1、第 1 章 机械运动 第 1 节 长度和时间的测量 1.会使用适当的工具测量时间和长度. 2.知道测量有误差,误差和错误有区别. 3.体验通过日常经验或自然现象粗略估计时间和长度的方法. 4.认识计量时间和长度的工具及其发展变化的过程,培养学生对科学技术的热爱. 一、长度的测量 【自主预习】 阅读课本第 10、11、12 页,认识长度的单位和单位换算及认识常用的长度测量工具,完 成下列问题: 1.人的直觉有时不可靠,要对某些情况进行定量的描述,必须使用测量工具. 2.长度测量是物理学最基本的测量,常用测长度的工具有刻度尺、卷尺、三角尺、游标 卡尺,学生常用的测量长度的工具是刻度尺,测时间的工具
2、有停表. 3.在国际单位制中,长度的主单位是米,符号是 m;时间的主单位是秒,符号是 s. 4.1 km=1000 m 1 m=10 dm 1 dm=10 cm 1 cm=10 mm 1 mm=1000 m 1 m=1000 nm 5.刻度尺的使用规则: A.“选”:根据测量长度选择适当的刻度尺. B.“观”:使用刻度尺前要观察它的零刻度线、量程、分度值. C.“放”:用刻度尺测长度时,尺要平行所测直线(紧贴物体且不歪斜). D.“看”:读数时视线要与尺面垂直. E.“读”:在精确测量时,要估读到分度值的下一位. F.“记”:测量结果由数字和单位组成(也可表达为:测量结果由准确值、估读值和单位
3、 组成). 【小组讨论】 探究一 如何使用刻度尺 使用刻度尺和使用其他测量工具一样,首先认清零刻度线、量程和分度值.(如果零刻度 磨损了怎么办?) 请各小组用刻度尺测量物理课本的长、 宽、 厚,并交流测量方法,将测量结果填入下表. 长(cm) 宽(cm) 厚(cm) 探究二 如何较准确地测出一元硬币的直径、一页纸的厚度、细铜丝的直径? 【教师点拨】 1.测物体的长度时要注意:一贴二平三读,读数时要估读到分度值的下一位. 2.零刻度磨损的刻度尺,可任选一整数刻度线为“测量零点”. 3.长度测量结果要估读一位且只能估读一位,若被测长度的终端恰好对准某一刻度线, 应估读“0”. 【跟踪训练】 1.如
4、图所示,用刻度尺测量物体的长度中,人眼所在位置正确的是B(填“A”或“B”),刻度 尺的分度值是 0.1 cm,该物体的长度是 2.50 cm. 2.将粗细均匀的金属丝在笔杆上密绕 30 圈,如图所示,线圈长度是 5.10 cm,金属丝直径是 0.17 cm. 二、时间的测量 误差 【自主预习】 阅读课本第 13、14 页,完成下列填空: 1.在国际单位制中,时间的单位是 s,常用的单位还有 min 和 h. 2.1 min=60 s 1 h=60 min=3600 s 3.为了较方便地测量时间间隔,我们经常用停表测量时间. 【小组讨论】 完成下面的操作和问题: 1.练习如何使用停表? 2.古
5、代人和现代人如何测时间?你还有其他粗略测时间的方法吗? 3.在测量中,为什么测量值与真实值之间总会有差别?如何减小测量误差? (1)定义:测量值与真实值之间的差异叫误差. (2)产生原因:不同人读数、测量工具、测量方法. (3)减小误差的方法:选用精密的测量工具、改进测量方法. (4)误差只能减小而不能清除,而错误是由于不遵守仪器的使用规则和读数时粗心造成 的,是能够避免的. 【教师点拨】 1.错误与误差不同:错误是指不按实验操作的有关规定的做法,是不正确的测量方法产 生的,所以只要严格按要求去做,错误是可以避免的,而误差是不可避免的. 2.减小误差的方法:多次测量的平均值会更接近真实值,误差
6、较小. 【跟踪训练】 1.如图所示,机械停表的示数是 ( C ) A.5 min 7.5 s B.37.5 s C.337.5 s D.6 min 37.5 s 2.下列关于误差的理解,正确的是 ( B ) A.误差就是测量中产生的错误 B.误差只可能尽量减小,但不能避免 C.随着科技的进步,测量仪器将进一步改进,测量误差最终将被消除 D.长度测量中,为了减小误差,可以采用分度值后多估读几位的方法 3.小敏、 小颖和小青在玩荡秋千时,感到秋千往返摆动时间有规律.于是对 “哪些因素决定秋 千往返摆动的时间” 提出下列猜想,小敏猜想:可能由秋千的绳长决定;小颖猜想:可能由人与 秋千坐垫的总质量决定
7、;小青猜想:可能由秋千摆动幅度(摆动中人离开中心的最大距离)决 定.于是进行了如图所示实验,细绳一端拴一小球,另一端固定,让小球自由往返摆动,并记录 数据如下表. 实验 序号 小球到固定 点距离l(摆 长)/米 小球 质量/克 摆动 幅度/米 小球往返摆 动 20 次的时 间/秒 小球往返摆 动一次时间/ 秒 1 0.7 20 0.05 33.2 1.7 2 1.0 20 0.08 39.7 2.0 3 1.0 30 0.05 39.8 2.0 4 1.0 30 0.08 39.7 2.0 5 1.3 20 0.05 45.3 2.3 请回答下列问题: (1)要完成上述实验,除如图所示器材外,
8、还必需的实验器材是:天平、停表、刻度尺; (2)小明采用测量小球来回摆动多次的时间取平均值的方法,而不是测量小球来回摆动一次 所用的时间,目的是为了减小误差; (3)从本次实验可以得到的结论是:小球往返摆动一次的时间由小球到固定点距离决定; (4)实验发现,小球只能摆动一段时间,你认为造成小球停下来的原因可能是空气阻力; (5)摆钟是利用本实验的原理制成的,某一摆钟变慢了,要调准它,应将摆钟的摆长调短(填 “长”或“短”). 第 2 节 运动的描述 1.知道参照物的概念. 2.知道物体的运动和静止的相对性. 3.认识运动是宇宙中的普遍现象,建立辩证唯物主义世界观. 一、机械运动与参照物 【自主
9、预习】 阅读课本第 16、17、18 页内容,认识物体运动形式的判断,完成下列问题: 1.宇宙中一切物体都在运动,机械运动是宇宙中最普遍的现象. 2.一位同学从自己的座位走到黑板前,他的位置发生了变化,物理学里把物体位置的变 化叫做机械运动. 3.你们肯定见到过许多静止的和运动的物体,请各举 3 例. 静止的物体:地面上的建筑物、桥梁、树木. 运动的物体:空中飞行的小鸟、疾驰的汽车、河道中的流水. 【小组讨论】 1.如果你的一位同学和你一起并肩向前走,你认为他是静止的还是运动的?站在路边的 人又认为他是运动的还是静止的? 2.人们判断物体的运动和静止,总要选取某一物体作为标准.这个被选作标准的
10、物体叫 做参照物.可见描述同一物体的运动情况,选择的参照物不同,结论一般不同. 3.试着描述图 1.2-3 和图 1.2-4 各种情形中物体的运动状况,总结一下选择参照物的方 法技巧. 【教师点拨】 1.不要用物体本身作为参照物,参照物理论上可以任意选,但不是乱选,参照物选得恰当 更容易判断物体的运动状态. 2.没提到参照物时,一般是以地面或地面上静止不动的物体为参照物,如桥梁、 路边的树 木、建筑物等. 3.运用参照物判断物体的运动情况,具体方法如下: 确定研究对象,即明确要判断哪个物体是否运动; 选定参照物,即假定一个物体不动; 看被研究的对象相对于参照物的位置是否变化,若位置有变化,则被
11、研究的物体是运 动的;若位置无变化,则被研究的物体是静止的. 【跟踪训练】 1.下列说法中各是以什么作参照物的. (1)坐在船上的乘客是静止的. 乘客是静止的参照物是船. (2)“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”. 竹排在江中游以江岸(青山)作参照物; 青山在走以竹排为参照物. (3)月亮从云中钻了出来. 月亮钻了出来参照物是云. 2.坐在汽车里的乘客、司机和路旁的孩子们有如图所示的对话,以下分析正确的是 ( C ) A.孩子们认为汽车前进得快,是以汽车为参照物的 B.不论选什么作为参照物,乘客都是不动的 C.司机说乘客没动,是以汽车为参照物的 D.图中的人物都是以地面为参照物来判断运动与否的
12、 二、物体的运动和静止的相对性 【自主预习】 1.判断一个物体的运动,能选择的参照物不止一个,但选择不同的参照物,得出的物体的 运动状态不一定相同,所以物体的运动和静止具有相对性. 2.航天飞机在太空与宇宙空间站对接时,两者在空中飞行的速度大小和方向必须相同, 此时两物体间彼此处于相对静止状态. 【小组讨论】 1.在第一次世界大战的空战中,一名飞行员发现自己的机舱有一只 “小虫” 在飞,于是一 把抓住,一看才发现是一粒正在飞行的子弹!我们知道徒手抓住正在飞行的子弹一般是不可 能的,那么这位飞行员为什么能抓住呢? 答:这颗子弹飞行的速度大小、 方向与飞机(飞行员)飞行的速度大小、 方向相同,子弹
13、与 飞机(飞行员)保持相对静止,所以飞行员能抓住这颗子弹. 2.观察图中的烟和小旗,分析甲、乙两车相对于房子的运动情况: 甲车相对于房子的运动情况:向左运动,且运动速度大于风速. 乙车相对于房子的运动情况:可能静止;可能向右运动;可能向左运动,但运动速度小 于风速. 【教师点拨】 对第 1 小题,运动具有速度和方向,围绕子弹和飞机运动的速度和方向进行分析. 【跟踪训练】 1.2020 年 12 月 17 日,嫦娥五号返回器携月球样品在预定区域安全着陆,探月工程嫦娥五号 任务取得圆满成功.在返回器打开降落伞后落地阶段,月球样品是被固定在返回器内的.在这 一阶段下列说法正确的是 ( C ) A.以
14、返回器为参照物,月球样品是运动的 B.以地面为参照物,月球样品是静止的 C.以返回器为参照物,月球样品是静止的 D.以地面为参照物,返回器是静止的 2.“刻舟求剑”是人人皆知的典故.郑人之所以没有通过“刻舟”而求得剑,是由于他不懂得 运动和静止的相对性的物理知识所致. 3.空中有甲、 乙两架直升机,甲机中的飞行员看到乙机向上运动;乙机中飞行员看到甲机向下 运动,同时看到地面向上运动.则相对地面,甲直升机向下运动,乙直升机向下运动,甲直升机 运动得快. 4.在我国古典小说镜花缘中有这样一句话:“去岁一阵大风,把我院一口井忽然吹到篱笆 外去.” 说这句话的人和相信这句话的人,在刮大风前是以地面为参
15、照物的,在刮大风后又是以篱笆 为参照物的. 一般人不相信一口井会被大风刮到篱笆外去,因为他们是以地面为参照物的. 第 3 节 运动的快慢 1.知道速度的概念. 2.能用速度公式进行简单的计算. 3.认识匀速直线运动、平均速度. 一、速度的认识 【自主预习】 观察下面表格,有四个物体沿平直道路行驶 初始位置(m) 经过时间(s) 末了位置(m) A.自行车 0 20 100 B.自行车 0 10 100 C.火车 500 30 1250 D.飞机 500 10 2500 如何比较 A 和 B、B 和 D、B 和 C 的运动快慢? 【小组讨论】 阅读课本第 19、20 页,认识速度、速度公式及速度
16、单位,完成下列问题: 小组讨论一 1.描述物体运动的快慢有哪几种方法? 时间相同,通过路程越大,运动越快; 通过路程相同,时间越短,运动越快; 通过路程不同,时间也不同,运动快慢如何比较? 答:比较单位时间内物体运动的路程大小. 小组讨论二 2.在物理学上,我们用单位时间内通过的路程来比较物体运动快慢.速度的计算公式是 v= ,速度的国际单位是米每秒,符号是 m/s,在交通运输上通常用千米每小时做速度单位,符 号是 km/h. 3.单位换算:1 m/s= (换算过程)=3.6 km/h. 【教师点拨】 1.速度的计算公式中符号的意义及单位,速度单位的读法. 2.速度的意义可以按照速度定义格式叙
17、述. 【跟踪训练】 下列四个成语中描述物体运动的快慢最明确的是 ( B ) A.离弦之箭 B.一日千里 C.姗姗来迟 D.风驰电掣 二、速度的计算 【自主预习】 阅读下面数据,完成下面问题: 水中游得最快的旗鱼,速度可达到 108 km/h,陆地上奔跑得最快的猎豹,1 s 可跑 40 m; 空中飞行得最快的褐海燕,1 min 能飞 5 km;把它们的速度大小从大到小排列是褐海燕猎豹 旗鱼. 【小组讨论】 1.如图所示为某交通标志牌, (1)请你说出这两个数据的含义,甲“80”的含义:此路段允许的最高速度为 80 km/h,乙 “南京市 60 km”的含义:此地距离南京 60 km. (2)按这
18、样的速度到南京需要多少小时? 解:t= = =0.75 h. 2.你见过速度表没有?给大家说说你的认识. 3.工程上常用爆破的方法开山劈岭,设用一条96 cm长的引火线来点燃炸药,引火线燃烧 速度是 0.8 cm/s,点燃引火线后,人以 5 m/s 的速度跑开,他能不能在炸药爆炸前跑到离点火 处 500 m 远的安全地带?(要求用三种方法解) 解:方法一:t1= =96 cm0.8 cm/s=120 s,t2= =500 m5 m/s=100 s, 因为t1t2,所以点火人能跑到安全地带; 方法二:t1= =96 cm0.8 cm/s=120 s,s=v2t1=5 m s120 s=600 m
19、, 因为ss2,所以点火人能够跑到安全地带; 方法三:t1= =96 cm0.8 cm/s=120 s,v= = =4.17 m/s, 因为vv2,所以点火人能够跑到安全地带. 【教师点拨】 1.解题过程要规范,弄清题意. 2.正确换算单位,熟练掌握公式变形. 【跟踪训练】 在课外实践活动中,用闪光照相机探究纸锥竖直下落的运动情况,照相机每隔0.2 s曝光一次. 小芳所在的兴趣小组拍下的照片如图所示,由此可以判断纸锥下落的速度变化情况是先变大 后不变(填“不变”“先变大后不变”或“一直变大”).若测得纸锥在A、B两位置间的实际 距离为 6.40 cm,则此过程中,纸锥的速度为 0.16 m/s
20、. 三、匀速直线运动 平均速度 【自主预习】 阅读课本第 20、21、22 页,完成下列填空: 1.物体做机械运动时,按照运动路线的曲直可以分为直线运动和曲线运动. 2.在直线运动中,按照速度是否变化,又可分为匀速直线运动和变速直线运动. 3.物体沿着直线且速度不变的运动叫匀速直线运动. 4.物体做直线运动时,其速度的大小常常是变化的,即在相等的时间内通过的路程不相 等,这种运动叫变速直线运动.在粗略研究时,可以用v= 来描述运动的快慢. 【小组讨论】 小组探究一: 观察比较下面甲、乙两图中的小汽车在相同的时间内所通过的路程有什么特点?能否由 此总结出匀速直线运动的定义? 小组探究二: 一位同
21、学从家里出发到学校,在前一半路程内速度为v1,后一半路程内速度为v2,求其在 全程的平均速度. 一位同学从家里出发到学校,在前一半时间内速度为v1,后一半时间内速度为v2,求其在 全程的平均速度. 【教师点拨】 1.匀速直线运动有两个特点:运动的路线是直线;在相同时间内通过的路程是相同 的; 2.计算平均速度时,一定要用某段路程除以对应的时间进行计算. 【跟踪训练】 某学习小组对一辆平直公路上做直线运动的小车进行观察研究.他们记录了小车在某段时间 内通过的路程与所用的时间,并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像如图所示.根 据图像可知,25 s 内,小车的平均速度是 0 m/s. 第 4
22、节 测量平均速度 1.学会用刻度尺和秒表正确测量时间、距离,并计算出运动物体的平均速度. 2.了解用位移传感器测物体的即时速度,了解超声波测距. 一、用刻度尺和秒表测运动物体的平均速度 【自主预习】 阅读课本第 23 页,回答下列问题: 1.小车从斜面上滑下,做的是什么运动? 2.在物理学中,用什么描述变速运动物体的快慢程度? 3.如何计算一个做变速运动的物体在时间t内的平均速度? 【小组讨论】 小组同学讨论以下问题: (1)使用刻度尺时应注意什么? (2)使用秒表前应观察什么? (3)小组同学间如何分工合作,才能使时间的测量比较准确? 小组同学完成下述实验: 有一斜面长 1.6 米,用秒表测
23、出小车从斜面顶端滑到底端所用的时间t1;再将金属片装 在斜面的中点,如图所示,用秒表测出小车从斜面顶端滑到中点的时间t2;根据测出的时间, 在下表填出小车通过斜面全程的平均速度v1、 通过上半段的平均速度v2、 通过下半段的平均 速度v3. 路程(米) 运动时间(秒) 平均速度(米/秒) s1=1.6 t1= v1= s2=0.8 t2= v2= s3=s1-s2= t3=t1-t2= v3= 【教师点拨】 1.观察刻度尺的分度值、量程和零刻线,使用时要放对、读对、记对. 2.观察秒表的分度值、 量程和零刻线.秒表的最小刻度是 0.1 秒,读数时准确到十分位即 可. 3.将一小车放于斜面顶端,
24、将金属片置于斜面底端,并开始读秒:“5、4、3、2、1、0”; 读到 “0” 时释放小车,学生启动秒表计时,当听到小车撞击金属片的声音时,学生立即按下停 表.这种操作方法使学生分工协作的准确性更高. 4.做变速运动的同一物体,在各段路程的平均速度并不相等,平均速度描述的是做变速 运动的物体,在s这段路程或在t这段时间内的平均快慢程度.严格地讲离开某段路程或某段 时间,平均速度是没有意义的.因此,求解物体通过某段路程的平均速度时,一定要用物体通 过的这段路程除以通过这段路程所用的时间. 【跟踪训练】 1.(多选)某小组同学要测量小车的平均速度,他们用一个长方体的小木块将长木板的一端垫 起,形成一
25、个斜面,如图所示,他们要测量小车从A滑到C的过程中,小车通过AB、BC、AC段 的平均速度,图中方框内的数字是小车到达A、B、C三处时电子表的显示.下列说法正确的是 ( CD ) A.实验中为了方便计时,应使斜面保持较大的坡度 B.实验中误差的主要来源是小车通过的路程的测量 C.根据图中的信息可知小车从B点到C点所用的时间tBC=1 s D.如果小车过了C点才停止计时,则测得的平均速度vAC会偏小 2.如图所示,在“测平均速度”的实验中: (1)斜面的作用是使小车获得运动的动力; (2)金属片的作用是使小车在同一位置停下; (3)下表是重复三次实验获得的数据,请根据这些数据把表格填完整. 路程
26、 运动时间 平均速度 1 s1=75 cm t1=2.6 s v1=28.85 cm/s 2 s2=75 cm t2=2.5 s v2=30.00 cm/s 3 s3=75 cm t3=2.4 s v3=31.25 cm/s 二、用位移传感器测物体的即时速度 超声波测距 【自主预习】 阅读课本第 24 页,完成下列填空: 1.位移传感器利用超声波可以测出不同时刻小车与它的距离,这样计算机就可以计算出 运动的小车在不同位置的速度; 2.计算机屏幕上显示的图像横轴表示时间,纵轴表示速度. 3.超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射的同时开始计时,超声波传播时碰到障 碍物会被反射.接收器收到反射波
27、就停止计时,根据计时器记录的时间,仪器自动算出发射点 与障碍物之间的距离. 4.如果障碍物是运动的物体,超声波测量仪可以根据算出的障碍物移动的距离,再根据 两次自动发射超声波的时间,算出物体移动的速度. 【小组讨论】 用位移传感器和计算机完成下列实验: (1)测量小车在斜面上运动的速度; (2)测量实验者步行时的速度. 【教师点拨】 位移传感器与超声波测距有一个共同点,就是在测量运动物体的速度时,都是依靠计算 出一段时间内运动物体移动的距离来算出的. 【跟踪训练】 如图 a 所示,在高速公路上用超声测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲 信号.根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测物体的速度,图 b 中P1、P2是测速仪发 出的超声波信号,n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号,设测速仪匀速扫描,P1、P2之间 的时间间隔 t=1.0 s,超声波在空气中传播的速度v=340 m/s,若汽车是匀速行驶的,则据图 可知,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是17 m,汽车的速度是17.9 m/s.
浙公网安备33030202001339号