高一物理必修一学案.doc
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1、第一章 运 动 的 描 述 一 质点 参考系 空间 时间【我将要学什么】1什么叫机械运动?2什么是质点?物体在什么情况下可看作质点?3什么是参考系?为什么要选择参考系? 4如何理解空间、时间?时间与时刻的含义是什么?【我的预习成果】1一个物体相对于另一个物体 ,这种运动称为机械运动。2一个物体能否看成质点要看物体的形状和大小 的影响大还是小。如果影响小,则无论物体有多大,物体都 质点,如果影响大,则无论物体有多小,物体都 质点。举例说明: 。3运动和静止是_,要确定一个物体的位置并描述它的运动,被选作参考的物体叫 。【我要解决的问题】J老师提的问题:1.乒乓球运动员在研究对手发球时,能将乒乓球
2、看成质点吗?2火车在运动时,什么情况下可以当成质点,什么时候不能当成质点?请举例说明。3.原子核很小,可以把原子核看作质点吗?地球很大,不能把地球看作质点吗?4.选择参考系的原则是什么? 5.请指出下图中哪些代表时刻,哪些代表时间。图111L我困惑的问题:【老师对我说】1为什么要选择参考系?宇宙间万物总是处在运动中的,这已经被无数事实所证明,大到天体,小到原子、分子、甚至更小的基本粒子,无不例外。人类在认识世界的过程中,经历过许多寻求绝对静止的物体(例如“以太”)的过程,结果无不以失败而告终。所以说运动是绝对的,是无条件的。但是我们如果只停留在“绝对运动”这样的观点上,也就没有了静止的概念,揭
3、示物质世界运动规律的方法就变得非常复杂,所以要引入“参考系”这样的概念来简化我们认识世界的难度。需要注意的是选择不同参考系可能对同一事件的描述会不同,而且在解决有些看起来较为复杂的问题时,巧妙地选择参考系就能使解决问题的方法显得简明清晰。2质点的理解:在研究许多实际的问题中,物体的体积、形状对我们研究的问题并没有太多的影响,我们完全可以忽略体积、形状这些次要因素,把他们看成是只有质量的点。虽然真正符合质点定义的物体不存在,但是这种手段却因忽略次要因素从而减小了干扰、凸显出问题的实质。3空间、时间和时刻的理解:空间是指物体赖以存在的地方或变动的范围。我们可以把时间延续看成一个坐标轴,在这个轴上的
4、每一个点都是一个时刻。而两个时刻之间的间隔就表示时间。【我先试一试】例1. 在下述问题中,能够把研究对象当作质点的是( )A. 地球绕太阳公转一周所需时间是多少 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. 正在进行花样滑冰的运动员例2. 甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动,乙中乘客看甲在向下运动。丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况可能是( )A. 甲向上、乙向下、丙不动B. 甲向上、乙向上、丙不动C. 甲向上、乙向上、丙向下D. 甲向上、乙向上、丙也向上,但比甲、乙
5、都慢例3、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 对这为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例4、一列火车停靠在站台上,车厢内的人看着窗外另一列火车,感觉到自己乘坐的火车开动了,可等一会儿却发现自己乘坐的火车还在站台上未动。你有过类似的经历吗?出现这种现象的原因是什么?例5. 在下图112甲中时间轴上标出第2s末,第5s末和第2s,第4s,并说明它们表示的是时间还是时刻。图112甲【我掌握了吗?】对象模型:质点运动的相对性-参考系相关概念:时间 时刻运动的描述知识网络结构:【我的思
6、考】二 位置变化的描述-位移【我将要学什么】1.如何确定质点的位置-坐标系2.什么是位移?什么是路程? 3.什么是矢量?什么是标量?【我的预习成果】1为了定量的描述物体(质点)的位置及位置的变化,需要在参考系上建立一个 ,教材上介绍了 种坐标系,为了研究汽车、轮船、与飞机的位置及位置的变化应分别建 坐标系。2物理学中把 称为位移,用 表示。研究物体做直线运的位移,建立一维坐标系进行分析,物体由一个位置到另一个位置的位移等于 ,其方向由 来表示。如果位移方向沿x正方向,则 ,如果位移方向沿x负方向,则 。3 的物理量,称为标量,标量运算遵循 法则; _ 的物理量,称为矢量。矢量可用 表示,位移是
7、 ,路程是 。【我要解决的问题】J老师提的问题:1.建立坐标系的目的是什么?本节教材介绍了几种坐标系? 2.何谓矢量?何谓标量?它们有哪些区别?3.你能谈谈用物理知识如何理解“田径”运动会。L我困惑的问题:【老师对我说】1. 位移和路程: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。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。位移和路程的区别: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位移的大小才等于路
8、程。二者都是为了描述物体的运动而引入的物理量,它们的单位相同。2标量和矢量:标量:只有大小没有方向,按代数运算法则相加减的物理量。如质量、时间、路程、温度等。矢量:既有大小又有方向且遵循一特殊运算法则的物理量,如位移、力、速度等。【我先试一试】例1:一人绕半径为50m的圆形广场运动了一圈,则其位移大小为_,路程是_,若他运动了1圈,则其位移大小为_,路程是_,运动过程中最大位移是_,最大路程是_。例2. 关于位移和路程,下列说法中正确的是A. 在某一段时间内质点运动的位移为零,该质点不一定是静止的B. 在某一段时间内质点运动的路程为零,该质点一定是静止的C. 在直线运动中,质点位移的大小一定等
9、于其路程D. 在曲线运动中,质点位移的大小一定小于其路程例3. 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,则在这段过程中A. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为7mB. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为7mC. 小球的位移为3m,方向竖直向下,路程为3mD. 小球的位移为7m,方向竖直向上,路程为3m【我掌握了吗?】确定位置的方法:坐标系位置的变化:位移相关概念:时间 时刻位置变体的描述位移与路程位移在坐标系中的表示知识网络结构:【我的思考】三 运动快慢与方向的描述-速度(课时1)【我将要学什么】1掌握速度的概念。2掌握平均速度和瞬时速
10、度的概念,会求平均速度。3打点计时器是记录什么的仪器?有哪些相关参数?本节内容用打点计时器来干什么?【我的预习成果】1 是速度,速度是描述 的物理量。2 是平均速度,平均速度 (是、不是)速度的平均值。3 是瞬时速度, 是速率。4通过对打点计时器所打的纸带上点迹的分析,可以测得的物理量有 。5.在速度时间图像上,可以看出 的大小,还可以求出 。【我要解决的问题】J老师提的问题:1.初中是怎么定义速度的?高中是怎么定义速度的?2.速度这个概念是用什么方法定义的?3.速度是矢量还是标量?4.如果质点做直线运动,v1=5m/s和v2=-10m/s各表示什么意思?谁的速度大?5.什么是平均速度?6.不
11、同时间t(或不同位移x)内的平均速度一般是相同的还不同的?7.平均速度是不是速度的平均值?L我困惑的问题:【老师对我说】1速度:速度也是我们在初中接触过的物理量,它是描述运动的快慢的物理量,但在高中把它定义为:位移x跟发生这段位移所用时间t的比值。它不仅有大小而且还有方向,即为在观察时间内物体所发生的位移的方向。2平均速度:平均速度用来粗略表示其快慢程度,它把质点在一段时间或一段位移上的变速直线运动看成匀速直线运动,从而得到与匀速直线运动相类似的表达式。所以,在叙述一个物体具体运动的平均速度时,必须指明它是在哪段时间或哪段位移上的平均速度。而通常所说的行人、自行车、汽车等物体的平均速度泛指对大
12、量数据统计的平均值。3打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,当电源的频率是50 Hz时,它每隔0.02 s打一次点。 通过对打点计时器所打的纸带上点迹的分析,可以测得物体运动的位移和时间等物理量,进而计算物体运动的速度、加速度等物理量。4瞬时速度:瞬时速度在表面上看比较好理解,但是深究起来,就觉得很难理解:“某一时刻”就意味着没有时间,“某一位置”就意味着没有位移,而按照速度的定义,物体必须经历一段时间或是发生一段位移,才能够计算速度呀?原来,对于瞬时速度的正确而深入的理解应为:从某一时刻或某一位置起,在一段极短的时间或一段极短的位移上的平均速度。事实上,只要所取的时间或位移足够短,所测量的
13、结果就足够精确,其误差总是可以控制在我们所允许的范围内的。这个道理会随着你的数学知识的深入学习而逐渐明白的。【我先试一试】例1、一门反坦克炮直接瞄准所要射击的一辆坦克。射击后,经过t1=0.6 s,在炮台上 看到炮弹爆炸。经过t2=2.1 s,才听到爆炸的声音。问坦克离炮台的距离多远?炮弹飞行的水平速度多大?(声音在空气中的速度是340 ms。,空气阻力不计)例2、下列说法中正确的是( )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,v是平均速度例4、下列对各种速率和速度的说法中,正确的是( )A平均速率就是平均速度B瞬
14、时速率是指瞬时速度的大小C匀速运动中任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻的瞬时速度D匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度都相等ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks
15、5u【我掌握了吗?】定义:分类瞬时速度速度平均速度知识网络结构:【我的思考】实验:用打点计时器测速度(课时2)【我将要学什么】1了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移)2会安装并使用打点计时器,理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度理解瞬时速度3明确速度一时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验中的速度一时间图象,【我的预习成果】一、电磁打点计时器观察打点计时器并阅读教材,了解电磁打点计时器的结构、工作原理及使用方法1、电磁打点计时器的电源应是_电源,通常的工作电压为_伏,当电源的频率为50Hz时,每隔_秒打一次点,【思考与交流】电磁打点计时器使用低
16、压交流电源工作,大家想一想能不能使用直流电源,为什么?二、电火花计时器观察打点计时器并阅读说明书了解电火花打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法1、电火花计时器通常的工作电压为_伏,当电源的频率为50Hz时,振针每隔 s打一次点三练习使用打点计时器学生自主阅读教材中的实验步骤提示学生动手练习使用打点计时器四、用打点计时器测量瞬时速度用打过点的纸带,如图1-3-1。根据量出的A、D间的距离和时间间隔,算出A、D间的平均速度。用这个速度代表纸带经过A点时的 ,如果再小一些(如A、C之间或A、B之间),用平均速度代表某点的瞬时速度会 。 五、用图象表示速度质点运动的速度可以用图象来表示。
17、在平面直角坐标系中,用纵轴 表示速度,用横轴表示时间,将各个时刻的速度用 在坐标平面上表示出来。然后用 ,这就是速度一时间图象或v-t图象,它反映了 的变化规律。【我要解决的问题】J老师提的问题:1怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?2如图所示,根据打点计时器打出的纸带,判断哪条纸带表示物体做匀速运动 ( )图131图1323.百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗?如果有变化,你估计是怎样变化的?某位运动员的百米赛跑的成绩是1057s,按照你的估计画出他在这段时间的vt图象的草图如果是没有受过训练的同学跑百米,他的vt图象的形状可能有什么不同?L我困惑的问题:【老师对我说】物理学思想
18、认识物理学思想,是学习物理学家对物理科学的热爱和努力追求科学的严谨态度;学习他们不怕失败敢于胜利的精神;学习他们不畏艰辛勇于拼搏的工作作风;学习他们善于假设、实验、发现、创新的辨证思想;学习他们对物理的认识有着独创见解、并能自成体系的勇气和胆略;学习他们研究物理在表象、概念的基础上能进行抽象、模拟、分析、综合、判断、推理、总结等认识活动过程的思维方法。例如,牛顿运动三定律中的第一、二定律就是在伽利略的工作基础上由牛顿总结出来的。 认识物理学思想是学好物理的前提,因此,我们在学习物理过程中,始终要领会物理学思想,并能逐步转化为自己的思想。掌握科学方法,提高解决物理问题的能力是极其重要的。我们在了
19、解物理学发展史的同时,不仅要学习物理学家的精神,而且要学习他们研究物理的方法。努力汲取物理学家的精华,推进物理教学的改革。“改”即修正错误,“革”即去除旧的东西,积极探索,勇于创新。掌握物理思想和研究方法,对学习好物理具有重大的意义。高中物理教学中的物理思想主要有:1观察、实验探究思想2数据图象处理思想3概念规律形成思想4科学设想、建立物理模型思想5数理思想6科学思维、科学态度和科学方法思想7“时空”和“守恒”思想8变聊愫秘制思想9求微、求真思想10创新思想【我先试一试】例1、当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹。下列关于纸带上点迹的说法中正确的是( ) A. 点迹记录了物体运动
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