《高一物理(必修)》书稿①.doc

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1、高效学习高一物理（必修）书稿课程标准（实验稿）相关要求 通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用。 理解位移、速度和加速度。第一章 运动的描述 同步导学 第1节 质点 参考系和坐标系理解领悟要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一个物理模型，最简单的是质点模型。由于运动的相对性，描写质点的运动时，必须明确所选择的参考系。为了准确地、定量地描述质点的运动，还要建立坐标系。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基础知识。本节知识是学习后面知识的基础，也是整个力学的基础。基础级1. 为什么要引入“质点”这一概念？物体的运动通常是很复杂的。雄鹰拍打着翅膀在空中

2、翱翔，它的身体在向前运动，但它的翅膀在向前运动的同时还在上下运动；足球在运动场上飞滚，它在向前运动的同时还在不断滚动；呼啸而过的火车，它的车身在向前运动，而车轮在向前运动的同时还在不断滚动，它的发动机和传动机构的运动就更为复杂；舞蹈演员的优美舞姿，令人眼花缭乱，叹为观止。显然，要详细而准确地描述这些物体的运动，是很困难的，并不是一件容易的事。那么，问题出在哪里呢？原来，物体都有一定的大小和形状，而物体各部分的运动情况一般是不同的，这就导致了描述物体运动的复杂性。假如物体各部分的运动情况都相同，那么在我们研究物体的运动状态时，不就可以用一个“点”来代替它了吗？即使物体各部分的运动情况并不相同，但

3、在某些情况下，我们需要了解物体各部分运动的区别吗？例如，研究地球绕太阳的公转，研究火车的整体运动，等等，我们并不需要了解物体各部分运动的区别。这时，物体的大小和形状并不重要，可以不予考虑，不也就可以用一个“点”来代替它了吗？可见，在某些情况下，我们可以把物体简化为一个有质量的点，从而引入“质点”这一概念。用来代替物体的有质量的点叫做质点，即质点是没有大小和形状，而具有物体全部质量的点。2. 什么样的物体可以看成质点？一个物体能否看成质点是相对的，是由问题的性质决定的，要视具体情况而定，不能绝对化。例如，在研究地球绕太阳的公转时，地球能够看成质点；但在研究地球的自转时，地球就不能看成质点了。物体

4、能否看成质点，与物体本身的大小没有必然的关系。很大的物体可能被看成质点，而很小的物体却不一定能够被看成质点。例如，上面提到的研究地球绕太阳的公转时，地球尽管很大，仍然能够看成质点；但在研究双原子分子的振动及转动时，小小的份子却就不能看成质点了。一个物体能否被看成质点，一般情况下与物体做直线运动还是曲线运动没有关系，即物体做直线运动或曲线运动时，都可能被看成质点。例如，研究运动员在400m赛跑中的速度变化时，无论是在直道上还是在弯道上，都可以将运动员看成质点。总之，在研究物体的运动时，若可以不考虑物体的大小和形状，就可以将物体看成质点。3. 建立物理模型是物理学研究问题的基本方法事实上，严格意义

5、上的有质量而无大小、形状的点是不存在的，质点的概念是科学抽象的产物。在物理学中，突出问题的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并将其作为研究对象，是经常采用的一种科学研究方法。理想物理模型是运用理想化的思维方法得到的理想化的事物，建立理想化物理模型的过程是反映事物本质特性的过程。质点就是这种物理模型之一。初中物理中接触到的光滑水平面，也是一种理想化的物理模型。你还能举出一些学过的理想化物理模型吗？4. 什么是参考系？人站在地面上静止不动，但又跟着地球自转，跟着地球绕太阳公转，又是运动的。那么，站在地面上的人到底是静止的，还是运动的呢？看来，不选定某个其他物体做参考，还真说不清楚。

6、在无风的雨天，雨滴是竖直落下的；而在骑车前进的人看来，雨滴则是斜向他打来的。雨滴究竟做什么样的运动？不选定某个其他物体做参考，也同样说不清楚。因此，为了描述一个物体的运动，必须首先选定某个其他物体做参考，观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化。这种在研究物体的运动时用来做参考的物体，在初中物理中称为“参照物”，而在高中物理中则称为“参考系”。“参考系”是“参照物”的科学名称。5. 如何选择参考系？选择参考系是对运动进行描述和研究的前提。对于同一个运动过程，当观察者选择的参考系不同时，其对运动过程的描述可能是不同的，对运动描述的繁简程度也可能是不同的。例如，从匀速飞行的

7、飞机上向地面空投物资，飞机上的人以飞机为参考系，看到投下的物体是沿直线竖直下落的；而地面上的人以地面为参考系，看到的物体是沿曲线下落的。从运动学的角度看，参考系的选取原则上是任意的。当然，要比较不同物体的运动，必须选取同一个参考系。对一个具体的运动学问题，为了追求对问题描述的简洁性，我们应从方便出发，将简化对运动的描述作为选择参考系的一个基本原则（除非问题中对参考系有特别的要求）。在研究地球上物体的运动时，一般情况下选取地球或相对地球静止的物体为参考系。若选取地球或相对地球静止的物体为参考系，一般不需加以说明；但若选取另外的物体为参考系，则应明确地说明。6. 为什么要建立坐标系？如果只有参考系

8、，那么我们只能定性地描述物体的运动。要想定量地描述物体的运动，必须在参考系上建立坐标系。当物体沿直线运动时，为了定量地描述物体的位置变化，可以选取质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，规定原点及单位长度，建立直线坐标系。通常选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。这样，物体的位置就可以用它的位置坐标来表示，物体位置的变化也就可以用它的坐标位置的变化来描述。发展级7. 机械运动的两种基本形式机械运动是指物体与物体间或是物体的一部分和另一部分间相对位置的变动，它有两种基本形式平动和转动。一个运动着的物体，如果在物体上取任意两点所连成的直线在整个运动中都是互相平行的，那么这个物体

9、的运动就叫做平动，或称移动。如图11的平行六面体代表一固体，运动时它的棱AB位置虽不断变化，但始终是平行的，即ABA1B1A2B2。；所有其他任意两点的连线在运动时也是平行的，例如ACA1C1A2C2以及ADA1D1A2D2等，这时物体在平动。平动的时候物体上各点的运动情况都是相同的。物体上各点运动的轨迹是直线的叫做直线移动，是曲线的叫做曲线移动。抽屉从桌内拉出时的运动是直线移动，图11所示六面体的运动是曲线移动。C1A11ASSB1BB2D1A21C1C2D1D2图11如果固体内所有各点都绕同一直线做大小不同的圆周运动，这种运动就叫做转动。这条直线称为转动轴。转动时物体上所有各点的运动情况不

10、尽相同。工厂中固定机器上飞轮的运动就是转动的一个实例。一般物体的运动，大多是平动和转动合并而成的复杂运动。8. 平动的物体一定能看成质点吗？转动的物体一定不能看成质点吗？既然平动物体各点的运动情况都相同，那么平动的物体就一定能看成质点吗？不一定！例如，行驶中火车的车身在平动，当我们研究它运动速度的变化时，可以将它看成质点；而当我们要考察其通过一座桥梁的时间时，火车的长度不能忽略，就不能将它看成质点了。既然转动物体各点的运动情况不尽相同，那么转动的物体就一定不能看成质点吗？也不一定！当转动物体本身的尺度远小于它到转轴的距离时，由物体的大小而引起的物体上各部分的运动差异就可以忽略不计，从而也可将它

11、看成质点。例如，研究人造卫星绕地球的运转，就可将卫星看成质点。9. 参考系的严格定义 严格地讲，参考系是指选来作为研究物体运动依据的一个三维的、不变形的物体或一组物体为参考体，并在参考体上选取不共面的三条相交线作为标架，再加上与参考体固连的时钟。即参考系包括参考体、标架和时钟。习惯上我们把参考体简称为参考系。10. 如何建立描述物体做平面运动的坐标系？在一列队伍中，只要知道某人处于第几位，就可以确定他的位置了；而在做操时，则需要以列数和行数才能确定某个同学的位置。可见，要定量地描述物体的平面运动，确定物体（质点）在平面上的位置，靠直线坐标系就不行了，必须建立平面坐标系，通常采用平面直角坐标系。

12、这时，物体的位置就可以用（x ，y）一组坐标来表示。不知你想过没有，假如物体在三维空间内运动，要描述它的位置，又该怎样建立坐标系呢？11. 关于全球卫星定位系统东西北南267图12教材在本节的“科学漫步”栏目中提到了“全球卫星定位系统（GPS）”。GPS是Global Positioning System的缩写，是一种高精度卫星导航系统。它为各类用户提供三维位置（x，y， z）、三维速度（v）和时间（t）信息，实现全天候、全球实时导航定位，保障运载工具的安全。关于这一系统的定位原理，教材不作要求，但应了解教材图1.16显示屏上提供的信息。显示屏上的北纬3955.451、东经11623.504是

13、北京所处的纬度和经度，第1行的“西”和第2行的航向267其含义如图12所示。从显示屏中还可知道航速为0.0km/h，航程为1.0km，累计航行时间为1332，测量时间为102957。应用链接 本节知识的应用主要涉及对质点、参考系和坐标系等概念的理解，对物体能看成质点的条件的认识，并掌握在不同参考系中分析物体的运动以及建立直线坐标系确定物体位置的方法。基础级例1. 在下列情况下，物体可以看成质点的是（ ）A. 分拣邮件时，包裹从斜槽上滑下B. 人造地球卫星绕地球飞行C. 研究地球自转规律D. 研究撑杆跳高运动员从起跳到落地的过程提示 根据物体可以看成质点的条件进行分析。解析 包裹从斜槽上滑下，其

14、各部分运动情况相同，只需研究一个点的运动就行了，故包裹可以看成质点。人造地球卫星绕地球飞行的过程中，卫星的大小与所研究的空间范围相比是一个很小的量，可以把卫星看成质点。研究地球自转时，地球上各点的运动情况是不同的，故不能看成质点。同理，撑杆跳高运动员在整个跳高的过程中，身体各部分的运动情况也是不同的，因此也不能看成质点。选项A、B正确。点悟 物体能否看成质点，与研究问题的空间范围有关，与物体的具体运动形式也有关。当物体的大小与研究问题的空间范围相比可以忽略不计时，物体可以看成质点；当物体做平动，而又只研究其运动状态时，或虽有转动，但不研究其转动时，物体都可以看成质点。例2 甲、乙两辆汽车在平直

15、的公路上并排行驶，甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动，乙车内的旅客发现甲车没有运动。如果以地面为参考系，上述事实表明（ ）A. 甲车向西运动，乙车不动B. 乙车向西运动，甲车不动C. 甲车向西运动，乙车向东运动D. 甲、乙两车以相等的速度都向西运动提示 旅客观察物体的运动，实际上是以自身（或与自身保持相对静止的车厢）为参考系的。解析 从“乙车内的旅客发现甲车没有运动”这一条件容易判断，甲、乙两车的运动快慢是相等的，方向也是相同的；又从“甲车内的旅客看见窗外的树木向东移动”这一条件可以判断，甲车向西运动。故甲、乙两车以相等的速度都向西运动，选项D正确。点悟 以某物体为参考系，观察者就须处于参考系

16、中（与参考系保持相对静止）来进行观察，可以形象地讲：参考系是长“眼睛”的。我们从本题的求解还可体会到，充分利用题设条件进行分析，并加以综合判断，是解决一般物理问题的基本程序。例3 在平直公路上，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。则甲、乙（ ）A. 同向运动时，甲一定观察到乙以5m/s的速度靠近B. 反向运动时，甲一定观察到乙以15m/s的速度远离C. 相向运动时，乙一定观察到甲以15m/s的速度靠近D. 背向运动时，乙一定观察到甲以15m/s的速度远离提示 注意甲可能在前，也可能在后，并弄清“同向”、“反向”、“相向”、“背向”的含义。解析 甲、乙同向运动时，若甲

17、在前，则甲观察到乙以5m/s的速度远离；若甲在后，则甲观察到乙以5m/s的速度靠近。甲、乙相向运动时，乙一定观察到甲以15m/s的速度靠近；甲、乙背向运动时，乙一定观察到甲以15m/s的速度远离。甲、乙反向运动，可包括相向运动和背向运动两种情况，因而甲可能观察到乙以15m/s的速度靠近，也可能观察到乙以15m/s的速度远离。选项C、D正确。点悟 处理物理问题，应考虑可能出现的多种情况，进行全面的分析。例4 为了确定一辆行驶在北京长安街上的汽车的位置，我们可以取x轴表示长安街的东西方向，x轴的正方向指东，并且取天安门前的旗杆作为坐标轴的原点，那么汽车的位置就由它的坐标完全确定了。若汽车的坐标是1

18、km，则表示汽车处于什么位置？汽车的坐标是-2km呢？提示 坐标的绝对值表示汽车离开坐标原点的距离，正负号表示方向。解析 若汽车的坐标是1km，则表示汽车在旗杆以东1km；汽车的坐标是-2km，则表示汽车在旗杆以西2km。点悟 用坐标确定了物体的位置，我们就能定量地描述物体的运动了。这里，特别要注意坐标正负号的含义。发展级例5 通信卫星是静止卫星。那么，以下说法正确的是（ ） A. 静止卫星相对于地球是静止的B. 静止卫星相对于地面是静止的C. 静止卫星相对于地球中心是静止的D. 以上说法都正确提示 物体相对于参考系是否静止，要看它相对于参考系的位置是否发生变化。解析 静止卫星跟着地球一起自转

19、，相对于地面的位置保持不变，故相对于地面是静止的。静止卫星在不断绕地球中心转动，故相对于地球中心是运动的。说静止卫星相对于地球静止是模糊的。选项B正确。点悟 对于一些而非的说法，需要经过仔细、深入的思考，才能得出正确的结论。例6 甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，丙看到乙匀速下降。那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是（ ）A. 甲、乙匀速下降，v乙v甲, 丙停在空中B. 甲、乙匀速下降，v乙v甲, 丙匀速上升C. 甲、乙匀速下降，v乙v甲, 丙匀速下降，且v丙v乙D. 甲、乙匀速下降，v乙v甲, 丙匀速下降，且v丙v乙提示 注意参考系的选取，并比较运动

20、速度的大小。解析 甲看到楼房匀速上升，说明甲在匀速下降；又乙看到甲匀速上升，说明乙比甲下降得更快，即乙也匀速下降，且v乙v甲。丙看到乙匀速下降，说明丙可能在匀速上升，或停在空中；也可能在匀速下降，且v丙v乙。选项A、B、D正确。点悟 本题涉及三个物体的运动，从题给条件出发，进行严密的逻辑推理，方能得出正确结果。本题也可从选项出发，逐项进行分析，看看是否会出现题干中所述的情况。课本习题解读p.13问题与练习1. 子弹长约几厘米，枪口到靶心的距离大于几十米，两者相差千倍以上。研究子弹从枪口飞到靶心所需的时间，一般都可以忽略子弹的长度，把子弹看成质点。子弹穿过一张薄纸的时间，是从子弹头与纸接触算起到

21、子弹尾离开纸的一段时间。若把子弹看成质点，则子弹穿过薄纸就不需要时间了。所以，研究子弹穿过一张报薄纸的时间，不能把子弹看成质点。可见，一个物体能否看成质点，不是绝对的，应由问题的性质决定。2. “一江春水向东流”是水相对于地面（江岸）的运动，参考系是地面（江岸）；“地球的公转”是说地球相对于太阳的运动，参考系是太阳；“钟表的时针在转动”是说时针相对于钟表表面的运动，参考系是钟表表面；而“太阳东升西落”是太阳相对于地面的运动，参考系是地面。3. 诗中描写船的运动，前两句诗写景。后两句中，诗人在船上“卧看满天云不动”，是以船或自己为参考系；“云与我俱东”是以地面或江岸为参考系。云与船均向东运动，可

22、认为云相对船不动，所以“不知船与我俱东”。本题凸显了教材的人文因素，表明人文科学与自然科学是相关的。4. 用毫米刻度米尺量出图中桌面高度和AO、BO的长度，根据从图中量得的桌面高度与所标数值的比例关系，可求出AO、BO的实际长度。从而，可得图中A、B的坐标分别为xA=0.44m, xB=0.36m。练习巩固（11）基础级1关于质点，以下说法正确的是（ ）A. 质量很小的物体都可以看成质点B. 体积很小的物体都可以看成质点C. 只有质量和体积都很小的物体才能看成质点D. 质量和体积都很大的物体有时也能看成质点 2. 在研究下列问题时，可将火车看成质点的是（ ）A. 确定火车通过某一路标的时间B.

23、 比较两列火车运动的快慢C. 计算火车从甲站开到乙站的时间D. 研究人在火车车厢中的位置 3 . 关于物体能否看成质点，以下说法错误的是（ ）A. 做直线运动的物体一定能够看成质点B. 做曲线运动的物体一定不能看成质点C. 球形物体一定能够看成质点D. 不规则形状的物体一定不能看成质点 4. 让一张轻小的纸片从空中飘下，再把它揉成一小团，让它自由下落。观察纸片和纸团的运动有什么不同？哪一个可以看成质点？请说明理由。5. “小小竹排江中游，巍巍青山两岸走。”这两句歌词中分别选取了什么为参考系？6. 太空望远镜在宇宙空间绕着地球沿一定的轨道高速运行，因出现机械故障，用航天飞机将宇航员送上轨道对太空

24、望远镜进行维修。请问：以什么作为参考系时，宇航员相对静止实行维修工作？以什么作为参考系时，宇航员在高速运动？7. 从离地5m的二楼窗台外竖直向上抛出一粒小石子，石子上升的最大高度离地有7m，若以二楼窗台处为坐标原点，取竖直向上为x轴的正方向，建立坐标轴，则石子到达的最高点和落地点的坐标分别为多少？发展级8. 关于质点，以下说法正确的是（ ）A质点是一种理想化的物理模型 B. 现实世界中质点并不存在，因而研究质点毫无意义C. 平动的物体一定可以看成质点，转动的物体一定不可以看成质点D在一定条件下，平动或转动的物体都可以看成质点 9. 关于参考系，以下说法正确的是（ ）A. 参考系是为了研究物体的

25、运动而假定为不动的那个物体B. 参考系必须是和地面连在一起的物体C. 参考系必须是正在做匀速运动的物体，或是相对于地面静止的物体D. 被研究的物体必须沿与参考系的连线运动 10. 为了研究行星的运动，托勒密提出了“地心说”，而哥白尼则提出了“日心说”。请查阅有关资料，了解这方面的史实。你知道“地心说”和“日心说”分别是以什么为参考系来研究行星的运动的吗？第2节 时间和位移理解领悟本节介绍了描述质点运动的时刻、时间间隔、路程、位移、矢量等概念，要弄清它们的含义和区别。这些概念和上节的内容都是为下面的速度和加速度的学习奠定基础的。时刻和时间间隔、路程和位移的含义容易混淆，要注意弄清它们的区别。基础

26、级1. 时刻和时间间隔的含义关于时刻和时间间隔，教材是举了如下例子来阐明的：我们说上午8时上课，8时45分下课，这里的“8时”“8时45分”是这节课开始和结束的时刻，而这两个时刻之间的45分钟，则是两个时刻之间的时间间隔。同样，“中国政府于1997年7月1日零时恢复对香港行使主权”，这里的“零时”是时刻。“中子的寿命达15.6min”，这里的“15.6min”是时间间隔。在物理学中，时刻对应着物理状态，时间间隔对应着物理过程。时间间隔又简称为时间。12 t / s34BACOD图1-32用时间轴表示时刻和时间表示时间的数轴称为时间轴。在时间轴上，时刻用点表示，时间用线段表示。如图13所示，O

27、点表示初始时刻，A点表示时刻第1s末（即1s末）或第2s初，D点表示时刻4.5s , OA、OB、OC分别表示从计时开始的时间头1s内、头2s内、头3s内（即1s内、2s内、3s内），OA、AB、BC分别表示时间第1s内、第2s内、第3s内（时间均为1s）等等。 3. 为什么要引入“位移”概念？ 教材所举的例子很能说明问题：从北京去重庆，可以乘火车，也可以乘飞机，还可以先乘火车到武汉，再乘轮船沿长江而上。然而，尽管路线各不相同，但位置的变动却是相同的，总是从北京到达了西南方向直线距离约1300km的重庆。为了描述物体位置的变化，我们需要引入“位移”概念。4. 怎样表示位移？描述物体位置的变化，

28、需要确切地描述物体位置变化的大小和方向。为此，位移可以用从初始位置指向末位置的有向线段来表示。按照一定的标度，有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向。可见，物体的位移仅由初始位置和末位置决定，而与运动过程无关。如图14所示。不管物体（质点）自A点经路径1、路径2还是路径3运动到B点，其位移都相同，都可用有向线段AB来表示。AB123图145. 路程和位移的区别位移与初中物理中讲的路程是两个不同的概念。位移是描述物体位置变化的物理量，而路程则是描述物体运动路径（轨迹）长短的物理量。位移既有大小又有方向，而路程只有大小没有方向。位移的大小等于物体初始位置到末位置的直线距离，与运

29、动路径无关；而路程是按运动路径计算的实际长度。由于物体运动的路径可能是直线，也可能是曲线，两点间又以直线距离为最短，所以物体位移的大小只能小于、最多等于路程，不可能大于路程。ABCC图156. 什么情况下，物体位移的大小等于路程？ 对此，也许你会不假思索地说，当物体做直线运动时其位移的大小一定等于路程，因为两点间以直线距离为最短。然而，你忽略了物体沿直线往复运动的情况。如图15所示，物体从A沿直线运动到B 再返回到A，又沿同一直线运动到C。在运动的整个过程中，物体位移的大小s=AC，而经过的路程s=2AB+ACs。事实上，只有物体做单向直线运动时，其位移的大小才等于路程。7. 矢量和标量的区别

30、 与时间、温度、路程等物理量不同，位移既有大小又有方向，而时间、温度、路程等物理量只有大小没有方向。像位移这样的物理量叫做矢量，矢量既有大小又有方向；像时间、温度、路程这样的物理量叫做标量，标量只有大小没有方向。标量相加遵从算术加法的法则，而矢量相加则遵从几何加法的法则（对此，我们将在下面加以探索）。8直线运动的位置和位移既然位移是描述物体位置变化的物理量，而物体的位置可用坐标来确定，那么位移就可用坐标的变化量来表示。当物体做直线运动时，若物体从A运动到B，而A、B的坐标分别为x1、x2，则物体的位移就可用它的坐标变化量x来表示：x= x2x1发展级9. 探索矢量相加的法则3740m30m50

31、mACB图16让我们来研究教材中提供的事例：该同学第一次由A走到C，位移为向北的40m；第二次再由C走到B，位移为向东的30m。那么，该同学位置变化的总的结果是由A走到了B，即合位移为北偏东37的50m。如图16所示。由此你能领悟出矢量相加的一般法则吗？由上述例子不难看出，三个位移矢量构成了一个三角形。求两个矢量的合矢量，只要将表示这两个矢量的有向线段首尾相接，那么从第一个矢量的箭尾指向第二个矢量箭头的有向线段就表示这两个矢量的合矢量。请亲自动手画一下，看看作图时若交换一下两个矢量的先后次序，得到的合矢量是否相同。假如要求多个矢量的合矢量，又该如何作图呢？10. 平面曲线运动的位置和位移当物体

32、做平面曲线运动时，其位置可用平面直角坐标系中的一组坐标来表示。如图17所示，设一辆汽车从A点沿曲线运动到B点，A、B两点的坐标分别为（x1，y1）（x2，y2），则汽车位移的大小等于A、B两点间的距离，即OyxB (x2, y2)A (x1, y1)s图17位移的方向可用位移与x轴正方向夹角的正切值表示Oxt图18tan11. 运动的位移图象为了描述物体的位移随时间变化的关系，我们可以任意选择一个平面直角坐标系，用横轴表示时间，用纵轴表示位移，画出位移和时间的关系图线，这种图象叫做位移-时间图象，简称为位移图象。如图18所示，就是物体做匀速运动的位移图象。取初位置为坐标原点时，物体的位移等于末

33、位置的坐标，因此这个图象也可以叫做物体的位置-时间图象。应用位移图象，我们可以求出物体在任意时间内的位移，也可以反过来求出物体通过任一位移所需的时间。位移图象中，两条图线的交点表示两物体处于同一位置，即两物体相遇。应用链接 本节知识的应用主要是对时刻与时间、路程与位移等概念的辨析，位移的表示以及路程和位移的计算。基础级例1 请在如图19所示的时间轴上指出下列时刻或时间（填相应的字母）：24 t / s68BACOD图19EFGHI（1）第1s末，第3s初，第2个两秒的中间时刻；（2）第2s内，第5s内，第8s内；（3）2s内，头5s内，前9s内；提示 在时间轴上，时刻用一个点表示，时间用一段线

34、段表示。解析 与题中相对应的时刻或时间分别是：（1）A，B，C；（2）AB，DE，GH；（3）OB，OE，OI；点悟 在物理学中，时刻与时间是两个不同的概念。我们平时说的“时间”，有时指的是时刻，有时指的是时间间隔，要根据上下文认清它的含义。西东ABCrR图110例2 物体沿半径分别为r和R的半圆弧由A点经B点到达C点，如图110所示，则它的位移和路程分别是（ ）A. 2 (R + r) , (R + r) B. 2 (R + r) 向东，2R向东C. 2(R + r) 向东，2(R + r) D. 2 (R + r) 向东，(R + r)提示 从位移和路程的概念出发进行分析。解析 位移是由初

35、位置指向末位置的矢量，其大小等于A、C间的距离，即s=2r + 2R = 2 (R + r)；方向由A指向B，即向东。路程是标量，其大小等于两半圆弧长度之和，即 s=r+R=(R + r)，没有方向。选项D正确。点悟 弄清位移和路程的含义以及它们的区别，是正确做出判断的关键。物理概念是研究物理规律、解决物理问题的基础，要正确理解，切不可掉以轻心。例3 一个皮球从5m高的地方落下，若碰到地面后又反弹起1m高，则皮球通过的路程是多少？皮球的位移又是如何？若皮球经过一系列碰撞后，最终停在地面上，则在整个运动过程中皮球的位移又是多少？5m1m图111位移提示 计算位移时，只需关注物体的初、末两位置；而

36、计算路程时必须关注物体的运动过程。解析 如图111所示，皮球从5m高的地方落下，碰到地面后又反弹起1m高，则皮球通过的路程是5m+1m=6m；皮球运动到了初始位置下方5m1m=4m处，故皮球位移的大小等于4m，方向竖直向下。若皮球经过一系列碰撞后，最终停在地面上，则皮球运动到了初始位置下方5m处，故皮球位移的大小等于5m，方向仍是竖直向下。点悟 分析物理问题要有一定的空间想象力，必要时可画草图帮助思考。 例4 一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：t/s0 1 234 5 x/m 0 5 4 1 7 1则此质点开始运动后，（1）几秒内位移最大？ （2）几秒内路程最大？提示 注意初始时刻

37、质点位于坐标原点，质点位移的起点在坐标原点。解析 位移最大时，质点距离原点的距离最大。由表中提供的数据可知，此质点开始运动后4s内位移最大，是7m。质点的位置坐标在不断变化，说明它在不断运动，所以此质点开始运动后5s内路程最大。点悟 有的同学可能会认为该质点在开始运动后1s内位移最大，而7s内位移却是最小，因为1s内位移为5m，4s内位移为7m，57。其实，位移的大小要看其绝对值，正负号只能表示它的方向。7m表示位移大小为7m，负号表示位移方向沿x轴的负方向。发展级例5 某学生参加课外体育活动，他在一个半径为R的圆形跑道上跑步，从O点沿圆形跑道逆时针方向跑了圈到达A点，求它通过的位移和路程。提

38、示 位移是矢量，求解物体在某一过程中通过的位移，一定既要求出其大小，还要标明其方向。初学者往往容易忽略后者，务必引起注意。yxOA图112解析 建立如图112所示的直角坐标系，图中有向线段OA即为该学生通过的位移，则其位移的大小为位移的方向为, =45该学生在这段时间内通过的路程为 点悟 描述物体的平面曲线运动，需要建立平面直角坐标系。从本例可以看出，当物体做曲线运动时，其位移的大小与路程是不等的，且路程大于位移的大小。t/s102030x/m0102030甲乙图113例6 图113是做直线运动的甲、乙两个物体的位移时间图象，由图象可知（ ）A. 乙开始运动时，两物体相距20mB. 在010s

39、这段时间内，两物体间的距离逐渐增大C. 在1025s这段时间内，两物体间的距离逐渐变小D. 两物体在10s时相距最远，在25s时相遇提示 甲、乙两个物体间的距离等于该时刻两物体。解析 由图象可知，乙在10s时刚开始运动，此时两物体间的距离已超过20m。在010s这段时间内，两物体纵坐标的差值逐渐增大，说明两物体间的距离逐渐增大。在1025s这段时间内，两物体纵坐标的差值逐渐减小，说明两物体间的距离逐渐变小。因此，两物体在10s时相距最远。在25s时，两图线相交，两物体纵坐标相等，说明它们到达同一位置而相遇。选项B、C、D正确。课本习题解读p.16问题与练习1A. 8点42分指时刻，8分钟指一段

40、时间。B. “早”指时刻，“等了很久”指一段时间。C. “前3秒钟”、“最后3秒钟”、“第3秒钟”指一段时间，“3秒末”指时刻。本题旨在强调“时刻”和“时间”的区别。.“公里”指的是路程，因为汽车的路线一般不是直线。（）路程是100m，位移是100m。（）路程相同，都是800m。位移不同；对起点和终点相同的运动员，位移大小为 零；其他运动员起跑点各不相同而终点相同，他们的位移、方向大小也不同。对以上两题的解答除了要分清“路程”和“位移”的含义外，对题述问题还需有常识性的了解。学习物理必须理论联系实际。. 先确定各点的坐标值，再根据公式x=x2x1即可求得位移。计算结果如下表：坐标原点的设置出发

41、点的坐标最高点的坐标落地点的坐标上升过程的位移下落过程的位移全过程的总位移 以地面为原点3m8m 0 5m 8m3m以抛出点为原点 0 5m 3m 5m 8m3m练习巩固（12）基础级1. 下列说法所指时刻的有（ ）A. 学校每天上午8点钟上课 B. 学校每节课上45min钟C. 数学考试考了120min钟 D. 考试940结束2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时，通过的路程就是位移B. 物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就等于位移的大小C. 物体通过的路程不等，但位移可能相同D. 物体通过一段路程，但位移可能为零3. 一个质点做半径为R的圆周运动。运动

42、一周回到原地时，它运动过程中路程、位移的最大值分别是（ ）A. 2R, 2R B. 2R, 2R C. 2R, 0 D. 2R, 2R4. 图114表示做直线运动的质点从初位置A经过B运动到C，然后从C返回，运动到末位置B。设AB长7m , BC长m , 求质点的位移的大小和路程。16.77m本垒一垒二垒三垒图116x/km0121。图115图1145. 在图115中，汽车初位置的坐标是km，末位置的坐标是km。求汽车的位移的大小和方向。 6. 中学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，如图116所示。一位击球员击球后，由本垒经一垒、二垒直跑到三垒

43、。他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？7. 在地图上沿北京到上海的铁路线放置一条棉线，两端做上记号，然后把棉线拉直，量出长度，根据地图的比例估算北京到上海的路程。你能估算从北京到上海的位移的大小和方向吗？发展级8. 一个质点沿x轴做直线运动，它的位置坐标随时间变化规律是x=2t23t+1(m), 式中t的单位为“s”。关于质点的运动，下列说法正确的是（ ）A. 质点从坐标原点开始运动B. 质点一直向x轴的负方向运动 C. 在最初的1s内，质点的位移是4m，“”表示位移的方向与x轴的正方向相反t/sx/m0t1t2t3abc图118D. 在最初的1s内，质点的位移大小是5m，位移的方

44、向与x轴的正方向相反9. a、b、c 三个质点都在x轴上做直线运动，它们的位移时间图象如图118所示。下列说法正确的是（ ）A. 在0t3时间内，三个质点位移相同B. 在0t3时间内，质点c的路程比质点b的路程大C质点a在时刻t2改变运动方向，质点c在时刻t1改变运动方向D在t2t3这段时间内，三个质点运动方向相同10. 一支长150m的队伍匀速前进，通讯兵从队尾前进300m赶到队首传达命令后立即返回。当通讯兵回到队尾时，队伍已前进了200m，则整个过程中通讯兵的位移多大？通讯兵走的路程多大？第3节 运动快慢的描述速度理解领悟理解用坐标和坐标的变化量表示质点的位置和位移，这是学习速度概念的基础

45、。本节内容的重点是速度。教材从平均速度引入，通过极限的思维方法过渡到瞬时速度。瞬时速度表示物体在时刻t的速度。要了解速度的应用及其与社会发展的关系。基础级1. 用坐标的变化量表示位移上节课我们已经提到：在直线运动中，若以此直线为坐标轴，我们便可用坐标表示物体的位置，而用坐标的变化表示物体的位移，即位移x= x2x1。在此，需要进一步强调的是，x的大小表示位移的大小，x的方向表示位移的方向。具体说来，若x为正，表示位移沿x轴正方向；若x为负，表示位移沿x轴负方向。同样，可以用t表示时间的变化量，t= t2t1。2. 如何描述物体运动的快慢？不同物体运动的快慢程度一般是不同的。如当今世界百米短跑的纪录不到10s，而一只蜗牛的百米成绩大约为19h。所需的时间相差如此之大，需要一个物理量来描述这种差异。要比较物体运动的快慢可以有两种方法：一种是相同时间内，比较物体运动位移的大小，位移大，运动得快；另一种是位移相同，比较所用时间的长短，时间短的，运动得快。物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢，这就是速度。如果在时间t 内物体的