新人教版高中物理必修一《运动的描述、直线运动的研究》复习课教案.pdf
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1、优秀资料欢迎下载! 新人教版高中物理必修一运动的描述、直线运动的研究复习课教案 目的要求:熟知运动量描述的物理意义,牢固掌握公式,灵活运用规律结论,正确使用图象,能画出合理 的情境草图,分析求解物理问题 重点难点: 教具: 过程及内容 : 描述运动的基本概念 基础知识 一、机械运动 一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动、转动和振动等 运动形式 二、参照物 为了研究物体的运动而假定为不动的物体,叫做参照物 对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它的运动的描述就会不同,灵活地选取参照物会 给问题的分析带来简便;通常以地球为参照物来研究物体的运动 三、质点 研究
2、一个物体的运动时,如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素,对问题的研究没有影 响或影响可以忽略,为使问题简化,就用一个有质量的点来代替物体用来代管物体的有质量的做质 点像这种突出主要因素,排除无关因素,忽略次要因素的研究问题的思想方法,即为理想化方法, 质点即是一种理想化模型 四、时刻和时间 时刻:指的是某一瞬时在时间轴上用一个点来表示对应的是位置、速度、动量、动能等状态 量 时间:是两时刻间的间隔在时间轴上用一段长度来表示对应的是位移、路程、冲量、功等过 程量时间间隔=终止时刻开始时刻。 五、位移和路程 位移:描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的矢量 路程:物体运动轨迹的
3、长度,是标量只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程。 六、速度 描述物体运动的方向和快慢的物理量 1平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段 时间内的平均速度,即VS/t,单位: ms,其方向与位移的方向相同它是对变速运动的粗略描 述公式V=( V0Vt)/2 只对匀变速直线运动适用。 2瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向 指向前进的一侧瞬时速度是对变速运动的精确描述瞬时速度的大小叫速率,是标量 七、匀速直线运动 1定义:在相等的时间里位移相等的直线运动叫做匀速直线运动 2特点: a0,v=恒量
4、3位移公式:Svt 八、加速度 1、速度的变化:V=VtV0,描述速度变化的大小和方向,是矢量 2、加速度:描述速度变化的快慢和方向的物理量,是速度的变化和所用时间的比值:a V/ t, 单位: ms 2加速度是矢量,它的方向与速度变化( V)的方向相同 3、速度、速度变化、加速度的关系: 第 1 课 优秀资料欢迎下载! A B V0 V0 a1 a2 方向关系:加速度的方向与速度变化的方向一定相同。在直线运动中,若a 的方向与V0的方向 相同,质点做加速运动;若a 的方向与V0的方向相反,质点做减速运动。 大小关系:V、 V、a 无必然的大小决定关系。 规律方法1、灵活选取参照物 【例 1】
5、甲、乙两辆汽车以相同的恒定速度直线前进,甲车在前,乙车在后,甲车上的人A 和乙车上 的人B 各用石子瞄准对方,以相对自身为v0的初速度同时水平射击对方,若不考虑石子的竖直下 落,则 A、A 先被击中;B、B 先被击中;C、两同时被击中;D、可以击中B 而不能击中 A; 解析:由于两车都以相同而恒的速度运动,若以车为参照物,则两石子做的是速度相同的匀速运动, 故应同时被击中,答案C 说明 :灵活地选取参照物,以相对速度求解有时会更方便。 【例】如图所示,在光滑的水平地面上长为的木板的右端放一小物体,开始时、静止。 同时给予、相同的速率,使向左运动,向右运动,已知、相对运动的过程中,的加 速度向右
6、,大小为 ,的加速度向左,大小为, v2,而两小球到达出口时的速率v 相等。又由题薏可知两球经历的总路程s 相等。由牛顿第二定律,小球的加 速度大小a=g sin ,小球a 第一阶段的加速度跟小球a /第二阶段的加速度大 小相同(设为a1) ;小球a 第二阶段的加速度跟小球a /第一阶段的加速度大 小相同(设为a2) ,根据图中管的倾斜程度,显然有a1 a2。根据这些物理量 v a a v1 v2 l1 l1 l2 l2 p q A B C v t o p q v tqtp v t1 t2 to v 优秀资料欢迎下载! 大小的分析,在同一个v-t 图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同,且末状
7、态速度大小也相同 (纵坐标相同) 。开始时a 球曲线的斜率大。由于两球两阶段加速度对应相等,如果同时到达(经历时 间为 t1)则必然有s1s2,显然不合理。考虑到两球末速度大小相等(图中vm) ,球 a / 的速度图象只能 如实线所示。因此有t1 t2,即 a 球先到。 【例 6】一只老鼠从洞口爬出后沿一直线运动,其速度大小与其离开洞口的距离成反比。当其到达距 洞口为 d1的 A 点时速度为v1若 B 点离洞口的距离为d2(d2d1) ,求老鼠由A 运动至 B 所需的时 间。 【解析】图中的曲线与横轴所围面积的数值正是老鼠经过一定 的位移所需的时间。如图所示,取一窄条,其宽度x很小 (x0 )
8、 ,此段位移所需时间t 也很小( v0 ) ,可以认为 在如此短时间内,老鼠的速度改变很小(v0 ) ,如图中窄条 的面积为A x v 1 = v x ,这正表示老鼠经位移x所需的时 间。故图中,图线 v 1 = K X ,x1dl,x2d2及 x 轴所围的梯形面积正是老鼠由dl爬至 d2所需的时间。 K=v1d1=v2d2;T= 12 21 2 1 dd k d k d k dd 2 2 1 2 2 12 2 1 2 2 2dv dd 。 说明:利用图象的物理意义来解决实际问题往往起到意想不到的效果在中学阶段某些问题根本无法 借助初等数学的方法来解决,但如果注意到一些图线的斜率和面积所包含的
9、物理意义,则可利用比较 直观的方法解决问题。 【例 7】甲、乙两车同时同向沿直线驶向某地,甲在前一半时间以v1匀速运动,后一半时间以v2匀速 运动 .乙在前一半路程以v1匀速运动,后一半路程以v2匀速运动,先到目的地的是_. 解析:图中画出了甲与乙的s-t 图线,图象画好答案也出现了,t乙 t甲, 所以甲先到达目的地;.图中假设v1v2,若 v2v1可得到 同样的结果,此题也能用vt 图象求解,无论用st 图象还是v t 图象,都要比用计算的方法简捷得多. 【例 8】质点 P 以 O 点为平衡位置竖直向上作简谐运动,同时质点Q 也从 O 点被竖直上抛,它们恰好 同时到达最高点,且高度相同,在此
10、过程中,两质点的瞬时速度vP与 vQ的关系应该是D A.v PvQ.B.先 vPvQ,后 vPvQ,最后 vP=vQ=0. C.vPvQ. D. 先 vPvQ,后 vPvQ,最后 vP=vQ=0. s t S0 S0/2 乙甲 t甲t 甲 /2 t乙0 优秀资料欢迎下载! 解析:这也是用解析方法很难下手的题目,但若能利用题设条件,画好、分析好两个质点的vt 图 线,就能很快找到答案. 先在图中画出Q 作匀减速运动的vt 图象 .由于 P 作简谐运动,当它由平 衡位置向极端位置运动过程中,受到的回复力从零开始不断变大,它的加速度 也从零开始不断变大,速度不断变小,P 作加速度不断增大的减速运动,
11、其v t 图线是一条曲线.根据vt 图线上任一点的切线的斜率数值上等于质点在该时 刻的加速度,由于P 的加速度由零开始不断变大,画出曲线切线斜率的绝对值也应由零开始不断增 大,即曲线的切线应从呈水平状态开始不断变陡,那么只有向右边凸出的下降的曲线才能满足这样的 条件 .又因 P 与 Q 的运动时间相等,所以曲线的终点也应在t, P 与 Q 的路程相等,所以曲线包围的面 积应等于三角形vQ0Ot 的面积,根据这些要求,曲线的起点,即质点P 的初速度vP0必定小于Q 的初 速 vQ0,且两条vt 图线必定会相交,如图7 中的实线所示 .图 7 的两条虚线表示的质点P 的 vt 图线 都不满足题设条
12、件(P 与 Q 的路程相等) ,所以( D)选项正确 . 试题展示 运动学典型问题及解决方法 第 5 课 优秀资料欢迎下载! 基础知识一、相遇、 追及与避碰问题 对于追及问题的处理,要通过两质点的速度比较进行分析,找到隐含条件(即速度相同时,而质点距 离最大或最小) 。再结合两个运动的时间关系、位移关系建立相应的方程求解,必要时可借助两质点的 速度图象进行分析。 二、追击类问题的提示 1匀加速运动追击匀速运动,当二者速度相同时相距最远 2匀速运动追击匀加速运动,当二者速度相同时追不上以后就永远追不上了此时二者相距最近 3匀减速直线运动追匀速运动,当二者速度相同时相距最近,此时假设追不上,以后就
13、永远追不上 了 4匀速运动追匀减速直线运动,当二者速度相同时相距最远 5匀加速直线运动追匀加速直线运动,应当以一个运动当参照物,找出相对速度、相对加速度、相 对位移 规律方法1、追及问题的分析思路 (1)根据追赶和被追赶的两个物体的运动性质,列出两个物体的位移方程,并注意两物体运动时间之 间的关系 (2)通过对运动过程的分析,画出简单的图示,找出两物体的运动位移间的关系式追及的主要条件 是两个物体在追上时位置坐标相同 (3)寻找问题中隐含的临界条件,例如速度小者加速追赶速度大者,在两物体速度相等时有最大距 离;速度大者减速追赶速度小者,在两物体速度相等时有最小距离,等等利用这些临界条件常能简
14、化解题过程 (4)求解此类问题的方法,除了以上所述根据追及的主要条件和临界条件解联立方程外,还有利用二 次函数求极值,及应用图象法和相对运动知识求解 【例1】羚羊从静止开始奔跑,经过50m 能加速到最大速度25m/s,并能维持一段较长的时间;猎豹 从静止开始奔跑,经过60 m 的距离能加速到最大速度30m/s,以后只能维持此速度4.0 s.设猎豹距离 羚羊 xm 时开时攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后1.0 s 才开始奔跑,假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做 匀加速运动,且均沿同一直线奔跑,求:猎豹要在从最大速度减速前追到羚羊,x 值应在什么范围? 解析:先分析羚羊和猎豹各自从静止匀加速达到最大速度所
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