第一章 運動的描述
1 質點 參考系和座標系
課前預習案
1．(1)空間位置 (2)機械運動
2．(1)形狀 大小 有質量的物質點 (2)理想化
3．時間 參考
4．位置 位置的變化
預習自測
1．(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
2．提示：以賽道起點為原點，選擇博爾特跑動方向為正方向，取一米為單位長度建立直線座標系．
課中探究案
合作探究一
提示：忽略物體的大小和形狀，而突出“物體具有質量”這個要素，把物體簡化為一個有質量的物質點．物體的大小和形狀對研究問題沒有影響或者影響很小，都可以把物體看成質點．
[例1] 研究地球繞太陽公轉時，地球的大小沒有影響，所以能看成質點；
研究地面上各處季節變化時，即地球的自轉時，不能看成質點．
變式訓練1 ②③⑤ 一個物體能否看做質點，並非依靠物體自身的大小、形狀來判斷．在以上情況中，如果物體的大小、形狀在所研究的現象中屬於次要因素，可忽略不計，該物體就能看做質點．花樣滑冰運動員，有着不可忽略的旋轉等動作，身體各部分運動情況不完全相同，所以不能看做質點；同理研究砂輪上某一點的轉動情況及乒乓球的弧圈技術時也不能看做質點；而遠洋航行的巨輪在海洋中的位臵、環繞地球的衞星公轉的時間和研究地球公轉時，體積、形狀屬於次要因素，所以可以看做質點．故可看做質點的為②③⑤.
變式訓練2 C 當物體的大小與形狀對研究問題的性質沒有影響或影響很小時，就可以看做質點，否則不能把物體看成質點，與物體的體積、質量、運動速度的大小沒關係，故A、
B、D錯誤；物體的尺寸跟物體間距離相比甚小時，物體的大小對研究的問題影響很小，可以把物體看成質點，故C正確．
合作探究二
1．提示：在描述一個物體的運動時，選做標準的假定不動的另一物體叫參考系．
2．提示：選擇參考系時，應以觀測方便和使運動的描述儘可能簡單為原則．研究地面上物體的運動，一般以地面為參考系．
[例2] D 甲車內的人看見路旁的樹木向東移動，以地面為參考系，則甲車向西運動；乙車內的人看甲車沒有動，則甲乙兩車運動相同．
變式訓練1 D 選不同參考系時，觀察結果往往不同，B錯；看到從勻速飛行的飛機上落下的重物沿直線豎直下落，是該飛機上的人認飛機做參考系觀測的結果，C錯．
變式訓練2 B 乙上升過程，甲、乙間距越來越小，故甲看到乙向上運動；乙下降過程，因甲的速度大於乙的速度，甲、乙間距仍然變小，故甲看到乙還是向上運動，只有B項正確．
合作探究三
1．提示：為了定量描述物體的位臵及位臵的變化．
2．提示：一維直線座標系、二維直角座標系、三維直角座標系．
3．提示：對物體的位臵及位臵變化描述起來更簡單．
[例3] ABD 建立座標系的意義就是為了定量描述物體的位臵及位臵變化；座標系需要在參考系的基礎上建立，平面內做曲線運動的物體需要建立二維直角座標系，故A、B、D正確，C錯誤．
變式訓練1 B 根據題意建立如圖所示的座標系．
變式訓練2 (1)(2,2) (2)(1,2) (3)(0,1)
當堂檢測
1．D 一個物體可否視為質點，要看所研究問題的具體情況而定，不能單獨看物體本身的質量和體積大小；同一物體，在某些情況下可以看成質點，在其他情況下，不一定能看成質點，故A、B、C錯誤，D正確．
2．AB 研究飛機從北京到上海的時間時，飛機本身的大小與運動距離相比，可以忽略不計，可以把飛機當作質點；確定輪船在大海中的位臵時，可以把它當作質點來處理；火車通過一根電線杆，是指火車的長度經過電線杆的時間，所以火車不能看成質點；作直線運動的物體，若物體本身的長度大於運動的位移，不能把物體看成質點．
3．ABC 選取參考系是為了描述物體的運動，選取不同參考系，對物體運動的描述不同；參考系的選取是任意的，一般選取地面作為參考系，不是任何情況下都必須選取地面作為參考系．
4．C 甲物體以乙物體為參考系是靜止的，説明甲乙運動情況相同，丙物體相對甲是運動，即丙相對於乙也是運動的．
2 時間和位移
課前預習案
一、1.間隔
2．時刻 時間間隔
二、1.長度
2．(1)位置 (2)初位置 末位置 (3)長度 (4)末位置
想一想：路程一定很大，但位移不一定很大．
三、1.大小 方向
2．大小 方向
3．算術加減
四、xB－xA
預習自測
1．25日09時10分，27日16時30分，28日17時40分指時刻；55小時20分，25小時10分指時間間隔
2．3 m －2 m －5 m 5 m 沿x軸負向
由題圖可知初末位臵的座標值，xA＝3 m，xB＝－2 m，由Δx＝xB－xA可得Δx＝－5 m，Δx的絕對值是5 m，表明位移大小為5 m，負號表示方向，位移沿x軸負向．
課中探究案
合作探究一
提示：時刻是指某一瞬間；時間是指時間間隔．
即時間是兩個不同時刻之間的間隔．
[例1] 時間間隔 時刻
前3 s、第3 s是指一段時間，是時間間隔；3 s末、4 s初是指某一瞬間，是指時刻．
變式訓練1 D “2012年10月25日23時33分”與“2012年11月8日9時”及“13時35分”是指時刻；“14個小時”是指時間間隔．
變式訓練2 ACD B項5 s內指從0時刻到5 s時這一段，是5 s的時間，故B錯誤． 合作探究二
1．提示：運動物體軌跡的長度，是標量．
2．提示：從初位臵到末位臵的有向線段，有方向，是矢量
3．提示：可以．在單方向的直線運動中，路程等於位移的大小；其他運動形式，路程都大於位移的大小．
[例2] C 路程為400＋300＝700 m．位移為x＝400＋300＝500 m.
變式訓練1 235.5 m 70.7 m 方向由A→B與半徑AO的夾角為45°
此人運動的路程等於ACB所對應的弧長，
33即路程L＝2πR＝2×3.14×50 m＝235.5 m 44
此人從A點運動到B點的位移大小等於由A指向B的有向線段的長度，即x＝R＝2×50 m≈70.7 m，位移的方向由A→B，與半徑AO的夾角為45°.
變式訓練2 D 位移是從初位臵到末位臵的有向線段，而路程是軌跡的長度；只有單方向的直線運動，位移的大小才等於路程，其他運動形式的路程都大於位移的大小；位移與初末位臵有關，與運動路徑無關．
合作探究三
提示：矢量有方向，標量沒方向．
[例3] C 標量也可有負值，標量與矢量是兩個不同的概念，表示的也不一樣，所以它們之間有區別，而且標量與矢量也不是一回事．
變式訓練1 AD 比較矢量大小，不看正負，只看絕對值，因為正、負代表方向． 變式訓練2 3 km，方向沿x軸正方向
Δx＝x2－x1＝1 km－(－2 km)＝3 km.
當堂檢測
1．D 作息時間表上的數字、19時、20 min時是指時刻；用12.91 s是指時間間隔．
2．C 矢量有方向，標量沒有方向．位移有大小也有方向，是矢量；質量、路程、時間只有大小，沒有方向，是標量．
3．AD 第5秒初、第5秒末都是指某一瞬間，是時刻；第5秒內、前5秒內都是指一段時間，是時間間隔．
4．B 位移是矢量，路程是標量，是兩個不同的物理概念；位移的方向是從初位臵指向末位臵，不是速度方向；單方向直線運動時，路程等於位移的大小，其他運動形式，路程都大於位移的大小．
3 運動快慢的描述——速度
課前預習案
一、座標 座標的變化 位移的`大小 位移的方向
做一做：－30 m x軸負方向
－二、1.位移 時間 3.米每秒 m/s或(m·s1)
4．矢量 運動
三、1.平均快慢 2.時刻 位置 3.大小 標
x100做一做：v＝＝m/s ＝8 m/s. t12.5
這個速度表示整個運動過程中的平均快慢，並不表示在12.5秒內一直都是8 m/s. 預習自測
1．(1)× 研究直線運動，建立直線座標系時，既可規定運動方向為正方向，也可規定運動的反方向為正方向．
(2)√ 由於時間變化的單向性，所以時間變化量一定為正值．
(3)× 應該是等於單位時間內位移的大小．
(4)× 比較速度大小時，要比較其絕對值．
(5)√ 物體的瞬時速度總為0，説明物體一直靜止．
(6)× 物體的平均速度為0，説明其位移為0，則可能靜止，也可能運動．
2．有可能．如某運動員跑環形運動場一圈，他雖然一直在奔跑，但他又回到出發點，所以他的位移為0，則平均速度也為0.
課中探究案
合作探究一
1．提示：為了描述物體運動的快慢，可以比較相同時間內的位移，也可以比較相同位移
時的時間，在物理學中，常常取單位時間內的位移，即位移與時間的比值表示速度．
2．提示：描述物體運動快慢的物理量．
速度大意味着物體運動的快，但並不是運動的遠．
[例1] ACD 速度是矢量，正負號表示運動方向，速度的絕對值表示大小，所以A、C正確、B錯誤；由於甲沿正方向運動，乙沿負方向運動，所以10 s後的距離x＝(2＋4)×10 m＝60 m，所以D正確．
變式訓練1 AC
變式訓練2 A 速度是描述物體運動快慢的物理量，所以A正確、B錯誤；物體走的遠近與速度和運動時間都有關係，所以C、D錯誤．
合作探究二
1．提示：平均速度只能近似反映一段時間內的平均快慢情況，不能準確反映物體的運動情況．
2．提示：首先明確是哪一段時間(或哪一段過程)內的平均速度，用該段時間內的總位移與總時間的比表示平均速度．
Δx在變速運動中，物體的位移與時間的比值叫做這段時間內的平均速度，表達式為v＝Δt
物體在某一時刻或某一位臵時的速度叫做瞬時速度．
當Δt→0時，瞬時速度等於Δt時間內的平均速度．
[例2] (1)12.5 m/s 與汽車行駛方向一致 (2)20 m/s 12.5 m/s
5＋20 (1)由平均速度的定義得：v1＝ m/s＝12.5 m/s，與汽車行駛方向一致． 1＋1
20＋20(2)v2＝ m/s＝20 m/s 1＋1
5＋20＋20＋5＝ m/s＝12.5 m/s 1＋1＋1＋1
變式訓練1 24 m/s
設甲乙兩地的位移為x，則：
2x2v＝＝ m/s＝24 m/s. xx11＋122030
變式訓練2 B A、C、D項都是瞬時速度．
合作探究三
1．提示：不同；平均速度是總位移與時間的比，平均速率是總路程與時間的比．
2．提示：物體做單方向的直線運動時，位移的大小等於路程，平均速度的大小等於平均速率．
4v[例3] 0 3
平均速度：v1＝0；
4v2x平均速率：v2 ＝ xx3＋2v
變式訓練1 0 4 m/s
王軍同學這5分鐘內的位移是0，路程是
3×400 m＝1 200 m.
根據平均速度和平均速率的定義得：
Δx0平均速度v1＝＝0 Δt300
x1 200 m平均速率v2＝＝4 m/s. t300 s
變式訓練2 B A項平均速率和平均速度不是一回事；C項平均速率大於等於平均速度；D項平均速率應該是路程與時間的比值，故A、C、D錯誤．
當堂檢測
1．B 平均速度是位移與時間的比，速度的平均不一定等於位移與時間的比；瞬時速度的大小叫瞬時速率；火車以速度v通過某一段路，v是指通過這一段路的平均速度；子彈以速度v從槍口 射出，v是指經過槍口瞬間的速度．
2x2．C 設該物體通過的兩個相等位移均為x，則v＝12 m/s. xx1015
3．A 平均速度等於位移與時間的比值，並不等於速度的平均；瞬時速度是某時刻時的速度，瞬時速度近似等於很短時間內的平均速度，所有A正確、B錯誤；平均速度是位移與時間的比，平均速率是路程與時間的比，所以C、D錯誤．
4．B 平均速度對應某一過程，瞬時速度對應某位臵(或瞬間)的速度．
4 實驗：用打點計時器測速度
課前預習案
一、1. 提示：對照圖，指出各部分的名稱．
2．(1)電磁 6 V以下交流電 (2)電火花 220 V交流電
二、1.(1)限位孔 (2)接通電源 拉動
2．提示：各點間的距離越來越大，説明物體運動的越來越快，速度越來越大；若各點間的距離相同，説明紙帶做勻速運動．
3．提示：採取極限思想．用很短的一段時間內的平均速度等於瞬時速度
填一填：瞬時速度
三、1.速度 時間
2．平滑曲線
預習自測
1．根據電源的頻率f，若f＝50 Hz.
1則打點時間間隔T＝0.02 s. f
2．電源應該使用交流電 小車與打點計時器相離不能太遠
課中探究案
合作探究一
[例1] BCD 電火花計時器使用的是墨粉盤而不是複寫紙，所以A項錯．
變式訓練1 BC 電磁打點計時器使用低壓交流電(6 V以下)，所以A錯誤、B正確；我國的交流電的頻率是50 Hz，所以每經過0.02 s打一次點，所以紙帶相鄰兩個點的時間間隔為0.02 s，故C正確、D錯誤．
變式訓練2 D 正常情況下，振針應該恰好敲打在限位板上，這樣才能在紙帶上留下點．當振針與複寫紙的距離過大時，振針可能打不到複寫紙，這時會出現有時有點，有時無點．如果振針與複寫紙的距離過小，振針就會有較長的時間與複寫紙接觸，這樣就會在複寫紙上留下一段一段的小線段．
合作探究二
[例2] 3 m/s
－6×102A點的瞬時速度近似等於AC間的平均速度，即vA＝vAC＝m/s＝3 m/s. 0.02
變式訓練1 0.25 m/s 0.29 m/s
A點瞬時速度
－3x5.0×10 mvA＝0.25 m/s. t10.02 s
B點瞬時速度
－x1＋x2?5.0＋6.6?×103 mvB＝t1＋t2?0.02＋0.02? s
＝0.29 m/s.
－變式訓練2 (1)0.04 s (2)2.80×102 m
(3)0.70 m/s
學識谷
