高中物理教學(xué)：必修一教學(xué)設(shè)計1第一二章

第一章運動的描述

1.質(zhì)點參考系

新課程標(biāo)準(zhǔn)

I.經(jīng)歷質(zhì)點模型的建構(gòu)過程，了解質(zhì)點的含義.

2.知道將物體抽象為質(zhì)點的條件，能將特定實際情境中的物體抽象成質(zhì)點.

3.體會構(gòu)建模型的思維方式，認識物理模型在探索自然規(guī)律中的作用.

核心素養(yǎng)目標(biāo)

物理觀念知道質(zhì)點的定義、參考系的概念.

理解質(zhì)點的含義，并能分析不同情境下物體是否能看作質(zhì)點.

科學(xué)思維

理解物體的相對性，物體的運動和靜止是相對參考系而言的.

科學(xué)態(tài)度結(jié)合生活實際，理解準(zhǔn)確描述物體運動的方法，并能科學(xué)地判斷物體

與責(zé)任的運動和靜止.

關(guān)鍵能力?合作探究一突出綜合性素養(yǎng)形成

探究點一質(zhì)點

導(dǎo)學(xué)探究

(1)研究“神舟十一號”繞地球一周的時間，“神舟十一號”可以視為質(zhì)點嗎？(2)研

究“神舟十一號”與“天宮二號”的對接狀況，“神舟十一號”能視為質(zhì)點嗎？

答：..........................................................................

歸納總結(jié)

I.物體能看成質(zhì)點的條件

(1)實際物體—物理模型(質(zhì)點)的條件：物體的大小、形狀對所研究問題的影響忽略

不計.

(2)物體上各點的運動情況完全相同，整個物體的運動也可以簡化為一個點的運動.

2.對質(zhì)點的理解

(1)占有位置，不占有空間；

質(zhì)點特點

(2)具有物體的全部質(zhì)量

“質(zhì)點”是對物體的科學(xué)抽象，是一個理想化的“物理模

理想模型

型”

典例示范

例1用高速攝影機拍攝的匹張照片如圖所示，下列說法正確的是()

A.研窕甲圖中貓在地板上行走的速度時，貓可視為質(zhì)點

B.研究乙圖中水珠形狀形成的原因時，旋轉(zhuǎn)球可視為質(zhì)點

C.研究丙圖中飛翔鳥兒能否停在樹樁上時，鳥兒可視為質(zhì)點

D.研究丁圖中馬術(shù)運動員和馬能否跨越障礙物時，馬可視為質(zhì)點

（一~E，電維方法■■■!--------------------------------->

物體能否看作質(zhì)點的判斷思路

⑴研究對象所關(guān)注的因素是什么；

（2）物體的大小、形狀是關(guān)注的主要因素還是次要因素；

（3）如果是次要因素，則物體可以看作質(zhì)點，如果是主要因素，則物體不能看作質(zhì)點.

針對訓(xùn)練1在研究下圖中物體的運動時，哪個物體可以看成質(zhì)點（）

A.研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)

B.研究運動員的跳水動作

C.研究衛(wèi)星繞地球運行的周期

D.研究車輪的轉(zhuǎn)動

針對訓(xùn)練22021年2月24日6時29分，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測

器成功實施第三次近火制動，進入近火點280千米、遠火點5.9萬千米、周期2個火星日的

火星停泊軌道.探測器將在停泊軌道上運行約3個月，環(huán)繞器7臺載荷將全部開機，開始科

學(xué)探測.關(guān)于“天問一號”，下列說法正確的是（）

A.研究“天問一號”展開太陽能帆板過程時可以將其看成質(zhì)點

B.研究“天問一號”從地球奔向火星的運行軌跡時可以將其看成質(zhì)點

C.分析“天問一號”運行途中調(diào)整姿態(tài)過程時可以將其看成質(zhì)點

D.估測“天問一號”進入環(huán)火軌道時距火星的距離，不能將其看成質(zhì)點

探究點二參考系

導(dǎo)學(xué)探究

如圖，有人說我，快如閃電，疾如風(fēng)！有人說我，紋絲不動，坐如鐘！“我”是靜是

動？

答：..........................................................................

歸納總結(jié)

1.參考系的四個特點

標(biāo)準(zhǔn)性選作參考系的物體都假定不動，被研究的物體都以參考系為標(biāo)準(zhǔn)

參考系的選取可以是任意的（不能選研究對象本身），在實際問題中，參考系的選

任意性

取以研究問題方便為基本原則

統(tǒng)一性比較不同物體的運動時應(yīng)選擇同一參考系

差異性問一物體，選擇不同的參考系時，運動情況一般不問

2.參考系的兩點說明

（1）運動和靜止都是相對于參考系而言的.

（2）參考系不一定選擇靜止的物體.

典例示范

例2中國是掌握空中加油技術(shù)的少數(shù)國家之一.如圖是空軍戰(zhàn)機在空中加油的情景，

以下列哪個物體為參考系，可認為加油機是運動的（）

A.戰(zhàn)機B.地面上的房屋

C.加油機中的飛行員D.戰(zhàn)機里的飛行員

例3[2022?甘肅天水商一期打觀察圖中煙囪冒出的煙和平直路面上甲、乙兩車上的小

旗，關(guān)于甲、乙兩車相對于房子的運動情況，下列說法正確的是（）

A.甲、乙兩車一定向左運動

B.甲車可能向右加速運動，乙車可能向右減速運動

C.甲車可能靜止或向右運動或向左緩慢運動，乙車一定向左運動

D.甲車一定向右運動，乙車一定向左加速運動

圈思維方法..?1------------------------------------------------------------->

判斷運動和靜止的具體步驟

⑴確定研究對象；

(2)根據(jù)題意確定參考系：

(3)分析被研究的物體相對于參考系有沒有發(fā)生位置的變化.

針對訓(xùn)練3如圖所示，一架執(zhí)行救援任務(wù)的直升機懸停在鉆井平臺的上空，救生員抱

著傷病員，纜繩正在將他們拉上飛機.若以救生員為參考系，則處于靜止?fàn)顟B(tài)的是()

A.傷病員B.直升機

C.鉆井平臺D.直升機駕駛員

針對訓(xùn)練4兩列火車平行地停在一站臺上，過了一會兒，甲車內(nèi)的乘客發(fā)現(xiàn)窗外樹木

在向西移動，乙車內(nèi)的乘客發(fā)現(xiàn)甲車仍沒有動，若以地面為參考系，上述事實說明()

A.甲車向東運動，乙車不動

B.乙車向東運動，甲車不動

C.甲車向西運動，乙車向東運動

D.甲、乙兩車以相同的速度向東運動

2.時間位移

新課程標(biāo)準(zhǔn)

1.理解位移的概念，掌握位移和路程的區(qū)別和聯(lián)系.

2.認識矢量和標(biāo)量，知道二者在計算時方法的不同.

3.認識位移一時間圖像.

核心素養(yǎng)目標(biāo)

知道時刻與時間間隔的區(qū)別和聯(lián)系，能在具體情況下識別時刻

物理觀念

和時間間隔；理解位置、住移和跖程的概念.

(I)能用位移一時間圖像描述物體在不同時間內(nèi)的&移.

科學(xué)思維

(2)知道位移和時間的測量方法.

科學(xué)探究認識并會使用打點計時器測物體的運動時間和位移.

關(guān)鍵能力?合作探究一突出綜合性素養(yǎng)形成

探究點一時刻和時間間隔

導(dǎo)學(xué)探究

讀圖區(qū)分時刻和時間間隔.

矗藕匚i移擊工快點跑啊.還看癡錯表了0

22io分鐘就上課，8點才上課整

Ieti6l

“五點鐘”“半個小時”“10分鐘”“8點”請把它們分類，它們的含義相同嗎？

答：..........................................................................

歸納總結(jié)

1.對時刻和時間間隔的理解

(1)時刻的理解：時刻是一個瞬時值，對應(yīng)物體運動的一個確定的狀態(tài)和位置.拍攝的照

片就是對應(yīng)某個時刻(對應(yīng)于錄像中的定格時).

(2)時間間隔的理解：時間間隔是一個過程量，對應(yīng)時間始、末兩個狀態(tài)之間的變化過程，

好比是一段錄像.

2.時刻和時間間隔的表示方法

二JI

第1s內(nèi)笫3s向

(1)時刻的表示方法：在時間軸上用一個點來表示.

(2)時間間隔的表示方法：在時間軸上用一段線段來表示.

典例示范

例1[2022?東莞高一檢測](多選)2020年1月18日傍晚5點多鐘，84歲高齡的鐘南山買

了一張無座車票乘G1022從1000多千米外的廣州用時5個小時來到武漢，指導(dǎo)武漢人民

抗戰(zhàn)疫情，19日晚10點多鐘又趕到國家衛(wèi)健委開會.對以上情景下列說法中正確的是()

A.2020年1月18日傍晚5點多鐘是指時刻

B.5個小時是指時刻

C.19日晚10點多鐘是指時間間隔

D.5個小時是指時間間隔

(~⑻思維方法■■■--------------------------------

時刻與時間間隔的兩種判定方法

(1)根據(jù)上下文判斷：時刻對應(yīng)事件狀態(tài)，時間間隔對應(yīng)事件過程.

(2)利用時間軸判定：畫出時間軸，軸上的點表示時刻，兩個時刻間一段線段表示時間間隔.

針對訓(xùn)練1下列關(guān)于甲、乙兩圖中計時數(shù)據(jù)的說法，正確的是()

A.甲圖中博爾特百米奪冠成績“9.58”是指時刻

B.乙圖中的列車到點“16：30”是指時間間隔

C.乙圖中的列車“晚點1小時8分”是指時間間隔

D.甲、乙兩圖中所列計時數(shù)據(jù)均指時間間隔

針對訓(xùn)練2(多選)根據(jù)如圖所示的時間坐標(biāo)軸，下列有關(guān)時刻與時間間隔的敘述正確

的是()

9777仁…一

01234〃-1n"s

A./2表示時刻，稱為第2s末或第3s內(nèi)，也可以稱為2s時

B.0?表示時間間隔，稱為最初2s內(nèi)或第2s內(nèi)

C.12?13表示時間間隔，稱為第3s內(nèi)

D.表示時間間隔,稱為第〃s內(nèi)

探究點二路程和位移

導(dǎo)學(xué)探究

讀圖區(qū)分路程和位移，甲同學(xué)的路程和位移大小分別為多少?

我在掾場E了三要說路程是不小了.

會........「曾

般喀--------

甲同學(xué)乙扃親

答：

歸納總結(jié)

位移路程

物理

描述物體的位置變化描述物體實際運動軌跡的長度

意義

定義從初位置指向末位置的有向線段物體運動軌跡的長度

區(qū)

標(biāo)矢

別是矢量，有大小和方向是標(biāo)量，只有大小，沒有方向

性

初、末位置之間的距離，由初、末位

大小運動軌跡的長度，與路徑有關(guān)

置決定，與路徑無關(guān)

(1)都是描述物體運動的物理量

(2)都是過程量

聯(lián)系(3)位移的大小一般小于路程，只有在物體做單向直線運動時，位移的大小

才等于路程

(4)單位相同,在國際單位制中，都是“米”

典例示范

例2一個人晨練，按如圖所示走半徑為R的太極圖，中央的S剖分是兩個直徑為R的

半圓，BD、CA分別為西東、南北指向.他從A點出發(fā)沿曲線ABCOAOC行進，求：

(1)他從A點第一次走到。點時的位移大小和方向；

(2)他從A點第一次走到。點時的位移和路程.

(_⑹思維方法■■■-------------------------------->

確定物體位移和路程的方法

(1)確定研究對象和研究過程.

(2)找出該過程中物體的初位置和末位置，則由初位置指向末位置的有向線段就是位移.線

段的長度表示位移的大小，方向表示位移的方向.

(3)建立位置坐標(biāo)系，畫出物體的實際運動軌跡示意圖，軌跡的長度就是路程.

針對訓(xùn)練3

如圖所示，一只蝸牛從足夠高的豎直竹竿底部向上爬行到3m高處后，又慢慢向下爬行

f1m,然后暫時靜止.則在這段過程中()

A.蝸牛的位移為3m,方向豎直向上,路程為2m

B.蝸牛的位移為1m,方向豎直向下，路程為4m

C.蝸牛的位移為2m,方向豎直向上，路程為4m

D.蝸牛的位移為1m,方向豎直向下，路程為2m

針對訓(xùn)練4如圖所示，一輛汽車沿著馬路由4地出發(fā)經(jīng)6、C地到達。地.4、C、D

恰好在一條直線上.汽車行駛的路程是多少？位移又是多少？方向如何？(已知tan53o=§

探究點三位移一時間圖像

歸納總結(jié)

1.位置一時間圖像坐標(biāo)軸的物理意義

(1)橫軸表示時間，縱坐標(biāo)與位置相對應(yīng)，因此，縱坐標(biāo)的變化表示位移.

(2)縱軸的正方向表示位移的正方向.因為刈8=加一初，若初一初>0,則位移為正，說

明位移方向與正方向一致.

2.位移一時間圖像中點、線及截距的意義

(1)點：表示運動物體在某時刻所處的位置.若在同一坐標(biāo)系中兩條運動圖線相交，交點

表示兩物體同時到達同一位置，兩物體相遇.

(2)線：圖線反映了運動物體的位移隨時間的變化規(guī)律.運動圖線不是運動軌跡.

(3)截距：圖線與橫軸的截距表示物體處在規(guī)定的零位置的時刻；圖線與縱軸的截距表示

零時刻物體所處的位置.

典例示范

例3（多選）如

圖所示為甲、乙在同一直線上運動時的XT圖像，以甲的出發(fā)點為原點，出發(fā)時間為計

時的起點，則下列說法中正確的是（）

A.甲、乙同時出發(fā)

B.0?“這段時間內(nèi)，甲、乙位移相同

C.甲開始運動時，乙在甲的前面的處

D.甲在途中停止了一段時間，而乙沒有停止

針對訓(xùn)練5（多選）如圖所示為4、8兩個物體從。點開始運動的位移一時間圖像的一

部分.從A、8兩物體的位移一時間圖像可知，下列說法中正確的是（）

A.A、8兩物體的運動方向相同

B.4物體4s內(nèi)發(fā)生的位移是10m

C.B物體發(fā)生10m位移的時間是4s

D.A.B兩物體同時開始運動

針對訓(xùn)練6（多選）如圖所示是一輛汽車做直線運動的圖像，關(guān)于線段OA、A3、

BC、。。所表示的運動，下列說法正確的是（）

A.這輛汽車最遠距離出發(fā)點30km

B.AB段汽車靜止

C.CO段表示汽車的運動方向與初始運動方向相同

D.0?4h內(nèi)，汽車的位移大小為30km

探究點四位移和時間的測量

歸納總結(jié)

I.測量位移和時間的方法

（1）測位移：照相法或頻閃照相法、打點計時器法等.

(2)測時間：可用鐘表、打點計時器.

2.兩種打點計時器的比較

比較項目電磁打點計時器電火花計時器

電源性質(zhì)8V左右交變電源220V交變電源

不打點方式振針通過復(fù)寫紙在紙帶上打點火花放電使墨粉在紙帶上打點

同紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩

紙帶與限位孔、復(fù)寫紙的摩擦，

點阻力來源擦，摩擦阻力比電磁打點計時器

振針打點與紙帶接觸時的摩擦

小

(1)所用電源頻率均為50Hz,每秒打點50次，每隔0.02s打一次點.

相同點

(2)打出的紙帶的點記錄紙帶運動的時間和位移

典例示范

例3打點計時器是高中物理中重要的實驗儀器，關(guān)于下圖中甲、乙兩種打點計時器,

請回答下面的問題.

(1)甲圖是打點計時器，電源采用的是.

(2)乙圖是計時器，電源采用的是.

(3)甲、乙兩種打點計時器所用電源頻率都為50Hz,則打點周期分別為s和s.

針對訓(xùn)練7(1)電磁打點計時器是一種使用電源的計時儀器，它的工作電壓約

為，當(dāng)電源頻率為50Hz時，它每隔s打一次點.使用電磁打點計時器時，

應(yīng)將紙帶穿過，復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的_______面.

(2)打點計時器所用電源頻率是50Hz,如圖所示，紙帶上的A點先通過計時器，4、B

間歷時s,位移為m.

3.位置變化快慢的描述一速度

第1課時速度

新課程標(biāo)準(zhǔn)

i.理解速度.

2.理解速度一時間圖像，并能通過v-t圖像描述物體的運動.

核心素養(yǎng)目標(biāo)

物理觀念理解速度概念，區(qū)分平均速度、瞬時速度、平均速率和瞬時速率.

科學(xué)思維知道速度一時間圖像的意義，并能通過逑度一時間圖像分析物體的運動.

科學(xué)態(tài)度結(jié)合生活實際分析平均速度和瞬時速度在生活中的合義，提高科學(xué)判斷、

與責(zé)任處理分析問題的能力.

關(guān)鍵能力合作探究——突出綜合性素養(yǎng)形成

探究點一速度的理解

歸納總結(jié)

I.速度的理解

(1)公式。=生中的Ar是物體運動的位移，不是路程.

定義式D=

胃的理解(2)u=條是定義式，不是決定式，不能認為。與位移Ar成正比、與

At

時間Ar成反比

(1)速度既有大小，又杓方向，是矢量.速度的方向與Ax的方向一

矢量性的致.

理解(2)比較兩個速度是否相同時，既要比較其大小是否相等，又要比較

其方向是否相同

速度與路程(1)物體在某一階段的路程為零時，速度一定為零.

的大小關(guān)系(2)物體在某一階段的路程不為零時，速度可能為零，也可能不為零

2上匕值定義法的理解

(1)比值定義法：用兩個基本的物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法.如速度、

壓強、密度等.

(2)比值定義法的特點：比值定義法定義的物理量往往不隨定義所用的物理量的大小、有

無而改變.

典例示范

例1(多選)對速度的定義式。=舞，以下敘述正確的是()

A.物體做勻速直線運動時，速度9與運動的位移Ar成正比，與運動時間加成反比

B.速度。的大小與運動的位移板和時間4都無關(guān)

C.此速度定義式適用于任何運動

D.速度是表示物體運動快慢及方向的物理量

針對訓(xùn)練1[2022?江蘇徐州高一檢測](多選)甲、乙兩質(zhì)點在同一直線上勻速運動，取

向右為正方向，甲質(zhì)點的速度為2m/s,乙質(zhì)點的速度為一4m/s,則可知()

A.乙質(zhì)點的速度大于甲質(zhì)點的速度

B.因為(+2)>(—4),所以甲質(zhì)點的速度大于乙質(zhì)點的速度

C.這里正、負號的物理意義是表示質(zhì)點的運動方向

D.若甲、乙兩質(zhì)點同時由同一點出發(fā)，則10s末甲、乙兩質(zhì)點相距60m

探究點二平均速度和瞬時速度

導(dǎo)學(xué)探究

如圖所示，在寓言“龜兔賽跑”中，烏龜先到達終點.你認為烏龜和兔子誰跑得更快？

請作出解釋.若兔子跑過某位置時的瞬時速度為6m/s,能否說兔子每Is都跑了6m,或者

說每跑6m都用了1s的時間？其含義是什么？

答：..........................................................................

歸納總結(jié)

1.平均速度和瞬時速度的比較

項目平均速度瞬時速度

對應(yīng)與某一過程中的一段位移或一段與運動過程中的某一時刻或某一位

關(guān)系時間對應(yīng)置對應(yīng)

區(qū)物理描述物體在一段位移或一段時間描述物體在某一位置或某一時刻位

別意義內(nèi)的位置變化快慢和方向置變化的快慢和方向

與對應(yīng)時間內(nèi)物體的位移方向相

矢量性與物體所在位置的運動方向相同

同

(1)在公式0=第中，當(dāng)ALO時，。為瞬時速度；

聯(lián)系

(2)在勻速直線運動中，各點的瞬時速度都相等，所以任意一段時間內(nèi)

的平均速度等于任一時刻的瞬時速度

2.平均速度與平均速率的區(qū)別

平均速率是路程與時間的比值，不是平均速度的大小，只有在單向宜線運動中平均速率

才等于平均速度的大小.瞬時速率就是瞬時速度的大小.

典例示范

例2［平均速度和瞬時速度的理解］(多選)關(guān)于平均速度和瞬時速度，下列說法正確的是

()

A.平均速度。=當(dāng)，當(dāng)加非常小時，該式可表示某時刻的瞬時速度

B.勻速直線運動的平均速度等于瞬時速度

C.瞬時速度和平均速度都是描述運動快慢的物理量

D.只有瞬時速度可以精確描述運動的快慢

例3［平均速度的計算1第24屆冬季奧林匹克運動會于2022年2月4日在北京開幕，其

中滑雪是冬奧會中的一個比賽大項.如圖所示，某滑雪運動員以某一初速度做勻減速直線運

動沖上斜面，到達斜面頂端時的速度為零.已知運動員在前四分之三位移中的平均速度大小

為。，則滑雪者整個過程的平均速度為()

A.丫B.生

22

C.-33D.—

(----⑹思維方法■■■---------------------------------

平均速度和瞬時速度的計算方法

(1)平均速度的求法：

①確定物體運動的過程：

②確定該運動過程對應(yīng)的位移和時間；

③根據(jù)平均速度的定義，求平均運度的大??；

④根據(jù)位移來確定平均速度的方向.

(2)瞬時速度的求法：用一段很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度.

針對訓(xùn)練2

如圖所示，物體沿曲線ABCDE以箭頭指示方向運動，在AS、ABC.ABCD.ABCDE四

段軌跡所用的時間分別是Is、2s、3s、4s.已知方格的邊長為1m.下列說法正確的是()

A.物體沿曲線4-E的平均速率為1m/s

B.物體在段的平均速度大小為苧m/s

C.物體在C。段的平均速度與OE段的平均速度相同

D.物體在8點的速度等于ZC段的平均速度

針對訓(xùn)練3如圖所示，一質(zhì)點沿半徑廠=20cm的圓周自A點出發(fā)沿逆時針方向勻速

率運動，在2s內(nèi)運動:圓周到達8點，兀取3.14.求：

4

(1)質(zhì)點的位移和路程；

(2)質(zhì)點平均速度的大小和平均速率.

探究點三速度一時間圖像

導(dǎo)學(xué)探究

如圖甲、乙所示為兩個質(zhì)點運動的速度一時間圖像，回答下面的問題:

(I)甲、乙兩圖中兩質(zhì)點分別做什么運動？

(2)甲、乙兩圖中兩質(zhì)點的初始時刻的速度分別為多大？

(3)甲、乙兩圖中兩質(zhì)點運動的方向是否相同？

答：..........................................................................

歸納總結(jié)

1.ZM圖像的物理意義

反映做直線運動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律，但它不是物體運動的軌跡.

2.。-f圖像的應(yīng)用

(1)由圖像能看出每一時刻對應(yīng)的瞬時速度.

(2)由圖像能看出速度方向(如右圖)，速度為正，如圖線1、3、5

表示物體的速度方向與規(guī)定的正方向相同；速度為負，如圖線2、4表示物體的速度方

向與規(guī)定的正方向相反.

(3)可判斷物體的運動性質(zhì)

①圖線平行于I軸表示做勻速運動，圖線1、2分別表示向正、負方向做勻速運動；

②圖線3表示向正方向做加速運動，圖線4表示向負方向做加速運動；圖線5表示沿正

方向做減速運動.

典例示范

例4某礦井中的升降機由井底上升到井口過程中的?！皥D像如圖所示，根據(jù)圖像，下列

判斷正確的是()

01234567//s

A.2s末升降機的速度達到最大

B.2?4s升降機靜止

C.1?2s升降機的速度變化比4?5s的速度變化大

D.1?2s升降機的速度變化比4?5s的速度變化快

針對訓(xùn)練4（多選）如圖所示是A、8兩個物體的?！皥D像，則下列說法正確的是（）

A.4、B兩物體的運動方向一定相反

B.前4s內(nèi)，A的速度一直小于3的速度

C.f=4s時，A、8兩物體的速度相同

D.f=4s時，4、8兩物體的速度大小相等、方向相反

第2課時實驗：測量紙帶的平均速度和瞬時速度

新課程標(biāo)準(zhǔn)

i.練習(xí)使用打點計時器.

2.會利用打點計時器測量紙帶的平均速度和瞬時速度.

核心素養(yǎng)目標(biāo)

認識并會使用打點計時器測物體的運動時間和位移；由打點計時器打出的紙帶

科學(xué)探究

上的點探究物體運動的變化規(guī)律.

實驗必備自主學(xué)習(xí)——突出基礎(chǔ)性素養(yǎng)夯基

一、實驗?zāi)康?/p>

1.練習(xí)使用打點計時器；

2.會利用打點計時器測量紙帶的平均速度和瞬時速度.

二、實驗原理與設(shè)計

1.測量平均速度；如圖所示是打點計時器打山的一條紙帶的示意圖，測山2、3間的位

移和所用時間，利用。=竽計算平均速度.

At

1Ar=0.1s-----

2.測量瞬時速度：紙帶上某一位置的瞬時速度，可以粗略地由包含這一位置在內(nèi)的一

小段位移Ai內(nèi)的平均速度表示，即根據(jù)當(dāng)，當(dāng)?；駻x較小時，用這個平均速度代表

紙帶經(jīng)過該位置的瞬時速度.

如圖所示，E點的瞬時速度可用。尸段的平均速度代表，即比=勺.

I-A/=0.08s-l

三、實驗器材

電磁打點計時器(或電火花計時器)、學(xué)生電源(電火花計時器使用220V交流電源)、刻度

尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙.

四、實驗步驟

1.練習(xí)使用打點計時器

(1)把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下.

(2)把電磁打點計時器的兩個接線柱用導(dǎo)線與低壓交流電源相連接.

(3)打開電源開關(guān)，用手水平拉動紙帶，紙帶上就打下了許多小點，隨后關(guān)閉電源.

(4)取下紙帶，從能看得清的某個點數(shù)起，往后數(shù)出若干個點，如果點的總數(shù)為〃，那么

點的間隔數(shù)為(〃一1)個，紙帶的運動時間為0.02X(〃-l)s.

(5)用刻度尺測量各計數(shù)點到起始點的距離x.

2.利用紙帶分析物體運動情況

(1)選取一條點跡清晰的紙帶為研究對象.

(2)分析紙帶上點與點間距的變化情況.

(3)若點與點之間的距離相等，就可判斷物體做勻速直線運動，若點與點間距越來越大，

則物體做加速直線運動，反之做減速直線運動.

五、數(shù)據(jù)處理

1.測量距離：在紙帶上找出連續(xù)的6個點，分別標(biāo)上4、8、C、。、E、F,用刻度尺

量出各計數(shù)點到起始點的距離，算出相鄰兩個點之間的距離即、及、后、山、x5,把數(shù)據(jù)填入

表中.

A和8的8和C的C和。的。和E的￡和尸的

距離xi/m距離也/m距離X3/m距離xVm距離刈/m

2.根據(jù)紙帶求解物體運動的速度

⑴求解平均速度

根據(jù)。=,，求出任意兩點間的平均速度.兩點間的位移—可以用刻度尺測量出，M

△t

為兩點間的間隔數(shù)與單個時間間隔0.02s的乘積.如圖所示，將打好點的紙帶從能夠看清的

某個點開始，往后數(shù)出若干個點，比如共數(shù)出〃個點，用刻度尺測出第1個點到第〃個點的

距離心，并算出這〃個點的時間間隔，則平均速度W=^#T=0.02s).

(2)粗略計算瞬時速度

當(dāng)一段位移■對應(yīng)的時間&很小時，我們可用這段時間內(nèi)的平均速度來表示加中某

一時刻的瞬時速度.如圖所示，當(dāng)可以大致表示。點的瞬時速度，即。c=當(dāng)，A、B兩點離

AtAt

。點越近，算出的平均速度越接近。點的瞬時速度.然而A、B兩點距離過小時，測量誤差

會增大，所以應(yīng)根據(jù)實際情況選取這兩個點.

——"一j_____

%??????c?卜?

|-A/=0.08s-|

3.用止/圖像描述物體的速度

（D以速度。為縱軸，時間f為橫軸建立直角坐標(biāo)系.

（2）根據(jù)不同時刻的瞬時速度值，在坐標(biāo)系中描點.

（3）用平滑曲線把這些點連接起來，即得到?！眻D像.

精析典例.素養(yǎng)提升—突出綜合性素養(yǎng)形成

類型一實驗原理和實驗操作

典例示范

例1研究“用打點計時器測速度”的實驗：

（1）（多選）實驗中，除電磁打點計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、一端帶定滑輪的長木板、

導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有.（填選項代號）

A.電壓合適的50Hz低壓交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平

（2）（多選）對于減小實驗誤差來說，下列采取的方法中正確的有.

A.選取合適的〃個點為計數(shù)點

B.使小車運動得盡量慢些

C.舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰、點間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算

D,選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實驗

E.實驗時盡量讓小車遠離打點計時器，釋放小車后再接通電源

針對訓(xùn)練1[2022.甘肅臨夏中學(xué)高一月考]

⑴打點計時器是一種使用（“交流”或“直流”）電源的（填“計

數(shù)”“計點”“計時”或“計長度”）儀器，在中學(xué)實驗室里常用的有電磁打點計時器和電

火花計時器;如圖中為計時器，它的工作電壓是（填“220V”或“約為8V”）.

電源插頭

（2）使用打點計時器來分析物體運動情況的實驗中，有如下基本步驟：

A.松開紙帶讓物體帶著紙帶運動

B.安好紙帶

C.把打點計時器固定在桌子上

D.接通電源

E.取下紙帶

F.斷開開關(guān)

這些步驟正確的排列順序為.

類型二數(shù)據(jù)處理和誤差分析

典例示范

例2[2022?安徽懷寧中學(xué)高一月考]打點計時器是高中物理中重要的實驗儀器，圖中的

甲、乙兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的，請回答下面的問題：

(1)該實驗小組在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，電源頻率為50Hz,用

打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上依次確定出A、8、C、。、E五

個計數(shù)點，每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個計時點未標(biāo)出，各點到A點距離分別為2.88

cm,7.20cm,12.96cm,20.16cm.

①每兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔是s；

②根據(jù)紙帶上數(shù)據(jù)，計算出打下D點時小車的瞬時速度是m/s(保留兩位有效

數(shù)字).

-——7.20

12.96----------

---------20.16單位:cm

(2)用打點計時器測定小車的速度，當(dāng)使用的電源頻率高于50Hz時，如果仍按50Hz來

計算，則測得的速度值將比真實值(選填“偏大”“偏小”或“無影響”).

4,速度變化快慢的描述一加速度

新課程標(biāo)準(zhǔn)

1.理解加速度.

2.結(jié)合加速度概念的建構(gòu)，體會物理學(xué)中的抽象思維.

核心素養(yǎng)目標(biāo)

(1)知道加速度的比值定義法，理解加速度的物理意義.

物理觀念

(2)理解加速度的矢量性，知道其方向與速度變化方向一致.

科學(xué)思維理解加速度與速度的關(guān)系，從O-Z圖像中看物體的運動情況.

科學(xué)態(tài)度通過生活中有關(guān)加速度的利用和危害防止的實例，體會物理與生活

與責(zé)任實標(biāo)的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣.

關(guān)鍵能力?合作探究一突出綜合性素養(yǎng)形成

探究點一加速度的理解及大小的計算

歸納總結(jié)

1.對加速度定義式4=皆的理解

At

4=當(dāng)只是加速度。的定義式,不是決定式，加速度。與△。沒有必然的大小關(guān)系.

△t

(1)0大，。不一定大，比如勻速飛行的飛機速度很大，但加速度卻為零；。小，。也不一

定小，如射擊時火藥爆炸瞬間，子彈的速度?？梢钥醋髁?，這時加速度卻很大.

(2)速度變化量△。大，加速度〃不一定大，比如列車由靜止到高速行駛，速度變化量很

大，但經(jīng)歷時間也長，所以加速度并不大.

（3）速度變化得快，即穿大，表示單位時間內(nèi)速度變化大（或速度的變化率大），加速度才

大.

2.加速度的計算

（I）規(guī)定正方向.一般選開始的速度S的方向為正方向.

（2）判定內(nèi)的方向，確定6的符號.

（3）利用公式。=心計算.要注意速度反向情況下，速度變化量的計算.

典例示范

例1［加速度的理解］（多選）白加速度的定義式。=穿可知（）

A.。與Ao成正比，與Af成反比

B.物體的加速度大小可根據(jù)△。與4的比值來計算

C.。的方向與的方向相同，與0的方向無關(guān)

D.當(dāng)叫速度的變化率，就是加速度

At

例2［加速度的計算］蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動

作的運動項目.一個運動員從高處自由落

下，以大小為8m/s的豎直速度看網(wǎng)，與網(wǎng)作用后，沿著豎直方向以大小為10m/s的速

度彈回.已知運動員與網(wǎng)接觸的時間△/=1.0s,那么運動員在與網(wǎng)接觸的這段時間內(nèi)平均加

速度的大小是（）

A.2.0m/s2B.8.0m/s2

C.10.0m/s2D.18.0m/s2

針對訓(xùn)練1在學(xué)習(xí)了“加速度”這一部分知識之后，某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)從網(wǎng)上找到幾

幅照片，根據(jù)照片所示情景請你判斷他們對圖中四幅圖的理解正確的是（）

某運動員100

發(fā)射炮彈新牛累心利牛的列車

米用時9.99秒

A.當(dāng)火藥爆炸炮彈還沒發(fā)生運動瞬間，炮彈的加速度一定為零

B.轎車緊急剎車時，加速度方向可能與速度方向相同

C.高速行駛的列車的加速度可能為零

D.根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可求出該運動員在100米比賽中任?時刻的速度

針對訓(xùn)練2［2022.廣東揭陽三中高一月考］（多選）如圖所示，物體以5m/s的初速度沿

斜面向上做減速運動，到最高點后返回，運動過程中加速度保持不變，且經(jīng)過2s速度大小

變?yōu)?m/s,則物體的加速度可能是（）

A.大小為1m/s2,方向沿斜面向上

B.大小為1m/s2,方向沿斜面向下

C.大小為4m/s2,方向沿斜面向下

D.大小為4m/s2,方向沿斜面向上

探究點二加速度對物體運動情況的影響

歸納總結(jié)

1.加速度的大小決定物體速度變化的快慢

廠1寸度變化得快］

［加速度卜一

匚不卜［速發(fā)變化得慢〕

廠增大17［越來越快

［加速度）-_____T速度變化卜J____

U減小卜1匚［越來越慢

2.加速度方向與速度方向的關(guān)系決定物體加速還是減速.物體是加速還是減速與加速

度的變化和加速度的大小無關(guān).可總結(jié)如下：

T方向相同）~J加速運動］

加速度

.與速度一

一（方向相反）—Y減速運動）

典例示范

例3…物體自原點開始在x軸上運動，其初速度的<0,加速度a<0,若加速度不斷減

小直至為零，則（）

A.物體的速度不斷減小，位移不斷減小

B.物體的速度不斷增大，位移不斷減小

C.當(dāng)。=0時，速度達到最大

D.當(dāng)a—0時，速度達到最大，位移達到最大

針對訓(xùn)練3一運動物體的初速度。o=-8m/s,加速度a=2m/s2,表明（）

A.物體的加速度方向與初速度方向相同，物體的速度在減小

B.物體的加速度方向與初速度方向相同，物體的速度在增大

C.物體的加速度方向與初速度方向相反，物體的速度在減小

D.物體的加速度方向與初速度方向相反，物體的速度在增大

針對訓(xùn)練4（多選）一物體做加速度恒定的加速直線運動，加速度為Zm/s?,也就是說

（）

A.物體速度變化量是2m/s

B.每經(jīng)過1s物體的速度都增大2m/s

C.加速度方向與運動方向相反

D.加速度方向與運動方向相同

探究點三從。-f圖像看加速度

歸納總結(jié)

1皿圖像可以確定物體在某時刻速度的大小和方向

縱坐標(biāo)的絕對值為瞬時速度的大小，正、負表示瞬時速度的方向，正值表示速度的方向

與正方向相同，負值表示與正方向相反.

2.v-t圖像的斜率絕對值表示加速度大小

在?！眻D像中，比值當(dāng)描述了直線的傾斜程度，叫作直線的斜率，其值等于物體運動的

At

加速度.

(1)在同一個坐標(biāo)系中，斜率越大，加速度越大.如圖甲所示，。的加速度大于8的加速

度.

(2)?！皥D線為傾斜直線時，表示物體的加速度不變，如圖甲中的圖線a、〃所示；圖線為

曲線時表示物體的加速度變化，圖線切線的斜率表示這一時刻的瞬時加速度，如圖乙中A點

的切線的斜率等于該時刻的瞬時加速度，整個運動過程中物體的加速度在減小.

(3>/圖像斜率的正負表示加速度的方向.

3.由圖像判斷速度的變化

如圖所示

(1)在。?，o時間內(nèi)，v<0,物體做減速運動；

(2)在時間內(nèi)，^>0,公>0,物體做加速運動.

典例示范

例4(多選)某物體沿直線運動，其?！眻D像如圖所示，下列說法正確的是()

A.第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體的加速度大小相等

B.第1s內(nèi)和第2s內(nèi)物體的加速度方向相反

C.第3s內(nèi)物體的速度方向和加速度方向相同

D.第2s末物體的加速度為零

囿思維方法■■仁

比較加速度大小的兩種方法

(1)定性比較：通過速度一時間圖像的斜率判斷，斜率絕對值表示加速度大小，正、負號表

示方向.

(2)定量計算比較：用加速度定義式，求解加速度進行比較.

針對訓(xùn)練5(多選)如圖所示是某質(zhì)點運動的速度一時間圖像，由圖像得到的正確結(jié)果

是()

A.0?1s內(nèi)的加速度是2m/s2

B.1?2s內(nèi)的加速度是InVs?

C.0?1s內(nèi)的加速度大于2?4s內(nèi)的加速度

D.0?1s內(nèi)的運動方向與2?4s內(nèi)的運動方向相反

第二章勻變速直線運動的研究

1.實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律