1、高一物理必修1教案1.1质点 参考系和坐标系学习目标: 1. 理解质点的概念，知道它是一种科学抽象，知道实际物体在什么条件下可看作质点，知道这种科学抽象是一种常用的研究方法。2. 知道参考系的概念和如何选择参考系。学习重点:质点的概念。学习难点: 主要内容:一、机械运动 1.定义：物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动，简称运动。2.运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。运动是绝对的，静止是相对的。二、物体和质点1.定义：用来代替物体的有质量的点。质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量
2、”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。质点没有体积，因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。2物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点。3突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。问题：1能否把物体看作质点，与
3、物体的大小、形状有关吗？ 2研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？ 3原子核很小，可以把原子核看作质点吗？【例一】下列情况中的物体，哪些可以看成质点（ ） A研究绕地球飞行时的航天飞机。 B研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。 C研究从北京开往上海的一列火车。D研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。课堂训练：1下述情况中的物体，可视为质点的是（ ） A研究小孩沿滑梯下滑。 B研究地球自转运动的规律。 C研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。 D研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。2.下列各种情况中，可以所研究对象（加点者）看作质点的是（
4、）A研究小木块的翻倒过程。B研究从桥上通过的一列队伍。C研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。D汽车后轮，在研究牵引力来源的时。三、参考系1定义：宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。2选择不同的参考系来观察同一个运动，得到的结果会有不同。【例二】人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_的。以车厢为参考系，人是_的。3参考系的选择：描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取，选取参考系时要考虑研究问题的方便，使之对运动的描述尽可能的简单。在不说明参考系
5、的情况下，通常应认为是以地面为参考系的。4绝对参考系和相对参考系：【例三】对于参考系，下列说法正确的是（ ） A参考系必须选择地面。 B研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的。 C选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同。D研究物体的运动，必须选定参考系。课堂训练：1甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体是（）A一定是静止的。 B一定是运动的。C有可能是静止的或运动的 D无法判断。2关于机械运动和参照物，以下说法正确的有（ ） A. 研究和描述一个物体的运动时，必须选定参照物。 B. 由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参
6、照物。 C. 一定要选固定不动的物体为参照物。 D. 研究地面上物体的运动时，必须选地球为参照物。 四、坐标系【例四】【例五】阅读材料: 理想模型及其在科学研究中的作用在自然科学的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义。第一，引入“理想模型”的概念，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。把现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定的场合、一定的条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。例如，在研究地球绕太阳公转的运动的时候，由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为
7、6370公里)大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计。在这种场合，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。在研究炮弹的飞行时，作为第一级近似，可以忽略其转动性能，把炮弹看成一个“质点”；作为第二级近似，可以忽略其弹性性能，把炮弹看成一个“刚体”。在研究一般的真实气体时，在通常的温度和压强范围内，可以把它近似地当作“理想气体”，从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理。第二，对于复杂的对象和过程，可以先研究其理想模型，然后，将理想模型的研究结果加以种种的修正，使之与实际的对象相符合。这是自然科学中，经常采用的一种研究方法。例如：“理想气体”的状态方程
8、，与实际的气体并不符合，但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程，就能够与实际气体较好地符合了。第三，由于在“理想模型”的抽象过程中，舍去了大量的具体材料，突出了事物的主要特性，这就更便于发挥逻辑思维的力量，从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件，指示研究的方向，形成科学的预见。例如：在固体物理的理论研究中，常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果，表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。由此，人们想到：既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍，那就说明常用金属材料的强度之所以减弱，就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。如果能设法减
9、少这种“缺陷”，就可能大大提高金属材料的强度。后来，实践果然证实了这个预言。人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝，其强度接近于“理想晶体”的强度，称之为“金胡须”。总之，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们。1.2时间和位移(二)学习目标: 1. 理解匀速直线运动和变速直线运动的概念。2. 知道什么是位移-时间图象以及如何用图象来表示位移与时间的关系。3. 知道匀速直线运动的s-t图象的意义。4. 知道公式和图象都是描述
10、物理量之间关系的数学工具，且各有所长，相互补充。学习重点: s-t图 学习难点: 主要内容:一、匀速直线运动 1定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移相等，这种运动称为匀速直线运动。 2严格的匀速直线运动的特点应该是“在任何相等的时间里面位移相等”的运动，现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的，是一种理想化的物理模型。其特点是位移随时间均匀变化，即位移和时间的关系是一次函数关系。二、变速直线运动1定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移不相等，这种运动叫变速直线运动。2变速直线运动的位移和时间的关系不是一次函数关系，其图象为曲线。【例一】物体在一条直线上运动，关于物体运动的
11、以下描述正确的是（）A只要每分钟的位移大小相等，物体一定是作匀速直线运动。B在不相等的时间里位移不相等，物体不可能作匀速直线运动。C在不相等的时间里位移相等，物体一定是作变速直线运动。D无论是匀速还是变速直线运动，物体的位移都跟运动时间成正比。三、位移时间图象（s-t图）：1表示位移和时间的关系的图象，叫位移-时间图象，简称位移图象2物理意义：描述物体运动的位 移随时间的变化规律。3坐标轴的含义：横坐标表示时 间，纵坐标表示位移。由图象可知任意一段时间内的位移或发生某段位移所用的时间。4匀速直线运动的s-t图：匀速直线运动的s-t图象是一 条倾斜直线，或某直线运动的s-t图象是倾斜直线则表示其
12、作匀速直线运动。s-t图象中斜率（倾斜程度）大小表示物体运动快慢，斜率（倾斜程度）越大，速度越快。s-t图象中直线倾斜方式（方向）的不同，意味着两直线运动方向相反。s-t图象中，两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。s-t图象若平行于t轴，则表示物体静止。s-t图象并不是物体的运动轨迹，二者不能混为一谈。s-t图只能描述直线运动。5变速直线运动的s-t图象为曲线。6图象的应用： （1）求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间 （2）求速度： （3）判断物体的运动性质： 【例二】某同学以一定速度去同学家送一本书，停留一会儿后，又以相同的速率沿原路返回家，图3中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态
13、？【例三】如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的s-t图，下列说法正确的是：A、在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动B、甲、乙运动的出发点相距S1C、乙比甲早出发t1时间D、乙运动的速率大于甲运动的速率【例四】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s-t图。由图可知：_物体作匀速直线运动，_物体作变速直线运动。三个物体运动的总路程分别是_,_,_。课堂训练：1下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（）A匀速直线运动是速度不变的运动。 B匀速直线运动的速度大小是不变的。C任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。2关于质点作匀速直线运
14、动的位移时间图象以下说法正确的是（）A图线代表质点运动的轨迹。 B图线的长度代表质点的路程。C图象是一条直线，其长度表示质点的位移大小，每一点代表质点的位置。D利用st图象可知质点任意时间内的位移，发生任意位移所用的时间。3如图示，是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象，由图可知（）A质点A前2s内的位移是1m 。 B质点B第1s内的位移是2m。C质点A、B在8s内的位移大小相等。D质点A、B在4s末相遇。课后作业:1下列关于匀速直线运动的说法中正确的是 （）A匀速直线运动是速度不变的运动。 B匀速直线运动的速度大小是不变的。C任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D速度方
15、向不变的运动一定是匀速直线运动。2如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移时间图象，由图象可知（）A甲、乙两质点在1s末时相遇。B甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等。C甲、乙两质点在第1s内反方向运动。D在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大。1.2时间和位移（一）学习目标: 1. 知道时间和时刻的含义以及它们的区别，知道在实验中测量时间的方法。 2. 知道位移的概念。知道它是表示质点位置变动的物理量，知道它是矢量，可以用有向线段来表示。3. 知道路程和位移的区别。学习重点: 1. 时间和时刻的概念和区别。2. 位移的矢量性、概念。学习难点: 位移和路程的区别。 主要内容:一、时刻和时间间隔
16、1时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻，时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔。2在学校实验室里常用停表，电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。【例一】下列说法中指的是时间的有_,指的是时刻的有_。A第5秒内 B.第6秒初 C.前2秒内 D.3秒末 E.最后一秒内 F.第三个2秒 G.第五个1秒的时间中点。课堂训练：1关于时间和时刻，下列说法正确的是（）A物体在5s时就是指物体在5s末时，指的是时刻。B物体在5s时就是指物体在5s初时，指的是时刻。C物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间。D物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间
17、。二、路程和位移1.路程：质点实际运动轨迹的长度，它只有大小没 有方向，是标量。 2位移：是表示质点位置变动的物理量，有大小和方向，是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段表示，位移的大小等于质点始末位置间的距离，位移的方向由初位置指向末位置，位移只取决于初末位置，与运动路径无关。3. 位移和路程的区别：4一般来说，位移的大小不等于路程。只有质点做方向不变的直线运动时大小才等于路程。【例二】中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒一位球员击球后，由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？课堂训练：1以下
18、说法中正确的是（）A两个物体通过的路程相同，则它们的位移的大小也一定相同。B两个物体通过的路程不相同，但位移的大小和方向可能相同。C一个物体在某一运动中，位移大小可能大于所通过的路程。D若物体做单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。2如图甲，一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右到达的最远位置小球向右经过中间位置O时开始计时，其经过各点的时刻如图乙所示。若测得OA=OC=7cm，AB=3cm，则自0时刻开始：a0.2s内小球发生的位移大小是_，方向向_，经过的路程是_b0.6s内小球发生的位移大小是_，方向向_，经过的路程是_
19、c0.8s 内小球发生的位移是_，经过的路程是_d1.0s内小球发生的位移大小是_，方向向_，经过的路程是_3关于质点运动的位移和路程，下列说法正确的是（）A质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量。B路程就是质点运动时实际轨迹的长度，是标量。C任何质点只要做直线运动，其位移的大小就和路程相等。D位移是矢量，而路程是标量，因而位移不可能和路程相等。4下列关于路程和位移的说法，正确的是（ ） A位移就是路程。 B位移的大小永远不等于路程。 C若物体作单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。 D位移是矢量，有大小而无方向，路程是标量，既有大小，也有方向。5关于质点的位移和路程，下列说法正
20、确的是（ ）A位移是矢量，位移的方向就是质点运动的方向。 B路程是标量，也是位移的大小。C质点做直线运动时，路程等于其位移的大小。 D位移的数值一定不会比路程大。6下列关于位移和路程的说法，正确的是（ ）A位移和路程的大小总相等，但位移是矢量，路程是标量。B位移描述的是直线运动，路程描述的是曲线运动。C位移取决于始、末位置，路程取决于实际运动路径。D运动物体的路程总大于位移。三、矢量和标量四、直线运动的位置和位移 课堂训练 课后作业:阅读材料: 我国古代关于运动的知识 我国在先秦的时候，对于运动就有热烈的争论，是战国时期百家争鸣的一个题目庄子书上记载着，公孙龙曾提出一个奇怪的说法，叫做“飞鸟之
21、影未尝动也”按常识说，鸟在空中飞，投到地上的影当然跟着鸟的移动而移动但公孙龙却说鸟影并没有动无独有偶，当时还有人提出“镞矢之疾；有不行不止之时”，一支飞速而过的箭，哪能“不行不止”呢？既说“不行”，又怎能“不止”呢？乍看起来，这些说法实在是“无稽之谈”，也可以给它们戴一顶“诡辩”的帽子但是事情并不这么简单这个说法不但不是诡辩，而且还包含着辩证法的正确思想恩格斯曾经指出，“运动本身就是矛盾，甚至简单的机械的位移之所以能够实现，也只是因为物体在同一瞬间既在一个地方又在另一个地方，既在同一个地方又不在同一个地方这种矛盾的连续产生和同时解决正好就是运动”因为运动体的位置随时间而变化，某一时刻在A点，在
22、随之而来的另一时刻，就在相邻的B点，因此，也就有一个时刻，它既在A点又不在A点，既在B点又不在B点在这时刻，物体岂不是“不行不止”吗？再者，在一定的时间t内，物体前进一段距离s，当这时间变小，s随之变小；当t趋近于零时，s也趋近于零也就是说，在某一瞬间，即某一时刻，运动体可以看作是静止的，所以飞鸟之影确实有“未尝动”的时候，对于运动的这种观察和分析实在是十分深刻的这同他们能够区分“时间”与“时刻”的观念很有关系墨经对于“鸟影”问题又有他们自己的理解，说那原因在于“改为”认为鸟在A点时，影在A点，当鸟到了相邻的B点，影也到了相邻的B点此时A上的影已经消失，而在B处另成了一个影，并非A上的影移动到
23、B上来，这也是言之有理的机械运动只能在空间和时间中进行，运动体在单位时间内所经历的空间长度，就是速率墨经下第65条之所述就包含着这方面的思想经说云：“行，行者必先近而后远远近，修也；先后，久也民行修必以久也”这里的文字是明明白白的，“修”指空间距离的长短那意思是，物体运动在空间里必由近及远其所经过的空间长度一定随时间而定这里已有了路程随时间正变的朴素思想，也隐隐地包含着速率的观念了东汉时期的著作尚书纬考灵曜中记载地球运动时说：“地恒动不止而人不知，譬如人在大舟中，闭牖（即窗户）而坐，舟行不觉也”这是对机械运动相对性的十分生动和浅显的比喻哥白尼在叙述地球运动时也不谋而合地运用了十分类似的比喻*1
24、.2时间和位移(二)学习目标: 1. 理解匀速直线运动和变速直线运动的概念。2. 知道什么是位移-时间图象以及如何用图象来表示位移与时间的关系。3. 知道匀速直线运动的s-t图象的意义。4. 知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具，且各有所长，相互补充。学习重点: s-t图 学习难点: 主要内容:一、匀速直线运动 1定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移相等，这种运动称为匀速直线运动。 2严格的匀速直线运动的特点应该是“在任何相等的时间里面位移相等”的运动，现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的，是一种理想化的物理模型。其特点是位移随时间均匀变化，即位移和时间的关系是一次函数
25、关系。二、变速直线运动1定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移不相等，这种运动叫变速直线运动。2变速直线运动的位移和时间的关系不是一次函数关系，其图象为曲线。【例一】物体在一条直线上运动，关于物体运动的以下描述正确的是（）A只要每分钟的位移大小相等，物体一定是作匀速直线运动。B在不相等的时间里位移不相等，物体不可能作匀速直线运动。C在不相等的时间里位移相等，物体一定是作变速直线运动。D无论是匀速还是变速直线运动，物体的位移都跟运动时间成正比。三、位移时间图象（s-t图）：1表示位移和时间的关系的图象，叫位移-时间图象，简称位移图象2物理意义：描述物体运动的位 移随时间的变化规律。3
26、坐标轴的含义：横坐标表示时 间，纵坐标表示位移。由图象可知任意一段时间内的位移或发生某段位移所用的时间。4匀速直线运动的s-t图：匀速直线运动的s-t图象是一 条倾斜直线，或某直线运动的s-t图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动。s-t图象中斜率（倾斜程度）大小表示物体运动快慢，斜率（倾斜程度）越大，速度越快。s-t图象中直线倾斜方式（方向）的不同，意味着两直线运动方向相反。s-t图象中，两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。s-t图象若平行于t轴，则表示物体静止。s-t图象并不是物体的运动轨迹，二者不能混为一谈。s-t图只能描述直线运动。5变速直线运动的s-t图象为曲线。6图象的应用： （
27、1）求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间 （2）求速度： （3）判断物体的运动性质： 【例二】某同学以一定速度去同学家送一本书，停留一会儿后，又以相同的速率沿原路返回家，图3中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态？【例三】如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的s-t图，下列说法正确的是：A、在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动B、甲、乙运动的出发点相距S1C、乙比甲早出发t1时间D、乙运动的速率大于甲运动的速率【例四】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s-t图。由图可知：_物体作匀速直线运动，_物体作变速直线运动。三个物体运动的总路程分别是_,_,_。课堂训练：1下列关于匀速直
28、线运动的说法中正确的是（）B匀速直线运动是速度不变的运动。 B匀速直线运动的速度大小是不变的。C任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。2关于质点作匀速直线运动的位移时间图象以下说法正确的是（）A图线代表质点运动的轨迹。 B图线的长度代表质点的路程。C图象是一条直线，其长度表示质点的位移大小，每一点代表质点的位置。D利用st图象可知质点任意时间内的位移，发生任意位移所用的时间。3如图示，是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象，由图可知（）A质点A前2s内的位移是1m 。 B质点B第1s内的位移是2m。C质点A、B在8s内的位移大小相等。
29、D质点A、B在4s末相遇。课后作业:2下列关于匀速直线运动的说法中正确的是 （）A匀速直线运动是速度不变的运动。 B匀速直线运动的速度大小是不变的。C任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。2如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移时间图象，由图象可知（）A甲、乙两质点在1s末时相遇。B甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等。C甲、乙两质点在第1s内反方向运动。D在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大。1.3运动快慢的描述 速度学习目标: 1.了解坐标与坐标的变化量。2理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。3. 理解平均速度，知道瞬时速度的概念。4. 知道速度和速率以及它们的区别。学习重点: 速度的概念。学习难点: 速度和速率。 主要内容:一、坐标与坐标的变化量： 二、速度和速率：（一）速度1.定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。2.定义式：v=s/t3.物理意义：描述物体运动快慢程度的物理量。4.单位：
