高一物理必修一教案及习题

2020-03-081290

高一物理必修一教案

(一)教学目的

1.知道什么是机械运动，知道机械运动是宇宙中最普遍的现象。

2.知道什么叫参照物，知道判断物体的运动情况需要选定参照物。知道运动和静止的相对性。

3.知道什么是匀速直线运动。

(二)教具

1米长的一端封闭的玻璃管，管内注入水，并留约2厘米长的一段空气柱，管口被封闭;节拍器(或秒表)。

(三)教学过程

一、复习提问

1.常用的测量长度的工具是什么?常用的长度单位有哪些?它们之间的换算关系是怎样的?

2.完成下列长度单位的换算，要求有单位换算的过程。由两名同学到黑板上演算，其他同学在笔记本上进行练习。

教师口述：0.2千米=______厘米。(答：2×104厘米)

500微米=______米。(答：0.0005米)

对学生所答进行讲评。

3.用最小刻度是毫米的刻度尺测量课本图1—5甲图中木块的实际长度。要求每个学生动手测量。由同学说出测量结果。巩固上节所学正确使用刻度尺测长度、正确读、记测量结果和减小误差的基本知识。

二、新课教学

1.新课的引入

组织同学阅读课本节前大“?”的内容。提问：飞机在天空中飞行，子弹在运动吗?飞行员为什么能顺手抓住一颗飞行的子弹呢?要回答这些问题，我们就要认真学习有关物体运动的知识。

板书：“第二章简单的运动

一、机械运动”

2.机械运动

(1)什么是机械运动?

运动是个多义词，物理学里讲的运动是指物体位置的变化。同学们骑自行车时，人和自行车对地面或路旁的树都有位置的变化;飞机在天空中飞行，它相对于地面有位置的变化。物理学里把物体位置的变化叫机械运动。

(2)机械运动是宇宙中最普遍的运动。

提问并组织学生回答：举例说明我们周围的物体哪些是在做机械运动。

对于回答中所举机械运动实例，教师要明确指出是哪个物体相对什么物体有位置的改变。

组织同学看课本图2—2，提问：图中的哪些物体在做机械运动?

答：图2—2中运动员、足球、列车、地球、人造卫星、太阳系、银河系都在不停地做机械运动。

问：图中的铁轨，地球上的树木、高山，我们教室中的课桌和椅子是运动的吗?

答：它们都在跟随地球自转，同时绕太阳公转，他们也在做机械运动。

小结：机械运动是宇宙中最普遍的现象。

板书：“1.物体位置的变化叫做机械运动。机械运动是宇宙中最普遍的现象。”

3.运动和静止的相对性

(1)组织学生看课本图2—3，讨论：乘客是静止的还是运动的?让学生充分说明自己的看法。

小结：

首先明确本问题中研究对象是汽车中的乘客，这位乘客是静止的还是运动的。

其次根据前面所学机械运动的知识，判定汽车、司机和乘客都在做机械运动。但是司机和男孩所说乘客是静止的或是运动的说法都有道理。因为他们在研究乘客的运动情况时，选定的作为标准的物体不同。

问：司机看到乘客没动是静止的，是以什么为标准的。

答：以车厢为标准，乘客相对于车厢没有位置的改变，所以说乘客是静止的。

问：男孩看到乘客运动得很快，他是以什么为标准的。

答：男孩以路面或路旁的树木、房屋为标准，乘客相对于路面有位置的改变。所以他说乘客是运动的。

教师小结：在描述物体是运动还是静止，要看是以哪个物体做标准。这个被选作标准的物体叫做参照物。同一个物体是运动还是静止，取决于所选定的参照物。这就是运动和静止的相对性。

板书：“2.运动和静止的相对性：①：在描述物体的运动情况时，被选作标准的物体叫参照物。

②同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物，这就是运动和静止的相对性。”

(2)提问：看课本图2—4，卡车和联合收割机在农田里并排行驶，受油机与大型加油机在空中飞行，说它们是运动的，你选什么物体为参照物。

答：选大地为参照物，它们是运动的。

教师追问：在甲图中如果选卡车或收割机为参照物，在乙图中如果选受油机或加油机为参照物，另一物体的运动情况是怎样的?

答：另一物体是静止的。因为它们相对于参照物没有位置的改变

教师小结：像卡车和收割机这样两个物体以同样的快慢，向同一方向运动，它们的相对位置不变，则称这两个物体相对静止。

提问：请你解释法国飞行员能顺手抓住一颗子弹的道理。

要求学生用相对静止的道理予以解释。

教师指出：参照物可以任意选择，在研究地面上物体的运动时，常选地面或固定在地面上的物体为参照物。举例例说明当所选的参照物不同时，物体的运动情况一般不相同。例如列车中的乘客以地面为参照物是运动的，以车厢为参照物是静止的。

4.匀速直线运动

(1)自然界中最简单的机械运动是匀速直线运动。

(2)什么是匀速直线运动

演示实验：启动节拍器，使两响之间间隔1秒钟(如果没有节拍器，可由学生读秒表)。将1米长的内封气泡的玻璃管竖直靠放在黑板上。使气泡由管底竖直上升，从零时刻开始，在每个节拍时，在气泡所在的位置旁用粉笔在黑板上画出一个个短横线(以气泡的上沿或下沿为准)，这些横线由下到上等距离排列。

改变节拍器摆锤的位置，增大(或减小)摆的周期，重做上述实验。此时要平移玻璃管在黑板上的位置，每组记画横线不可重叠。

用刻度尺测相同的时间间隔内，气泡通过的距离。

提问：你认为气泡的运动有什么特点?

教师讲述：运动的气泡经过的路线是直的，并且在相等的时间里通过的距离相等，即快慢是不变的。这种快慢不变，经过路线是直线的运动，叫做匀速直线运动。

板书：“3.匀速直线运动：快慢不变，经过路线是直线的运动，叫做匀速直线运动。”

匀速直线运动在自然界中并不多见，但是许多运动可以近似地看作是匀速直线运动。

提问：百米跑运动员，从起跑线起跑，跑到终点，他的运动是匀速直线运动吗?(答：可以近似地看作是匀速直线运动。)

5.小结本节知识要点

三、布置作业

课本P2—4，练习1、2、3、4。

(四)说明

由于在义务教育全日制初级中学物理教学大纲(试用)中，参照物并未作为教学内容列出。建议在教学中只需让学生对参照物的概念有个很初步的了解，懂得要描述物体是运动还是静止需要选个参照物就够了，不要在教学中补充较为复杂的例题，造成学生学习上的困难。

高一物理必修一习题：

知识点一质点的概念

1.关于质点，下列说法中正确的是()

A.质点是一个理想化模型，实际上不存在

B.因为质点没有大小，所以与几何中的点是一样的

C.凡是小的物体，皆可以看成质点;凡是大的物体，皆不能看成质点

D.如果物体的形状和大小对于所研究的问题属于无关或次要因素时，即可把物体看成质点

2.在以下哪些情况中可将物体看成质点()

A.研究某学生骑车回校的速度

B.对某学生骑车姿势进行生理学分析

C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹

D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面

知识点二参考系

3.甲、乙两辆汽车在平直的公路上并排行驶，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，上述事实表示()

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、乙两车以相同的速度都向西运动

4.甲、乙两辆汽车均以相同的速度行驶，下列有关参考系的说法正确的是()

A.如果两辆汽车均向东行驶，若以甲车为参考系，乙车是静止的

B.如果观察的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.如果甲车突然刹车停下，乙车仍向东行驶，以乙车为参考系，甲车往西行驶

知识点三坐标系

5.一个小球从距地面4m高处落下，被地面弹回，在距地面1m高处被接住，坐标原点定在抛出点正下方2m处，坐标轴的正方向设为向下，则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是()

A.2m，-2m，-1mB.-2m,2m,1m

C.4m,0,1mD.-4m,0，-1m

6.如图3所示，冰场上的花样滑冰运动员，要描述她的位置，你认为应该怎样建立坐标系?如要描述空中飞机的位置，又应怎样建立坐标系?

高一物理必修一匀变速直线运动的研究试题

1.(甘肃省兰州市2017～2018学年高一上学期部分中_考)如图所示，若有一个小孩从滑梯上由静止开始沿直线匀加速下滑。当他下滑距离为L时，速度为v，当它的速度是v2时，它沿斜面下滑的距离是(A)

A.L4B.2L2

C.L2D.3L4

解析：由题意知：v2=2aL

(v2)2=2ax

解得x=L4，A选项正确。

2.(河北省唐山一中2017～2018学年高一上学期期中)如图所示，甲从A地由静止匀加速跑向B地，当甲前进距离为S1时，乙从距A地S2处的C点由静止出发，加速度与甲相同，最后二人同时到达B地，则AB两地距离为(B)

A.S1+S2B.?S1+S2?24S1

C.S214?S1+S2?D.?S1+S2?2?S1-S2?S1

解析：设甲前进距离为S1时，速度为v，甲乙匀加速直线运动的加速度为a，则有vt+12at2-12at2=S2-S1，根据速度位移公式得v=2aS1，解得t=S2-S12aS1，则AB的距离S=S2+12at2=S2+12a?S2-S1?22aS1=S2+?S2-S1?24S1=?S1+S2?24S1，B正确。

3.(黑龙江省佳木斯一中2016～2017学年高一上学期月考)目前我省_部门开展的“车让人”活动深入人心，不遵守“车让人”的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚，如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，有一老人正在过人行横道，此时汽车的车头距离停车线8m。该车减速时的加速度大小为5m/s2。则下列说法中正确的是(D)

A.如果驾驶员立即刹车制动，则t=2s时，汽车离停车线的距离为2m

B.如果在距停车线6m处开始刹车制动，汽车能在停车线处停下

C.如果驾驶员的反应时间为0.4s，汽车刚好能在停车线处停下

D.如果驾驶员的反应时间为0.2s，汽车刚好能在停车线处停下

解析：若汽车做匀减速运动，速度减为零的时间t0=0-v0a=-8-5s=1.6s<2s，所以刹车到停止的位移x2=-v202a=6410m=6.4m，汽车离停车线的距离为8m-6.4m=1.6m，故A错误;如果在距停车线6m处开始刹车制动，刹车到停止的位移是6.4m，故B错误;刹车的位移是6.4m，所以车匀速运动的位移是1.6m，则驾驶员的反应时间t=1.68s=0.2s，故C错误，D正确。

4.(山西省太原市2017～2018学年高一上学期期中)汽车在路上出现故障时，应在车后放置三角警示牌(如图所示)，以提醒后面驾车司机，减速安全通过。在夜间，有一货车因故障停驶，后面有一小轿车以30m/s的速度向前驶来，由于夜间视线不好，小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体，并且他的反应时间为0.6s，制动后加速度为5m/s2。求：

(1)小轿车从刹车到停止滑行的距离;

(2)三角警示牌至少要放在车后多远处，才能有效避免两车相撞。

解析：(1)从刹车到停止时间t1=0-v0a=0-30-5=6s

反应时间内做匀速运动，则x1=v0t0=30×0.6=18m

从刹车到停止的位移为x2，则x2=0-v202a=0-9002×?-5?=90m

(2)小轿车从发现物体到停止的全部距离为x=x1+x2=18+90m=108m

小轿车驾驶员只能看清前方50m的物体，所以三角警示牌距车的最小距离：Δx=x-d=58m

答案：(1)90m(2)58m

【二】

1.(北京交大附中2017～2018学年高一上学期期中)如图为A、B两只棕熊在野外沿直线散步的位移—时间图象。由图可知，下列说法中正确的是(B)

A.在这1h(小时)内，B熊的平均速度较小

B.在t=10.0min时刻，A熊的速度较大

C.在这1h(小时)内，B熊始终在加速

D.在这1h(小时)内，A熊始终沿着一个方向运动

解析：根据x-t图象中，纵坐标的变化量表示位移，知在1h内、B熊的位移大于A熊的位移，则B熊的平均速度大于A熊的平均速度，故A错误;位移—时间图线的斜率表示速度的大小，在10min时刻A的图线斜率大，则A的速度较大，故B正确;根据斜率表示速度，可以知道，在这1h(小时)内，B熊以不同的速度分段匀速，故C错误;斜率的正负表示速度的方向，则知A熊在40min时刻和50min时刻运动方向发生改变，故D错误。

2.(多选)(山东省德州市2017～2018学年高一上学期期中)如图所示的x-t图象和v-t图象中给出四条图线，甲、乙、丙、丁代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况。则下列说法正确的是(ABD)

A.甲车速度不变，乙车速度逐渐减小

B.t1时刻，甲的速度大于乙的速度

C.丙、丁两车在t2时刻相遇

D.t2时刻，丙的加速度大于丁的加速度

解析：“x-t”图线的斜率表示速度，“v-t”图线的斜率表示加速度，故可判ABD正确;“v-t”图线与横轴所围面积表示位移，故t2时刻丁的位移大于丙的位移，所以选项C错误。

3.(湖南省长沙一中2017～2018学年高一模块检测)一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop(超级高铁)”。据英国《每日邮报》2016年7月6日报道，HyperloopOne公司计划，将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”(Hyperloop)，连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里(约合1126公里/时)。如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，Hyperloop先匀加速，达到速度1200km/h后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于Hyperloop的说法正确的是(B)

A.加速与减速的时间不一定相等

B.加速时间为10分钟

C.加速时加速度大小为2m/s2

D.如果加速度大小为10m/s2，题中所述运动最短需要32分钟

解析：加速与减速的加速度大小相等，由逆向思维可得：加速与减速时间相等，故A错误;加速的时间为t1，匀速的时间为t2，减速的时间为t1，匀速运动的速度为v，由题意得：2t1+t2=t，而t=40分=2400秒，2×12at21+vt2=x，而v=10003m/s，x=6×105m，v=at1，联立：t1=600s=10分，t2=1200s=20分，a=59m/s2，故B正确，C错误;如果加速度大小为10m/s2，解得：t=55003s=30.5min，故D错误。故选B。

4.(湖北省宜昌市长阳一中2016～2017学年高一上学期期中)一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动，公路边每隔15m有一棵树，如图所示，汽车通过AB两相邻的树用了3s，通过BC两相邻的树用了2s，求汽车运动的加速度和通过树B时的速度为多少?

答案：1m/s26.5m/s

解析：汽车经过树A时的速度为vA，加速度为a。

对AB段运动，由x=v0t+12at2有：15=vA×3+12a×32

同理，对AC段运动，有30=vA×5+12a×52

两式联立解得：vA=3.5m/s，a=1m/s2

再由vt=v0+at