中专物理教案(完整版)

1第一节运动的描述一、参考系在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体（认为静止不动的物体），叫做参考性。二、质点实际物体（如自行车、汽车、火车等）的运动都是非常复杂的，要详尽地描述这些运动，并非易事。例如，一列正在行驶的火车，即有火车整体相对于地面的平动，又有车轮的转动，还有车体的振动，等等，因此要全面描述火车的运动是相当困难的。为了便于研究，就需要对物体进行简化，突出影响问题的主要因素，忽略次要因素。例如：在研究一列从北京开往上海的列车的运动问题时，由于列车的总长度约为150m，而从北京开往上海的总里程约为1500km，火车的长度是总里程的万分之一，因此火车的大小、形状等因素对研究问题的影响很小，可以不考虑，只突出火车的质量及其占据空间的某一位置这两个主要因素。在上面这种情况下，我们可以把火车简单地看作一个有质量的点——质点，它是一种理想化的物理模型。在下面这种情况下，如在研究这列火车经过一座桥的运动问题时，由于火车的长度可以跟大桥的长度相比拟，它就成了解决问题的主要因素，这时就不能把火车简化为质点。三、时刻和时间2时刻指的是一个瞬间，时间指的是两个时刻之间的间隔。例如，我们常说上午第一节课在8时上课，8时45分下课。如果用一个数轴来表示时刻和时间，则时刻应该用点来表示，时间用线段来表示，如下图所示。这里的“8:00”和“8:45”是这节课开始和结束的两个时刻，而这两个时刻之间的间隔45min，则是两个时刻之间的时间。在SI（国际单位制）中，时间的单位是秒（s），如下图所示的时间轴上标出了零时刻、第2s初、第3s末等时刻和第1s内、1s内、3s内等时间。四、位移和路程一个人从北京去上海，可以选择不同的交通工具，既可以乘火车，也可以乘飞机，还可以坐汽车到天津再换乘轮船。使用不同的交通工具，运动轨迹是不一3样的，但是，就位置的变动来说，他总是由北京到达了东南方向直线距离约1080km的上海。在物理学中，用位移来表示质点的位置变化。当质点从A点运动到B点时，我们从初位置A到末位置B作一条有向线段AB，用这条有向线段表示物体在这次运动中发生的位移，如下图所示。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。在物理学中，像位移这样既有大小，又有方向的物理量，叫做矢量。位移通常用字母s表示，它的SI单位是米（m）。路程是质点运动轨迹的长度。在上图中，质点的路程分别是曲线ACB、ADB、AEB的长度。像路程这样只有大小，没有方向的物理量，叫做标量。路程的SI单位也是米（m）。五、速度和速率不同物体的运动，其快慢程度往往不同。例如，运动员甲在8s内跑过了64m；运动员乙在6s内跑过了54m。他俩谁跑得快呢？比较物体运动的快慢有两种方法：一种是在位移相同的情况下，比较所用时间的长短：时间短的，运动得快；另一种是在时间相同的情况下，比较位移的大4小：位移大的，运动得快。由于第二种方法更接近人们的生活习惯，因此，人们把位移s与发生这个位移所用时间t的比值叫做物体的速度，通常用v表示，即速度不但有大小，而且有方向，是矢量。速度的大小在数值上等于单位时间内位移的大小，速度的方向跟运动的方向相同。速度的SI单位是米/秒（m/s），常用的单位还有千米/时（km/h）。1m/s=3.6km/h我们可计算出前例中运动员甲、乙的速度分别为：所以说运动员乙跑得比甲快。用上面的公式计算出的速度，表示物体在某段时间（或位移）内运动的平均快慢程度，叫做平均速度。平均速度只能粗略地描述运动的快慢。2006年7月11日，刘翔在瑞士洛桑国际田径大奖赛男子110米栏比赛中，以12秒88的成绩夺得冠军，并打破世界纪录。他在比赛中的平均速度是:为了使描述更加精确，就需要选择物体在较短时间内的位移与时间的比值。如果这段时间取得非常非常小，就可以认为是物体在某一时刻（或某一位置）的速度，这个速度叫做瞬时速度。瞬时速度可以精确地描述物体运动的快慢。演示实验:用打点计时器测量瞬时速度,把打点计时器固定在桌子上，连tsvs8msm86411tsvs9msm65422tsvs8.54msm88.12110tsv5接好电路，如下图所示。安装好纸带。启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出了一列小点，如下图所示。关闭电源。由于每两个点之间的时间都是0.02s，因此，选择某一点A，测量出该点左右两点B、C间的位移大小，除以时间0.04s，即可视为纸带经过A点时的瞬时速度。速度的大小叫做速率，是标量。汽车上的速度计只能显示汽车速度的大小，不能显示汽车运动的方向，所以它显示实际上是汽车的瞬时速率。练习1-11．地球的直径约为12800km，与太阳相距1.5×108km。当我们研究地球6的公转时，能不能把它看成质点？研究地球上各处季节变化时，能不能把它看成质点？答案：能；不能。2．一位运动员在学校里周长为400m的标准跑道上跑了三圈，他跑过的路程是多少？他的位移是多少？答案：路程是1200m，位移是0。7第二节匀变速直线运动一、匀变速直线运动我们日常观察到的运动，速度经常是不断变化的。例如，汽车开动时，速度越来越大；刹车时，速度越来越小。人们把速度不断变化的直线运动，叫做变速直线运动。例如，一辆汽车沿一条直线从静止开始加速，如果1s末的速度为2m/s，2s末的速度为4m/s，3s末的速度为6m/s，4s末的速度为8m/s……那么，每经过1s它的速度就增加2m/s……做变速直线运动的物体，如果在任意相等的时间内，速度的变化量都相等，这种运动叫做匀变速直线运动。匀变速直线运动可分为匀加速直线运动和匀减速直线运动两种。二、加速度不同的匀变速直线运动，速度变化的快慢往往是不同的。世界级的短跑运动员可以在2s内将自身的速度从0提高到10m/s；迫击炮可以在0.005s内将炮弹的速度从0提高到250m/s。为了描述匀变速直线运动的速度变化的快慢程度，人们引入了加速度的概念。加速度等于速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值。如果用a表示加速度，用vt表示末速度，用v0表示初速度，用t表示速度变化所用的时间，则加速度的SI单位是米每二次方秒（m/s2），其数值的大小表示速度变化的快tvvat08慢。演示实验用打点计时器测量加速度将长木板的一端垫高，把打点计时器固定在长木板上较高的一端，连接好电路，把纸带穿过打点计时器连接到小车后部，如右图所示。启动电源，让小车滑下，打点计时器在纸带上打下一列点，如下图所示。断开电源。小车从光滑斜面滑下的运动可视为匀加速直线运动。可选择相距0.1s的两个点A、B，分别测量并计算出两点的瞬时速度vA、vB，再根据加速度的定义，计算出该过程的加速度。在前面的例子中，世界级的短跑运动员可以在2s内将自身的速度从0提高到10m/s，他的加速度大小为：迫击炮可以在0.005s内将炮弹的速度从0提高到250m/s，炮弹的加速度大小为：由计算结果可知，炮弹的加速度远远大于运动员的加速度。加速度是矢量。在直线运动中，如果速度增加，则加速度是正值，表示其方向与运动方向相同；如果速度减少，则加速度是负值，表示其方向与运动方向相反。2210111m5m2010sstvvat24220222m105m005.00250sstvvat9[例题1]汽车紧急刹车前的速度是10m/s，刹车后经过2s车停下来，求汽车的加速度。分析汽车从刹车到停止的过程可被看成是匀减速直线运动。题目中“停下来”的含义是末速度等于0，因此，我们已经知道了初速度v0、速度变化所用的时间t和末速度vt，可直接用加速度公式来求解。解由加速度公式得a为负值，表示加速度方向跟汽车初速度方向相反，汽车做匀减速直线运动。三、速度公式如果我们已知一个匀变速直线运动的初速度v0、加速度a和时间t，则可以用速度公式求解末速度vt：[例题2]一辆汽车原来的速度是36km/h，后来以0.25m/s2的加速度匀加速行驶。求加速40s时汽车速度的大小。解v0＝36km/h＝10m/s，由速度公式得＝（10＋0.25×40）m/s＝20m/s四、位移公式如果我们已知一个匀变速直线运动的初速度v0、加速度a和时间t，则可以用位移公式求解位移s：220m5m2100sstvvatatvvt0atvvt02021attvs10[例题3]一列火车在斜坡上匀加速下行，在坡顶端的速度是8m/s，加速度是0.2m/s2，火车通过斜坡的时间是30s，求这段斜坡的长度。解由匀变速直线运动的位移公式，得还有一个常用的位移公式：五、自由落体运动早在十七世纪意大利著名的物理学家伽利略就指出，我们平时之所以看到轻重不同的物体不能同时落地，是由于空气阻力的缘故。他的学生选择了形状相同的材料，不同的两个重球，重球的重力远大于空气阻力，让这两个球从比萨斜塔上同时落下，结果同时着地。物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。这种运动只有在没有空气的空间里才能发生。在有空气的空间里，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看作是自由落体运动。通过实验发现，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而且在同一地点，一切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做重力加速度，通常用g来表示。重力加速度的方向竖直向下，大小随地理位置的改变而略有不同。通常计算中，可以把g取作9.8m/s2；在粗略计算时，可把g取作10m/s2。m302.021300.822021attvsm330asvv2202t11由于在自由落体运动中，初速度v0=0，加速度a=g，因此，自由落体运动的规律可表示为：练习1-21.一列做匀变速直线运动的火车，在50s内速度由8m/s增加到15m/s，求火车的加速度是多少？答：0.14m/s2。2.汽车紧急刹车时速度是10m/s，经过2s车停下来，求汽车的加速度是多少？答：－5m/s2。3.一辆汽车原来的速度是36km/h，后来以0.25m/s2的加速度匀加速行驶。求加速40s时汽车速度的大小是多少？答：20m/s。4.一列火车在斜坡上匀加速下行，在坡顶端的速度是8m/s，加速度是0.2m/s2，火车通过斜坡的时间是30s，求这段斜坡的长度是多少？答：330m。5.用“投石计时”的方法可粗略测算水井的深度。在井口从静止开始释放一石块，经过2s听到落水声，若忽略声音传播的时间，求井口到水面的深度是多少？答：19.6m。6.跳水运动员由静止开始从10m跳台跳下，求运动员入水时的速度是多少？221gtsgtvtgsvt2212答：14m/s。第三节重力弹力摩擦力一、力通过长期实践，人们认识到：物体运动状态的改变或物体形状的改变，都是由于物体间相互作用的结果。于是人们归纳出，力是物体间的相互作用。我们写字时，手要对笔施力，才能抓牢笔杆随意书写；同时，笔杆对我们的手也施加了力，三个手指都被笔杆挤变了形我们踢足球时，足球受到脚对它施加的力，于是向前滚去；同时，我们的脚也会受到足球对它施加的力，脚指可能会感到疼痛。如果一个物体的运动状态或形状发生了改变，我们就可以推断出，该物体受到了力的作用。力的大小可以用弹簧秤测量。力的SI单位是牛（N）。力是矢量，它不但有大小，而且有方向。力的作用效果不仅与力的大小、方向有关，还跟力作用在物体上的作用点有关。因此，要把一个力准确地表达出来，13就要表明力的这三个要素。二、力的图示人们经常用带箭头的线段表示力。线段是按一定标度画出的，它的长短表示力的大小，它的箭头指向表示力的方向，箭尾表示力的作用点。这种表示力的方法，叫做力的图示。例如，一个大小为100N，与水平方向的夹角为30°的拉力的图示，如下图所示。有时只需画出力的示意图，即只画出力的作用点和方向，表示物体在这个方向上受到了力，如下图所示。三、重力英国物理学家牛顿发现，宇宙中所有的物体之间都具有相互吸引的力的作14用，因此叫做万有引力。万有引力的大小跟两个物体的质量成正比，跟两个物体的距离的平方成反比。人们通常将地面附近的物体，由于地球的吸引而受到的力