高中物理人教版 (新课标)必修1第一章 运动的描述综合与测试教学设计

江苏省常熟市梅李中学物理必修一

一、考点分析

1、机械运动，参考系，质点   

2、位移和路程               

3、匀速直线运动、速度、速率、位移公式x= vt，x-t图，v-t图   

4、变速直线运动、平均速度   

5、瞬时速度（简称速度）   

6、加速度 

二、知识要点

1．质点、位移和路程

质点是用来代替物体的具有     的点，把物体看作质点的条件是物体的      在研究的问题中可忽略不计。

位移是物体的位置变化，是   量，其方向由物体的      指向       ，其大小为直线距离。路程是物体运动轨迹的长度，是     量。一般情况下，位移大小          路程，只有物体作                    时位移大小才等于路程。

2．时刻与时间

时刻是指一瞬间，在时间坐标轴上为     ，对应的是位置、速度、动量、动能等状态量；时间是指终止时刻与起始时刻之差，在时间坐标轴上为    ，对应的是位移、路程、冲量、功等过程量。在具体问题中，应注意区别“几秒内”、“第几秒”及“几秒末”等的含义。

3．平均速度和瞬时速度

平均速度是粗略描述作直线运动的物体在某一段时间（或位移）里运动快慢的物理量，它等于物体通过的位移与发生这段位移所用时间的比值，其方向与      方向相同；而公式仅适用于                         。

瞬时速度精确地描述运动物体在某一时刻或某一位置的运动快慢，即时速度的大小叫瞬时      ，简称速率。值得注意的是，平均速度的大小不叫平均速率。平均速度是     和时间的比值，而平均速率是      和时间的比值。

4．加速度

加速度是描述     变化快慢的物理量，是     的变化和所用时间的比值：              ，加速度是     量，它的方向与          的方向相同，应用中要注意它与速度的关系。

三、典例精析

  例1. 如图1-1-1所示，一质点沿半径为 r=20 cm的圆周，自A点出发逆时针方向经过3/4圆周到达B点，求质点的位移和路程．

例2. 一物体做单向直线运动，前一半路程上平均速度是，后一半路程上平均速度是，此物体在全程中的平均速度

A．可能等于           B．不可能等于

C．有可能等于        D．有可能大于

例3. 一质点沿直线ox方向作加速运动，它离开o点的距离x随时间变化的关系为x=5+2t3(m)，它的速度随时间变化的关系为v=6t2(m/s)，求该质点在t=0到t=2s间的平均速度大小和t=2s到t=3s间的平均速度的大小。

例4 .一架飞机水平匀速地在某同学头顶飞过，当他听到飞机的发动机声音从头顶正上方传来时，发现飞机在他前上方与地面成600角的方向上，据此可估算出此飞机的速度约为声速的多少倍？

例5.  一列一字形队伍长120m，匀速前进。通讯员C以恒定的速率由队尾B走到队首A，立刻走回队尾，这过程中队伍前进了288m，求通讯员在这过程中所走的路程？

例6.一物体作匀变速直线运动,某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s。在这1s内该物体的          (    )

A．位移的大小可能小于4m          B．位移的大小可能大于10m

C．加速度的大小可能小于4m/s2      D．加速度的大小可能大于10m/s2.

四、随堂训练

1．在百米比赛中，计时裁判员应在看到发令员放枪的“白烟”，立即启动秒表计时开始。若计时裁判员是听到枪响才启动秒表，则他因此而晚计时多少？（设声波速度340m/s，且远小于光速）

2．甲乙两列火车相距为d，并分别以v1和v2的速度相向行驶。在两火车间有一个信鸽以v3的速率飞翔其间，当这只鸽子以v3的速率遇到火车甲时，立即掉头飞向火车乙，遇到火车乙时又立即掉头飞向火车甲，如此往返飞行，当火车间距减小为零时，这只信鸽飞行的总路程多大？

五、巩固提高

1．下列说法正确的是   (     )

A．物体的加速度不为零时，速度可能为零

B．物体的速度大小保持不变时，可能加速度不为零

C．速度变化越快，加速度一定越大

D．加速度减小，速度一定减小

2．如图1-1-3所时，小球从距地面5 m高处落下，被地面反向弹回后，在距地面2 m高处被接住，则小球从高处落下到被接住这一过程中通过的路程和位移的大小分别是(    )

A．7 m   7 m              B．5 m   2 m

C．5 m   3 m              D．7 m   3 m

3．关于加速度的方向，下列说法正确的是(  )

A．总与初速度方向一致

B．总与平均速度方向一致

C．总与速度变化的方向一致

D．总与物体所受合外力的方向一致

4．参加汽车拉力赛的越野车，先以平均速度v1跑完全程的2／3，接着又以v2=40km／h的平均速度跑完剩下的1／3路程。已经测出在全程内的平均速度v=56km／h，那么v1应是(    )

A.60km／h   B.65km／h   C.48km／h   D.70km／h。

5．两列火车相向而行，第一列的速度大小为36km／h，第二列为54km／h。第一列火车上的乘客测出第二列火车从他旁边通过所用的时间为5s。以下结论正确的是(    )

A．两列火车的长度之和为125m  

B．第二列火车的长度是125m

C．第二列火车的长度是75m

D．由于第一列火车的长也未知，故无法求出第二列火车的长

6．下列关于质点的正确说法有(    )

A．研究和观察日食时可把太阳看成质点

B．原子核很小，可把原子核看作质点

C．研究地球的公转时可把地球看作质点

D．汽车在平直公路上前进，研究它的车轮上的一点的运动情况，可把车轮看作质点

7．甲、乙、丙三个物体同时同地出发做直线运动，它们的位移——时间图像如图1-1-4所示，在20 s内它们的平均速度和平均速率的大小关系是(    )

A．平均速度大小相等，平均速率

B．平均速度大小相等，平均速率

C．平均速度，平均速率相等

D．平均速度和平均速率大小均相等

8．如图所示，一实心长方体木块，体积为．有一质点自A点沿木块表面运动到E点，则最短路程是多少?对应的位移是多少?

9．利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量．如图1-1-6(甲)中仪器A和B通过电缆线驳接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A为B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形．现固定装置B，并将它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0发射一短脉冲如图1-1-6（乙）中幅度大的波形，而B接收到的由小车Ｃ反射回的超声波经仪器A处理后显示如图1-1-6（乙）中幅度较小的波形．反射滞后的时间已在图1-1-6（乙）中标出．其中T0、T和ΔT为已知量，另外还知道该测定条件下声波在空气中的速度为v0，则根据所给信息可判断小车的运动方向为           （填“向左”或“向右”），速度大小为            ．

10．天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀．不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即：v＝Hr，式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定．为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的．假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远．这一结果与上述天文观测一致．

由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄Ｔ，其计算式为Ｔ＝         ．根据近期观测，哈勃常数 H＝3×10－2 米／秒·光年，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为            年．

1.1参考答案

二、知识扫描

1．质量  形状和大小  矢  初位置  末位置   标  不等于  单向直线运动

2．一点  一段

3．位移  匀变速直线运动  速率  位移  路程

4．速度   速度    矢   速度变化

三、典例精析

例1 〖解析〗质点的路程l等于质点通过的弧长，即

质点位移s的大小等于A、B两点间的距离，即

位移s的方向与半径OA成45°角沿A→B，如图1-1-1所示．

〖点评〗质点的位移是指A点(初位置)指向B点(末位置)的有向线段；路程是指质点经过的3/4圆周的轨迹的长度．

例2 〖解析〗设半程长为s，前、后半程所用时间分别为和，则有

整理得             

全程平均速度

同理           

选项C、D都不对

当时，或都是可能的，所以正确选项为A

〖点评〗一个过程的平均速度与它在这个过程中各阶段的平均速度没有直接的关系，因此要根据平均速度的定义计算，不能用公式，因它仅适用于匀变速直线运动。

例3〖解析〗当t=0时，对应x0=5m，当t=2s时，对应x2=21m，当t=3s时，对应x3=59m，则:

t=0到t=2s间的平均速度大小为=8m/s

t=2s到t=3s间的平均速度大小为=38m/s

〖点评〗只有区分了求的是平均速度还是瞬时速度，才能正确地选择公式。

例4〖解析〗设飞机在头顶上方时距人h，则人听到声音时飞机走的距离为：h/3

对声音： h=v声t

对飞机：h/3=v飞t

解得：v飞=v声/3≈0.58v声

〖点评〗此类题和实际相联系，要画图才能清晰地展示物体的运动过程，挖掘出题中的隐含条件，如本题中声音从正上方传到人处的这段时间内飞机前进的距离，就能很容易地列出方程求解。

例5 〖解析〗依题中给出条件,建立物理情景,构画出空间图形,按题意作示意图,再根据匀速直线运动公式求解即可。示意图如图1-1-2所示，图中S1为C向前走的路程,S2为返回的路程。设队伍速度为v2, C的速率为v1。C走S1历时t1,走S2历时t2,按图运用匀速直线运动公式求解。

对C: S1=（120+288）-（120+S2）

  t1=S1/v1=(288+S2)/v1

对A:

t1=[288-(120-S2)]/v2=(168+S2)/v2

∴v2/v1=(168+S2)/(288+S2)……①

对C的返程: t2=S2/v1

对A: t2=(120-S2)/v2 

∴v2/v1=(120-S2)/S2……②

由①  ②得：S2 = 72m  ∴S=S1+S2=432m

〖点评〗本题牵涉到的物体较多，运动过程也较多，虽然都是匀速运动，但往往不能弄清它们的关系，因而做这类题要画图把各个运动的位移区分开来，并找到它们之间的联系。

例6、〖解析〗若末速度与初速度同向，即物体做单向加速运动，由Vt=V0+at得，a=6m/s2.

  由Vt2─V02=2ax得，x=7m.若末速度与初速度反向，即物体先减速至零再加速，以初速度方向为正方向，由Vt=V0+at得，a=─14m/s2, 由Vt2─V02=2ax得，x=─3m.综上选AD

〖点评〗本题关键在于理解位移、速度、加速度都是矢量

四、随堂训练   1．0.29s    2．

五、巩固提高

1．ABC   2．D   3．D   4．D   5．B   6．C   7．B 

8．将长方体表面展开如图所示，物体沿直线运动时路程最短

最短路程是；对应的位移是

9．向右，   10．1/H、1×1010