新世界国际学校高一年级物理学案高等教育科普读物_-.pdf

高一年级物理导学案（难点解析）第一章：运动的描述 第一节：质点，参考系和坐标系 典型例题：小船逆流而上，船行驶 5min 时，发现开船时船尾的小旗掉入水中，已顺流而下，此时船夫立即掉头去追，设船相对于静水中的速率及水流的速率保持不变，试分析小船追上小旗所需要的时间是：A 大于 5min B 等于 5min C 小于 5min 哪个答案正确呢？分析：这是一道参考系的问题。设想我们从一列匀速前进的列车的第一节车厢去餐车车厢吃饭，用两分钟的时间到达餐车，返回时，如果步行的速率不变，你容易理解，所需的时间也是两分钟。其实流动的河水就相当于前进的列车，逆流而上的小船就相当于从车头走向餐车的乘客，所以小船追上小旗所需的时间也是 5 分钟。我们还可以总结出，这道题中水流的速率和小船在静水中的速率都是可以不必知道的，也就是说与该问题无关，关键是要善于看出问题的本质是选出合适的参考系，当我们把参考系选为流动的水，问题就简化为相对于静水中行船的情况，往返时间就一样多。此题答案选 B 第二节：时间和位移 典型例题：一支 150m长的队伍匀速前进，通讯员从队尾前进 300m后赶到队首，传达命令后立即返回，当通讯员回到队尾时，队伍已经前进了 200m，则在全过程中，通讯员的位移大小和路程分别是多少？解：画出运动的示意图，可以比较迅速的求出。通讯员可以看作是一个质点，而队伍必须当作是一个有长度的物体 当通讯员到达队伍前段时，走了 300m，而队伍只前进了 150m。通讯员掉头返回时，队伍再前进 50m，这样才能显示出队伍共前进了 200m。而此时通讯员也回到了队尾，所以通讯员的位移是 200m。通讯员的路程要分为两段，一段是他前进时的 300m，另一段是他返回时的150m-50m=100m，所以路程是 400m、此题通过画图分析，比较容易解决问题，再研究运动的行程问题时，应该善于把已知条件画出示意图来进行分析。第三节：运动快慢的描述-速度（上）200m 50m 150m 150m 150m 300m A B P P 开船时船尾的小旗掉入水中已顺流而下此时船夫立即掉头去追设船相对于静水中的速率及水流的速率保持不变试分析小船追上小旗所需要的时间是大于等于小于哪个答案正确呢分析这是一道参考系的问题设想我们从一列匀速前进的是两分钟其实流动的河水就相当于前进的列车逆流而上的小船就相当于从车头走向餐车的乘客所以小船追上小旗所需的时间也是分钟我们还可以总结出这道题中水流的速率和小船在静水中的速率是可以不必知道的也就是说与该问题行船的情况往返时间就一样多此题答案选典型例题第二节时间和位移一支长的队伍匀速前进通讯员从队尾前进后赶到队首传达命令后立即返回当通讯员回到队尾时队伍已经前进了则在全过程中通讯员的位移大小和路程分别是多少解典型例题：物体沿直线向一个方向运动，前半程平均速度为 V1，后半程平均速度为 V2，求平均速度 。若前一半时间内平均速度是 V3，后一半时间内平均速度是 V4，求平均速度 。解：这是一道很典型的题，每个同学都必须会做，通过此题的练习可以理解平均速度的概念，第一种情况：设总的位移是 x，则前半程运动的时间是 ，后半程运动的时间是 ，所以全程运动的时间是：，即：第二种情况：设总的时间是 t，则前一半时间内运动的位移是 ，后一半时间内运动的位移是 ，所以全程的位移是 （），故 （）（）。此题反复使用 这个概念，我们要记住，求哪一段运动的平均速度，必须把这一段的全部位移除以这一段的全部时间，才可得到这一段的平均速度。第三节：运动快慢的描述-速度（下）典型例题：甲乙两列火车相向而行，速率分别是 10m/s 和 15m/s，甲火车中的旅客看到乙火车从他旁边驶过历时 6s。若两车同向而行（在平行的不同轨道上），则乙火车超过甲火车时，甲火车上开船时船尾的小旗掉入水中已顺流而下此时船夫立即掉头去追设船相对于静水中的速率及水流的速率保持不变试分析小船追上小旗所需要的时间是大于等于小于哪个答案正确呢分析这是一道参考系的问题设想我们从一列匀速前进的是两分钟其实流动的河水就相当于前进的列车逆流而上的小船就相当于从车头走向餐车的乘客所以小船追上小旗所需的时间也是分钟我们还可以总结出这道题中水流的速率和小船在静水中的速率是可以不必知道的也就是说与该问题行船的情况往返时间就一样多此题答案选典型例题第二节时间和位移一支长的队伍匀速前进通讯员从队尾前进后赶到队首传达命令后立即返回当通讯员回到队尾时队伍已经前进了则在全过程中通讯员的位移大小和路程分别是多少解的旅客看到乙火车驶过可经历的时间是多少？解：以甲火车为参考系，则相向而行时，乙车驶过旅客身边的速度是 V甲+V乙，时间是 t。同向而行时，乙车驶过旅客身边的速度是 V甲-V乙，时间为 t 设火车长度是l，则有 L=（V甲+V乙）t L=（V甲-V乙）t 相比较 t=（甲 乙）（甲 乙）（）（）第四节：实验：用打点计时器测速度 典型例题：S 甲 开船时船尾的小旗掉入水中已顺流而下此时船夫立即掉头去追设船相对于静水中的速率及水流的速率保持不变试分析小船追上小旗所需要的时间是大于等于小于哪个答案正确呢分析这是一道参考系的问题设想我们从一列匀速前进的是两分钟其实流动的河水就相当于前进的列车逆流而上的小船就相当于从车头走向餐车的乘客所以小船追上小旗所需的时间也是分钟我们还可以总结出这道题中水流的速率和小船在静水中的速率是可以不必知道的也就是说与该问题行船的情况往返时间就一样多此题答案选典型例题第二节时间和位移一支长的队伍匀速前进通讯员从队尾前进后赶到队首传达命令后立即返回当通讯员回到队尾时队伍已经前进了则在全过程中通讯员的位移大小和路程分别是多少解 甲图是高速路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪 S 发出并接收汽车反射回来的超声波信号，根据发出的和接收的信号的时间差，就可以测出物体的速度。乙图的 P1和P2分别由汽车反射回来的信号，n1和 n2是 P1和 P2分别由汽车反射回来的信号，测速仪是匀速扫描的，P1和 P2之间的时间间隔t=1.0s，超声波在空气中传播的速度 V=340m/s，汽车匀速驶来，请根据图乙计算汽车在接收到 P1，P2两个信号的时间内前进的距离和汽车的速度。解：此题最大的困难是对测速仪的工作原理没有充分理解，因而找不到正确的计算方法。1.首先要看懂乙图上的刻度尺虽然表示长度，实际上表示时间，因为测速仪匀速扫描，所以 P1和 P2间的 30 小格表示 P1和 P2发射的时间间隔 1.0s，即每一小格代表 的时间。其次，读乙图中 P1，n1间有 12 小格，它代表超声波发射到接收反射波的时间是 s，由此可知测速仪到汽车的距离超声波要走 s，其距离可由超声波波速和时间之积计算：n1 n2 P2 P1 b a 5 4 3 2 1 0 乙 开船时船尾的小旗掉入水中已顺流而下此时船夫立即掉头去追设船相对于静水中的速率及水流的速率保持不变试分析小船追上小旗所需要的时间是大于等于小于哪个答案正确呢分析这是一道参考系的问题设想我们从一列匀速前进的是两分钟其实流动的河水就相当于前进的列车逆流而上的小船就相当于从车头走向餐车的乘客所以小船追上小旗所需的时间也是分钟我们还可以总结出这道题中水流的速率和小船在静水中的速率是可以不必知道的也就是说与该问题行船的情况往返时间就一样多此题答案选典型例题第二节时间和位移一支长的队伍匀速前进通讯员从队尾前进后赶到队首传达命令后立即返回当通讯员回到队尾时队伍已经前进了则在全过程中通讯员的位移大小和路程分别是多少解S1=340m/s s=68m 同理，读出 P2n2之间有 9 个小格，可以计算出测速仪到汽车之间的距离是 S2=340m/s s=51m 因此，汽车接收到 P1和 P2两个信号的时间间隔内前进的距离是 S1-S2=68-51=17m 2.要计算汽车的速度就要确定汽车完成这 17m所用的时间，而这段时间的起点是 P1 和 P2的中点 a，终点是 P1和 P2的中点 b，ab 的长度是 28.5 小格，表示的时间是 28.5 s，因此汽车的速度是 （）请同学们比较一下，打点计时器和超声波测速仪分别是怎样计时的。开船时船尾的小旗掉入水中已顺流而下此时船夫立即掉头去追设船相对于静水中的速率及水流的速率保持不变试分析小船追上小旗所需要的时间是大于等于小于哪个答案正确呢分析这是一道参考系的问题设想我们从一列匀速前进的是两分钟其实流动的河水就相当于前进的列车逆流而上的小船就相当于从车头走向餐车的乘客所以小船追上小旗所需的时间也是分钟我们还可以总结出这道题中水流的速率和小船在静水中的速率是可以不必知道的也就是说与该问题行船的情况往返时间就一样多此题答案选典型例题第二节时间和位移一支长的队伍匀速前进通讯员从队尾前进后赶到队首传达命令后立即返回当通讯员回到队尾时队伍已经前进了则在全过程中通讯员的位移大小和路程分别是多少解