高中物理第一章第1节质点参考系和坐标系课前备学导航拓展阅读骑马旅行和风洞300多年前，《堂·吉诃德》的作者塞万提斯在描写骑士和他的侍从骑着木马旅行时，有这样一段故事：人们对堂·吉诃德说：“请骑在马背上，只要你把马脖子上的套管一扭动，木马就会腾空而起，平平稳稳地把你送到玛朗布鲁诺等待你的地方。不过，为了不使你因高速奔驰而头晕，一定要蒙上你的眼睛才乘坐。”堂·吉诃德和他的侍从上了马，他们的眼睛也蒙了起来。堂·吉诃德摸到了那个套管，用力一扭。堂·吉诃德对侍从说：“我们的旅行开始了！我诅咒，我一生从来没有骑过这样快、这样平稳的马。”侍从说：“是的，我觉得迎面而来的大风，就好像有许多风箱朝我们鼓风一样。”事实上，真的是人们正在用几个巨大的风箱朝着他们鼓风，木马却还呆在原地，一步也没动。塞万提斯是根据运动的相对性原理来编写这段故事的。由运动的相对性原理可知：一个人相对于周围的物体向前运动，和他自己静止不动，周围的物体向后运动，其感觉完全一样。运动的相对性原理，在现代科学技术上有着广泛的应用，研制飞机时，使用的风洞就是根据这个原理设计的。飞机在高空飞行时，气流对飞机的阻力和升力起着重要的作用。要取得气流与飞机飞行之间联系的数据，本应驾飞机飞行，进行实验。但是，这样做既危险又浪费。于是人们根据相对性原理，把飞机悬吊在大型管道——风洞中不动，然后让空气从风洞中向后高速流去，以此代替飞机在高空的飞行。这种试验方法，大大方便了实验工作的顺利进行，也大大促进了飞机制造工业的发展。一一摘自《物理世界》师生互动探究知识精析一、质点参考系和坐标系1．定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。2．实物简化为质点的条件：物体的大小和形状对研究的问题的影响可以忽略不计3．理想模型：抓住主要特征，忽略次要因素二、参考系1．选来作为标准的另外的物体叫做参考系2．选择不同的参考系来观察同一运动，观察的结果会有不同3．选择的原则：观测方便和使运动的描述尽可能简单三、坐标系：为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。方法引导1．歌词“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”所描写的运动的参考系分别是（）A．竹排、江岸B．江岸、竹排C．竹排、青山D．江岸、青山2．下列质点的概念的说法正确的是（）A．任何细小的物体都可以做质点B．任何静止的物体都可以看成质点C．一个物体是否可以看成质点要看研究的问题的具体情况来定D．一个物体在某种情况下可以看做质点，那么在另外的情况下也可以看做质点互动训练1．在无风的天气里，当你骑车快速前进时会感到风迎面吹来，这时你所确定的风向（）A．选择空气作为参考系B．选择你自己作为参考系C．选择路边的树木作为参考系D．没有选择任何物体作为参考系2．判断下列说法正确的是（）A．质点一定是体积、质量都极小的物体-16-/16
B．当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，因为火车上各点的运动状态相同，所以可以将火车视为质点C．研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面，自行车都不能被视为质点D．地球虽大，且有自转和公转，但有时可被视为质点3．某人在t=0时刻在位置A开始沿x的正方向运动，经3秒运动到B位置并立即返回，又经2秒回到A位置，再经2秒到达C位置。此人在上述各段时间内的路程各是多少？整个时间内的路程是多少？-2-1012345x/mCAB全息发展评价形成练习1．在下列物体的运动中，可视作质点的物体有()A.从北京开往广州的一列火车B.研究转动的汽车轮胎C.研究绕地球运动时的航天飞机D.表演精彩芭蕾舞的演员E.参加百米跑竞赛的运动员F.在斜下推力的作用下，沿水平面运动的箱子2．甲、乙两辆汽车均以相同速度行驶．有关参考系，下列说法正确的是()A．如两辆汽车均向东行驶，若以甲为参考系，乙是静止的B．如观察结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车C．如果以在甲车中一走动的人为参考系，乙车仍是静止的D．如甲车突然刹车停下，乙车向东行驶，以乙车为参考系，甲车向西行驶3．关于参考系的选取，下列说法正确的是（）A．参考系必须选取静止不动的物体B．参考系必须是和地面联系在一起的C．在空中运动的物体不能作为参考系D．任何物体都可以作为参考系 4．“坐地日行八万里，巡天遥看一千河．”这一句诗表明() A．坐在地上的人是绝对静止的 B．坐在地上的人相对地球以外的其他星体是运动的 C．人在地球上的静止是相对的，运动是绝对的 D．以上说法都错误5．地面观察者看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的车厢中的乘客看雨滴是（） A．向前运动 B．向后运动 C．倾斜落向前下方 D．倾斜落向后下方6．下列关于质点的说法中，正确的是（） A．质点是一个理想化的模型，实际并不存在 B．因为质点没有大小，所以与几何中心的点没有区别 C．凡是轻小的物体，都可看作质点 D．如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于无关或次要因素，就可以把物体看成质点E．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点7．甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动.这三架电梯相对地面的运动情况是（）A.甲向上、乙向下、丙不动B.甲向上、乙向上、丙不动C.甲向上、乙向上、丙向下D.甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢8．如图所示，物体沿x轴做直线运动，从A点运动到B点．由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程．-16-/16
选做提高1．坐在行驶列车里的乘客，看到铁轨两旁树木迅速后退，“行驶着的列车”和“树木迅速后退”的参考系分别是 A．地面、地面 B．地面、列车 C．列车、列车 D．列车、地面2．下列几种情况下的物体，哪些情况可将物体当作质点来处理 A．游乐场中，坐在翻滚过山车中的小孩 B．确定太空中的宇宙飞船位置 C．研究门的转动 D．研究正在将货物吊起的起重机的受力情况3．甲、乙、丙三个观察者，同时观察一个物体的运动．甲说“它在做匀速运动”，乙说“它是静止的”，丙说“它在做加速运动”．则下列说法中正确的是 A．在任何情况下都不可能出现这种情况 B．三人中总有一人或两人讲错了 C．如果选同一参考系，那么三人的说法都对 D．如果各自选择不同的参考系，那么三人说法都对4．在平直的公路上，甲乘汽车以10m／s的速度运动，乙骑自行车以5m／s的速度运动，甲、乙的运动方向相同，甲在前，乙在后，则 A．甲观察到乙以5m／s的速度靠近 B．乙观察到甲以5m／s的速度远离 C．甲观察到乙以15m／s的速度远离 D．乙观察到甲以15m／s的速度远离5．两辆汽车在平直的公路上行驶，甲车内一个人看乙车没有动，而乙车内的一个人看见路旁的树木向西移动，如果以大地为参考系，上述观察说明 A．甲车不动，乙车向东运动 B．乙车不动，甲车向东运动 C．甲车向西运动，乙车向东运动 D．甲乙两车以相同的速度向东运动6．在研究下述运动时，能把物体看作质点的是 A．研究地球的自转效应 B．研究乒乓球的旋转效应 C．研究火车从南京到上海运行需要的时间 D．研究一列火车通过长江大桥所需的时间7．（1）平常我们说的太阳升起和落下，是用什么作参考系的?我们说地球绕着太阳运动，又是用什么作参考系的? （2）研究自行车的车轮绕车轴的运动时，能不能把自行车当作质点?研究马路上行驶的自行车的速度时，能不能把自行车当作质点? 8．为了确定平面上物体的位置，我们建立以平面直角坐标系如图所示．以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正．图中A点的坐标如何表示?其含义是什么?-16-/16
高中物理第一章第2节时间和位移课前备学导航拓展阅读时－空的演示设想在沙漠中有一条很长的笔直的道路。一辆汽车沿箭头所指方向在路上行驶，朝着一个方向，时而行进，时而停止；时而加速，时而减速，有时匀速。假设沙漠中没有山谷，十分平坦；道路也很直，没有弯曲。如果不去考虑周围广袤的沙漠，让这辆汽车在笔直的一维轨迹上行驶，那么可将这辆汽车看作在一维空间中运动。这种运动不同于轮船在海上航行那样作两维空间运动，当然也不同于潜艇和航天飞行器那样作三维空间运动。汽车被限制在这条笔直、平坦的道路形成的一维空间里。如果我们在图上画出汽车的运动轨迹。就是一条直线――一个一维图象。这个图象没有体现出汽车的运行状况，只是描绘了汽车行驶的空间轨迹。为了把汽车运行的状况充分体现出来，我们需要引入时间。我们常常在一幅图上画出距离和时间，更好地体现汽车的运动情况。这幅时间－距离关系图反映了汽车的运行情况。曲线弯曲处表示汽车加速或减速。同一角度上升的直线表示车速不变。水平直线表示停车。姑且撇开说明这张示意图所用的细节与具体方法不谈，有一点是明确的，那就是，汽车运行状况曲线是用两维而不是一维空间得到的。在图上，时间为横轴，高速公路是纵轴。这张图表明了时间变化时，汽车在空间中的位移，也就是里程。如果从公路上悬停的直升机上观察汽车的运动，就会发现一个点沿着一条直线移动。无论这个点何时加速或减速，它的轨迹始终是条直线。如果在胶片上查看这一运动，我们会看到每幅画面上只有一个位置，有一个点，而失去了所有的时间感。事实上，我们知道在电影中关于运动和变化的感觉都是由于视觉存留而产生的幻觉，视觉存留可令人感到运动的连续性。对比之下，这幅图描绘了运动的全过程，显示了汽车在运动中的每一瞬间，形成了所有连续的位置或点。它不仅描述了汽车的运动，而且记载运动的全历程，正像这个运动在“时一空’中冻结了一样。虽然我们没有在空间维内经历时间，但仍然可以这样表示，从而得到了汽车的运动情况。就像是把一生中不同阶段的好书摆在与起，通过这种形式就能把生命过程表现出来。在这个汽车行驶的简单图象中，可以看出时间和空间的作用是相同的，即构成一个两维的连续的时空，我们才有了这样一幅反映人车行驶过程的时－空图。师生互动探究知识精析（一）时刻和时间间隔时间和时刻有区别，也有联系，在时间轴上，时间表示一段，时刻表示一个点。在坐标轴上，0点表示开始计时，0～3表示3s的时间，即前3s。2～3表示第3s，不管是前3s，还是第3s，这都是指。3s所对应的点计为3s末，也为4s初，这就是。（二）路程和位移1.路程（path）表示实际轨迹的，只有，没有，是标量。2.位置：质点的位置对应坐标系中的点3.位移（displacement）是表示物体的物理量，可以用由位置到位置的有向线段表示，位移的方向是从初位置指向位移的大小则是初位置到末位置的线段长度。位移既有，又有，是矢量。当物体运动的轨迹是一条直线且运动方向不变时，路程与位移的大小，其他情况下路程的数值都-16-/16
位移的数值。绕圆运动一周回到初始位置，它走的路程等于圆的，而它的位移却是。（三）矢量和标量1.既有又有的物理量叫矢量（vector），例如。2.只有没有的物理量叫标量（scalar），例如。3.矢量和标量的运算遵从的运算法则。（四）直线运动的位置和位移1.在直线运动中，建立直线坐标系后，用x表示物体的，用表示物体的。2.为正时表示物体位移方向与轴。为负时表示物体位移方向与轴。方法引导1．以下的说法中指时间的是（）A、天津开往德州的625次列车于13时35分从天津出发B、某人用15s跑完100mC、中央电视台新闻联播节目每天19时开始D、某场足球赛在开赛80分钟时，甲队才攻入一球2．关于位移和路程，下列说法正确的是（）A、在某一段时间内物体运动的位移为零，但该物体不一定静止B、在某一段时间内物体运动的路程为零，则该物体一定是静止的C、在直线运动中，物体的位移的大小小于路程D、在曲线运动中，物体的位移小于路程位移与路程的联系和区别①位移是物体在运动过程中，初位置指向末位置的有向线段的长度。是矢量，大小取决于质点初、末位置的变化，方向由初位置指向末位置，与物体的运动状态和运动过程无关。路程是质点运动轨迹的长度，是标量。②联系：两者的国际单位都是m，物理量的符号都是s；当物体作单向直线运动时，位移的大小等于路程的大小。3．以下物理量中是是矢量的（）A、位移B、路程C、质量D、重力互动训练1.以下说法指时间的是（）A.某场考试时间为2小时B.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权C.今明两天的天气由晴转阴ⅠBⅡAⅢD.列车于15：30达到终点站2.如图所示，物体沿三条不同的路径由A运动到B，下列关于他们的位移的说法中正确的是（）A.沿Ⅰ较大-16-/16
B.沿Ⅱ较大C.沿Ⅲ较大D.一样大3.如图一质点绕半径为R的圆形轨道运动了一周，则其位移大小为___，路程为。若质点运动了2.75周，则其位移大小为，路程为，此运动过程最大位移是，最大路程是。CABD4、如图所示，某同学沿平直路面由A点乘法出发，前进了100m到达斜坡的底端B点，又沿倾角为37°的斜面前进100m到达C点，求它的位移大小和路程。全息发展评价形成练习1．关于时间与时刻，下列说法正确的是（）A．作息时间表上标出上午8:00开始上课，这里的8:00指的是时间B．上午第一节课从8:00到8:45，这里指的是时间C．电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻D．在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间2．质点的位移和路程，下列说法中正确的是（） A．位移是矢量，位移的方向就是质点的运动方向 B．路程是标量，也就是位移的大小 C．质点做直线运动时，路程等于位移的大小 D．位移的数值一定不会比路程大3．关于位移和路程，下列说法正确的是()A．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程等于位移的大小C．物体通过一段路程，其位移可能为零D．物体通过的路程不等，但位移可能相同4．如图所示，某物体沿两个半径为R的圆弧由A经B到C．下列结论正确的是() A．物体的位移等于4R，方向向东 B．物体的位移等于2πR C．物体的路程等于4R，方向向东 D．物体的路程等于2πR5．第3s内表示的是s的时间，是从s末到s末，3s内表示的是。6．一质点绕半径为R的圆周运动了一圈，则其位移大小为，路程是。若质点运动了周，则其位移大小为，路程是，运动过程中最大位移是最大路程是。7．皮球从3m高处落下，被地板弹回，在距地面1m高处被接住，则皮球通过的路程和位移的大小分别是________和________．选做提高-16-/16
1.以下的计时数据指时间的是（）A.天津开往德州的625次列车于13h35min从天津发车B.某人用15s跑完l00mC.中央电视台新闻联播节目19h开播D.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权2.关于时刻和时间，下列说法正确的是（）A.时刻表示时间极短，时间表示时间较长B.时刻对应物体的位置，时间对应物体的位移C.作息时间表上的数字均表示时刻D.1min只能分成60个时刻3．下列关于位移和路程的说法正确的是（） A．位移和路程总是大小相等，但位移是矢量，路程是标量 B．位移是描述直线运动的，路程是描述曲线运动的 C．位移只取决于初末位置，而路程还与实际运动的路线有关 D．物体的路程总大于或等于位移的大小4．关于位移和路程，下列说法中正确的是（）A.在某一段时间内质点运动的位移为零，该质点不一定是静止的B.在某一段时间内质点运动的路程为零，该质点一定是静止的C.在直线运动中，质点位移的大小一定等于其路程D.在曲线运动中，质点位移的大小一定小于其路程5．从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，则在这段过程中()A.小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7mB.小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为7mC.小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3mD.小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为3m6．下列说法正确的是()A．时刻表示很短的时间B．在时间轴上，时刻表示一个点，时间表示一段C．矢量和标量遵从相同的运算法则D．像位移这样的矢量相加，不遵从算术加法的法则7．一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后:t(s)末012345x(m)05-4-1-71（1）哪几秒内的位移最大?()A．1sB．2sC．3sD．4s（2）第几秒内的位移最大?()A．第1sB．第2sC．第3sD．第4s（3）几秒内的路程最大?()A．1sB．2sC．4sD．5s（4）第几秒内的路程最大?()A．第1sB．第2sC．第3sD．第4s8．如图1－2－9所示，甲中，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： (1)0.2s内小球发生的位移大小是________，方向向________，经过的路程是________.-16-/16
（2）0.6s内小球发生的位移大小是________，方向向________，经过的路程是________. （3）0.8s内小球发生的位移是________，经过的路程是________. (4)1.0s内小球发生的位移大小是________，方向向________，经过的路程是________.高中物理第一章第3节运动快慢的描述——速度知识精析1.速度的定义：物体所通过的位移跟通过这段位移所用时间之比叫速度2.公式3.单位：速度的国际单位是米每秒，符号是m/s4.物理意义：速度是描述物体运动的方向和位置变化快慢的物理量5.速度是矢量：速度既有大小，又有方向，所以速度是矢量，速度方向就是物体的运动方向。６.平局速度的定义：做变速直线运动物体所通过的位移跟通过这段位移所用时间之比叫平均速度７.瞬时速度的定义：在变速直线运动中，物体在某一时刻或在某一位置时的速度瞬时速度。８.瞬时速度能够准确地描述物体在各个时刻的运动情况.方法引导１.下列对各种速率和速度的说法中，正确的是（）A．平均速率就是平均速度B．瞬时速率是指瞬时速度的大小C．匀速运动中任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻的瞬时速度D．匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度都相等２.一门反坦克炮直接瞄准所要射击的一辆坦克。射击后，经过t1=0.6s，在炮台上看到炮弹爆炸。经过t2=2.1s，才听到爆炸的声音。问坦克离炮台的距离多远？炮弹飞行的水平速度多大？（声音在空气中的速度是340m／s。，空气阻力不计）（850m／s）互动训练１.关于平均速度的说法正确的是()A.平均速度是各个瞬时速度的平均值B.平均速度是最大速度和最小速度的平均值C.平均速度是初速度和末速度的平均值D.某段位移上的平均速度是这段位移跟通过这段位移所用时间的比值２.关于瞬时速度的说法错误的是()A.瞬时速度是指质点在某一位置时的速度B.瞬时速度是指质点在某一时刻时的速度C.瞬时速度是指质点刚开始运动时的速度D.质点在某一位置的瞬时速度是指质点在该位置附近极短时间内的平均速度３.一个运动员在百米赛跑中，测得他在50m处的即时速度是6m/s,16s末到终点时的即时速度为7.5m/s-16-/16
，则全程内的平均速度的大小为()A.6m/sB.6.25m/sC.6.75m/sD.7.5m/s４.一辆车在光滑水平轨道上以4m/s的速度匀速运动3s，接着又以6m/s的速度匀速运动了3s，小车在6s内的平均速率为()A.4m/sB.5m/sC.5.5m/sD.6m/s全息发展评价形成练习1．试判断下面的几个速度中哪个是瞬时速度A．子弹出枪口的速度是800m/s，以790m/s的速度击中目标B．汽车从甲站行驶到乙站的速度是40km/hC．汽车通过站牌时的速度是72km/hD．小球第3ｓ末的速度是6m/s2．下列说法中正确的是A．做匀速直线运动的物体，相等时间内的位移相等B．做匀速直线运动的物体，任一时刻的瞬时速度都相等C．任意时间内的平均速度都相等的运动是匀速直线运动D．如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一个恒量，则此运动是匀速直线运动３．用同一张底片对着小球运动的路径每隔0．1s拍一次照，得到的照片如图所示，则小球运动的平均速度是A．0.25m/sB．0.2m/sC．0.17m/sD．无法确定４．短跑运动员在100ｍ竞赛中，测得7ｓ末的速度是9m/s，10s末到达终点时的速度是10.2m/s，则运动员在全程内的平均速度为A．9m/sB．9.6m/sC．10m/sD．10.2m/s５．一辆汽车以速度v行驶了2/3的路程，接着以20km/h的速度减速，后以36km/h的速度返回原点，则全程中的平均速度是A．24km/hB．0C．36km/hD．48km/h６．一物体做单向直线运动，前一半时间以速度v1匀速运动，后一半时间以速度v2匀速运动，则该物体的平均速度为；另一物体也做单向直线运动，前一半路程以速度v1匀速运动，后一半路程以速度v2匀速运动，则该物体的平均速度为.７．火车从甲站到乙站的正常行驶速度是60km/h,有一列火车从甲站开出，由于迟开了300ｓ，司机把速度提高到72km/h，才刚好正点到达乙站，则甲、乙两站的距离是km.８．相距12km的公路两端，甲乙两人同时出发相向而行，甲的速度是5km/h，乙的速度是3km/h，有一小狗以6km/h的速率，在甲、乙出发的同时，由甲处跑向乙，在途中与乙相遇，即返回跑向甲，遇到甲后，又转向乙.如此在甲乙之间往返跑动，直到甲、乙相遇，求在此过程中，小狗跑过的路程和位移.９．一位同学根据车轮通过两段钢轨交接处时发出的响声来估测火车的速度，他从车轮的某一次响声开始计时，并同时数车轮响声的次数“1”，当他数到“21”时，停止计时，表上的时间显示已经过了15ｓ，已知每段钢轨长为12.5ｍ，根据这些数据，你能估算出火车的速度吗?选做提高-16-/16
1．一个做直线运动的物体，在t＝5s内速度从v0＝12m/s增加到v1＝18m/s，位移是s＝70m.这个物体5s内的平均速度是()A．14m/sB．15m/sC．6m/sD．无法确定2．关于平均速度的说法正确的是()A．平均速度是各个瞬时速度的平均值B．平均速度是最大速度和最小速度的平均值C．平均速度是初速度和末速度的平均值D．某段位移上的平均速度是这段位移跟通过这段位移所用时间的比值３．物体沿直线由A运动到B，且知在A与B点的即时速度和AB间的平均速度均为10km/h，A与B间距离是20km.由此，某同学得到如下结论，其中正确的是()A．在A点、B点和AB间，物体运动的快慢程度是相同的B．物体在经过A点和B点时，每小时的位移是10kmC．因为此物体由A到B需2h，故物体一定做的是匀速运动D．物体不一定是做匀速运动４．榴弹炮击发后，炮弹在膛内的位移是1.8m，经0.04s飞离炮口.炮弹在膛内的平均速度为，炮弹离开炮口时的速度是指的速度.５．某物体沿直线前进，在第1个10s内的位移是50m，第2个10s内的位移是45m.那么此物体在第一个10s内的平均速度大小为,第2个10s内平均速度大小为，整个20s内平均速度大小为.６．物体沿直线向前运动，第1秒内的位移为5m，第2秒内的平均速度为10m/s，从第3秒起物体做速度为15m/s的匀速运动.则头5s内物体的平均速度为多少?７．一辆汽车以速度v1通过前三分之一路程，以速度v2＝50km/h通过其余路程，且整个过程中的平均速度＝37.5km/h.那么，汽车在头三分之一路程中的速度大小v1为多少?８．一列队伍长L=120m，行进速度v1=1.6m/s.为了传达一个命令，通讯员从队伍排尾跑步赶到队伍排头，其速度v2=3m/s，然后又立即用与队伍行进速度相同大小的速度返回排尾.问： （1）通讯员从离开队伍到重又回到排尾共需多少时间？（2）通讯员归队处与离队处相距多远？高中物理第一章第4节 实验：用打点计时器测速度课前备学导航-16-/16
拓展阅读高速摄影与频闪摄影人们称摄影为瞬间艺术，但只有当高速摄影出现后，才有了真正意义上的瞬间摄影。普通闪光灯持续发光时间可达到1／20000s，这对于拍摄体育运动等素材是够用了。然而子弹飞行时的速度少说也有数百米每秒，要想抓拍子弹运动的瞬间，曝光时间要用百万分之一秒的数量级。后来人们开始使用激光光源以达到在更短时间中发出更强烈的照明，才能清楚地将它的影像凝固在底片上。高速摄影有广泛的用途。例如，在汽车的快速碰撞试验的研究中，人们先把碰撞的过程拍摄成电影，然后以很慢的速度放映，以便观察在碰撞期间车身如何变形，从而发现薄弱的那位。又如，某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧，如在急速飞行过程中急剧减速、悬空停住、以不超过其身长的半径转弯等。借助高速摄影技术，可以对它们运动过程中的振翅情况进行研究。高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥了作用。以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子到底是如何摆动的，以至于画家们一直凭借主观感觉去画奔马。借助高速摄影技术，人们对此才有了正确的认识。闪光频闪摄影是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一张底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术。频闪摄影的关键器材是电子频闪灯。当电子频闪灯充足电后，就可以像连发手枪一样，一次紧接一次地频繁闪光。闪光频率越高，底片曝光次数越多，在照片上出现的影像也越多。高频电子频闪灯的闪光频率（每秒钟的闪光次数）可达上百次。用电子频闪灯拍摄频闪照片应选择一个黑色的背景，被摄者距离背景尽可能远些，以避免频闪光照亮背景，或在画面中出现影子，从而影响主体的效果。如果主体距离背景比较近，最好使闪光灯与被摄物体形成侧光和侧逆光的照射角度，被摄物体也最好有明显的轮廓线条，从而防止影像与背景的色调混杂。相机与被摄者的距离要近一些，这是因为设定频闪后，闪光指数会下降很多。师生互动探究实验探究1．根据实验目的用打点计时器测量手拉纸带的速度，安装实验器材，接通电源。２．按下脉冲输出开头，用手水平地拉动两条纸带，纸带动上就打上一系列小点。３．取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点。如果共有n个点，点子的间隔数则为（n-1）个，用t=0.02（n-1）计算出纸带的运动时间t。４．用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离s 有多长6．利用公式计算纸带在这段时间内的平均速度。把测量和计算的结果填入表一中。５．从能够看清的某个点开始，每隔0.1s取一个点，在纸带上用数字0，1，2….5标出这些“测量点”，测量包括每个点的一段位移△x,记录在表二中，同时记录相对应的时间，以测量该点的瞬时速度。６．计算出各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，填入表三中，点0作为计时的开始，即t=0。７．以速度v为纵轴，以时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表二的数据在坐标轴上描点，将这些点用平滑的曲线连接起来。８．通过曲线的走向大致看出手的速度变化规律，将你的实验结果与其他同学交流一下，说出你的体会。如果用电磁打点计时器，则实验步骤的前3步相应地应当是：把打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面。把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6V的低压交流电源的接线柱相连接。打开电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一列小点。数据处理表一：实验次数点子数n点子间隔数n-1运动时间t/s位移s/m平均速度/m/s12表二：-16-/16
位置012345/m/s0.060.060.060.060.060.06v/（m/s）表三：位置012345t/s0v/（m/s）方法引导（本栏目必写，配备典型例题，不给答案。）1.下列关于电磁打点计时器的说法中正确的是（）A.打点计时器使用低压直流电源B.打点计时器使用低压交流电源C.使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02sD.使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.1s［例2］电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A．时间间隔B．位移C．加速度D．平均速度互动训练（本栏目必写，给出适量的针对性即时训练，不给答案，供课堂上当堂完成。）１.一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（）A．接在直流电源上B．电源电压不稳C．电源频率不稳D．打点针压得过紧2.如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为m／s，在A、D间的平均速度为m／s，B点的瞬时速度更接近于m／s。3．美国著名短跑运动员卡尔·刘易斯曾以9.86s跑完100m．在这次赛跑中，从起跑点算起每10m所用时间分别是：1.88s、1.08s、0.92s、0.89s、0.84s、0.84s、0.84s、0.83s，最后20m用了1.74s．从这组数据可以算出，他跑完100m的平均速度是______m/s，平均速度最小的是第______个10m，平均速度最大的是第________个10m。全息发展评价形成练习１．使用打点计时器时应注意（）A.无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面B.使用打点计时器时，应先接通电源，再拉动纸带C.使用打点计时器时，拉动纸带的方向应与限位孔平行D.使用打点计时器时，应将打点计时器先固定在桌子上２．利用打点计时器打出的纸带（）A.能准确地求出某点的瞬时速度B.只能粗略地求出某点的瞬时速度C.能准确地求出某段时间内的平均速度-16-/16
D.可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度３．如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物体做匀速运动（）４．根据打点计时器打出的纸带，我们不利用公式计算就能得到的物理量是（）A.时间间隔B.位移C.瞬时速度D.平均速度５．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白处．A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压电源的两个接线柱上。B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过，并压在下面。C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离。D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间 。E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。F．利用公式计算纸带运动的平均速度。实验步骤的合理顺序是６．在测定速度的实验中，使用打点计时器测量小车速度，实验得到一条纸带如图所示，0、1、2、3……是选用的计数点，每相邻的计数点间还有3个打出点没有在图上标出。图中还画出了某次实验将米尺靠在纸带上进行测量的情况，图中所给的测量点的读数分别是、、和。７．在“用打点计时器测速度”的实验中，某次实验中的纸带如图所示，取O为起点位置，每隔5个间隔为一个计数点。实验使用的电源是50Hz的低压交流电源，其中OA＝0.60cm，OB＝2.40cm，OD＝9.60cm。已知物体在相等时间内位移的增量相同。则OC距离是cm；在B计数点处的瞬时速度=m／s。（图中单位为cm）８．用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车的运动情况。某次实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、1、2、3……，量得0与1两点间距离x1＝30mm，2与3两点间的距离x2＝48mm，则小车在0与1两点间平均速度为-16-/16
＝m／s，在2与3两点间的平均速度＝m／s。据此可判定小车做。高中物理第一章第5节 速度变化快慢的描述——加速度课前备学导航拓展阅读我们向他学习什么？法国大数学家、物理学家帕斯卡从小不仅喜欢问为什么，还特别喜欢自己去钻研。找出问题的答案。他小时候有一次在厨房玩，听到厨房里的师傅把盘子弄的叮叮当当的响，这种声音响了千百年，谁都认为，刀碰到盘子总会要响的。可是这平常的声音却使他着了迷，他想，要是敲打发声的话。为什么刀离开盘子后声音不会立即消失呢？他回到家后自己作了实验，他发现盘子被敲击后，声音会连续不断，但只要用手一按盘子边，声音就立即消失，并且他还感受到了盘子的振动。由此他明白了声音最要紧的是振动，不是敲打。打击停止了，只要振动不停止，就能继续发出声音来。这样他11岁就发现了声学的振动原理，开始了科学的探索。他能够在16岁就发表数学论文，22岁就研制出世界上第一台机械计算机，24岁研制成著名的真空实验……这与他从小爱动脑筋是分不开的。所有的科学家都具有这样高尚的品质——好奇，搞不明白不罢休，持之以恒。同学们。只要我们把科学家这些良好的品质应用到我们的物理学习中。相信我们就一定能把物理学的很棒！师生互动探究知识精析1．加速度的定义速度的变化量与发生这一变化所用的时间的比值叫做加速度2．定义式或3．单位：米每二次方秒(m/s2)4．物理意义：描述物体速度变化快慢程度的物理量方法引导1．做匀加速直线运动的火车，在3s内速度从5m/s增加到20m/s，求火车的加速度大小。汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度大小。２．关于速度、速度的变化量、速度变化率(加速度)的关系，下列说法中正确的是A．速度越大，速度变化量一定越大B．速度越大，加速度越大C．速度等于零则加速度等于零，反之，加速度等于零，则速度也必然为零D．速度的变化量越大，加速度就越大E．速度变化越快，加速度就越大互动训练（本栏目必写，给出适量的针对性即时训练，不给答案，供课堂上当堂完成。）１．下列说法正确的是A．加速度为正值，则速度增加，加速度为负值，则速度减小B．2m/s2的加速度比－4m/s2的加速度大-16-/16
C．加速度不为零且恒定的物体其速度必增加D．加速度方向不变而速度方向变化２．某小球以5m/s的速度垂直墙面撞在墙上，以4m/s的速度垂直墙面反弹，求：(1)小球撞墙过程速度的变化；(2)撞墙过程的时间是0.05s，小球撞墙过程的平均加速度多大？３．如图所示是一个物体向东运动的速度图象。由图可知在0～10s内物体的加速度大小是，方向是；在10－40s内物体的加速度为，在40－60s内物体的加速度大小是，方向是全息发展评价形成练习1．下列所描述的运动中，可能的有()A．速度变化很大，加速度很小B．速度变化方向为正，加速度方向为负C．速度变化越来越快，加速度越来越小D．速度越来越大，加速度越来越小2．关于加速度方向，下列说法正确的是()A．加速度的方向总是与初速度的方向相同B．加速度的方向总是与末速度的方向相同C．加速度的方向总是与速度变化的方向相同D．加速度的方向总是与位移方向相同3．在下面所说的物体运动情况中，不可能出现的是()A．物体在某时刻运动速度很大，而加速度为零B．物体在某时刻运动速度很小，而加速度很大C．运动的物体在某时刻速度为零，而其加速度不为零D．做变速直线运动的物体，加速度方向与运动方向相同，当物体加速度减小时，它的速度也减小4．由公式a=Δv/Δt可知()A．a与Δv成正比B．物体的加速度大小由Δv决定C．a的方向与Δv的方向相同D．Δv/Δt叫速度变化率，就是加速度5．如图所示为直升飞机由地面起飞过程中的v-t图像关于飞机运动情况的描述正确的是()A．0～5s飞机匀加速上升.B．5～15s飞机停在空中不动.C．t＝20s时飞机的速度、加速度都为零.-16-/16
D．20～25s飞机竖直向下运动.6．飞机由静止开始运动，50s内速度增大到400m/s，则飞机的加速度为.汽车遇到障碍物紧急刹车，在2s内速度由20m/s到停止运动，则汽车的加速度为.7．物体以10m/s的速度冲上光滑斜面，经过4.0s又滑回出发点，速率仍为10m/s，若物体加速度的大小方向始终不变，则它的加速度是m/s2.8．做匀变速直线运动的物体，在前5s内速度由零增至20m／s，在后5s内速度由20m／s减至5m／s．求物体在前5s内和后5s内的加速度．选做提高1．下列说法正确的是 A．物体运动的速度越大，它的加速度也一定越大 B．物体运动的加速度越大，它的速度也一定越大 C．加速度就是“加出来的速度” D．加速度反映了物体速度变化的快慢，与速度无关2．关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（）A．速度变化得越多，加速度就越大B．速度变化得越快，加速度就越大C．加速度方向保持不变，速度方向也保持不变D．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小3．下列运动过程可能实现的是 A．运动物体的速度很大，但加速度很小B．运动物体的速度很小，但加速度很大 C．运动物体的加速度减小，速度却增大D．运动物体的加速度增大，速度却减小4．物体做匀加速直线运动，已知加速度为2m／s2，则 A．物体在某秒末的速度一定是该秒初的速度的2倍 B．物体在某秒末的速度一定比该秒初的速度大2m／s C．物体在某秒初的速度一定比前秒末的速度大2m／s D．物体在某秒末的速度一定比前秒初的速度大2m／s5．某物体某时刻速度v＝4m／s，加速度a＝－2m／s2，它表示该物体的速度与加速度方向________，速度将________，位移将________．6．如图l－5－2所示的速度一时间图象中，质点A、B、C运动的加速度分别为aA＝________m／s2，aB＝________m／s2，aC＝________m／s2，其中________的加速度最大．在t＝0s时________的速度最大，在t＝4s时________的速度最大，在t＝________s时，A、B的速度一样大．7．填出下列各种条件下的加速度的大小：(1)显像管内，电子从阴极射到阳极的过程中，速度由零增加到108m/s，历时2×10-5s，其加速度为；(2)子弹击中靶子时，在0.1s内速度从200m/s降到零，其加速度为；(3)火车出站时，可在20s内使速度从10m/s增大到1200m/min，其加速度为；(4)以2m/s的速度直线运动的足球，被运动员“飞起一脚”使其在0.2s内改为4m/s反向飞出，则足球被踢时的加速度是.-16-/16
