2019-2020年高一物理 第一章 運動的描述 蘇教版.doc

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2019-2020年高一物理 第一章 運動的描述 蘇教版第一節(jié) 質(zhì)點參考系和坐標(biāo)系【三維目標(biāo)】知識與技能認(rèn)識建立質(zhì)點模型的意義和方法能根據(jù)具體情況將物體簡化為質(zhì)點，知道它是一種科學(xué)的抽象，知道科學(xué)抽象是一種普遍的研究方法。理解參考系的選取在物理中的作用，會根據(jù)實際情況選定參考系。認(rèn)識一維直線坐標(biāo)系，掌握坐標(biāo)系的簡單應(yīng)用。過程與方法體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用，初步掌握科學(xué)抽象理想化模型的方法。通過參考系的學(xué)習(xí)，知道從不同角度研究問題的方法。體會用坐標(biāo)方法描述物體位置的優(yōu)越性。情感態(tài)度與價值觀認(rèn)識運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運動和靜止的相對性，培養(yǎng)學(xué)生熱愛自然、勇于探索的精神。滲透抓住主要因素，忽略次要因素的哲學(xué)思想。滲透具體問題具體分析的辯證唯物主義思想。教學(xué)重點理解質(zhì)點概念以及初步建立質(zhì)點要點所采用的抽象思維方法。在研究具體問題時，如何選取參考系。如何用數(shù)學(xué)上的坐標(biāo)軸與實際的物理情景結(jié)合起來建立坐標(biāo)系。教學(xué)難點在什么情況下可以把物體看作質(zhì)點。課時安排 課時教學(xué)過程導(dǎo)入我們知道宇宙中的一切物體都在不停地運動著，機械運動是最基本、最普遍的運動形式，那么什么是機械運動呢？請列舉幾個運動物體的例子。機械運動簡稱運動，指物體與物體間或物體的一部分和另一部分間相對位置隨時間發(fā)生改變的過程。新課教學(xué)一、物體和質(zhì)點問題：選擇以上一個較復(fù)雜的運動（例如鳥的飛行），我們?nèi)绾蚊枋鏊?？引?dǎo)學(xué)生分析：描述起來有什么困難？我們能不能把它當(dāng)作一個點來處理？在什么條件下可以把物體當(dāng)作質(zhì)點來處理？小結(jié)只有質(zhì)量，沒有形狀和大小的點叫做質(zhì)點。質(zhì)點是一種科學(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。一個物體能否看成質(zhì)點，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，而跟自身體積的大小、質(zhì)量的多少和運動速度的大小無關(guān)。一個物體能否被看成質(zhì)點，取決于所研究的問題的性質(zhì)，同一個物體在不同的問題中，有的能被看作質(zhì)點，有的卻不能被看成質(zhì)點。學(xué)生討論：。是不是只有很小的物體才能看作質(zhì)點？地球的自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動的車輪能否被看作質(zhì)點？物理中的“質(zhì)點”和幾何中的點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動著，這里面蘊含了什么問題呢？學(xué)生活動讓學(xué)生觀察圖1.1-3和1.1-4，閱讀圖右文字，回答以下問題得出什么結(jié)論？就圖1.1-4能否提出一些問題？（例如為什么跳傘者總是在飛機的正下方）目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和提取有用知識的能力。小結(jié)參考系是參照物的科學(xué)名稱，是假定不動的物體。運動和靜止都是相對的。參考系的選擇是任意的，一般選擇地面或相對地面靜止的物體。學(xué)生討論：。小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走月亮在蓮花般的云朵里穿行坐地日行八萬里，巡天遙看一千河在上述三例中，各個物體的運動分別是以什么物體為參考系的。三、坐標(biāo)系創(chuàng)設(shè)實例：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。教師提示：你的描述必須能反映物體（或人）的運動特點（直線）、運動方向、各點之間的距離等因素。學(xué)生討論教師總結(jié)為了定量描述物體的位置隨時間的變化規(guī)律，我們可以在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，這個坐標(biāo)系應(yīng)該包含原點、正方向和單位長度。對于質(zhì)點的直線運動，一般選取質(zhì)點的運動軌跡為坐標(biāo)軸，質(zhì)點運動的方向為坐標(biāo)軸的正方向，選取計時起點為坐標(biāo)軸的原點。單位長度的選定要根據(jù)具體情況。位置的表示方法，例：x=5m。學(xué)生討論：如果物體在平面上運動（例如滑冰運動員），我們應(yīng)如何建立坐標(biāo)系？小結(jié)可以建立一個直角坐標(biāo)系，此時可以用（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)點的說法中，正確的是（ ）A地球很大，一定不能看做質(zhì)點 B。原子核很小，一定能看做質(zhì)點 C。同一物體在不同的情況中，有時可看做質(zhì)點，有時則不可看做質(zhì)點 D。質(zhì)點是一種理想化模型，無實際意義下列說法中正確的是（）。研究物體的運動，首先必須選定參考系。參考系必須選擇地面。研究同一物體的運動時，選取地面或相對地面靜止的物體為參考系，所得出的關(guān)于物體運動的結(jié)論是相同的。選取不同的參考系，所得出的關(guān)于物體運動的結(jié)論可能是不同的詩句“滿眼風(fēng)波多閃灼，看山恰似走來迎，仔細(xì)看山山不動，是船行”中，“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參考系分別為（）。船和山。山和船 。地面和山。河岸和流水布置作業(yè)教材第13頁問題與練習(xí)第二節(jié)時間和位移三維目標(biāo)知識與技能知道時間和時刻的區(qū)別和聯(lián)系理解位移的概念，了解路程與位移的區(qū)別。知道標(biāo)量和矢量，知道位移是矢量，時間、時刻和路程是標(biāo)量。能用數(shù)軸或一維直線坐標(biāo)表示時刻和時間、位置和位移。知道時刻與位置、時間與位移的對應(yīng)關(guān)系。初步了解矢量與標(biāo)量不同的運算法則。過程與方法通過具體問題引出時間、時刻、位移、路程等概念，要使學(xué)生學(xué)會將抽象問題形象化化的處理方法。會用坐標(biāo)表示時刻與時間、位置和位移及相關(guān)方向。會用矢量表示和計算質(zhì)點的位移，用標(biāo)量表示路程。情感態(tài)度與價值觀通過時間位移的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生了解生活與物理的關(guān)系，同時學(xué)會用科學(xué)的思維看待事實。養(yǎng)成良好的思考表述習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。教學(xué)重點時間和時刻的概念以及它們之間的區(qū)別和聯(lián)系。位移的概念以及它與路程的區(qū)別。教學(xué)難點幫助學(xué)生正確認(rèn)識生活中的時間與時刻。理解位移的概念，會用有向線段表示位移。課時安排 1課時教學(xué)過程引入提問一個走讀生，上學(xué)的時候是什么時間離開家的？在路上用了多長時間？怎么走的？什么時間到校的？根據(jù)學(xué)生的回答提出，要想清楚地描述物體運動情況，僅僅用上節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容是不夠的，我們需要學(xué)習(xí)更多的物理量。新課教學(xué)一、時間和時間間隔在一開始學(xué)生的回答中，學(xué)生離家和到校所對應(yīng)的是時刻概念，在路上所用的時間就是時間間隔，它等于兩個時刻之差。如果建立一個表示時間的一維直線系，則在這個坐標(biāo)系中，時刻用點表示，時間間隔是兩個時刻之差，用線段表示。學(xué)生討論如圖所示，物體沿直線從O點開始運動，如果各點之間的時間間隔都是一秒，則下列各說法中分別表示哪一點或線段。OABCDE前3s內(nèi)：第2s內(nèi)：（第）2s末：第3s初：第二個2s內(nèi)：二、路程和位移重新討論提問學(xué)生的問題，問學(xué)生為什么不從另外一條路走？學(xué)生會很快回答另外一條路遠(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)確描述這兩種運動，就需要引入兩個不同的概念。小結(jié)路程是物體運動軌跡的長度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：在單向直線運動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（ ）A.物體沿直線向某一方向運動，通過的路程就是位移B.物體沿直線運動，通過的路程等于位移的大小C.物體通過的路程不等，位移可能相同D.物體通過一段路程，位移不可能為零三、矢量和標(biāo)量象位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量，象路程這樣只有大小，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、時間、質(zhì)量、密度等是標(biāo)量，速度是知量。問題：我們知道，如果一個口袋中原來有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？ 問題：閱讀教材的思考與討論，能否得出分位移和合位移的關(guān)系？并由此得出知量運算的一般法則（實驗班）。教師總結(jié)當(dāng)兩個矢量共線時，可以用算術(shù)運算，但首先要設(shè)定正方向。當(dāng)兩個矢量不共線時，合矢量和分矢量必將構(gòu)成一個三角形，它們分別是三角形的三條邊。不共線矢量的運算法則叫做平行四邊形定則，又叫三角形定則。四、直線運動的位置和位移問題：要想準(zhǔn)確描述物體的位置變化怎么辦？答：對于做直線運動的物體，可以用直線坐標(biāo)系來描述。在直線坐標(biāo)系中，位置用點來描述，記為x=?；位移是位置的變化，記為x，x=x2-x1。分析討論：一個物體從點沿直線運動到點，已知點的坐標(biāo)為，點的坐標(biāo)為，求物體的位移？負(fù)號的含義？能否在直線坐標(biāo)系中表示出來？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)量位移描述直線運動，路程描述曲線運動位移取決于始末位置，路程取決于實際運動路線運動物體的路程總大于位移一個質(zhì)點在x軸上運動，各個時刻的位置如下表（質(zhì)點在每一秒內(nèi)都做單向直線運動）時刻01234位置坐標(biāo)m05-4-1-7（）幾秒內(nèi)位移最大( )。1s內(nèi)。2s內(nèi)。3s內(nèi)。4s內(nèi)（）第幾秒內(nèi)位移最大（）。第1s內(nèi)。第2s內(nèi)。第3s內(nèi)。第4s內(nèi)（）幾秒內(nèi)的路程最大（）。1s內(nèi)。2s內(nèi)。3s內(nèi)。4s內(nèi)（）第幾秒內(nèi)的路程最大（）。第1s內(nèi)。第2s內(nèi)。第3s內(nèi)。第4s內(nèi)某人沿著半徑為R的水平圓形跑道跑了1.75圈時，他的（）。路程和位移的大小均為3.5R 。路程和位移的大小均為R。路程為3.5R、位移的大小為。路為0.5R、位移的大小為布置作業(yè)教材第頁問題與練習(xí)。第三節(jié) 運動快慢的描述速度三維目標(biāo)【知識目標(biāo)】1理解速度的概念，知道速度是表示物體運動快慢的物理量，知道速度的定義2知道速度是矢量，知道速度的單位、符號和讀法了解生活實際中的某些直線運動的速度大小數(shù)據(jù)3理解平均速度的概念，知道平均速度的定義式，會用平均速度的公式解答有關(guān)的問題4知道瞬時速度的概念及意義，知道瞬時速度與平均速度的區(qū)別和聯(lián)系5知道速度和速率以及它們的區(qū)別【能力目標(biāo)】1運用平均速度的定義，把變速直線運動等效成勻速直線運動處理，從而滲透物理學(xué)的重要研究方法等效的方法2培養(yǎng)遷移類推能力【情意目標(biāo)】1通過解決一些問題，而向復(fù)雜問題過渡，使學(xué)生養(yǎng)成一種良好的學(xué)習(xí)方法2通過師生平等的情感交流，培養(yǎng)學(xué)生的審美情感【教學(xué)方法】1通過例題和實例引導(dǎo)學(xué)生分析如何辨別快慢2通過討論來加深對概念的理解【教學(xué)重點】速度，平均速度，瞬時速度的概念及區(qū)別【教學(xué)難點】1.怎樣由速度引出平均速度及怎樣由平均速度引出瞬時速度2.瞬時速度與平均速度之間有什么區(qū)別和聯(lián)系及在運動中瞬時速度是怎樣確定的采用物理學(xué)中的重要研究方法 等效方法（即用已知運動來研究未知運動，用簡單運動來研究復(fù)雜運動的一種研究方法）來理解平均速度和瞬時速度【師生互動活動設(shè)計】1教師通過舉例，讓學(xué)生自己歸納比較快慢的兩種形式2通過實例的計算，得出規(guī)律性的結(jié)論，即單位時間內(nèi)的位移大小3教師講解平均速度和瞬時速度的意義【教學(xué)過程】初始位置/m經(jīng)過時間/s末了位置/mA自行車沿平直道路行駛020100B公共汽車沿平直道路行駛010100C火車沿平直軌道行駛500301250D飛機在天空直線飛行500102500問題1：比較A和B誰運動的快，為什么？問題2：比較B和D誰運動的快，為什么？結(jié)論：比較物體運動的快慢，可以有兩種方法：1）一種是在位移相同的情況下，比較所用時間的長短，時間短的物體運動快，時間長的物體運動慢；2）另一種是在時間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的物體運動得快，位移小的物體運動得慢；問題3：比較B和C誰運動的快，為什么？一速度1定義：位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值，用v表示2物理意義：速度是表示運動快慢的物理量，2定義式：3單位：國際單位：ms（或ms-1）常用單位：kmh（或kmh-1）、cms（或cms-1）4方向：與物體運動方向相同 說明：速度有大小和方向，是矢量二平均速度和瞬時速度如果物體做變速直線運動，在相等的時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動的快慢呢？問題：百米運動員，10s時間里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？回答：每秒平均跑10m。百米運動員是否是在每秒內(nèi)都跑10m呢？ 答：否。說明：對于百米運動員，誰也說不來他在哪1秒破了10米，有的1秒鐘跑10米多，有的1秒鐘跑不到10米，但當(dāng)我們只需要粗略了解運動員在100m內(nèi)的總體快慢，而不關(guān)心其在各時刻運動快慢時，就可以把它等效于運動員自始至終用10m/s的速度勻速跑完全程。此時的速度就稱為平均速度。所以在變速運動中就用這平均速度來粗略表示其快慢程度。1平均速度1）定義：在變速直線運動中，運動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間（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時間內(nèi)的平均快慢程度。這實際上是把變速直線運動粗略地看成是勻速運動來處理b這是物理學(xué)中的重要研究方法等效方法，即用已知運動研究未知運動，用簡單運動研究復(fù)雜運動的一種研究方法問題8：百米賽跑運動員的這個=10m/s代表這100米內(nèi)（或10秒內(nèi)）的平均速度，是否是說明他在前50米的平均速度或后50米內(nèi)或其他某段的平均速度也一定是10m/s？c平均速度只是對運動物體在某一段時間內(nèi)（或某一段位移內(nèi)）而言的，對同一運動物體，在不同的過程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”的d.平均速度只能粗略地描述一段時間（或一段位移）內(nèi)的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線運動“速度”的根本區(qū)別e.平均速度不是各段運動速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來求解。2瞬時速度（1）定義：運動物體經(jīng)過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度（2）意義：反映物體在某一時刻（或經(jīng)某一位置）時運動的快慢，它能精確地描述變速運動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運動（3）對瞬時速度的理解：瞬時速度是在運動時間時的平均速度，即平均速度在時的極限就是某一時刻（或某一位置）的瞬時速度。（4）瞬時速度的方向：瞬時速度是矢量，在直線運動中，瞬時速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時的運動方向相同，（若是曲線運動，瞬時速度的方向是軌跡上物體所在點的切線方向（與軌跡在該點的延伸方向一致）三速率：瞬時速率1）定義：瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率。2） 瞬時速率的測量：技術(shù)上通常用速度計來測量瞬時速率。2平均速率： 瞬時速度的大小是瞬時速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其實我們初中所學(xué)的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個新的名字平均速率。 1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。 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】一個做直線運動的物體，某時刻速度是10m/s，那么這個物體 ( )A.在這一時刻之前0.1s內(nèi)位移一定是1mB.在這一時刻之后1s內(nèi)位移一定是10mC.在這一時刻起10s內(nèi)位移可能是50mD.如果從這一時刻起開始勻速運動，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時間一定是100s【解析】某時刻速度是10m/s指的是該時刻的瞬時速度，不能說物體從此時起以后運動的快慢情況，以后做直線運動或勻變速直線運動，或非勻變速直線運動均可能。所以選項A、B均錯。如果從某時刻（速度為10m/s）起質(zhì)點做非勻變速直線運動，從這一時刻起以后的10s內(nèi)位移可能為50m，所以選項C正確，如果從這一時刻起物體做勻速直線運動，那么經(jīng)過1000m路程所需時間t=100s。正確選項是C、D?！纠?】一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運動60m，物體在整個運動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為總時間，等于前一段位移與后一段位移所用時間之和。 全過程的位移s=120m 物體在前一段位移用的時間為 后段位移用的時間為整個過程的用的總時間為t=t1+t2=50s整個過程的平均速度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)果是錯誤的?？梢?，平均速度概念與速度的平均值概念是不完全相同的。【鞏固練習(xí)】第四節(jié)實驗:用打點計時器測速度三維目標(biāo)知識與技能了解打點計時器的計時原理,理解紙帶中包含的物體運動的信息(時間和位移)會安裝并使用打點計時器,理解利用紙帶測量速度的原理并會測量瞬時速度明確速度-時間圖象的物理意義,描點法畫圖象的方法,并畫出該實驗的速度-時間圖象過程與方法通過學(xué)生自己看打點計時器的說明書,培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的能力通過實驗得出物體的運動信息,用數(shù)學(xué)的方法表述出來.培養(yǎng)學(xué)生獲取信息處理信息的能力,體會處理問題的方法,領(lǐng)悟如何間接測量一些不能直接測量的物理量的方法通過畫速度-時間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體驗數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用體驗實驗中理性思維的重要,即要動手,又要動腦經(jīng)歷科學(xué)探究過程認(rèn)識科學(xué)探究的意義,嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物體的運動情感態(tài)度價值觀感受打點計時器的巧妙設(shè)計思路,體會物理原理在解決實際問題中的指導(dǎo)作用,增強將物理知識應(yīng)用于實際生活的意識經(jīng)歷實驗過程,體驗科學(xué)實驗過程的艱辛與喜悅,并樂于探索自然界的奧秘體驗用圖象方法描述物理現(xiàn)象的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的意識培養(yǎng)學(xué)生的交流與合作精神,有將自己的見解與他人交流的愿望,并養(yǎng)成尊重他人的習(xí)慣教學(xué)重點學(xué)會使用打點計時器能根據(jù)紙帶計算物體運動的瞬時速度會用描點法描繪物體的速度-時間圖象,并從中獲取物理信息教學(xué)難點處理紙帶的方法,用描點法畫圖象的能力教具準(zhǔn)備打點計時器, 學(xué)生電源, 導(dǎo)線, 紙帶, 刻度尺, 小車細(xì)線及鉤碼, 坐標(biāo)紙課時安排2課時教學(xué)設(shè)計新課導(dǎo)入測定物體的運動速度并不是一件容易的事,特別是物體的速度在不斷變化時.為了簡化我們今天只研究物體的直線運動.當(dāng)物體沿直線運動時,其位移在不斷變化,要研究物體的運動,我們首先要準(zhǔn)確記錄物體的運動信息.怎樣記錄呢?課堂活動請同桌的兩位同學(xué)合作用彩筆和紙帶模擬打點計時器.思考1. 彩筆打出的點能不能準(zhǔn)確記錄紙帶的位置?2. 在打點時間間隔大致相同的情況下,紙帶拉動的快慢對紙帶上點的間隔有無影響?學(xué)生討論:師總結(jié):彩筆打出的點可以記錄紙帶的位置.但在打點時間間隔大致相同的情況下,紙帶拉動的快慢對紙帶上點的間隔有影響(拉的越慢紙帶上點越密,反之就會越稀疏)考慮到用手打點的時間間隔不能準(zhǔn)確相等,所以無法準(zhǔn)確測定物體的運動速度.原因在哪?生:原因出在用手打點時的時間間隔不能嚴(yán)格相等,要是有一臺打點時間間隔嚴(yán)格相等的儀器問題就可以解決了.新課教學(xué)師:我們今天要介紹的打點計時器就是可以精確記錄時間間隔和位移的儀器.一 電磁打點計時器布置學(xué)生閱讀打點計時器的說明書:明確打點計時器的結(jié)構(gòu),個部分的名稱,工作原理及使用方法.師總結(jié):電磁打點計時器是一種使用交流電的計時儀器.工作電壓為46V.當(dāng)電源頻率為50Hz時, 打點計時器每隔0.02s打一個點.通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復(fù)寫紙的下面.通電時,線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片磁化,振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中,由于振動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,振動片將上下振動.其振動周期與線圈中交流電的周期一致,即為0.02s.如果紙帶運動振動片一端的振針就會在紙帶上打出一系列的點.思考:電磁打點計時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):電磁打點計時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,從而使振動片上下振動的,且振動片的頻率與交流電的頻率一致.若使用50Hz的交流電打點周期正好是頻率的倒數(shù)為0.02s.若使用直流電振動片將無法振動, 打點計時器將打不出點!二 電火花打點計時器布置學(xué)生閱讀打點計時器的說明書:明確打點計時器的結(jié)構(gòu),個部分的名稱,工作原理及使用方法.師總結(jié):電火花打點計時器可以代替電磁打點計時器使用.與電磁打點計時器不同的是:電火花打點計時器的工作電壓是220V的交流電.使用時將電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)就可以了.點火花打點計時器用墨粉和電火花打點.墨粉盤夾在兩條紙帶之間,當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時會產(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,電火花打點計時器也每隔0.02s打一個點.實驗是紙帶的兩面可以重復(fù)使用,注意降低實驗成本.思考1:從原理上講兩種打點計時器哪中誤差更小,為什么?學(xué)生討論:師總結(jié):電磁打點計時器使用時阻力較大: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.而電火花打點計時器在使用過程中阻力極小,這極小的阻力來自紙帶運動的本身而不是打點時產(chǎn)生的,因而系統(tǒng)誤差較小.同時電火花打點計時器操作簡易,安全可靠.思考2: 打點計時器能記錄哪些信息?生:時間(時間間隔)和位移三 練習(xí)使用打點計時器學(xué)生自主閱讀教材中的實驗步驟提示:教師指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用打點計時器并引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題:問題1. 電磁打點計時器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶?師總結(jié):將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上,推動調(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. 振針打的點不清晰或打不出點可能有哪些情況?怎樣調(diào)節(jié)?師總結(jié): 1.可能是復(fù)寫紙該換新的了2.可能是振動片的振動幅度太小了,可以調(diào)節(jié)振動片的位置3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動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)振針直到能打出點為止 5.可能是選擇的46V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計時器先工作12s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點計時器的電源?師總結(jié): 打點計時器打開電源后要經(jīng)過一個短暫的時間才能穩(wěn)定工作,所以應(yīng)先打開電源讓打點計時器工作12s后才能松手打紙帶.這樣做可以減小誤差問題4. 打點計時器打完點后要及時關(guān)閉電源,這樣做有什么好處?師總結(jié):因為打點計時器是按照間歇性工作設(shè)計的,長期工作會導(dǎo)致線圈發(fā)熱而損壞問題5.處理紙帶時從某個能看清楚的點開始,往后數(shù)出n個點,這些點之間的時間間隔應(yīng)該怎樣確定?師總結(jié):每2個相鄰的點之間的時間間隔是0.02s,n個點之間的時間間隔為(n-1)倍的0.02s問題6.怎樣根據(jù)紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度?師總結(jié):測出兩個點的距離,數(shù)出兩個點之間有n段時間間隔,則.在用公式即可計算出平均速度四 用打點計時器測量瞬時速度思想方法:用某段時間內(nèi)的平均速度來粗略的代替這段時間內(nèi)的某點的瞬時速度.所取的時間間隔越接近該點計算出的瞬時速度就越精確.DEFG如圖:要計算E點的瞬時速度可以用D-E的平均速度來替代,也可以用EF的平均速度來替代,還可以用DF的平均速度來替代.這三種方法中DF包含E點切比較靠近E點,所以用DF的平均速度來替代E點的瞬時速度是最精確的!可以用同樣的方法計算出圖中各點的瞬時速度填入課本24頁的表2中,從表中列出的點我們可以粗略的了解紙帶的運動情況.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動速度呢?學(xué)生討論:師總結(jié):在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體的運動速度,用橫坐標(biāo)表示時間,根據(jù)表2中各個時刻的速度,將(v,t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點,將點連線后得出的圖象稱為速度-時間圖象(v-t圖象),簡稱速度圖象.學(xué)生實際操作:思考:我們從根據(jù)實際測量數(shù)據(jù)所描出的點的走向可以大致看出紙帶的速度變化規(guī)律.在把點連成線的時候我們是用折線來連還是用光滑的曲線來連呢?學(xué)生討論:師總結(jié):速度的變化應(yīng)該是比較平滑的,所以,如果用一條平滑的曲線來”擬合”這些點應(yīng)該更符合實際情況.小結(jié)電磁打點計時器和電火花打點計時器都是記錄物體在一定時間間隔內(nèi)位移的儀器.vt圖象:表示做運動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律.板書設(shè)計4 用打點計時器測速度電磁打點計時器靠電磁感應(yīng)帶動振針振動通過復(fù)寫紙打點電火花打點計時器靠產(chǎn)生的電火花放電蒸發(fā)墨粉打點打點計時器的使用注意使用方法和領(lǐng)悟注意事項測量瞬時速度用包含某點的一段時間的平均速度來粗略表示該點的瞬時速度速度時間圖象以時間為橫坐標(biāo),速度為縱坐標(biāo),描點連線作出的平滑圖象布置作業(yè)課本第26-27頁”問題與練習(xí)”補充練習(xí)1. 運動的物體帶動紙帶被打點計時器打上一系列的點,這些點的距離不一定相等,但這些點能說明 ( )A 運動物體在一段時間內(nèi)的位移 B 運動物體在一段時間內(nèi)的運動快慢C 運動物體在某時刻的位置 D 運動物體的運動性質(zhì)2. 通過打點計時器得到的一條紙帶上的點子不均勻,下列判斷正確的是 ( )A 點子密集的地方物體的運動速度比較大 B 點子密集的地方物體的運動速度比較小C 點子不均勻說明物體在做變速運動 D 點子不均勻說明打點計時器有故障3.在你練習(xí)使用打點計時器時,小車拖動紙帶并在上面打下一系列的小點,根據(jù)你所打出紙帶,在判斷紙帶表示的運動是勻速直線運動還是變速直線運動時 ( )A 應(yīng)通過測量紙帶表示的運動的全程來判斷B 必須通過計算任意兩點間的平均速度來判斷C 必須通過計算全程的平均速度來計算D可以通過測量每相鄰兩點間的距離,看其是否相同來判斷參考答案1.ABCD 2.BC 3.D單元檢測一、選擇題下列下列質(zhì)點的說法中正確的是（）。質(zhì)點是一個理想化模型，實際并不存在。因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中的點沒有區(qū)別。凡輕小的物體都可以看作質(zhì)點。如果物體的大小和形狀對所研究的問題屬于無關(guān)或次要因素，就可以把物體看做質(zhì)點關(guān)于質(zhì)點的位移和路程，下列說法中正確的是（）。位移是矢量，位移的方向即質(zhì)點運動的方向 。位移的大小不會比路程大。路程是標(biāo)量，即位移的大小 。當(dāng)質(zhì)點做直線運動時，路程等于位移的大小。關(guān)于時刻和時間，下列說法正確的是（）。時刻表示時間極短，時間表示時間較長。時刻對應(yīng)物體的位置，時間對應(yīng)物體的位移。作息時間表上的數(shù)字均表示時刻。1min只能分成60個時刻地面看雨滴豎直下落時，坐在勻速前進(jìn)的車廂中的乘客看雨滴是（）。向前運動。向后運動 。傾斜落向前下方 。傾斜落向后下方如圖所示的是沿同一直線運動的甲、乙物體的x-t圖像，由圖像可知（）t1t2t3t/sx/mxoO甲乙。甲物體開始運動的時間比乙早t1。當(dāng)t=t2時甲、乙兩物體相遇。當(dāng)t=t2時甲、乙兩物體相距最遠(yuǎn)。當(dāng)時甲、乙兩物體相距xo當(dāng)紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點痕，下列說法正確的是（）。點痕記錄了物體運動的時間。點痕記錄了物體在不同時刻的位置或某段時間內(nèi)的位移。點在紙帶上的分布情況反映了物體的形狀。點在紙帶上的分布情況反映了物體的運動情況下列描述的各種情況可能存在的是（）。加速度方向不變，而速度方向改變 。物體的加速度很大，速度變化卻很小。物體的速度在增加，加速度卻在減小 。物體的加速度為負(fù)值，速度卻為正值一物體做勻變速直線運動，某時刻速度的大小為4m/s，1s后速度的大小變?yōu)?0m/s，在這1s內(nèi)該物體的（）。速度變化的大小可能小于4m/s 。速度變化的大小可能大于10m/s。加速度的大小可能小于4m/s2 。加速度的大小可能大于10m/s2物體做勻加速直線運動的加速度為2m/s2，其意義是（ ）。物體在任意1s末的速度是該秒初的速度的2倍。物體在任意1s末的速度比該秒初的速度大2m/s。物體在第1s末的速度是2m/s。物體在任意1s初的速度比前1s末的速度大2m/s。下列關(guān)于瞬時速度和平均速度的說法中正確的是（）。若物體在某段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度都等于零，則它在這段時間內(nèi)的平均速度一定等于零。若物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于零，則它在這段時間內(nèi)任一時刻的瞬時速度一定等于零。勻速直線運動中物體任意一段時間內(nèi)的平均速度都等于它任一時刻的瞬時速度。變速直線運動中一段時間內(nèi)的平均速度一定不等于它某一時刻的瞬時速度二、填空題。在鉛球運動中，運動員的成績（是或不是）位移，（是或不是）路程。質(zhì)點做直線運動，若通過前1/3位移的速度為1m/s，通過后2/3位移的速度為2m/s則通過全程的平均速度為_m/s；若前1/3時間內(nèi)速度為1m/s，后2/3時間內(nèi)速度為2m/s，則通過全程的平均速度為_m/s。足球以10m/s的速率飛來，被運動員以16m/s的速率反向踢回，若以足球飛來的方向為參考正方向，則足球速度變化量為 m/s；若運動員與足球的接觸時間為0.5s，則足球的平均加速度大小為 m/s2。三、分析計算題。用文字說明等式S1=-S2的含義，S表示物體的位移。物體做直線運動，其位移圖象如圖（2-2）所示，試求；10S/mO302020t/s3010（2-2）（1）5s末的瞬時速度（2）20s內(nèi)的平均速度（3）30s內(nèi)的平均速度（4）30s內(nèi)的位移。甲、兩地相距，兩輛車分別以速率和同時從甲、乙兩地相向行駛，一只小鳥以恒定速率在兩輛車間來回飛行，直至兩輛車相遇，則小鳥飛行的總路為多大？。一位電腦動畫愛好者設(shè)計了一個“貓捉老鼠”的動畫游戲，如圖所示，在一個邊長為a的大立方體木箱的一個頂角G上，老鼠從貓的爪間逃出，選擇了一條最短的路線沿著木箱的棱邊奔向洞口，洞口處在方木箱的另一個頂角A處，若老鼠在奔跑中保持速度大小v不變，并不重復(fù)跑過任一條棱邊，及不再回到G點。聰明的貓也選了一條最短路線奔向洞口（設(shè)貓和老鼠同時從G點出發(fā)），則貓的奔跑速度多大ADHGFBCE時，貓恰好在洞口再次抓住老鼠？某高樓電梯上升的速度圖像如圖所示，試求：（）在t1=1s、t2=5s、t3=8s時刻的速度和加速度；（）畫出電梯上升的加速度圖像。12345678O105t/sv/ms-1