第一節(jié)質(zhì)點(diǎn)參考系和坐標(biāo)系一、物體和質(zhì)點(diǎn)問題：選擇以上一個(gè)較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)（例如鳥的飛行），我們?nèi)绾蚊枋鏊糠治觯海保枋銎饋碛惺裁蠢щy？２．我們能不能把它當(dāng)作一個(gè)點(diǎn)來處理？３．在什么條件下可以把物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)來處理？小結(jié)１．只有質(zhì)量，沒有形狀和大小的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。２．質(zhì)點(diǎn)是一種科學(xué)抽象，一一種理想化的模型，這種忽略次要因素、突出主要因素（質(zhì)量）的處理方法是一種非常重要的科學(xué)研究方法。３．一個(gè)物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，取決于它的形狀和大小在所研究問題中是否可以忽略不計(jì)，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運(yùn)動(dòng)速度的大小無關(guān)。４．一個(gè)物體能否被看成質(zhì)點(diǎn)，取決于所研究的問題的性質(zhì)，同一個(gè)物體在不同的問題中，有的能被看作質(zhì)點(diǎn)，有的卻不能被看成質(zhì)點(diǎn)。學(xué)生討論：１。是不是只有很小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)？２．地球的自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪能否被看作質(zhì)點(diǎn)？３．物理中的“質(zhì)點(diǎn)”和幾何中的點(diǎn)有什么相同和不同之處？二、參考系導(dǎo)入坐在教室里的同學(xué)看到其他同學(xué)都是靜止的，卻不知道他們都在繞著太陽在高速運(yùn)動(dòng)著，這里面蘊(yùn)含了什么問題呢？小結(jié)１．參考系是參照物的科學(xué)名稱，是假定不動(dòng)的物體。２．運(yùn)動(dòng)和靜止都是相對(duì)的。３．參考系的選擇是任意的，一般選擇地面或相對(duì)地面靜止的物體。學(xué)生討論：１。小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走２．月亮在蓮花般的云朵里穿行３．坐地日行八萬里，巡天遙看一千河在上述三例中，各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)分別是以什么物體為參考系的。三、坐標(biāo)系創(chuàng)設(shè)實(shí)例：從一中到冶浦橋的公交車或劉翔的110m欄。提出問題：怎樣定量（準(zhǔn)確）地描述車或劉翔所在的位置?？偨Y(jié)１．為了定量描述物體的位置隨時(shí)間的變化規(guī)律，我們可以在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，這個(gè)坐標(biāo)系應(yīng)該包含原點(diǎn)、正方向和單位長度。２．對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)，一般選取質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為坐標(biāo)軸，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸的正方向，選取計(jì)時(shí)起點(diǎn)為坐標(biāo)軸的原點(diǎn)。單位長度的選定要根據(jù)具體情況。３．位置的表示方法，例：x=5m。學(xué)生討論：如果物體在平面上運(yùn)動(dòng)（例如滑冰運(yùn)動(dòng)員），我們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？小結(jié)可以建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，此時(shí)可以用（x，y）表示物體的位置。鞏固練習(xí)1．下列物體能看做質(zhì)點(diǎn)的是（）A．沿著斜面下滑的木塊B。研究斜面上的木塊是下滑還是翻滾C。電扇的葉片D。自轉(zhuǎn)中的地球2．下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中，正確的是（）A．地球很大，一定不能看做質(zhì)點(diǎn)B。原子核很小，一定能看做質(zhì)點(diǎn)C。同一物體在不同的情況中，有時(shí)可看做質(zhì)點(diǎn)，有時(shí)則不可看做質(zhì)點(diǎn)D。質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，無實(shí)際意義３．下列說法中正確的是（）Ａ。研究物體的運(yùn)動(dòng)，首先必須選定參考系Ｂ。參考系必須選擇地面Ｃ。研究同一物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，選取地面或相對(duì)地面靜止的物體為參考系，所得出的關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的結(jié)論是相同的Ｄ。選取不同的參考系，所得出的關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的結(jié)論可能是不同的４．詩句“滿眼風(fēng)波多閃灼，看山恰似走來迎，仔細(xì)看山山不動(dòng)，是船行”中，“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別為（）Ａ。船和山Ｂ。山和船Ｃ。地面和山Ｄ。河岸和流水第二節(jié)時(shí)間和位移一、時(shí)間和時(shí)間間隔學(xué)生離家和到校所對(duì)應(yīng)的時(shí)間是時(shí)刻概念，在路上所用的時(shí)間就是時(shí)間間隔，它等于兩個(gè)時(shí)刻之差。如果建立一個(gè)表示時(shí)間的一維直線系，則在這個(gè)坐標(biāo)系中，時(shí)刻用點(diǎn)表示，時(shí)間間隔是兩個(gè)時(shí)刻之差，用線段表示。學(xué)生討論如圖所示，物體沿直線從O點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，如果各點(diǎn)之間的時(shí)間間隔都是一秒，則下列各說法中分別表示哪一點(diǎn)或線段。OAOABCDE第2s內(nèi)：（第）2s末：第3s初：第二個(gè)2s內(nèi)：二、路程和位移上學(xué)為什么不從另外一條路走？因?yàn)榱硗庖粭l路遠(yuǎn)，那么從不同的路徑走就沒有相同之處嗎？當(dāng)然有，那就是初始位置和末位置是相同的，所以為了準(zhǔn)確描述這兩種運(yùn)動(dòng)，就需要引入兩個(gè)不同的概念。小結(jié)１．路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度２．位移是描述物體位置變化的物理量，用從初位置到末位置的有向線段表示，即物體位移的大小由初末位置決定，方向由初位置指向末位置。問題：物體的位移大小有沒有等于路程的情況？答：在單向直線運(yùn)動(dòng)中位移的大小等于路程。課堂訓(xùn)練下列關(guān)于位移和路程關(guān)系的正確說法是（）物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng)，通過的路程就是位移物體沿直線運(yùn)動(dòng)，通過的路程等于位移的大小物體通過的路程不等，位移可能相同物體通過一段路程，位移不可能為零三、矢量和標(biāo)量像位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量，像路程這樣只有大小，沒有方向的物理量叫做標(biāo)量。問題：回憶初中所學(xué)過的物理量，說明它們是標(biāo)量還是矢量。答：溫度、時(shí)間、質(zhì)量、密度等是標(biāo)量，速度是矢量。問題：我們知道，如果一個(gè)口袋中原來有20kg大米，再放入10kg大米，口袋里共有30kg大米。那么如果一個(gè)物體第一次的位移大小為20m，第二次的位移大小為10m，則物體的總位移是不是30m呢？總結(jié)１．當(dāng)兩個(gè)矢量共線時(shí)，可以用算術(shù)運(yùn)算，但首先要設(shè)定正方向。２．當(dāng)兩個(gè)矢量不共線時(shí)，合矢量和分矢量必將構(gòu)成一個(gè)三角形，它們分別是三角形的三條邊。３．不共線矢量的運(yùn)算法則叫做平行四邊形定則，又叫三角形定則。四、直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移問題：要想準(zhǔn)確描述物體的位置變化怎么辦？答：對(duì)于做直線運(yùn)動(dòng)的物體，可以用直線坐標(biāo)系來描述。在直線坐標(biāo)系中，位置用點(diǎn)來描述，記為x=?；位移是位置的變化，記為Δx，Δx=x2-x1。分析討論：一個(gè)物體從點(diǎn)A沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B，已知點(diǎn)A的坐標(biāo)為（1,0），點(diǎn)B的坐標(biāo)為（-1,0），求物體的位移？負(fù)號(hào)的含義？小結(jié)：物理中矢量的正負(fù)不表示大小，只表示方向，當(dāng)規(guī)定了正方向后，正值表示與正方向同向，負(fù)值表示與正方向反向。反之亦然。鞏固練習(xí)1．下列關(guān)于位移和路程的說法中，正確的是（）位移的大小和路程總是相等，但位移是矢量，路程是標(biāo)量位移描述直線運(yùn)動(dòng)，路程描述曲線運(yùn)動(dòng)位移取決于始末位置，路程取決于實(shí)際運(yùn)動(dòng)路線運(yùn)動(dòng)物體的路程總大于位移２．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在x軸上運(yùn)動(dòng)，各個(gè)時(shí)刻的位置如下表（質(zhì)點(diǎn)在每一秒內(nèi)都做單向直線運(yùn)動(dòng)）時(shí)刻01234位置坐標(biāo)／m05-4-1-7（１）幾秒內(nèi)位移最大Ａ。1s內(nèi)Ｂ。2s內(nèi)Ｃ。3s內(nèi)Ｄ。4s內(nèi)（２）第幾秒內(nèi)位移最大（）Ａ。第1s內(nèi)Ｂ。第2s內(nèi)Ｃ。第3s內(nèi)Ｄ。第4s內(nèi)（３）幾秒內(nèi)的路程最大（）Ａ。1s內(nèi)Ｂ。2s內(nèi)Ｃ。3s內(nèi)Ｄ。4s內(nèi)（４）第幾秒內(nèi)的路程最大（）Ａ。第1s內(nèi)Ｂ。第2s內(nèi)Ｃ。第3s內(nèi)Ｄ。第4s內(nèi)３．某人沿著半徑為R的水平圓形跑道跑了1.75圈時(shí)，他的（）Ａ。路程和位移的大小均為3.5πRＢ。路程和位移的大小均為RＣ。路程為3.5πR、位移的大小為Ｄ。路為0.5πR、位移的大小為第三節(jié)運(yùn)動(dòng)快慢的描述—速度一．速度1．定義：位移跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，用v表示．2．物理意義：速度是表示運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，2．定義式：．3．單位：國際單位：m／s（或m·s-1）常用單位：km／h（或km·h-1）、cm／s（或cm·s-1）．4．方向：與物體運(yùn)動(dòng)方向相同．說明：速度有大小和方向，是矢量二．平均速度和瞬時(shí)速度如果物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，在相等的時(shí)間里位移是否都相等？那速度還是否是恒定的？那又如何描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢呢？1．平均速度1）定義：在變速直線運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值，叫做這段時(shí)間（或這段位移）的平均速度，用表示．2）說明：a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時(shí)間內(nèi)的平均快慢程度。這實(shí)際上是把變速直線運(yùn)動(dòng)粗略地看成是勻速運(yùn)動(dòng)來處理．b．這是物理學(xué)中的重要研究方法——等效方法，即用已知運(yùn)動(dòng)研究未知運(yùn)動(dòng)，用簡單運(yùn)動(dòng)研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的一種研究方法．2．瞬時(shí)速度（1）定義：運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過某一時(shí)刻（或某一位置）的速度，叫做此時(shí)刻（或此位置）的瞬時(shí)速度．（2）意義：反映物體在某一時(shí)刻（或經(jīng)某一位置）時(shí)運(yùn)動(dòng)的快慢，它能精確地描述變速運(yùn)動(dòng)的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運(yùn)動(dòng)．（3）對(duì)瞬時(shí)速度的理解：瞬時(shí)速度是在運(yùn)動(dòng)時(shí)間時(shí)的平均速度，即平均速度在時(shí)的極限就是某一時(shí)刻（或某一位置）的瞬時(shí)速度。（4）瞬時(shí)速度的方向：瞬時(shí)速度是矢量，在直線運(yùn)動(dòng)中，瞬時(shí)速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同，（若是曲線運(yùn)動(dòng)，瞬時(shí)速度的方向是軌跡上物體所在點(diǎn)的切線方向（與軌跡在該點(diǎn)的延伸方向一致））三．速率：瞬時(shí)速率1）定義：瞬時(shí)速度的大小叫瞬時(shí)速率，簡稱速率。2）瞬時(shí)速率的測量：技術(shù)上通常用速度計(jì)來測量瞬時(shí)速率。2．平均速率：瞬時(shí)速度的大小是瞬時(shí)速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其實(shí)我們初中所學(xué)的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個(gè)新的名字平均速率。1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時(shí)間的比值。2）速率是標(biāo)量。3）注意：平均速率不是平均速度的大小。【例題1】一個(gè)做直線運(yùn)動(dòng)的物體，某時(shí)刻速度是10m/s，那么這個(gè)物體()在這一時(shí)刻之前0.1s內(nèi)位移一定是1m在這一時(shí)刻之后1s內(nèi)位移一定是10m在這一時(shí)刻起10s內(nèi)位移可能是50m如果從這一時(shí)刻起開始勻速運(yùn)動(dòng)，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時(shí)間一定是100s【解析】某時(shí)刻速度是10m/s指的是該時(shí)刻的瞬時(shí)速度，不能說物體從此時(shí)起以后運(yùn)動(dòng)的快慢情況，以后做直線運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)，或非勻變速直線運(yùn)動(dòng)均可能。所以選項(xiàng)A、B均錯(cuò)。如果從某時(shí)刻（速度為10m/s）起質(zhì)點(diǎn)做非勻變速直線運(yùn)動(dòng)，從這一時(shí)刻起以后的10s內(nèi)位移可能為50m，所以選項(xiàng)C正確，如果從這一時(shí)刻起物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，那么經(jīng)過1000m路程所需時(shí)間t=100s。正確選項(xiàng)是C、D?！纠?】一物體沿直線運(yùn)動(dòng)，先以3m/s的速度運(yùn)動(dòng)60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)60m，物體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中平均速度是多少？【解析】根據(jù)平均速度的定義公式，s為總位移，t為總時(shí)間，等于前一段位移與后一段位移所用時(shí)間之和。全過程的位移s=120m物體在前一段位移用的時(shí)間為后段位移用的時(shí)間為整個(gè)過程的用的總時(shí)間為t=t1+t2=50s整個(gè)過程的平均速度m/s=2.4m/s*注意：全過程的平均速度只能由全過程的總位移與通過全路程所用的總時(shí)間的比值得出。如果用求速度的平均值去做=2.5m/s這樣得出的結(jié)果是錯(cuò)誤的?？梢姡骄俣雀拍钆c速度的平均值概念是不完全相同的。第四節(jié)實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就是可以精確記錄時(shí)間間隔和位移的儀器.一電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電的計(jì)時(shí)儀器.工作電壓為4—6V.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復(fù)寫紙的下面.通電時(shí),線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動(dòng)片磁化,振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場中,由于振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化,在永久磁鐵的作用下,振動(dòng)片將上下振動(dòng).其振動(dòng)周期與線圈中交流電的周期一致,即為0.02s.如果紙帶運(yùn)動(dòng)振動(dòng)片一端的振針就會(huì)在紙帶上打出一系列的點(diǎn).思考:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用低壓交流電源工作,能不能用直流電源呢,為什么?師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理是靠交流電的方向改變來改變電磁鐵的磁極方向,從而使振動(dòng)片上下振動(dòng)的,且振動(dòng)片的頻率與交流電的頻率一致.若使用50Hz的交流電打點(diǎn)周期正好是頻率的倒數(shù)為0.02s.若使用直流電振動(dòng)片將無法振動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器將打不出點(diǎn)!二電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用.與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不同的是:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V的交流電.使用時(shí)將電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)就可以了.點(diǎn)火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用墨粉和電火花打點(diǎn).墨粉盤夾在兩條紙帶之間,當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫電火花,高溫電火花可以使墨粉汽化在紙帶上.當(dāng)輸入交流電的頻率是50Hz時(shí),電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器也每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).實(shí)驗(yàn)是紙帶的兩面可以重復(fù)使用,注意降低實(shí)驗(yàn)成本.思考1:從原理上講兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器哪中誤差更小,為什么?電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用時(shí)阻力較大:阻力包括振針和紙帶間的摩擦以及限位孔和紙帶間的摩擦.而電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用過程中阻力極小,這極小的阻力來自紙帶運(yùn)動(dòng)的本身而不是打點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的,因而系統(tǒng)誤差較小.同時(shí)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器操作簡易,安全可靠.思考2:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息?時(shí)間(時(shí)間間隔)和位移三練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器問題1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶?總結(jié):將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上,推動(dòng)調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置.將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過即可.問題2.振針打的點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)可能有哪些情況?怎樣調(diào)節(jié)?總結(jié):1.可能是復(fù)寫紙?jiān)摀Q新的了2.可能是振動(dòng)片的振動(dòng)幅度太小了,可以調(diào)節(jié)振動(dòng)片的位置3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動(dòng)片使振針打不到紙帶上,可將壓紙框向下調(diào)節(jié)到原來的位置4.可能是振針的位置太高,調(diào)節(jié)振針直到能打出點(diǎn)為止5.可能是選擇的4—6V的電壓太低,可適當(dāng)調(diào)高電壓,但不得超過10V問題3.為什么要先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先工作1—2s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源?總結(jié):打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打開電源后要經(jīng)過一個(gè)短暫的時(shí)間才能穩(wěn)定工作,所以應(yīng)先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作1—2s后才能松手打紙帶.這樣做可以減小誤差問題4.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打完點(diǎn)后要及時(shí)關(guān)閉電源,這樣做有什么好處?總結(jié):因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器是按照間歇性工作設(shè)計(jì)的,長期工作會(huì)導(dǎo)致線圈發(fā)熱而損壞問題5.處理紙帶時(shí)從某個(gè)能看清楚的點(diǎn)開始,往后數(shù)出n個(gè)點(diǎn),這些點(diǎn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)該怎樣確定?總結(jié):每2個(gè)相鄰的點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.02s,n個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為(n-1)倍的0.02s問題6.怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度?師總結(jié):測出兩個(gè)點(diǎn)的距離,數(shù)出兩個(gè)點(diǎn)之間有n段時(shí)間間隔,則.在用公式即可計(jì)算出平均速度四用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量瞬時(shí)速度思想方法:用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度來粗略的代替這段時(shí)間內(nèi)的某點(diǎn)的瞬時(shí)速度.所取的時(shí)間間隔越接近該點(diǎn)計(jì)算出的瞬時(shí)速度就越精確.DDEFG如圖:要計(jì)算E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用D---E的平均速度來替代,也可以用E—F的平均速度來替代,還可以用D—F的平均速度來替代.這三種方法中D—F包含E點(diǎn)切比較靠近E點(diǎn),所以用D—F的平均速度來替代E點(diǎn)的瞬時(shí)速度是最精確的!五用圖象表示速度在表2中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速度.要想知道紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于圖象怎樣用圖象來表示物體的運(yùn)動(dòng)速度呢?總結(jié):在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體的運(yùn)動(dòng)速度,用橫坐標(biāo)表示時(shí)間,根據(jù)表2中各個(gè)時(shí)刻的速度,將(v,t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn),將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度---時(shí)間圖象(v---t圖象),簡稱速度圖象.學(xué)生實(shí)際操作:思考:我們從根據(jù)實(shí)際測量數(shù)據(jù)所描出的點(diǎn)的走向可以大致看出紙帶的速度變化規(guī)律.在把點(diǎn)連成線的時(shí)候我們