教科版高中物理必修第一册第一章描述运动的基本概念章末素养培优学案+课件
展开章末素养培优
核心素养(一)——物理观念
1．时刻和时间间隔
项目 | 时刻 | 时间间隔 |
区别 | 时间点(对应运动状态) | 两个时间点间的时间段(对应运动过程) |
联系 | 两个时刻之间的间隔是时间间隔 | |
2.位移和路程
项目 | 位移 | 路程 | |
区别 | 意义 | 物体的位置变化 | 物体运动轨迹的长度 |
大小 | 初位置到末位置的距离，与运动轨迹无关 | 运动轨迹的长度 | |
标矢性 | 矢量，方向由初位置指向末位置 | 标量，无方向 | |
联系 | 单一方向的直线运动，位移大小等于路程 | ||
3.平均速度和瞬时速度
项目 | 平均速度 | 瞬时速度 | |
区别 | 含义 | 粗略地描述物体运动的快慢 | 精确地描述物体运动的快慢 |
对应关系 | 对应过程，即一段时间、一段位移 | 对应状态，即某一时刻、某一位置 | |
大小 | (Δt→0) | ||
方向 | 位移的方向 | 该时刻的运动方向 | |
4.速度、速度变化量和加速度的比较
项目 比较 | 速度v | 速度变化量Δv | 加速度a |
定义 | 位移与所用时间的比值 | 末速度与初速度的差值 | 速度变化量与时间的比值 |
表达式 | v＝ | Δv＝v2－v1 | a＝ |
单位 | m/s | m/s | m/s2 |
方向 | 为物体运动的方向，与a的方向不一定相同 | 由初、末速度决定，与a的方向相同，与v的方向不一定相同 | 与Δv的方向相同，与v的方向不一定相同 |
物理意义 | 表示物体运动的快慢和方向 | 表示物体速度变化的大小和方向 | 表示物体速度变化的快慢和方向 |
大小关系 | a与v、Δv的大小没有必然的联系，其中一个物理量越大时，其余两个物理量不一定越大 | ||
【典例示范】
例1 (多选)以往公路上用单点测速仪测车速，个别司机由于熟知测速点的位置，通过在测速点前刹车降低车速来逃避处罚，但却很容易造成追尾事故，所以有些地方已开始采用区间测速(如图)，下列说法正确的是 ( )
A．单点测速测的是汽车的瞬时速率
B．单点测速测的是汽车的平均速率
C．区间测速测的是汽车的瞬时速率
D．区间测速测的是汽车的平均速率
例2 (多选)关于速度、速度的变化量、加速度，下列说法正确的是( )
A．物体加速度不为零且保持不变，速度也始终保持不变
B．速度很大的物体，其加速度可能很小，也可能为零
C.某时刻物体的速度为零，其加速度可能不为零
D．加速度的方向总是与速度变化量的方向相同
核心素养(二)——科学思维
1．理想模型法
理想模型法是物理学中常用的一种方法．在研究具体问题时，为了研究方便，抓住主要因素，忽略次要因素，从实际问题中抽象出理想化模型，从而把实际复杂的问题简化处理，如质点就是理想化的物理模型．
2．极限思维
在分析变速直线运动的瞬时速度时，我们采用极限思维，即在物体经过的某点前、后取很小的一段时间，这段时间取得越小，物体在该段时间内的速度变化就越小，该段时间内的平均速度就越能精确地反映物体在该点的运动快慢情况，当时间足够短时(或位移足够小时)，该段时间内的平均速度就等于物体经过该点时的瞬时速度．同理，在变速运动的描述中，平均加速度和瞬时加速度也存在这样的关系．
3．比值定义法
比值定义法是物理学中常用的方法，其中加速度是用来描述物体速度变化快慢的物理量，相同时间内速度变化大或相同速度变化量所用时间少则速度变化快．当速度变化量和所用时间均不相同时，我们用速度变化量除以完成该速度变化量所用的时间，该比值反映速度变化的快慢，物理学中将该比值定义为加速度，用公式表示为a＝.我们学过的速度也是根据比值定义法定义的物理量．
4．数形结合的思想
对于直线运动的问题，可以同时用公式法、图像法两种方法解题．xt图像和vt图像很直观地描述了做直线运动的物体的位移、速度随时间变化的情况．把数学公式表达的函数关系与图像的物理意义结合，有助于透彻地理解物体的运动特征及规律．
(1)xt图像和vt图像的比较
内容种类 | xt图像 | vt图像 |
图像上某点纵坐标 | 某一时刻的位置 | 表示瞬时速度 |
斜率 | 表示速度 | 表示加速度 |
纵轴截距 | 表示初位置 | 表示初速度 |
两图线交点坐标 | 表示相遇 | 不表示相遇， 只表示速度相等 |
注意 | (1)无论是vt图像还是xt图像都不是物体的运动轨迹． (2)vt图像和xt图像都只能描述直线运动，不能描述曲线运动． | |
(2)根据vt图像判断
图像变化 | 图像示例 | 运动状态 | |
速度大小随时间 | 不变 | 匀速运动 | |
变大 | 甲：沿正方向的加速运动 乙：沿负方向的加速运动 | ||
变小 | 甲：沿正方向的减速运动 乙：沿负方向的减速运动 | ||
图线斜率随时间 | 不变 | 加速度不变的加速运动 | |
变大 | 加速度增大的加速运动 | ||
变小 | 加速度减小的加速运动 | ||
【典例示范】
例3如图为一物体做直线运动的速度—时间图像．在整个运动过程中，下列说法正确的是( )
A．BC段和CD段的运动方向相反
B．CD段和DE段的运动方向相同
C．物体在D点速度为0，此后运动方向改变
D．AB段物体静止
例4在如图所示的xt图像和vt图像中，给出的四条曲线1、2、3、4分别代表四个不同物体的运动情况，则下列说法正确的是( )
A．图线1、3表示物体做曲线运动
B．xt图像中0～t1时间内物体1和2的平均速度相等
C．vt图像中t3时刻物体3的速度大于物体4的速度
D．两图像中t2、t4时刻分别表示物体2和4开始反向运动
章末素养培优
核心素养(一)
【典例示范】
例1 解析：单点测速测的是汽车经过测速仪时的瞬时速率，A正确，B错误；区间测速测的是汽车在某段路程内的平均速率，C错误，D正确．
答案：AD
例2 解析：加速度保持不变，且不为零，可知速度一定在变化，故A错误；根据a＝可知，物体的加速度就是速度的变化率，与物体速度的大小无关，所以即使物体的速度很大，但如果速度的变化率很小，其加速度就很小；若物体保持匀速直线运动，则加速度为零，故B正确；物体的速度为零时，其加速度可能不为零，如火箭刚点火时，速度为零而加速度不为零，故C正确；加速度的定义式a＝中a是矢量，所以加速度的方向总是和速度变化量的方向相同，故D正确．
答案：BCD
核心素养(二)
【典例示范】
例3 解析：物体在0～20s内的速度均为正值，运动方向不变，物体在D点速度为0，此后运动方向改变，故A、B错误，C正确；AB段物体的速度为v＝5m/s，D错误．
答案：C
例4 解析：运动图像反映物体的运动规律，不是运动轨迹，无论速度—时间图像还是位移—时间图像，只能表示物体做直线运动，故A错误；x－t图像中0～t1时间内物体1和2通过的位移相等，所用时间相等，则平均速度相等，故B正确；由题图知，v－t图像中t3时刻物体3的速度等于物体4的速度，故C错误；x－t图像的斜率表示物体的速度，斜率大于0，表示物体沿正方向运动；斜率小于0，表示物体沿负方向运动．而t2时刻之前物体2沿正方向运动，t2时刻之后物体2沿负方向运动，故t2时刻物体2开始反向运动．v－t图像中速度的正负表示运动方向，物体4在0～t5这段时间内速度始终为正，故t4时刻物体4没有反向运动，故D错误．
答案：B
