.(极限思想)
如图1-3-11所示， A为发光管，B为接收管，被测物体与遮光 板相连，一旦光线被遮光板挡住，遮挡的 时间间隔能被光电门测出来。根据遮光板 的宽度d和测得的遮光时间△t，就可以求 出极短时间内的平均速度，这个平均速度 可以认为就是所测得物体运动到光电门位 置的瞬时速度。
2019版步步高高中物理教科版必修一第一章 第一章 4
答案
2.图2中做直线运动的火车，在40 s内速度由10 m/s增加到20 m/s，那
么火车在这40 s内速度的变化量是多少？火车的加速度是多少？加速度
的方向与速度变化量的方向有什么关系？
答案
图2 Δv Δv＝v2－v1＝10 m/s，a＝ Δt ＝0.25 m/s2，相同
答案
重点探究
一、对加速度的理解
(1)v大，a不一定大，比如匀速飞行的飞机速度很大，但加速度却为零；
v 小，a 也不一定小，如射击时火药爆炸瞬间，子弹的速度 v 可以看做
零，这时加速度却很大.
(2)速度变化量Δv大，加速度a不一定大，比如列车由静止到高速行驶，
速度变化量很大，但经历时间也长，所以加速度并不大. Δv (3)速度变化得快，即 大，表示单位时间内速度变化大(或速度的变 Δt 化率大)，加速度才大.
解析 答案
总结提升
加速度是矢量，加速度的正负表示加速度的方向 .若加速度的方向与规
定的正方向相同，则加速度为正；若加速度的方向与规定的正方向相反，
则加速度为负.
二、加速度的方向 加速度对运动情况的影响
(1)加速度a的方向与速度的变化量 Δv的方向一定相同，但速度的变化量 Δv的大小不仅与加速度有关，还与时间有关. (2)根据加速度的大小不能判断速度变化量的大小，反过来，根据速度变 化量的大小也不能判断加速度的大小.
2.速度与加速度的关系
(1) 速度和加速度的大小无直接关系 . 速度大，加速度不一定大，加速度
检测评价 达标过关
自主预习
一、加速度 1.物理意义：加速度是描述物体运动速度变化快慢 的物理量. 2.定义：速度的改变量Δv 与发生这一改变所用时间Δt 的比值，叫加速度. Δv 3.定义式：a＝ Δt . m/s2 4.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____ s－2 . 或 m· 速度变化Δv的方向 5.加速度是 矢 (“矢”或“标”)量，加速度的方向与_________________
教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第1章 动量与动量守恒定律 分层作业4 动量守恒定律
解析 初状态木箱具有向右的动量,并且木箱和小木块相互作用的过程中总
动量守恒,故末状态系统总动量向右,由于小木块与底板间存在摩擦,小木
块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动,选项B正确,选项A、C、D错误。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D.v1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
解析 雪橇所受阻力不计,人起跳后,人和雪橇组成的系统水平方向不受外
力,系统水平方向动量守恒,起跳后人和雪橇的水平速度相同,设水平速度
为v。取向南为正方向,水平方向由动量守恒定律得Mv1=Mv,得v=v1,方向
向南,故A、B、C错误,D正确。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D正确。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B级
关键能力提升练
7.一个礼花弹竖直上升到最高点时刚好炸裂成三块碎片,如果这三块碎片
的质量和动量大小均相等,则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运动方
向可能是( C )
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
解析 由于三块碎片的质量和动量大小均相等,若是选项A、B、D中情境,
解析 系统不受外力时,系统动量保持不变,系统动量守恒,故A正确;动量守
恒定律既适用于低速宏观物体,也适用于高速微观物体,故B正确;系统所受
合外力为零系统动量守恒,只有重力或只有弹力做功系统机械能守恒,系统
动量守恒,机械能不一定守恒,故C错误;两物体组成的系统所受合外力为零,
则系统动量守恒,两物体动量的改变量大小相等,方向相反,故D正确。本题
抛球前,运动员、滑板车和篮球的速度为v0,则( D )
2017-2018学年高中物理(教科版一)教师用书：第1章章末分层突破含答案
章末分层突破①参照物②质量③可以忽略④有向线段⑤矢⑥长度⑦标⑧位置⑨速度变化⑩快慢⑪v t＝v0＋at⑫x＝v0t＋错误!at 2⑬v错误!－v错误!＝2ax⑭错误!⑮v错误!⑯Δx＝aT 2⑰图像纵坐标⑱图像的斜率⑲图像与t轴围成的面积⑳图像纵坐标错误!图像的斜率错误!等于零错误!只受重力错误!v t＝gt错误!h＝错误!gt 2错误!v错误!＝2gh错误!9。
8 m/s2或10 m/s2错误!竖直向下__________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ _几个概念的区1时间能表示运动的一个过程，时刻只能显示运动的一个瞬间．在表示时间的数轴上，时刻用点来表示，时间用线段来表示．对一些关于时间和时刻的表述，能够正确理解．如：第4 s末、4 s时、第5 s初等均为时刻；4 s内（0到第4 s末）、第4 s（第3 s末到第4 s 末）、第2 s初至第4 s初等均为时间．2．位移和路程的区别与联系位移是在一段时间内，由物体初时刻位置指向末时刻位置的有向线段．确定位移时，不需考虑质点运动的详细路径,只确定初、末位置即可；路程是运动物体轨迹线的长度．确定路程时,需要考虑质点运动的详细路径．位移是矢量，路程是标量．一般情况位移大小不等于路程，只有当物体做单向直线运动时路程才等于位移的大小．3．速度和速率的区别与联系向的物理量,是矢量速度同；瞬时速度方向为该点运动方向是m/s。
教科物理必修1教师用书一
1. 质点参考系空间时间[先填空]1．机械运动物体运动有多种形式，其中最简单的一种是一个物体相对于另一个物体位置的改变，称为机械运动．2．质点①定义：用来代替物体的有质量的点叫做质点．②视为质点的条件：当运动物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或影响很小时，物体才可以被视为质点．③实质：质点是一种理想化模型，是无形状和大小的而具有物体全部质量的点．因此，质点并不真实存在．[再判断]1．质点就是质量小，体积小的物体．(×)2．一个物体能否看做质点，关键是其大小和形状对所研究问题的影响可否忽略．3．质点是一种理想化模型，实际的质点是不存在的．[后思考]1．形状规则的物体一定能看做质点吗？【提示】形状规则的物体有时其大小和形状不能忽略，也不能看成质点．例如，研究“香蕉球”的成因时，形状规则的足球不能看成质点．2．丽丽一家坐高铁从北京到青岛，丽丽想测量列车经过一座大桥的时间，可不可以将高铁看做质点？【提示】不可以．物体看成质点的条件是其大小和形状对所研究的问题没有影响．高铁的长度对测量时间有影响.[合作探讨]如图1-1-1所示为伦敦奥运会上牙买加飞人博尔特在100 m决赛中以9.63 秒的惊人成绩成功卫冕的比赛现场．图1-1-1探讨1：在研究博尔特百米决赛所用时间时能否把他看做一个质点？【提示】能．探讨2：教练员在研究博尔特的摆臂和步幅对速度的影响时，能否把他看成一个“点”？【提示】不能．[核心点击]1．质点的特点(1)质点不同于几何“点”：质点是用来代替物体的有质量的点，其特点是具有质量，没有大小、体积、形状，它与几何“点”有本质的区别．(2)质点是一种“物理模型”．①物理模型是在物理研究中，突出问题的主要方面，忽略次要因素而建立的理想化模型，是物理学经常采用的一种科学研究方法，质点就是典型的物理模型之一．②物理模型作为一种理想模型，是为了研究问题方便而对实际问题的科学抽象，实际中并不存在．2．实际物体视为质点的常见情况1．(多选)根据所学知识判断下列说法正确的是()【导学号：70290000】A．测量天宫一号轨道高度时它可以看做质点B．测量天宫一号绕地运行的周期和速率时它可以看做质点C．实施天宫一号与神舟号飞船交会对接时它们都可以看做质点D．实施天宫一号变轨时它可以看做质点【解析】测量天宫一号轨道高度时，其大小可以忽略，故它可以看做质点，故A正确；测量天宫一号绕地运行的周期和速率时，其大小远小于轨道半径，故它可以看做质点，故B正确；实施天宫一号与神舟号飞船交会对接时，要考虑大小，故它们都不可以看做质点，故C错误；实施天宫一号变轨时，要考虑飞船的姿态，故不能简化为质点，故D错误．【答案】AB2．在研究以下四种情况中提出的问题时，所涉及到的对象可看做质点的是()【解析】绕太阳公转时，地球的大小远小于地球到太阳的距离，符合看成质点的条件；火车进站时间是从车头进站开始到车尾进站为止，不能将火车看成质点；花样滑冰运动员比的是身体各部分的动作及协调性等方面，不能将其看成质点；要研究运动员跨栏的姿势(即身体各部分的位置及协调性)，显然不能将其视为质点，选A.【答案】 A3．(2016·重庆高一检测)下列关于质点的说法正确的是() 【导学号：70290001】A．质点是客观存在的一种物体，其体积比分子还小B．很长的火车一定不可以看做质点C．为正在参加吊环比赛的陈一冰打分时，裁判们可以把陈一冰看做质点D．如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响，即可把物体看做质点【解析】质点是一种理想化的物理模型，没有大小和形状，故A错误；一个物体能不能看做质点关键是看物体的形状或大小在所研究的问题中是否可以忽略，研究火车从北京开往上海的时间，火车可以看成质点，故B错误；吊环比赛要考虑运动员的形状，故此时不能看做质点，故C错误；如果物体的形状和大小对所研究的问题无影响，即可把物体看做质点，故D正确．【答案】 D一个物体是否可以看做质点的判断方法1．看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响，如果无影响或影响不大，该物体可以视为质点，否则不能视为质点．2．一般情况下，平动的物体可以看做质点，转动的物体不能看做质点．3．当物体的大小远小于所研究的范围时，该物体可以看做质点．[先填空]1．运动与静止的关系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——运动是绝对的．2．参考系(1)定义：在描述物体的运动时，被选定做参考、假定为不动的其他物体．(2)选取原则：参考系可以任意选取，一般以地面为参考系．但在具体问题中，要考虑研究问题的方便性．(3)参考系对观察结果的影响：选择不同的参考系观察同一个物体的运动，观察结果会有所不同．[再判断]1．研究同一物体的运动时，不论选取怎样的参考系，其结论是相同的．(×) 2．参考系可任意选取，而研究物体的运动时(如汽车加速)通常以地面为参考系．3．自然界中没有绝对静止的物体．[后思考]1.宇宙飞船是目前重要的航天载人工具，当宇宙飞船绕地飞行时，以地球为参考系，坐在宇宙飞船中的宇航员如何运动？以宇航舱为参考系呢？图1-1-2【提示】以地球为参考系，宇航员在绕地球做近似圆周运动．以宇航舱为参考系，宇航员则处于静止状态．2．敦煌曲子词中有一首：“满眼风光多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行．”请用物理学知识解释“看山恰似走来迎”和“山不动，是船行”．你由此得到什么启示？【提示】作者得出“看山恰似走来迎”是以自己(或船)为参考系的；得出“山不动，是船行”则是以大地为参考系的．可见参考系不同，对于物体运动的描述往往是不同的．[合作探讨]关于机械运动，同学们来围绕几个常见的场景进行讨论．(1)坐火车旅行；(2)飞机投弹．请同学们设想一下：探讨1：你和一位同伴正坐在这辆火车上，铁路边的人看到火车中的乘客是什么情景，而同伴认为你是怎样的？【提示】铁路边的人看到火车中的你在和火车一起运动，而同伴认为你和他一起静止在火车上．探讨2：地面上的人观察炸弹是怎样下落的，而飞机驾驶员看炸弹是怎样下落的？【提示】地面上的人看到炸弹倾斜着飘落向地面，而飞机驾驶员看到炸弹沿直线竖直落向地面．[核心点击]1．选取参考系的意义要描述一个物体的运动，首先必须选好参考系，只有选定参考系后，才能确定物体的位置、研究物体的运动．2．参考系的选取原则(1)参考系的选取是任意的，在实际问题中，参考系的选择原则应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则．(2)研究地面上物体的运动时，一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系，此时参考系可以省略不写．(3)要比较不同物体的运动情况时，必须选择同一个参考系．3．参考系的四性B．同向运动时，乙观察到甲以5 m/s的速度靠近C．反向运动时，甲观察到乙以15 m/s的速度远离D．反向运动时，乙观察到甲以15 m/s的速度靠近【解析】同向运动时，甲观察到乙时是以甲为参考系，此时乙以5 m/s的速度远离，故A正确；同向运动时，乙观察到甲时是以乙为参考系，此时甲以5 m/s的速度远离，故B不正确；反向运动时，甲观察到乙时是以甲为参考系，此时乙以15 m/s的速度远离，故C正确；反向运动时，乙观察到甲时是以乙为参考系，此时甲以15 m/s的速度远离，故D不正确．【答案】AC5．某校同学分别乘两辆汽车去市公园游玩．两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动．如果以地面为参考系，那么，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．甲车向西运动，乙车向东运动D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动【解析】“甲车内一同学看见乙车没有运动”说明甲和乙的运动情况相同；“乙车内一同学看见路旁的树木向西移动”说明乙正在向东运动，所以甲、乙两车以相同的速度都向东运动，D正确．【答案】 D6．(多选)根据中国已经确定的探月工程的计划，整个探月工程分为三个阶段，一期工程为“绕”，二期工程为“落”，三期工程为“回”．在“嫦娥一号”卫星飞向38万千米外月球的漫长旅途中，需要进行一系列高度复杂又充满风险的动作，即三次绕地球变轨，然后进入月地转移轨道，再三次绕月球变轨，最后绕月球做圆周运动．如图1-1-3所示是“嫦娥一号”运行的路线图，下列说法正确的是() 【导学号：70290003】图1-1-3A．图中描述卫星绕地球运行情景的三个椭圆轨道都是以地球为参考系的B．图中描述卫星绕月球运动情景的三个椭圆轨道都是以月球为参考系的C．图中描述卫星运动情景的所有轨道都是以地球为参考系的D．图中描述卫星运动情景的所有轨道都是以太阳为参考系的【解析】从题图中可看出，“嫦娥一号”绕地球运行的三个椭圆轨道，地球的位置没有发生变化，绕月球运行的三个轨道，月球的位置没有发生变化，因此卫星绕地球运行时是以地球为参考系的，卫星绕月球运行时是以月球为参考系的，故选项A、B正确．【答案】AB判断参考系的方法对于观察到的运动现象，判断观察时所选取的参考系，有两种方法：1．静物法：明确观察到的现象中，什么物体是运动的，什么物体是静止的，静止的物体可能就是参考系．2．假设法：假设以某物体为参考系，看对物体运动的描述是否与观察到的结果一致．若一致，该物体可能就是参考系．[先填空]1．任何物体的运动都是在空间和时间中进行的．2．时刻和时间1．时刻和时间间隔都是时间，没有本质区别．(×)2．飞机8点40分从上海起飞，10点05分降落到北京，分别指的是两个时间间隔．(×)3．2016年2月1日15时29分在我国西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭(及远征一号上面级)成功将1颗北斗导航卫星送入预定轨道.1日15时29分，指的是时刻．(√)4．在时间轴上，线段表示一段时间，点表示时刻．(√)[后思考]1．电台报时时说：“现在是北京时间八点整．”在收音机上收听评书联播节目，节目结束时播音员说：“明天同一时间请继续收听．”以上两句话中的“时间”含义相同吗？【提示】报时中的“时间”指的是某一瞬时，而听评书的“时间”指的是一个时间间隔．2．李爷爷起床后外出晨练，在公园遇到张爷爷，“您这么早！练多长时间了？”“十五分钟左右吧，现在是什么时间？”“大约六点．”对话中两个“时间”，哪个是“时间间隔”，哪个是“时刻”？【提示】第一个是时间间隔，第二个是时刻．“练多长时间”，是指时间间隔；“现在是什么时间”指的是一个瞬间，所以是指时刻．[合作探讨]探讨：中考结束后，爸爸带小明乘火车去深圳旅游，火车20：30准时从北京西站出发，经5小时23分于第二天1：53到达山东菏泽站，停2分钟后出发，于4：26到达安徽阜阳站……这一段话中提到的时间哪些是时刻，哪些是时间间隔？【提示】20：30,1：53,4：26是时刻，5小时23分，2分钟是时间间隔．[核心点击]1．时刻和时间间隔的区别与联系各时间间隔与时刻如图1-2-1所示：图1-2-17．(2016·长沙高一检测)以下各种关于时间和时刻的说法中正确的是() 【导学号：70290004】A．列车员说“火车8点42分到站”指的是时间B．“前3秒钟”“最后3秒钟”“第3秒钟”指的都是时间C．“第1秒末”“最后1秒”指的都是时刻D．轮船船务员说本班轮离港时间为17点25分指的是时间【解析】“火车8点42分到站”指的是一个时间点，是时刻，故A错误；“前3秒”“最后3秒”“第3秒”指的时间的长度，都是时间．故B正确；“第1秒末”指的是时刻，“最后1秒”指的是时间，故C错误；17点25分指的是一个时间点，是时刻，故D错误；故选B.【答案】 B8．(多选)在如图1-2-2所示的时间轴中，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是()图1-2-2A．t2表示时刻，称为第2 s末或第3 s初B．t2～t3表示时间间隔，称为第3 s内C．t0～t2表示时间间隔，称为前2 s或第2 s内D．t n－1～t n表示时间间隔，称为第(n－1)s内【解析】t2表示时间轴上的一个点，所以表示时刻，称为第2 s末或第3 s 初，A正确；t2～t3表示时间轴上的一段距离，所以为时间间隔，称为第3 s内，B正确；t0～t2表示时间轴上的一段距离，所以为时间间隔，称为前2 s，第2 s 内表示t1～t2，C错误；t n～t n表示时间间隔，称为第n s内，D错误．－1【答案】AB利用上下文判断时间间隔与时刻分析所给的说法，根据题意去体会．常用来表示时刻的关键词是“初”“末”“时”等；常用来表示时间间隔的关键词是“内”“经历”“历时”等．如“第1 s内”“第2 s内”“第3 s内“等指的是时间间隔，在数值上都等于1 s．“最初2 s内”“最后2 s内”等指的也是时间间隔，在数值上都等于2 s．“第1 s末(第2 s初)”“第2 s末(第3 s初)”等指的都是时刻．学业分层测评(一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(2016·泰州高一检测)在考察下列运动员的比赛成绩时，可将运动员看做质点的是()【导学号：70290005】A．马拉松B．跳水C．击剑D．体操【解析】跳水、击剑、体操的比赛成绩，都与运动员的动作有重要的关联，其形状不能忽略，所以不能视为质点，对马拉松比赛只关心从起点到终点的时间，与运动员的形状无关．所以，马拉松运动员可以视为质点．选A.【答案】 A2．关于时间和时刻，下列说法不正确的是()A．物体在5 s时指的是物体在5 s末时，指的是时刻B．物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间C．物体在第5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间D．第4 s末就是第5 s初，指的是时刻【解析】画时间轴如图所示，5 s时指的是5 s末这一时刻，5 s内指的是0～5 s这一段时间，第5 s内指的是在4 s末到5 s末这1 s的时间，第4 s末和第5 s初是同一时刻．故选B.【答案】 B3．(多选)下列情况的物体，哪些可看做质点()【导学号：70290006】A．放在地面上的木箱，在上面的箱角处用水平推力推它，木箱可绕下面的箱角转动B．放在地面上的木箱，在其箱高的中点处用水平推力推它，木箱在地面上滑动C．研究地球公转一周所需时间是多少D．研究钟表时针的转动情况【解析】如果物体的大小、形状在所研究的问题中属于次要因素，可忽略不计，该物体就可看做质点．B项中箱子、C项中的地球虽大，但对于研究的问题其形状和大小可以忽略，所以能看做质点．D项中钟表转动的时针不能看做质点．A项中转动的箱子，不能视为质点．【答案】BC4．(多选)下列几种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是()A．在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时B．帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时C．跆拳道比赛中研究运动员的动作时D．铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时【解析】支撑杆从插在地面某点到把运动员送过横杆过程中，其长度、形状是至关重要的因素，A错误；帆船的大小相对于大海是次要因素，B正确；跆拳道运动员的肢体动作及形状是不能忽略的，C错误；铅球的形状、大小不影响D选项所研究的问题，D正确．【答案】BD5．(多选)关于时间间隔和时刻，下列说法正确的是()A．时间间隔是较长的一段时间，时刻是较短的一段时间B．“第2 s内”和“前2 s内”指的是不相等的两段时间间隔C．“北京时间12点整”指的是时刻D．“1 min”只能分成60个时刻【解析】时刻不是较短的一段时间，而是一瞬间，是一个时间点，A错误；“第2 s内”指从1 s末到2 s末的一段时间，“前2 s内”指从开始到2 s末的一段时间，两者是不同的，B正确；“12点整”是一个时间点，是时刻，C正确；“1 min”能分成无数个时刻，D错误．【答案】BC6．为了实现全球快速、简捷的通信，人类发射了地球同步通信卫星，如图1-1-4所示，同步通信卫星位于距地面大约36 000 km的高空，则()图1-1-4A．以地面为参考系同步卫星静止B．以太阳为参考系同步卫星静止C．同步卫星在高空静止不动D．同步卫星相对地面上静止的物体是运动的【解析】地球同步卫星相对地面是静止的，A正确，D错误；若以太阳为参考系，地球同步卫星则是运动的，B错误；C选项没有选定参考系，不能确定其运动情况，C错误．【答案】 A7．(多选)“神舟十号”载人飞船于2013年6月11日17时38分，在酒泉卫星发射中心由长征二号F改进型运载火箭(遥十)成功发射．在运行15天后，6月26日，“神舟十号”载人飞船返回舱在内蒙古中部草原着陆．关于图中涉及的时刻或时间间隔，下列说法正确的是() 【导学号：70290007】图1-1-5A．“6月11日17时38分”、“6月13日13时18分”、“6月20日10时4分”都是时间间隔B．“6月11日17时38分”、“6月13日13时18分”、“6月20日10时4分”都是时刻C．“43小时40分”、“164小时46分”、“51分”都是时间间隔D．“51分”是时刻【解析】“6月11日17时38分”、“6月13日13时18分”、“6月20日10时4分”都是某个事件发生开始对应的瞬时，都是时刻，A错误，B正确；“43小时40分”、“164小时46分”、“51分”都是发生某个过程对应的一段时间，C正确，D错误．【答案】BC8．(2016·六安高一检测)下列运动的物体，可以看做质点的是()A．质量小于1 g的物体B．研究“悟空号”暗物质粒子探测器在太空中的运行时间C．研究乒乓球的旋转效应D．在空中做翻滚动作的跳伞运动员【解析】只要物体的形状和大小对研究问题没有影响或者影响可以忽略不计时物体就可以当做质点，故质量大的物体也可以做为质点，而质量小的物体有时却不能当做质点，故A错误．研究“悟空号”在太空中的运行时间时不必考虑其大小，故可以看做质点，故B正确；研究乒乓球的旋转效应时，球的大小是不能忽略的，故不能看做质点，故C错误；研究空中做翻滚动作的跳伞运动员时，运动员的大小不能忽略，故不能看做质点，故D错误．【答案】 B[能力提升]9．太阳东升西落是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象，这些条件是()【导学号：70290008】A．时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大B．时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大C．时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大D．时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大【解析】地球自西向东自转，我们以地球为参考系，看到的太阳东升西落，即以地球为参考，太阳绕着地球自东向西转．若飞机以太阳相对地球转动的速度飞行，即飞机也自东向西飞，则飞机上的人看到的太阳是静止的，不升也不降；若飞机的速度比太阳自东向西转的速度大，则飞机上的人(以飞机为参考系)看到太阳相对于飞机自西向东运动，即看到太阳从西边升起．若要看到太阳从西边升起的效果，则需要飞机傍晚时以较快的速度自东向西飞．故C正确．【答案】 C10．(2016·安庆高一测试)热气球运动起源于18世纪的法国，随着球皮材料和致热燃料的普及，热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目．在一次观光游览中，甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降．那么，从地面上看，关于甲、乙、丙的运动情况说法正确的是()A．甲、乙匀速下降，v乙<v甲，丙停在空中B．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙>v甲C．甲、乙匀速下降，v乙>v甲，丙匀速上升D．以上说法均不对【解析】楼房和地面相当于同一参考系，所以，甲是匀速下降．乙看到甲匀速上升，说明乙也是匀速下降，且v乙>v甲．甲看到丙匀速上升，有三种可能：丙静止；丙匀速上升；丙匀速下降，且v丙<v甲．丙看到乙匀速下降，也有三种可能：丙静止；丙匀速上升；丙匀速下降，且v丙<v乙．综上所述，C正确．【答案】 C11．(1)火车站服务处出售的2015年《旅客列车时刻表》为什么不叫做《旅客列车时间表》？(2)火车站广播道：“从北京驶往广州的×××次列车将于11点20分到达本站1号站台，停车12分钟，请旅客们做好登车准备．”这里的12分钟是指时间还是时刻？火车正点驶离本站的时刻是多少？(3)张强同学手里拿着汽车票，上面写到：发车时间：14点30分．这里的“时间”指的是时间还是时刻？【导学号：70290009】【解析】所有计量用时过程的都是时间．生活中所说的登机时间、登车时间、登船时间等的“时间”都是指时刻．(1)《旅客列车时刻表》列出的都是火车发车和到站的时刻．(2)12分钟是指停车的时间．正点驶离本站的时刻是11点32分．(3)这里的“时间”实际是指发车的时刻．【答案】见解析12．如图1-1-6所示为A、B、C三列火车在一个车站的情景，A车上的乘客看到B车向东运动，B车上的乘客看到C车和站台都向东运动，C车上的乘客看到A车向西运动．站台上的人看A、B、C三列火车各向什么方向运动？图1-1-6【解析】由B车上的乘客看到站台向东运动，可判断B车向西运动；由A 车上的乘客看到B车向东运动，说明A车也向西运动且速度大于B车速度；C 车上的乘客看到A车向西运动，则C车有三种运动情况，C车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动，但速度比A、B的速度都小．【答案】A车向西运动B车向西运动C车可能静止，可能向东运动，也可能向西运动但速度比A、B的速度都小．2. 位置变化的描述——位移[先填空]1．定义：为了定量地描述物体(质点)的位置以及位置的变化而建立的具有原点、方向和标度的坐标轴．2．意义：确定物体在某一时刻所在的位置及在某段时间内物体位置的变化情况．3．种类⎩⎨⎧ 直线坐标系平面直角坐标系三维坐标系[再判断] 1．描述直线运动，一般建立直线坐标系．(√)2．物体在某平面内做曲线运动时，应当用平面直角坐标系描述．(√)3．描述花样滑冰运动员的位置，应用直线坐标系．(×)图1-2-1[后思考]1．某运动员正在百米赛道上自南向北全力奔跑，为准确描述他在不同时刻的位置和位置变化，应建立怎样的坐标系？【提示】 可以以赛道起点为原点，选择向北方向为正方向，选取一定的标度，建立直线坐标系．2．如图1-2-2甲所示，冰场上的花样滑冰运动员，要描述他的位置，你认为应该怎样建立坐标系？如图乙所示，要描述空中飞机的位置，又应怎样建立坐标系？甲 乙图1-2-2【提示】 描述运动员的位置可以以冰场中央为坐标原点，向东为x 轴正方向，向北为y 轴正方向，建立平面直角坐标系．如果要描述飞机的位置，则需要确定一点(如观察者所在的位置)为坐标原点，建立空间直角坐标系．。
2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章 运动的描述
2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述课时2 位移－时间图像和速度－时间图像[学习目标] 1.理解位移－时间图像，并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度－时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移－时间图像与速度－时间图像，并会灵活运用图像解决问题．一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间t为横坐标，以位移x为纵坐标，描述位移随时间的变化规律． 2．常见的x－t图像：(1)静止：一条平行于时间轴的直线． (2)匀速直线运动：一条倾斜的直线． 3．x－t图像的斜率等于物体的速度．二、速度—时间图像(v－t图像)1．v－t图像：以时间t为横坐标，以速度v为纵坐标，描述速度随时间的变化规律． 2．v－t图像的斜率等于物体的加速度，v－t图像与时间轴所围面积表示位移．1．如图1所示，为某一质点沿直线运动的x－t图像，则质点在第1s内做________运动，1～3s内________．第1s内速度为________m/s,1～3 s内速度为______m/s,3～5s 内速度为________m/s,0～5内的位移为________．图1答案匀速直线静止 10 0 －5 02．如图2所示，为一质点沿直线运动的v－t图像，则它在0～12s内的位移x＝________m，路程s＝________m.图2答案－60 180解析 v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6s内的位移x1＝v1t1＝10m/s×6 s＝60 m,6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180m.一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像．2．对x－t图像的理解(1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向． (2)截距：纵截距表示物体起始位置．(3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇． 3．几种常见的位移－时间图像(1)静止物体的x－t图像是平行于时间轴的直线，如图3直线A.图3(2)匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线，如图直线B和C，其斜率表示速度．其中B沿正方向运动，C沿负方向运动．1(3)匀变速直线运动的x－t图像：位移x＝v0t＋at2可以看出，x是t的二次函数．当v0＝02时，匀变速直线运动的x－t图像是顶点在坐标原点的一部分曲线，曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度，图4中切线斜率增大，质点的速度逐渐增大．图4例1 (多选)一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移—时间图像如图5所示，则下列说法错误的是( ) 图5A．前15s内汽车的位移为30m B．20s末汽车的速度为－1m/s C．前10s内汽车的加速度为3m/s2 D．前25s内汽车做单方向直线运动答案 CD解析从题图图像上可以看出前15s内汽车的位移为30m，选项A正确；图像的斜率表示速20－30度，故15～25s内汽车反向做匀速直线运动，速度为v ＝m/s＝－1 m/s，选项B正确；25－15前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为零，10～15s内汽车静止，15～25s内汽车做反向匀速直线运动，选项C、D错误．本题选错误的，故选C、D.例2 如图6是在同一条直线上运动的A、B两质点的x －t图像，图可知( )图6A．t＝0时，A在B后面B．B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C．在0～t1时间内B的运动速度比A大D．A质点在0～t1时间内做加速运动，之后做匀速运动答案 B解析题图图像可知，t＝0时，B在A后面，故A错误；B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面，B正确；在0～t1时间内B的斜率小于A，故B的运动速度比A小，C错误；A质点在0～t1时间内做匀速运动，之后处于静止状态，故D错误．1．x－t图像上两点坐标之差表示对应时间内的位移Δx，即Δx＝x2－x1；Δx2．x－t图像的斜率k＝表示质点的速度；Δt3．交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置，即相遇．二、x－t图像与v－t图像的比较内容种类图像上某点的纵坐标图线斜率图线与时间轴所围面积 v－t图像表示瞬时速度表示加速度表示位移 x－t图像表示某一时刻的位置表示速度无意义图线与坐标轴的交点纵截距横截距表示初速度表示开始运动或速度为零的时刻表示速度相同但不表示相遇，往往是距离最大或距离最小的临界点表示初始时刻的位置表示开始运动的时刻表示相遇两图线交点坐标注意：(1)无论是v－t图像还是x－t图像都不是物体的运动轨迹． (2)v－t图像和x－t图像都只能描述直线运动，不能描述曲线运动．例3 (多选)某物体运动的v－t图像如图7所示，根据图像可知，该物体( )图7A．在0到2s末的时间内，加速度为1m/s2 B．在0到5s末的时间内，位移为10m C．在0到6s末的时间内，位移为 D．在0到6s末的时间内，位移为答案 AD Δv2解析在0到2s末的时间内物体做匀加速直线运动，加速度a＝＝m/s2＝1 m/s2，故A正Δt211确.0～5s内物体的位移等于梯形面积x1＝(×2×2＋2×2＋×1×2) m＝7m，故B错误．在2215～6s内物体的位移等于t轴下面三角形面积x2＝－(×1×1) m＝－，故0～6s内物体2的位移x＝x1＋x2＝，D正确，C错误．1．用v－t图像求位移图线与时间轴所围成的“面积”表示位移．“面积”在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负；通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和． 2．运动图像的应用技巧(1)确认是哪种图像，v－t图像还是x－t图像． (2)理解并熟记四个对应关系．①斜率与加速度或速度对应．②纵截距与初速度或初始位置对应．③交点对应速度或位置相同．④拐点对应运动状态发生改变．例4 (多选)下列所给的图像中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )答案 ACD解析 A项中，物体开始和结束时的纵坐标为0，说明物体又回到了初始位置，A正确；B项中，物体一直沿正方向运动，位移增大，故无法回到初始位置，B错误；C项中，物体第1s内的位移沿正方向，大小为2m，第2s内的位移沿负方向，大小为2m，故2s末物体回到初始位置，C正确；D 项中，物体做匀变速直线运动，2s内时物体的总位移为零，故物体回到初始位置，D正确．1.(x－t图像)图8是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图像．则( )图8A．在运动过程中，A质点总比B质点运动得快 B．在0～t1这段时间内，两质点的位移相同 C．当t＝t1时，两质点的速度相等D．当t＝t1时，A、B两质点的加速度不相等答案 A解析位移—时间图像中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确．位移—时间图像中，位移等于初、末时刻对应的纵坐标的坐标差，所以在0～t1这段时间内，A质点的位移大于B质点的位移，B 错误．t1时刻，两图像的斜率不同，两质点的速度不同，C 错误．两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误．2.(v－t图像)竖直升空的火箭，其v－t图像如图9所示，图可知以下说法正确的是( )图9A．火箭在40s时速度方向发生变化B．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14mB．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14m课时2 位移－时间图像和速度－时间图像[学习目标] 1.理解位移－时间图像，并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度－时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移－时间图像与速度－时间图像，并会灵活运用图像解决问题．一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间t为横坐标，以位移x为纵坐标，描述位移随时间的变化规律． 2．常见的x－t图像：(1)静止：一条平行于时间轴的直线． (2)匀速直线运动：一条倾斜的直线． 3．x－t图像的斜率等于物体的速度．二、速度—时间图像(v－t图像)1．v－t图像：以时间t为横坐标，以速度v为纵坐标，描述速度随时间的变化规律． 2．v－t图像的斜率等于物体的加速度，v－t图像与时间轴所围面积表示位移．1．如图1所示，为某一质点沿直线运动的x－t图像，则质点在第1s内做________运动，1～3s内________．第1s内速度为________m/s,1～3 s内速度为______m/s,3～5s 内速度为________m/s,0～5内的位移为________．图1答案匀速直线静止 10 0 －5 02．如图2所示，为一质点沿直线运动的v－t图像，则它在0～12s内的位移x＝________m，路程s＝________m.图2答案－60 180解析 v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6s内的位移x1＝v1t1＝10m/s×6 s＝60 m,6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180m.一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像．2．对x－t图像的理解(1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向． (2)截距：纵截距表示物体起始位置．(3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇． 3．几种常见的位移－时间图像(1)静止物体的x－t图像是平行于时间轴的直线，如图3直线A.图3(2)匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线，如图直线B和C，其斜率表示速度．其中B沿正方向运动，C沿负方向运动．1(3)匀变速直线运动的x－t图像：位移x＝v0t＋at2可以看出，x是t的二次函数．当v0＝02时，匀变速直线运动的x－t图像是顶点在坐标原点的一部分曲线，曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度，图4中切线斜率增大，质点的速度逐渐增大．图4例1 (多选)一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移—时间图像如图5所示，则下列说法错误的是( ) 图5A．前15s内汽车的位移为30m B．20s末汽车的速度为－1m/s C．前10s内汽车的加速度为3m/s2 D．前25s内汽车做单方向直线运动答案 CD解析从题图图像上可以看出前15s内汽车的位移为30m，选项A正确；图像的斜率表示速20－30度，故15～25s内汽车反向做匀速直线运动，速度为v ＝m/s＝－1 m/s，选项B正确；25－15前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为零，10～15s内汽车静止，15～25s内汽车做反向匀速直线运动，选项C、D错误．本题选错误的，故选C、D.例2 如图6是在同一条直线上运动的A、B两质点的x －t图像，图可知( )图6A．t＝0时，A在B后面B．B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C．在0～t1时间内B的运动速度比A大D．A质点在0～t1时间内做加速运动，之后做匀速运动答案 B解析题图图像可知，t＝0时，B在A后面，故A错误；B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面，B正确；在0～t1时间内B的斜率小于A，故B的运动速度比A小，C错误；A质点在0～t1时间内做匀速运动，之后处于静止状态，故D错误．1．x－t图像上两点坐标之差表示对应时间内的位移Δx，即Δx＝x2－x1；Δx2．x－t图像的斜率k＝表示质点的速度；Δt3．交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置，即相遇．二、x－t图像与v－t图像的比较内容种类图像上某点的纵坐标图线斜率图线与时间轴所围面积 v－t图像表示瞬时速度表示加速度表示位移 x－t图像表示某一时刻的位置表示速度无意义图线与坐标轴的交点纵截距横截距表示初速度表示开始运动或速度为零的时刻表示速度相同但不表示相遇，往往是距离最大或距离最小的临界点表示初始时刻的位置表示开始运动的时刻表示相遇两图线交点坐标注意：(1)无论是v－t图像还是x－t图像都不是物体的运动轨迹． (2)v－t图像和x－t图像都只能描述直线运动，不能描述曲线运动．例3 (多选)某物体运动的v－t图像如图7所示，根据图像可知，该物体( )图7A．在0到2s末的时间内，加速度为1m/s2 B．在0到5s末的时间内，位移为10m C．在0到6s末的时间内，位移为 D．在0到6s末的时间内，位移为答案 AD Δv2解析在0到2s末的时间内物体做匀加速直线运动，加速度a＝＝m/s2＝1 m/s2，故A正Δt211确.0～5s内物体的位移等于梯形面积x1＝(×2×2＋2×2＋×1×2) m＝7m，故B错误．在2215～6s内物体的位移等于t轴下面三角形面积x2＝－(×1×1) m＝－，故0～6s内物体2的位移x＝x1＋x2＝，D正确，C错误．1．用v－t图像求位移图线与时间轴所围成的“面积”表示位移．“面积”在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负；通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和． 2．运动图像的应用技巧(1)确认是哪种图像，v－t图像还是x－t图像． (2)理解并熟记四个对应关系．①斜率与加速度或速度对应．②纵截距与初速度或初始位置对应．③交点对应速度或位置相同．④拐点对应运动状态发生改变．例4 (多选)下列所给的图像中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )答案 ACD解析 A项中，物体开始和结束时的纵坐标为0，说明物体又回到了初始位置，A正确；B项中，物体一直沿正方向运动，位移增大，故无法回到初始位置，B错误；C项中，物体第1s内的位移沿正方向，大小为2m，第2s内的位移沿负方向，大小为2m，故2s末物体回到初始位置，C正确；D 项中，物体做匀变速直线运动，2s内时物体的总位移为零，故物体回到初始位置，D正确．1.(x－t图像)图8是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图像．则( )图8A．在运动过程中，A质点总比B质点运动得快 B．在0～t1这段时间内，两质点的位移相同 C．当t＝t1时，两质点的速度相等D．当t＝t1时，A、B两质点的加速度不相等答案 A解析位移—时间图像中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确．位移—时间图像中，位移等于初、末时刻对应的纵坐标的坐标差，所以在0～t1这段时间内，A质点的位移大于B质点的位移，B 错误．t1时刻，两图像的斜率不同，两质点的速度不同，C 错误．两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误．2.(v－t图像)竖直升空的火箭，其v－t图像如图9所示，图可知以下说法正确的是( )图9A．火箭在40s时速度方向发生变化B．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14m。
高中物理新课标必修1教师教学用书电子版
高中物理新课标必修1课时分配建议第1单元 1 质点参考系和坐标系（1学时）2 时间和位移（2学时）第2单元 3 运动快慢的描述速度（2学时）4 实验：练习使用打点计时器（2学时）5 速度改变快慢的描述加速度（2学时）1 质点参考系和坐标系（1）教材分析要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的是质点模型。
由于运动的相对性，描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。
为了准确地、定量地描述质点的运动，还要建立坐标系。
质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识，教材逐步展开这些内容，最后介绍全球卫星定位系统。
本节知识是学习后面内容的基础，也是整个力学的基础。
（2）质点的教学质点模型是高中物理提出的第一个理想模型。
我们对质点概念的形成，以及质点模型的建立过程，其教学要求是初步的。
学生对科学思维方法也只能是有所认识，要求不能太高。
教科书对质点模型建立的思维过程有以下考虑：①物理概念、规律是对一定的物理模型来说的，物理模型的建立过程体现了科学思维方法。
②质点概念固然重要，但更重要的是引导学生领悟质点概念的提出和分析、建立质点模型的过程；为此，教材通过实例说明要准确描述物体的运动是十分困难的，分析困难的原因，并逐步指出建立质点概念的必要性，充分展示了物理学研究的科学思维过程，让学生体验什么是科学思维的方法。
教学中要进一步为学生创设问题情景。
如放映录像：鸟的飞行，流水、瀑布，羽毛下落……·详细描述物体运动有什么困难·我们需要了解物体各部分运动的区别吗·演示羽毛下落。
·教师引导学生讨论并总结质点概念。
要明确质点概念的确切内容和在什么情况下可把物体看做质点。
同时，要明确建立物理模型是物理学研究问题的基本方法。
（3）参考系和坐标系的教学①学生在初中已学过参照物，教师可让学生举例说明同一物体对不同的参照物运动情况不同，对学生列举的典型例子教师应充分肯定，同时结合教科书中的图1．1-4加以分析。
高中物理 第1章 机械振动 4 阻尼振动 受迫振动教师用书 教科版选修3-4
阻尼振动受迫振动学习目标知识脉络1.知道什么是阻尼振动，知道实际的振动过程是阻尼振动，了解阻尼振动的图像．2．掌握受迫振动的概念．3．理解受迫振动的振幅与驱动力的频率之间的关系．(重点)4．理解共振的原因，掌握产生共振的条件．知道生活中共振的应用与防止．(难点)阻尼振动[先填空]1．自由振动系统不受外力作用，也不受任何阻力，只在自身回复力作用下的振动，称为自由振动，又叫无阻尼振动，自由振动的频率叫固有频率．2．阻尼振动系统在振动过程中受到阻力的作用，振动逐渐消逝，振动能量逐步转变为其他能量．3．阻尼振动的图像如图141所示，振幅逐渐减小，最后停止振动．图141[再判断]1．做阻尼振动的物体因克服摩擦或其他阻力做功，它的机械能逐渐减小．(√)2．固有频率由系统本身决定．(√)3．阻尼振动的频率不断减小．(×)4．阻尼振动的振幅不断减小．(√)[后思考]1．阻尼振动的振幅在减小的过程中，频率是否随着减小？【提示】阻尼振动的振动频率保持不变．2．若物体所做的振动是等幅振动，此物体一定是无阻尼振动吗？【提示】不一定．区分阻尼与无阻尼的条件是分析振子受不受阻力，而不是看振幅，若受阻力作用同时也有外力给系统做功补充能量时，也能保证振动物体做等幅振动．阻尼振动与简谐运动(无阻尼振动)的比较振动类型阻尼振动无阻尼振动(简谐运动)产生条件受到阻力作用不受阻力作用振动能量振动能量有损失振动能量保持不变振幅如果没有能量补充，振幅越来越小振幅不变频率不变不变振动图像常见例子悬挂的电灯被风吹动后开始振动，振幅越来越小，属于阻尼振动弹簧振子的振动1．一单摆做阻尼振动，则在振动过程中( ) A．振幅越来越小，周期也越来越小B．振幅越来越小，周期不变C．通过某一位置时，机械能减小D．机械能不守恒，周期不变E．机械能守恒，频率不变【解析】单摆做阻尼振动时，振幅会减小，机械能减小，振动周期不变，故选项B、C、D对，A、E错．【答案】BCD2．一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小．下列说法正确的是( )A．机械能逐渐转化为其他形式的能B．后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能C．后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能D．后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能E．后一时刻的动能可能大于前一时刻的动能【解析】单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功，使机械能逐渐转化为内能，选项A和D对；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化，动能转化为势能时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，而势能转化为动能时，势能逐渐减小，动能逐渐增大，所以不能断言后一时刻的动能(或势能)一定小于前一时刻的动能(或势能)，故选项B、C不对，选项E对．【答案】ADE3．如图142所示是单摆做阻尼振动的振动图线．图142则摆球A时刻的动能________B时刻的动能，摆球A时刻的势能________B时刻的势能．【解析】该题考查阻尼振动的图像以及能量的转化关系．在单摆振动过程中，因不断克服空气阻力做功使机械能逐渐转化为内能；虽然单摆总的机械能在逐渐减小，但在振动过程中动能和势能仍不断地相互转化．由于A、B两时刻，单摆的位移相等，所以势能相等，但动能不相等．【答案】大于等于阻尼振动的能量和周期1．阻尼振动的振幅不断减小，能量不断减少，但阻尼振动的频率不变，其频率为固有频率，由系统本身决定．2．自由振动是一种理想情况，也叫简谐运动．实际中的振动都会受到阻力的作用，当阻力较小时，可认为是简谐运动．3．阻尼振动中，机械能E等于动能E k和势能E p之和，即E＝E k＋E p，E减小，但动能和势能相互转化，当E p相等时E k不相等，而从振动图像上可能确定E p的关系．受迫振动与共振[先填空]1．驱动力作用于振动系统的周期性的外力．2．受迫振动振动系统在周期性外力作用下的振动．3．受迫振动的频率做受迫振动的物体振动稳定后，其振动频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关．4．共振驱动力的频率等于振动物体的固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振．5．共振曲线如图143所示，以驱动力频率为横坐标，以受迫振动的振幅为纵坐标，它直观地反映了驱动力频率对受迫振动振幅的影响．由图可知f驱与f固越接近，振幅A越大；当f驱＝f固时，振幅A最大．图1436．共振的应用与防止(1)共振的应用在应用共振时，应使驱动力频率接近或等于振动系统的固有频率，振动将更剧烈．如荡秋千时，驱动力方向每次都与荡秋千的运动方向一致，秋千会越荡越高．(2)共振的防止在防止共振时，驱动力频率与系统的固有频率相差越大越好．如部队过桥时用便步；火车过桥时减速；海边的一些高大建筑，建筑时使它的固有频率远远偏离周围环境中常出现的一些驱动力频率(如海风)，以保护建筑物．[再判断]1．做受迫振动的物体其频率由自身决定．(×)2．受迫振动的频率等于振动系统的固有频率．(×)3．驱动力频率越大，振幅越大．(×)4．生活中应尽量使驱动力的频率接近振动系统的固有频率．(×)[后思考]1．洗衣机启动和停止时，随着电机转速的变化，有时洗衣机会振动得很厉害，这是什么原因？【提示】当洗衣机电机转动的频率等于洗衣机的固有频率时，发生了共振现象，这时洗衣机振动得很厉害．2．要防止共振，需要采取什么措施？【提示】尽量使驱动力的频率与固有频率间的差距增大．1．自由振动、受迫振动、共振的比较振动类型自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力周期性驱动力作用周期性驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定，即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率决定，即T＝T驱或f＝f驱T驱＝T固或f驱＝f固振动能量特点动能与势能之和守恒驱动力做功提供振动系统获得能量最大实例弹簧振子、单摆火车通过桥梁的振动共鸣箱、共振筛当驱动力的频率等于物体的固有频率时，做受迫振动的物体振幅达到最大．(1)从受力角度来看振动物体所受驱动力的方向跟它的运动方向相同时，驱动力对它起加速作用，使它的振幅增大，驱动力的频率跟物体的固有频率越接近，使物体振幅增大的力的作用次数就越多，当驱动力频率等于物体的固有频率时，它的每一次作用都使物体的振幅增加，从而使振幅达到最大．(2)从功能关系来看当驱动力频率越接近物体的固有频率时，驱动力与物体运动一致的次数越多，驱动力对物体做正功越多，振幅就越大．当驱动力频率等于物体固有频率时，驱动力始终对物体做正功，使振动能量不断增加，振幅不断增大，直到增加的能量等于克服阻尼作用损耗的能量，振幅才不再增加．4．如图144所示，一根水平张紧的绳子上系着五个单摆，摆长从左至右依次为3l2、l 、l2、l 、2l ，若让D 摆先摆动起来，周期为T ，稳定时A 、B 、C 、E 各摆的情况是( )【导学号：18640009】图144A ．B 摆振动的振幅最大 B ．E 摆振动的振幅最大C ．C 摆振动的周期为TD ．A 摆振动的周期大于TE ．B 单摆发生共振现象【解析】 这是一个受迫振动的问题，由D 摆提供驱动力，使A 、B 、C 、E 摆做受迫振动，其振动的频率和周期等于D 摆的振动频率和周期，故C 选项正确．因为B 摆的摆长与D 摆的摆长相等，所以B 摆的固有周期等于驱动力的周期，满足发生共振的条件，B 摆发生共振，振幅最大，故A 、E 选项正确．【答案】 ACE5．如图145所示，在曲轴A 上悬挂一个弹簧振子，如果转动把手，曲轴可以带动弹簧振子上下振动．问：图145(1)开始时不转动把手，而用手往下拉振子，然后放手让振子上下振动，测得振子在10 s内完成20次全振动，振子做什么振动？其固有周期和固有频率各是多少？若考虑摩擦和空气阻力，振子做什么振动？(2)在振子正常振动过程中，以转速4 r/s匀速转动把手，振子的振动稳定后，振子做什么运动？其周期是多少？【解析】(1)用手往下拉振子使振子获得一定的能量，放手后，振子因所受回复力与位移成正比，方向与位移方向相反(F＝－kx)，所以做简谐运动，其周期和频率是由它本身的结构性质决定的，称固有周期(T固)和固有频率(f固)，根据题意T固＝tn＝1020s＝0.5 s，f固＝1T固＝10.5Hz＝2 Hz.由于摩擦和空气阻力的存在，振子克服摩擦力和阻力做功消耗能量，使其振幅越来越小，故振动为阻尼振动．(2)由于把手转动的转速为4 r/s，它给弹簧振子的驱动力频率为f驱＝4 Hz，周期T驱＝0.25 s，故振子做受迫振动．振动达稳定状态后，其频率(或周期)等于驱动力的频率(或周期)，而跟固有频率(或周期)无关．即f＝f驱＝4 Hz，T＝T驱＝0.25 s．又因为振子做受迫振动得到驱动力对它做的功，补偿了振子克服阻力做功所消耗的能量，所以振子的振动属于受迫振动．【答案】(1)简谐运动0.5 s 2 Hz 阻尼振动(2)受迫振动0.25 s1．分析受迫振动的方法(1)在分析受迫振动时，首先要弄清驱动力的来源．(2)受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关，因而首先应确定驱动力的频率．(3)当驱动力的频率等于固有频率时，发生共振．2．改变受迫振动的振幅的方法当f驱＝f固时，振幅最大．若改变受迫振动的振幅，可采取两种方法：(1)改变给予振动系统周期性外力的周期，即改变驱动力频率．(2)了解影响固有频率的因素，改变固有频率．。
2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章 运动的描述
2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章运动的描述课时2 位移－时间图像和速度－时间图像[学习目标] 1.理解位移－时间图像，并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度－时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移－时间图像与速度－时间图像，并会灵活运用图像解决问题．一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间t为横坐标，以位移x为纵坐标，描述位移随时间的变化规律． 2．常见的x－t图像：(1)静止：一条平行于时间轴的直线． (2)匀速直线运动：一条倾斜的直线． 3．x－t图像的斜率等于物体的速度．二、速度—时间图像(v－t图像)1．v－t图像：以时间t为横坐标，以速度v为纵坐标，描述速度随时间的变化规律． 2．v－t图像的斜率等于物体的加速度，v－t图像与时间轴所围面积表示位移．1．如图1所示，为某一质点沿直线运动的x－t图像，则质点在第1s内做________运动，1～3s内________．第1s内速度为________m/s,1～3 s内速度为______m/s,3～5s 内速度为________m/s,0～5内的位移为________．图1答案匀速直线静止 10 0 －5 02．如图2所示，为一质点沿直线运动的v－t图像，则它在0～12s内的位移x＝________m，路程s＝________m.图2答案－60 180解析 v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6s内的位移x1＝v1t1＝10m/s×6 s＝60 m,6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180m.一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像．2．对x－t图像的理解(1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向． (2)截距：纵截距表示物体起始位置．(3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇． 3．几种常见的位移－时间图像(1)静止物体的x－t图像是平行于时间轴的直线，如图3直线A.图3(2)匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线，如图直线B和C，其斜率表示速度．其中B沿正方向运动，C沿负方向运动．1(3)匀变速直线运动的x－t图像：位移x＝v0t＋at2可以看出，x是t的二次函数．当v0＝02时，匀变速直线运动的x－t图像是顶点在坐标原点的一部分曲线，曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度，图4中切线斜率增大，质点的速度逐渐增大．图4例1 (多选)一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移—时间图像如图5所示，则下列说法错误的是( ) 图5A．前15s内汽车的位移为30m B．20s末汽车的速度为－1m/s C．前10s内汽车的加速度为3m/s2 D．前25s内汽车做单方向直线运动答案 CD解析从题图图像上可以看出前15s内汽车的位移为30m，选项A正确；图像的斜率表示速20－30度，故15～25s内汽车反向做匀速直线运动，速度为v ＝m/s＝－1 m/s，选项B正确；25－15前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为零，10～15s内汽车静止，15～25s内汽车做反向匀速直线运动，选项C、D错误．本题选错误的，故选C、D.例2 如图6是在同一条直线上运动的A、B两质点的x －t图像，图可知( )图6A．t＝0时，A在B后面B．B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C．在0～t1时间内B的运动速度比A大D．A质点在0～t1时间内做加速运动，之后做匀速运动答案 B解析题图图像可知，t＝0时，B在A后面，故A错误；B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面，B正确；在0～t1时间内B的斜率小于A，故B的运动速度比A小，C错误；A质点在0～t1时间内做匀速运动，之后处于静止状态，故D错误．1．x－t图像上两点坐标之差表示对应时间内的位移Δx，即Δx＝x2－x1；Δx2．x－t图像的斜率k＝表示质点的速度；Δt3．交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置，即相遇．二、x－t图像与v－t图像的比较内容种类图像上某点的纵坐标图线斜率图线与时间轴所围面积 v－t图像表示瞬时速度表示加速度表示位移 x－t图像表示某一时刻的位置表示速度无意义图线与坐标轴的交点纵截距横截距表示初速度表示开始运动或速度为零的时刻表示速度相同但不表示相遇，往往是距离最大或距离最小的临界点表示初始时刻的位置表示开始运动的时刻表示相遇两图线交点坐标注意：(1)无论是v－t图像还是x－t图像都不是物体的运动轨迹． (2)v－t图像和x－t图像都只能描述直线运动，不能描述曲线运动．例3 (多选)某物体运动的v－t图像如图7所示，根据图像可知，该物体( )图7A．在0到2s末的时间内，加速度为1m/s2 B．在0到5s末的时间内，位移为10m C．在0到6s末的时间内，位移为 D．在0到6s末的时间内，位移为答案 AD Δv2解析在0到2s末的时间内物体做匀加速直线运动，加速度a＝＝m/s2＝1 m/s2，故A正Δt211确.0～5s内物体的位移等于梯形面积x1＝(×2×2＋2×2＋×1×2) m＝7m，故B错误．在2215～6s内物体的位移等于t轴下面三角形面积x2＝－(×1×1) m＝－，故0～6s内物体2的位移x＝x1＋x2＝，D正确，C错误．1．用v－t图像求位移图线与时间轴所围成的“面积”表示位移．“面积”在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负；通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和． 2．运动图像的应用技巧(1)确认是哪种图像，v－t图像还是x－t图像． (2)理解并熟记四个对应关系．①斜率与加速度或速度对应．②纵截距与初速度或初始位置对应．③交点对应速度或位置相同．④拐点对应运动状态发生改变．例4 (多选)下列所给的图像中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )答案 ACD解析 A项中，物体开始和结束时的纵坐标为0，说明物体又回到了初始位置，A正确；B项中，物体一直沿正方向运动，位移增大，故无法回到初始位置，B错误；C项中，物体第1s内的位移沿正方向，大小为2m，第2s内的位移沿负方向，大小为2m，故2s末物体回到初始位置，C正确；D 项中，物体做匀变速直线运动，2s内时物体的总位移为零，故物体回到初始位置，D正确．1.(x－t图像)图8是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图像．则( )图8A．在运动过程中，A质点总比B质点运动得快 B．在0～t1这段时间内，两质点的位移相同 C．当t＝t1时，两质点的速度相等D．当t＝t1时，A、B两质点的加速度不相等答案 A解析位移—时间图像中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确．位移—时间图像中，位移等于初、末时刻对应的纵坐标的坐标差，所以在0～t1这段时间内，A质点的位移大于B质点的位移，B 错误．t1时刻，两图像的斜率不同，两质点的速度不同，C 错误．两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误．2.(v－t图像)竖直升空的火箭，其v－t图像如图9所示，图可知以下说法正确的是( )图9A．火箭在40s时速度方向发生变化B．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14mB．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14m课时2 位移－时间图像和速度－时间图像[学习目标] 1.理解位移－时间图像，并能利用图像描述物体的运动.2.掌握用速度－时间图像求位移的方法.3.能熟练区分位移－时间图像与速度－时间图像，并会灵活运用图像解决问题．一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间t为横坐标，以位移x为纵坐标，描述位移随时间的变化规律． 2．常见的x－t图像：(1)静止：一条平行于时间轴的直线． (2)匀速直线运动：一条倾斜的直线． 3．x－t图像的斜率等于物体的速度．二、速度—时间图像(v－t图像)1．v－t图像：以时间t为横坐标，以速度v为纵坐标，描述速度随时间的变化规律． 2．v－t图像的斜率等于物体的加速度，v－t图像与时间轴所围面积表示位移．1．如图1所示，为某一质点沿直线运动的x－t图像，则质点在第1s内做________运动，1～3s内________．第1s内速度为________m/s,1～3 s内速度为______m/s,3～5s 内速度为________m/s,0～5内的位移为________．图1答案匀速直线静止 10 0 －5 02．如图2所示，为一质点沿直线运动的v－t图像，则它在0～12s内的位移x＝________m，路程s＝________m.图2答案－60 180解析 v－t图线与t轴所围图形的“面积”表示位移，0～6s内的位移x1＝v1t1＝10m/s×6 s＝60 m,6～12 s内的位移x2＝v2t2＝－20 m/s×6 s＝－120 m,0～12 s内的位移x＝x1＋x2＝－60m，路程s＝|x1|＋|x2|＝180m.一、位移—时间图像(x－t图像)1．x－t图像：以时间为横坐标，以位移为纵坐标，描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像．2．对x－t图像的理解(1)斜率：斜率的绝对值表示速度的大小；斜率的正负表示速度的方向． (2)截距：纵截距表示物体起始位置．(3)交点：交点表示两物体在同一时刻处于同一位置，即相遇． 3．几种常见的位移－时间图像(1)静止物体的x－t图像是平行于时间轴的直线，如图3直线A.图3(2)匀速直线运动的x－t图像是一条倾斜的直线，如图直线B和C，其斜率表示速度．其中B沿正方向运动，C沿负方向运动．1(3)匀变速直线运动的x－t图像：位移x＝v0t＋at2可以看出，x是t的二次函数．当v0＝02时，匀变速直线运动的x－t图像是顶点在坐标原点的一部分曲线，曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的速度，图4中切线斜率增大，质点的速度逐渐增大．图4例1 (多选)一遥控玩具小汽车在平直路面上运动的位移—时间图像如图5所示，则下列说法错误的是( ) 图5A．前15s内汽车的位移为30m B．20s末汽车的速度为－1m/s C．前10s内汽车的加速度为3m/s2 D．前25s内汽车做单方向直线运动答案 CD解析从题图图像上可以看出前15s内汽车的位移为30m，选项A正确；图像的斜率表示速20－30度，故15～25s内汽车反向做匀速直线运动，速度为v ＝m/s＝－1 m/s，选项B正确；25－15前10s内汽车做匀速直线运动，加速度为零，10～15s内汽车静止，15～25s内汽车做反向匀速直线运动，选项C、D错误．本题选错误的，故选C、D.例2 如图6是在同一条直线上运动的A、B两质点的x －t图像，图可知( )图6A．t＝0时，A在B后面B．B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面 C．在0～t1时间内B的运动速度比A大D．A质点在0～t1时间内做加速运动，之后做匀速运动答案 B解析题图图像可知，t＝0时，B在A后面，故A错误；B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面，B正确；在0～t1时间内B的斜率小于A，故B的运动速度比A小，C错误；A质点在0～t1时间内做匀速运动，之后处于静止状态，故D错误．1．x－t图像上两点坐标之差表示对应时间内的位移Δx，即Δx＝x2－x1；Δx2．x－t图像的斜率k＝表示质点的速度；Δt3．交点坐标表示两质点同一时刻到达同一位置，即相遇．二、x－t图像与v－t图像的比较内容种类图像上某点的纵坐标图线斜率图线与时间轴所围面积 v－t图像表示瞬时速度表示加速度表示位移 x－t图像表示某一时刻的位置表示速度无意义图线与坐标轴的交点纵截距横截距表示初速度表示开始运动或速度为零的时刻表示速度相同但不表示相遇，往往是距离最大或距离最小的临界点表示初始时刻的位置表示开始运动的时刻表示相遇两图线交点坐标注意：(1)无论是v－t图像还是x－t图像都不是物体的运动轨迹． (2)v－t图像和x－t图像都只能描述直线运动，不能描述曲线运动．例3 (多选)某物体运动的v－t图像如图7所示，根据图像可知，该物体( )图7A．在0到2s末的时间内，加速度为1m/s2 B．在0到5s末的时间内，位移为10m C．在0到6s末的时间内，位移为 D．在0到6s末的时间内，位移为答案 AD Δv2解析在0到2s末的时间内物体做匀加速直线运动，加速度a＝＝m/s2＝1 m/s2，故A正Δt211确.0～5s内物体的位移等于梯形面积x1＝(×2×2＋2×2＋×1×2) m＝7m，故B错误．在2215～6s内物体的位移等于t轴下面三角形面积x2＝－(×1×1) m＝－，故0～6s内物体2的位移x＝x1＋x2＝，D正确，C错误．1．用v－t图像求位移图线与时间轴所围成的“面积”表示位移．“面积”在时间轴上方表示位移为正，在时间轴下方表示位移为负；通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和． 2．运动图像的应用技巧(1)确认是哪种图像，v－t图像还是x－t图像． (2)理解并熟记四个对应关系．①斜率与加速度或速度对应．②纵截距与初速度或初始位置对应．③交点对应速度或位置相同．④拐点对应运动状态发生改变．例4 (多选)下列所给的图像中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )答案 ACD解析 A项中，物体开始和结束时的纵坐标为0，说明物体又回到了初始位置，A正确；B项中，物体一直沿正方向运动，位移增大，故无法回到初始位置，B错误；C项中，物体第1s内的位移沿正方向，大小为2m，第2s内的位移沿负方向，大小为2m，故2s末物体回到初始位置，C正确；D 项中，物体做匀变速直线运动，2s内时物体的总位移为零，故物体回到初始位置，D正确．1.(x－t图像)图8是A、B两个质点做直线运动的位移—时间图像．则( )图8A．在运动过程中，A质点总比B质点运动得快 B．在0～t1这段时间内，两质点的位移相同 C．当t＝t1时，两质点的速度相等D．当t＝t1时，A、B两质点的加速度不相等答案 A解析位移—时间图像中，图线的斜率对应质点的速度，所以A质点的速度比B质点的速度大，A正确．位移—时间图像中，位移等于初、末时刻对应的纵坐标的坐标差，所以在0～t1这段时间内，A质点的位移大于B质点的位移，B 错误．t1时刻，两图像的斜率不同，两质点的速度不同，C 错误．两质点都做匀速直线运动，加速度都等于零，D错误．2.(v－t图像)竖直升空的火箭，其v－t图像如图9所示，图可知以下说法正确的是( )图9A．火箭在40s时速度方向发生变化B．火箭上升的最大高度为48000m C．火箭经过120s落回地面 D．火箭经过40s到达最高点答案 B解析题图v－t图像知，火箭前40s向上做匀加速直线运动，40～120s向上做匀减速直线1运动，所以A、C、D错．上升的最大高度x＝×800×120m ＝48000m，所以B对．23．(x－t图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动，它们的位移－时间图像如图10所示，则( ) 图10A．甲物体做匀加速直线运动，乙物体做曲线运动 B．甲、乙两物体从同一地点出发 C．出发时乙在甲前x0处 D．甲、乙两物体有两次相遇答案 CD解析于图像是x－t图像，过原点的直线表示物体做匀速直线运动，所以甲做匀速直线运动，A错；甲从原点出发，乙从x0处出发，故B错，C对；题图看出，甲、乙有两个交点，故两物体有两次相遇，D对．4.(v－t图像)一质点沿x轴做直线运动，其v－t图像如图11所示．质点在t＝0时位于x＝5m处，开始沿x轴正方向运动．当t＝8s时，质点在x轴上的位置为( ) 图11A．x＝3m C．x＝9m 答案 B解析质点前4s内沿x轴正方向运动，其位移可v－t 图像中的“面积”数值表示，则对2＋4×22＋4×1应位移x1＝ m＝6 m，同理可得4～8 s内的位移(沿x轴负方向运动)x2＝－m22B．x＝8m D．x＝14m。
2019版步步高高中物理教科版必修一教师用书：第一章 运动的描述 学生实验 Word版含答案
学生实验：用打点计时器测量平均速度[学习目标] 1.了解电磁打点计时器、电火花打点计时器的构造及工作原理并学会使用.2.学会用打出的纸带求平均速度.3.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.4.能根据实验数据作出物体的速度—时间图像，并能根据图像分析物体的运动．一、了解打点计时器1．打点计时器是记录做直线运动物体的位置和时间的仪器．2．电火花打点计时器：(1)工作电压：220V交流电源；(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹．3．电磁打点计时器：如图1所示，为电磁打点计时器的结构图．(1)工作电压：6V以下的交流电源；(2)原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动，于是在纸带上留下一行点迹．图14．打点周期打点计时器一般接我国市用交流电，交流电频率为50Hz，计时器每隔0.02s打一次点．二、实验步骤1．如图2所示，将木板固定在铁架台上，把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上，把小车与纸带装好，接好220V交流电源．图22．接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放，纸带上就会打出一系列点迹． 3．关闭电源，取下纸带，每5个点(即以0.1s 为周期)标注一个计数点，如图3所示．图3三、分析与处理实验数据 1．测平均速度用刻度尺测出n 个点之间的距离Δx ，n 个点之间的时间间隔Δt ＝(n －1)×0.02s ，根据平均速度v ＝ΔxΔt 算出小车在OB 、AC 、BD 、CE 、DF 段的平均速度，填入表中．2．测瞬时速度取包含某一位置在内的一小段位移Δx ，根据v ＝ΔxΔt 测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度．一般地，取以这个点为中间时刻的一段位移计算． 如图3中v D ＝x CD ＋x DE2T ，T 为两个计数点间的时间间隔．四、注意事项1.打点前，应使物体停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.2.打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带(填“接通电源”或“拉动纸带”)．3．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．4．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个计数点到起始点O 之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．一、打点计时器的应用原理及操作例1 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处．A ．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在频率为50Hz 的低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上．B ．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过______，并压在________下面．C ．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx .D ．切断电源，取下纸带，如果共有n 个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt ＝________.E ．先打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点．F ．利用公式v ＝ΔxΔt 计算纸带运动的平均速度．实验步骤的合理顺序是________．答案 交流 限位孔 复写纸 (n －1)×0.02s BAEDCF解析 A 中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B 中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于复写纸的下面；D 中纸带上记录的时间Δt ＝(n －1)×0.02s ．合理的实验步骤为BAEDCF. 二、速度的计算例2 打点计时器所用电源的频率为50Hz ，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图4所示，纸带在A 、C 间的平均速度为_____m/s.在A 、D 间的平均速度为________ m/s.B 点的瞬时速度更接近于________m/s.(结果保留两位小数)图4答案 0.35 0.42 0.35解析 由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02s. A 、C 间的距离为14mm ＝0.014m. A 、C 间对应的时间为0.02×2s ＝0.04s. A 、D 间的距离为25mm ＝0.025m. A 、D 间对应的时间为0.02×3s ＝0.06s 由公式v ＝Δx Δt 得：v AC ＝0.0142×0.02m/s ＝0.35 m/s ，v AD ＝0.0253×0.02m/s ≈0.42 m/s.B 点的瞬时速度更接近于A 、C 间的平均速度．例3 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 共7个计数点．相邻计数点间的距离如图5所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s ．(本题计算结果均保留3位有效数字)图5(1) 在实验中，使用打点计时器时应先________再________(填“释放纸带”或“接通电源”)．(2) 每两个计数点间还有________个点没有标出．(3) 试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1s 测一次速度，计算出打下B 、C 、D 三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表.(4)将B 、C 、D 、E 、F 各个时刻的瞬时速度标在图6直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．图6答案 (1)接通电源 释放纸带 (2)4 (3)0.4000．479 0.560 (4)见解析图 解析 (1) 在实验中，使用打点计时器时应先接通电源，再释放纸带． (2) 每两个计数点间还有n ＝Δt ΔT －1＝0.1s 0.02s－1＝4个点没有标出． (3)v B ＝(3.62＋4.38)×10－22×0.1m/s ＝0.400 m/s ；v C ＝(5.20＋4.38)×10－22×0.1m/s ＝0.479 m/s ；v D ＝(5.20＋5.99)×10－22×0.1m/s ≈0.560 m/s.(4)图线如图所示：1．(多选)在“用打点计时器测速度”的实验中，除重物(小车)、纸带外，还需选用的仪器是() A．秒表B．刻度尺C．速度计D．交流电源答案BD解析由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔，故不需要秒表，选项A错误；再利用刻度尺测出两点间的距离就可进一步求出平均速度，故不需要速度计而要使用刻度尺，选项B正确，C错误；打点计时器要使用交流电源工作，选项D正确．2．(多选)在“用打点计时器测速度”的实验中，若打点周期为0.02s，下列说法正确的是() A．先接通电源，后拉动纸带B．先拉动纸带，后接通电源C．电火花计时器使用6V以下的交流电源D．连续n个计时点间的时间间隔为(n－1)×0.02s答案AD解析使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带，A 正确，B错误；电火花计时器的工作电压是220V交流电，C错误；每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02 s，连续n个计时点间有n－1个时间间隔，故时间为(n－1)×0.02 s，D正确．3．你左手拿一块表，右手拿一支笔，当你的合作伙伴沿直线拉动一条纸带，使纸带在你的笔下向前移动时，每隔1s用笔在纸带上点下一个点，这就做成了一台“打点计时器”．如果在纸带上点下了10个点，则在打下这些点的过程中，纸带的运动时间是()A．1s B．9s C．10s D．11s答案 B解析每隔1 s用笔在纸带上点下一个点，如果在纸带上点下了10个点，也就有9个时间间隔，所以纸带的运动时间是9 s．故选B.4．打点计时器交流电源频率是50Hz，则打点周期是_____，实验得到做匀变速运动的纸带上A、B两点与B、C两点之间各有三个点，如图7所示，则相邻计数点的时间间隔是____．若测得x1＝15cm，x2＝19cm，则B点的瞬时速度是_____m/s(结果保留3位有效数字)．图7答案0.02s0.08s 2.135．如图8所示是一条打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．图8(1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格.(2)在图9坐标纸中画出质点的速度—时间图像．图9答案(1)0.400.69(2)见解析图解析(1)两计数点间的时间间隔是T＝0.1sv2＝x132T＝(9.0－1.0)×10－22×0.1m/s＝0.40 m/sv4＝x352T＝(22.8－9.0)×10－22×0.1m/s＝0.69 m/s(2)根据表格中数据在直角坐标系中描点，然后连线得到图像如图所示．6．用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度．如图10所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1。
新教材高中物理第一章描述运动的基本概念4实验：用打点计时器测量小车的速度学案教科版必修第一册
4.实验：用打点计时器测量小车的速度画出的图像描述物体的运动速度的变化特点．实验必备·自主学习——突出基础性素养夯基一、实验目的1．进一步练习使用打点计时器，通过纸带上打出的点测量瞬时速度．2．通过实验获取数据，利用图像处理实验数据．二、实验原理纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示，即根据v̅＝∆x∆t，当Δt或Δx较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度．如图所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即v E＝∆x∆t.三、实验器材电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、学生电源(电火花打点计时器使用220V交流电源)、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、重物、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等．四、实验操作1．安装实验器材．把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一边，纸带前端固定在小车后部，然后穿过打点计时器，小车前端的细绳穿过定滑轮垂下，如图所示．2．使小车在木板上保持静止，并靠近打点计时器，开启打点计时器的电源开关．打点计时器稳定工作后，用手拉动细绳，使小车沿木板做直线运动．待小车运动约一半距离时，松开手，使小车依靠惯性继续运动，直到左端．纸带上会留下一系列点迹．[导学1] 计时点和计数点的比较计时点是打点计时器在纸带上打出来的点．计数点是从计时点中选出来的具有代表性的点，一般相邻两个计数点之间还有若干个计时点．选择点迹清晰的点开始，通常每5个计时点取一个计数点，相邻计数点的时间间隔为0.1 s.[导学2] 打点纸带的数据如何测量误差更小测量各段距离时，用长尺一次性完成较好，以减小实验误差，不要用短尺分段测量．五、处理数据1．在纸带上选取一段点迹清晰并且没有重叠的区间，把第1个点标为0，而后依次标为A、B、C、D、E…….2．用刻度尺测量出各点的位置(一般使刻度尺的零刻度线与0点对齐，即0点的位置记为0)，并记录在表中．3．计算两相邻计时点间的位移x OA、x AB、x BC、x CD……并记录在表中．4．利用公式v̅＝∆x计算纸带上各相邻计时点间的平均速度，v̅O A、v̅A B、v̅B C、v̅C D…….∆t计算出的速度可以代表在Δx这一段位移内任意一点的瞬时速度，将5．(1)根据v̅＝∆x∆t数据填入表中．(2)利用vt图像分析物体的运动用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到vt 图像．六、误差分析1．打点计时器打点周期不稳定．2．根据纸带测出的位移存在偶然误差．[拓展] 系统误差和偶然误差(1)系统误差①来源：实验原理不够完善，实验仪器不够精确，实验方法粗略．②特点：实验结果与真实值的偏差总是偏大或偏小．③减小方法：优化实验原理，提高实验仪器的测量精确度，设计更精巧的实验方法．(2)偶然误差①来源：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的．例如，用刻度尺多次测量长度时估读值的差异，电源电压的波动引起测量值的微小变化等．②特点：多次重复测量时，偶然误差有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的概率比较接近．③减小方法：多次测量取平均值可以减小偶然误差．关键能力·合作探究——突出综合性素养形成探究点一实验原理和实验操作两种计时器的比较【典例示范】题型1 打点计时器的原理及使用例1打点计时器是高中物理中重要的实验仪器，关于图中甲、乙两种打点计时器，请回答下面问题．(1)甲图是________打点计时器，电源采用的是________．(2)乙图是________打点计时器，电源采用的是________．(3)甲、乙两种打点计时器所用电源频率为50Hz，则打点周期分别为________s和________s．题型2 实验操作例2 (1)图甲是电火花打点计时器的示意图．电火花打点计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源，当电源的频率是50Hz时，每隔________s 打一次点．电火花打点计时器使用时的基本步骤如下：A．当纸带完全通过电火花打点计时器后，及时关闭电源B．将电火花打点计时器电源插头插入相应的电源插座C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花打点计时器D.接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动上述步骤正确的顺序是________________．(按顺序填写步骤字母)(2)如图乙所示的纸带是某同学练习使用电火花打点计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花打点计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带运动得________(选填“越来越快”或“越来越慢”).若所用电源的频率为50Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时________s．素养训练1 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白处．A．将电磁打点计时器接在________电源上B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离ΔxD．切断电源，取下纸带E．先________后________，在纸带上打下一系列小点实验步骤的合理顺序是________________．素养训练2 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处．A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在50Hz的低压________(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上；B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过________(填“插孔”或“限位孔”)，并压在________(填“白纸”或“复写纸”)下面；C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx；D．切断电源，取下纸带，如果共有6个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________；E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点；实验步骤的合理顺序是________．探究点二纸带的测量、分析与计算【典例示范】题型1 利用纸带判断物体的运动情况例3 (多选)关于打点计时器打出的纸带，下列说法正确的是( )A．点迹均匀，说明纸带做匀速直线运动B．点迹变稀，说明纸带做加速直线运动C．点迹变密，说明纸带做加速直线运动D．相邻两点间的时间间隔相等题型2 利用打点计时器测速度的实验数据处理例4某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D…依次表示点O以后连续的各点．已知打点计时器每隔T＝0.02s打一个点．(1)请分别读出DF、FH的长度DF＝________mm，FH＝________mm；(2)求出E、G点的速度v E＝________m/s，v G＝________m/s.(保留两位小数)素养训练3 在一次实验中，使用电磁打点计时器测速度(所用交变电源的频率为50Hz)，得到如图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出，下列表述正确的是( )A．实验时应先放开纸带再接通电源B．实验中电磁打点计时器直接接在220V的交变电源上C．从纸带上可求出计数点AC段对应的平均速率D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02s素养训练4 某实验中学的实验小组成员利用纸带分析物体的运动时，从打出的若干条纸带中选取一条比较清晰的纸带，如图所示，图中的七个计数点中每相邻两计数点间还有四个点没有标出．已知该小组的同学使用的交变电源的频率为50Hz.用刻度尺测量出的相邻两计数点之间的距离如图所示．请回答下列问题(计算结果保留3位有效数字)：(1)计数点0与计数点6之间的平均速度约为________m/s；(2)打下计数点4时纸带的速度约为________m/s；(3)如果该小组的同学所使用的交变电源的频率小于50Hz，而计算时仍按照50Hz来进行，则以上求解得到的结果应________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值．随堂演练·自主检测——突出创新性素养达标1．在“用打点计时器测纸带的速度”的实验中，若打点周期为0.02s，下列说法正确的是( )A．启动电源与拉动纸带可以同时进行B．先拉动纸带，后启动电源C．电火花打点计时器使用6V以下的交变电源D．连续n个计时点间的时间间隔为(n－1)×0.02s2．在实验中，某同学得到一条打点清晰的纸带，如图所示，要求测出D点的瞬时速度．本实验采用包含D点在内的一段时间间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度，已知交流电源的频率为50Hz，下列几种方法中最准确的是( )A．AG∆t1＝v D，Δt1＝0.12s B．BE∆t2＝v D，Δt2＝0.06sC．CE∆t3＝v D，Δt3＝0.1s D．CE∆t4＝v D，Δt4＝0.04s3．如图所示，是某位同学练习使用打点计时器得到的纸带，纸带的左端与运动物体相连，从点迹的分布情况可以看出：纸带________是匀速通过打点计时器的，纸带________是越走越快的，纸带________先是越走越快后来是越走越慢的．4．如图所示是用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分，从0点开始按照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6，…现在量得0、1间的距离x1＝5.18cm，1、2间的距离x2＝4.40cm，2、3间的距离x3＝3.62cm，3、4间的距离x4＝2.78cm，4、5间的距离x5＝2.00cm，5、6间的距离x6＝1.22cm.(每0.02s打一次点)(1)根据上面的记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在表中．(2)根据(1)中表格，在下图中画出小车的速度—时间图像，并说明小车速度变化的特点．4．实验：用打点计时器测量小车的速度关键能力·合作探究探究点一【典例示范】例1 解析：甲为电磁打点计时器，采用的是6V的交流电源；乙为电火花打点计时器，s 采用的是220V的交流电源；两种打点计时器所用电源频率为50Hz，则打点周期均为T＝150＝0.02s.答案：(1)电磁6V的交流电源(2)电火花220V交流电源(3)0.02 0.02例 2 解析：(1)电火花打点计时器和电磁打点计时器都是使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50Hz时，每隔0.02s打一次点；实验步骤要遵循先安装器材后进行实验的原则，故正确的步骤顺序是CBDA.(2)打点计时器所用电源频率为50Hz时，每隔0.02s打一个点，从左往右，纸带上两点之间的距离越来越大，说明纸带运动得越来越快．从打下A点到打下B点共14个点迹，从A到B共有13个时间间隔，所以所用时间t＝13×0.02s＝0.26s.答案：(1)交流0.02 CBDA (2)越来越快0.26素养训练1 解析：将电磁打点计时器接在交流电源上．先接通电源后拉动纸带，在纸带上打下一系列小点．实验步骤的合理顺序是BAEDC.答案：交变(或6V以下交变) 接通电源拉动纸带BAEDC素养训练2 解析：电磁打点计时器使用的是低压交流电源，因此要将导线接在低压交流电源上；把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面，这样才能通过振针把点打在纸带上；打点计时器的打点周期为0.02s，若打n个点，则有(n－1)个时间间隔，故这段纸带记录的时间Δt＝0.02×(6－1) s＝0.10s；实验步骤的顺序一般要先安装器材即首先进行B、A步骤，然后进行实验即进行E步骤，实验结束要先关掉电源，即进行D步骤，最后进行数据处理，即进行C步骤，故实验步骤的合理顺序是：BAEDC.答案：交流限位孔复写纸0.10s BAEDC探究点二【典例示范】例3 解析：打点计时器打点的频率是一定的，相邻两点间的时间间隔相等，如果纸带做匀速直线运动，则点迹均匀；如果纸带做加速直线运动，则点迹变稀；如果纸带做减速直线运动，则点迹变密．故A、B、D说法正确，C说法错误．答案：ABD例4 解析：(1)由图可知DF＝3.55cm＝35.5mm；FH＝5.20cm＝52.0mm.(2)E点的速度v E＝x DF2T ＝35.50.04mm/s＝0.8875m/s≈0.89m/s，G点的速度v G＝x FH2T ＝52.00.04mm/s＝1.30m/s.答案：35.5 52.0 0.89 1.30素养训练3 解析：A错：实验时应先接通电源再放开纸带；B错：电磁打点计时器使用的是6V的交流电源；C对：AC段对应的平均速率v̅AC＝x2+x32T；D错：相邻两个计数点间的时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s.答案：C素养训练4解析：(1)计数点0与计数点6之间的平均速度v̅＝ΔxΔt＝(2.80+4.40+5.96+7.57+9.10+10.71)×10−26×(0.02×5)m/s＝0.676m/s.(2)当打点计时器打下计数点4时，纸带的瞬时速度最接近于计数点3和5之间的平均速度，则v4＝Δx35Δt35＝(7.57+9.10)×10−22×(0.02×5)m/s＝0.834m/s.(3)当交变电源的频率为50Hz时，打点计时器每隔0.02s打一个点，当交变电源的频率低于50Hz时，打点计时器打相邻点的时间间隔将大于0.02s，因此算出的速度将比真实值大．答案：(1)0.676 (2)0.834 (3)大于随堂演练·自主检测1．解析：使用打点计时器打点时，应先启动电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带，A、B错误；电火花打点计时器使用220V的交流电源，C错误；每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02s，连续n个计时点间有(n－1)个时间间隔，故时间间隔为(n－1)×0.02s，D正确．答案：D2．解析：时间间隔应取得尽量小，这样平均速度才能更接近瞬时速度．注意CE段对应的时间间隔为0.04s.答案：D3．解析：纸带甲相邻两计数点之间的距离相等，所以是匀速通过打点计时器的；纸带乙从左到右相邻两计数点之间的距离增大，所以是越走越快的；纸带丙从左到右相邻两计数点之间距离先增大再减小，所以是先越走越快，后来又越走越慢的．答案：甲乙丙4．解析：(1)某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示，相邻两计数点的时间间隔Δt＝2×0.02s＝0.04s，则打1点时：v1＝x1+x22Δt ＝1.20m/s；打2点时：v2＝x2+x32Δt＝1.00m/s；打3点时：v3＝x3+x42Δt ＝0.80m/s；打4点时：v4＝x4+x52Δt＝0.60m/s；打5点时：v5＝x5+x62Δt＝0.40m/s.将数值填入表格中：(2)描点并连线得小车的速度—时间图像，如图所示．由图像可知，小车速度逐渐减小．答案：见解析。
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1.理解加速度的物理意义、定义式、单位．
2．知道vt图像中斜率的含义，会用vt图像求加速度
．
3．理解加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，会
根据速度和加速度的方向关系判断运动性质．(重点)
4．掌握速度、速度变化量和速度变化率的区别，并在
生活中准确地使用加速度的概念．(重点、难点)
加 速度
[先填空]
1．定义：速度的改变量Δv与发生这一改变所用时间Δt的比值．用a表示．
2．公式：a＝.
3．单位：在国际单位制中为米每二次方秒，符号是m/s2或m·s －2.
4．方向：加速度是矢量，它不仅有大小而且有方向，加速度的方向跟速度变化的方向相同．
5．物理意义：表示运动物体速度变化快慢的物理量；加速度在数值上等于单位时间内的速度变化．
[再判断]
1．速度大，加速度可能为零．(√)
2．速度变化大，加速度一定大．(×)
3．加速度的大小与速度的大小无关．(√)
4．物体A的加速度为2 m/s2，B的加速度为－3 m/s2，则A的加速度大于B的加速度．(×)
[后思考]
1．“我国的新型战斗机歼20飞得很快．”“小轿车比公交车起步快．”以上两句话中的“快”的含义各是什么？
图141
【提示】第一个“快”指战斗机的速度大，运动得快；第二个“快”指起步时小轿车比公交车的加速度大，即小轿车比公交车速度增加得快．
2．速度的变化量Δv等于末速度v与初速度v0的大小之差，这种说法对吗？
【提示】公式Δv＝v－v0中各量都是矢量，只有物体做直线运动时，才可以应用代数运算计算Δv.
[合作探讨]
如图142为猎豹、蜻蜓、歼20战斗机的运动图像
甲乙丙
图142
图甲中猎豹捕食时能在4 s内速度由零增加到30 m/s.
图乙中以9 m/s的速度运动的蜻蜓能在1 s内停下来．
图丙中歼20战斗机在试飞时以600 m/s的速度在空中匀速飞行．试结合以上情景分析：
探讨：(1)哪一个物体的速度最大？
(2)哪一个物体的速度变化量最大？
(3)哪一个物体的加速度最大？
(4)蜻蜓的加速度和猎豹的加速度符号相反说明什么问题？
【提示】(1)歼20战斗机的速度最大．
(2)猎豹的速度变化量最大，为30 m/s.
(3)猎豹的加速度为
a1＝＝ m/s2＝7.5 m/s2
蜻蜓的加速度为a2＝＝ m/s2＝－9 m/s2
歼20战斗机速度不变，加速度为零，故蜻蜓的加速度最大．
(4)符号不同表明两者的加速度方向与速度方向关系不同，猎豹的加速度为正值，加速度与速度同向，猎豹做加速运动；蜻蜓的加速度为负值，加速度与速度方向相反，蜻蜓做减速运动．
【答案】(1)歼20战斗机(2)猎豹(3)蜻蜓
(4)见解析
[核心点击]
1．加速度的理解
加速度是速度的变化量Δv与发生这一变化所用时间Δt的比值，在数值上等于单位时间内速度的变化量，即速度的变化率．
2．速度、速度变化量、加速度的比较
速度v速度变化量Δv加速度a
定义位移与所用时间的比值
末速度与初速度的
差值
速度变化量与时间的比
值
表达
式
Δv＝
Δx
Δt
Δv＝v－v0a＝
Δv
Δt
单位m/s m/s m/s2
方向
为物体运动的方向，与a
的方向不一定相同
由初、末速度决定
，与a的方向相同
与Δv的方向相同，与v
的方向不一定相同
物理
意义
表示物体运动的快慢和
方向
表示物体速度变化
的大小和方向
表示物体速度变化的快
慢和方向
大小
关系
三个物理量的大小没有必然联系，其中一个物理量较大时，其余两个物
理量不一定较大
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
【解析】“速度变化得越多”是指Δv越大，若所用时间t也很大，则就不一定大，故A错；“速度变化得越快”是指速度的变化率越大，即加速度a越大，B正确；加速度方向保持不变，速度方向可能变，也可能不变，当物体做减速直线运动时，v＝0以后就反向运动，如竖直向上抛出的物体，故C错；物体在运动过程中，若加速度
以向下为正方向，v1＝＋6 m/s，v2＝－4 m/s，加速度为
a＝＝ m/s2＝－50 m/s2
负号表示加速度方向与正方向相反，即向上．
【答案】(1)－10 m/s 方向向上(2)见解析
关于速度、速度变化量、加速度的五点提醒1．速度大，速度变化量、加速度不一定大．
2．速度变化量大，加速度、速度不一定大，它们之间无直接关系．
3．加速度大，速度不一定大．
4．加速度的方向与速度变化量的方向一定相同．
5．加速度的大小等于速度的变化率．但与Δv和Δt其中的任何一个因素均无关．加速度的大小决定于力的大小(第4章学习)
速 度 与 加 速 度 的 关 系
[先填空]
1．在直线运动中，速度变化量Δv＝v－v0的方向可能与初速度v0相同，也可能相反．
2．(1)加速直线运动：加速度方向与初速度方向相同．
(2)减速直线运动：加速度方向与初速度方向相反．
[再判断]
1．物体A的加速度为aA＝2 m/s2，则物体做加速运动．(×)
2．B的加速度为aB＝－3 m/s2，则物体可能做加速运动．(√)
3．某物体的加速度为－1 m/s2，初速度为－2 m/s，则该物体做加速运动．(√)
[后思考]
1．直线运动中，加速度为负值，物体一定做减速运动吗？
【提示】物体做加速还是减速运动，取决于速度与加速度的方向关系，而不是取决于加速度的正负．
2．若物体的加速度逐渐减小，速度一定减小吗？若物体的加速度逐渐增大，速度一定增大吗？
【提示】不一定．若加速度a与初速度v0同向，则物体做加速直线运动，这时若a逐渐减小，只是说明v增加得慢了；若加速度a 与初速度v0反向，则物体做减速直线运动，这时若a逐渐增大，只是说明v减小得快了．
[合作探讨]
探讨1：做直线运动的火车，在40 s内速度由10 m/s增加到20 m/s，那么火车在40 s内速度的变化量是多少？火车的加速度是多少？加速度的方向与速度变化量的方向有什么关系？
【提示】Δv＝20 m/s－10 m/s＝10 m/s，为正值，说明Δv的方向与速度v的方向相同．
a＝＝＝0.25 m/s2，也为正值，说明a的方向与v方向相同．故加速度的方向与速度变化量的方向相同．
探讨2：汽车紧急刹车时，在2 s 内速度从10 m/s 减小到0，汽车2 s 内速度的变化量是多少？加速度是多少？加速度的方向与速度变化量的方向有什么关系？
【提示】 Δv ＝0－10 m/s ＝－10 m/s ，为负值，说明Δv 的方向与速度v 的方向相反．
a ＝＝＝－5 m/s2，也为负值，说明a 的方向与v 的方向相反，但加速度的方向与速度变化量的方向相同．
[核心点击]
判断物体是加速运动还是减速运动的两种方法
1．根据vt 图像判断
2．根据v 与a 的方向的关系判断 (1)a 和v0
同向→加速运动→⎩⎨⎧ a不变，v均匀增加
a增大，v增加得越来越快
a减小，v增加得越来越慢
(2)a 和v0
反向→减速运动→⎩⎨⎧
a不变，v均匀减小
a增大，v减小得越来越快
a减小，v减小得越来越慢
一质点自原点开始在x 轴上运动，初速度v0>0，加速度
a>0，a 值不断减小直至为零的过程中，质点的( )
图143
A．前3 s内速度与加速度方向相同，物体做加速运动
B．第5 s内速度与加速度方向相反，物体做减速运动
C．第6 s内速度与加速度方向相同，物体做加速运动
D．第6 s内速度与加速度方向相反，物体做减速运动
【解析】前3 s内速度随时间均匀增大，故物体做加速运动，速度与加速度同向，A正确．第5 s内速度随时间减小，速度与加速度反向，物体做减速运动，B正确．第6 s内速度随时间增大，速度与加速度同向，物体做加速运动，D错误、C正确．
【答案】ABC
判断速度变化规律的方法
1．判断物体速度的大小变化，不必去管加速度的大小和变化，只需看加速度的方向与速度的方向是否相同．若加速度与速度的方向相同，则物体一定做加速直线运动；否则，物体一定做减速直线运动．2．判断物体速度变化的快慢，只需看加速度的大小，不用去管加速度的方向或速度的大小．物体的加速度大，则表明物体的速度变化较快，加速度小，则表明物体的速度变化较慢．
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