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1、武城二中高一物理学案 第一章 运动的描述一、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。要点导学1本节学习研究物体运动的最简单、也最重要的模型质点模型，以及研究物体运动时必不可少的参考系、坐标系等概念。用坐标系描述物体的位置以及位置变化是重点，也是难点。本章章首语中有一句最核心的话：“物体的空间位置随时间的变化称为机械运动”，即“机械运动”（以后往往简称为运动）的定义。“质点”，就是其中“物体”的一种最简单模型；而“参考系、坐标系”是
2、确定位置及其变化的工具。2质点：在某些情况下，在研究物体的运动时，不考虑其和，把物体看成是一个具有的点，这样的物体模型称为“质点”。需要注意的是， “质点”是一种为了研究方便而引入的“理想模型”，是一种最简单的模型（以后还会遇到弹性体模型、理想气体模型等等）。 既然是模型，就不可能在任何情况下都能够代替真实的物体。因此，要通过教材、例题及习题，知道什么情况下可以用质点模型，要逐渐积累知识，而不必一开始就去死记硬背。3参考系：为了研究物体的运动，被选来作为对照（参考）的称为“参考系”。（以前的中学物理教科书上称为“参照物”，也很直观易懂。）研究物体运动时需要参考系的意义在于， 有了参考系，才能确
3、定物体的位置；选定了参考系后，才能知道和研究物体的运动。试设想，在茫茫的大海里，水天一色，如果没有太阳或星辰作参考，水手根本无法确定自己船舰的位置和向什么方向运动。 参考系选的不同，则对同一个物体的运动作出的结论也不同（见课本和后面例题）。通常在研究地面上物体的运动时，如果不声明参考系，则默认以地面为参考系。4坐标系：为了定量研究运动，必须在参考系上建立坐标系，这样才能应用数学工具来研究运动。如果物体沿直线运动，可以在这条直线上规定原点、正方向和单位长度，即以这条直线为坐标轴（x轴）。这样物体的位置就可以用一个坐标值（x）来确定。如果物体在一个平面内运动，则需要建立平面坐标系。用两个坐标值（x
4、，y）来确定物体的位置。范例精析例1 在研究火车从上海站到苏州或南京站的运动时间（通常只须精确到“分”），能不能把火车看成质点？在研究整列火车经过一个隧道的时间（通常精确到“秒”），能不能把火车看成质点？由此你得出什么看法？ / 例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“山走来”和“山不动，是船行”。你由此又得到什么看法？例3 A、B两辆汽车在一条东西方向的直路上向东行驶，若以地球为参考系，A速度为6m/s，B速度为10m/s。若以A为参考系，B的速度多大？方向如何？若以B为参考系， A的速度多大？方向如何？以A或B为参考系，地面的运
5、动情况如何？能力训练1、在描述一个物体的运动时，选来作为 的另一个物体叫做参考系。电影“闪闪的红星”中有歌词：“小小竹排江中游，巍巍群山两岸走”，描述竹排的运动是以 为参考系的，描述群山的运动是以 为参考系的。2、下列说法中，正确的是（ ）A质点一定是体积极小的物体 B当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，可以把火车视为质点 C研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面问题，自行车都不能视为质点 D地球虽大，且有自转，但有时仍可能被视为质点3、某人坐在甲船中，他看到乙船在运动，那么相对河岸两船的运动情况不可能是（ ） A甲船不动，乙船在运动 B甲船运动，乙船不动 C甲、乙两船都在运
6、动 D甲、乙两船运动方向一样，且运动快慢相同4、下列情况中的运动物体，一定不能被看成质点的是（ ） A研究绕地球飞行的航天飞机 B研究飞行中直升飞机上的螺旋桨 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5、美国发射的哈勃望远镜在宇宙空间绕着地球沿一定轨道高速飞行，因出现机械故障，用航天飞机将宇航员送上轨道对哈勃望远镜进行维修以 作参照系，宇航员相对静止时就可以实行维修工作；以 作参照系时，宇航员是在做高速运动【名师小结 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，
7、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。二、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。要点导学1本节教材首先要求我们区分时刻和时间间隔、路程和位移这两对既有联系又有区别、容易混淆的物理量，并由此介绍“矢量”的概念，最后介绍在直线运动中怎样由“位置坐标”x得出位移x。其中位移概念是重
8、点，也是难点。2如果用一条数轴表示时间，则时刻t就是时间轴上的 ，时间间隔t就是时间轴上的 。但是在日常语言中，我们用语比较混淆，大都不加区别地说成时间。如“时间还早”里的时间，就是时刻；说“一堂课时间有45分”，则是指时间间隔；有时“时间”又是指与“空间”对偶的概念无限的时间轴的整体。因此我们在看书时要结合上下文正确理解。3位移：从 的有向线段，叫做位移。它是表示 的物理量。位移既有又有 ，它是一个矢量。矢量相加和标量相加遵从不同的法则（见后面“力的合成”）。物体只有作单一方向的直线运动时，位移大小才等于路程，一般情况下位移大小中小于路程。4很多同学可能对物理学里引入“位移矢量”来研究运动觉
9、得迷惑不解。当物体作曲线运动时，位移直线段与走过的“路径轨迹”完全不同，位移大小跟“路程”数值也大不相同，尤其是当物体走一封闭曲线如一圆周时，路程可以很大，而位移却总是为零，有人觉得很荒谬。其实这只是初学时的一种错觉，物理学家也是经过长期研究才克服“常识思维”的桎梏找到“位移”这个有效的物理量的。确实，人走路的劳累程度、汽车耗油的多少是跟路程大小有关，但是只有位移才能仅由初、末位置唯一确定。而研究物体运动的目的就是找到“确定物体在任意时刻的位置”的方法。注:无论物体是作直线运动还是曲线运动，一段“无限小”的运动，其位移与路径总是可以看成重合，而用“高等数学”工具来研究物理，都是从研究“无限小运
10、动”着手，因此，位移也可以用来研究曲线运动。5如果是直线运动，则位移x和初、末位置坐标x1 、x2的关系十分简单：x= 。而且此式有着丰富的含义：x的数值表示位移的 ，x的正负表示位移的 正表示位移x的方向与x轴的正方向相同，负表示位移x的方向与x轴的正方向相反。范例精析例1 ：分清几个概念和说法。 以后，我们在研究运动时，常常会要求出“物体在1秒末、2秒末（或第1秒末、第2秒末）的速度及位置”，也会要求“物体在1秒内、2秒内（或第1秒内、第2秒内）的位移和平均速度”。请问：（1） 其中哪个表示时刻、哪个表示时间间隔？（2）“1秒内”和“第1秒内”的位移（以及平均速度）是同一概念吗？“2秒内”
11、和“第2秒内”的位移（以及平均速度）是同一概念吗？（3）“第2秒末的速度”与“第2秒内的平均速度”相同吗？x0右左图1-2-1x1x2x3x1x2例2如图1-2-1所示，一辆汽车在马路上行驶，t=0时，汽车在十字路口中心的左侧20m处，过了2秒钟，汽车正好到达十字路口的中心，再过3秒钟，汽车行驶到了十字路口中心右侧30m处，如果把这条马路抽象为一条坐标轴x，十字路口中心定为坐标轴的原点，向右为x轴的正方向，试将汽车在三个观测时刻的位置坐标填入下表，并说出前2秒内、后3秒内汽车的位移分别为多少？这5秒内的位移又是多少？观测时刻t=0时过2秒钟再过3秒钟位置坐标x1=x2=x3=能力训练1下列说法
12、中，关于时间的是（ ），关于时刻的是（ ）A学校上午8点开始上第一节课，到8点45分下课B小学每节课只有40分钟C我走不动了，休息一下吧D邢慧娜获得雅典奥运会女子10000m冠军，成绩是30分24秒36一列火车从上海开往北京，下列叙述中，指时间的是（ ）A火车在早上6点10分从上海出发B列车共运行了12小时C列车在9点45分到达中途的南京站D列车在南京停了10分钟3. 关于位移和路程，下列四种说法中正确的是（ ）A.位移和路程在大小上总相等，只是位移有方向，是矢量，路程无方向，是标量B位移用来描述直线运动，路程用来描述曲线运动C位移取决于物体的始末位置，路程取决于物体实际通过的路线D位移和路程
13、是一回事4、下列说法中指时刻的有（ ）A学校每天上午8点整开始上课 B学校每节课40minC某次测验时间是100min钟 D考试940结束5、一个皮球从2m高处落下，与地面相碰后反弹跳起0.5m，则此过程中皮球通过的路程为 m，位移为 m，该球经过与地面多次碰撞后，最终停在地面上，则在整个运动过程中，皮球的位移是 m ABC图1-2-26. 如图1-2-2所示，物体沿着两个半径均为R的半圆弧由A点运动到C点，A、B、C三点在同一直线上在此过程中，物体位移的大小是 ，方向为 ，物体通过的路程为 素质提高7、一个质点在x轴上运动，其位置坐标如下表：t/s012345x/m204176请在x轴上画出各时刻物体的位置该质点02s末的位移大小是 ，方向是 该质点在开始运动后 s内位移数值最大该质点在第 s内位移数值最大，大小是 ，方向是 【名师小结 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三、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。要点导学1本节主要学习速度这个重要的
