AP物理C：力学单元1运动学 

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个人进度检查 1

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自由回答：1 个问题

运动学

发展理解

尽管运动被认为是一种公认的现象，因为它很容易被看到，但辨别——并最终理解——物体为什么会运动需要更多的观察。 第 1 单元向学生介绍运动学——特别是一维、二维和抛射运动。 学生不仅将学习如何定义每个运动学量（位置、速度、加速度和时间），还将学习如何区分它们，以及如何以图形和数学方式表示它们之间的关系。 运动学是各种物理原理和概念的基础，在接下来的单元中，学生应利用他们的运动学量知识来描述各种场景中的运动分量，例如如何用牛顿第三定律处理加速度运动规律。

建设科学实践

1.C 3.A 4.A

描述和解释物理过程、原理和概念的能力是物理学研究的核心。 物理学家经常创建和使用模型和表示来分析现象、做出预测和交流 想法。 在本单元中，学生将练习展示同一物理情况的不同类型表示之间的一致性。 例如，学生将创建一个运动图、一个速度与时间的关系图，以及一组方程，这些方程都对物体或系统的相同运动进行建模。 第 1 单元的内容为学生提供了多种机会来讨论变量之间的关系，并用各种表示形式对这些关系进行建模。

单元 1 还将教学生识别合适的数据来绘制，以描述数据的模式和趋势，因为模式和趋势有助于科学家理解基本定律与其周围世界之间的关系。 因为通过练习识别适当的数据和识别模式变得更加容易，所以在第 1 单元中介绍这些技能对于学生的成功很重要。

准备 AP 考试

学生应该能够识别、描述和/或解释图形、自由体图和其他表示中的特征之间的关系。 他们还应该能够分析数据中的模式和趋势（即不同的运动图）并使用数学例程（选择适当的运动学方程，推导数学关系等）。

通常，学习运动学的学生很难识别瞬时速度和平均速度之间的一个主要区别。 也就是说，瞬时速度是物体在单个时间运动的属性，而运动物体的平均速度（总位移除以总时间）取决于总时间量。

单元一览

话题

CHA-1

1.1 运动学：一维运动

建议的技能

1.A 描述表示的物理意义（包括识别特征）。

1.B 描述同一物理情况的不同类型表征之间的关系。

3.A 选择并绘制适当的数据。

4.A 识别和描述数据或图表中的模式和趋势。

4.C 线性化数据和/或确定一个 最佳拟合线或曲线。

5.A 选择适当的定律、定义或数学关系或模型来描述物理情况。

7.A 提出科学主张。

CHA-2

1.2 运动学：二维运动

1.C 证明同一物理情况的不同类型表示之间的一致性。

5.B 确定变量之间的关系当现有变量发生变化时，在方程内。

6.A 从叙述或数学关系中提取数量来解决问题。

7.B 用来自实验数据的证据支持一个主张。

教学活动示例

此页面上的示例活动是可选的，旨在提供可能的方法来 将教学方法融入课堂。 教师不需要使用这些 活动或教学方法，并且可以自由更改或编辑它们。 下面的例子 是与 AP 社区的教师合作开发的，以分享他们学习的方式 方法教授本单元中的一些主题。 请参考教学方法 从第页开始的部分。 有关活动和策略的更多示例，请参阅 115。

活动主题示例活动

1 1.1 桌面实验 为学生提供回力玩具车和拍摄视频的方法，并让他们记录汽车加速和减速时的位置与时间数据。让学生将三次多项式拟合到位置时间数据，并使用微积分来预测汽车的最大速度以及加速度的初始和最终幅度。

2 1.2 桌面实验 给学生一个球发射器、直角三角积木和仪表杆。让他们使用从发射器水平发射球来计算球的发射速度，然后预测如果球在三角形块上发射，球将落在哪里。

3 1.1 改变表示 给学生一个分段运动的口头描述，例如“以 5 m/s2 的速度从静止加速 10 秒，然后再过 20 秒后再次静止”。让学生绘制位置/速度/加速度图，并制定分段的位置/速度/加速度运动方程。 4 1.1 制定计划 查找汽车的速度和总停车距离数据。为学生提供五对速度和总停车距离（不分为思考和制动距离）。要求学生根据数据确定驾驶员的反应时间和汽车的制动加速度。

5 1.2 图形和开关 学生 A 为射弹运动创建一对水平和垂直速度图，学生 B 必须写出发生了什么的叙述（包括射弹是否以一定角度射出、落到更高或更低或相同高度）。

单位规划说明

使用下面的空间来计划您进入该单元的方法。

话题 1.1 运动学： 运动合一 方面

必修课程内容

持久的理解

CHA-1

质点沿直线运动的位置向量、速度向量和加速度向量之间存在关系。

学习目标

A.对于在给定初始条件下在一维上均匀加速的物体，确定作为时间函数的速度和位置的适当表达式。

B.计算运动的未知变量，例如在一维中匀加速运动的物体的加速度、速度或位置。

C.计算匀加速物体的平均速度或最小或最大速度等值。

基本知识

物体在一维上均匀加速的运动学关系为： x = x + v t+ 一个 t v = v + a t v = v0 + 2ax (x - x0 )

A.恒速模型可以从上述关系推导出来。 X v = X 湾。 平均速度和加速度模型也可以从上述关系推导出来。 X vx (平均) = t v ax (平均) = t

学习目标

CHA-1.B

对于加速度不均匀的物体的运动，确定彼此一致的位置、速度和加速度的函数。

基本知识

CHA-1.B.1

区分和整合对于确定与位置相关的功能是必要的， 具有非均匀加速度的物体的速度和加速度。 dx xdt dvx xdt

A.这些函数可以包括时间的三角函数、幂函数或指数函数。

B.它们还可能包括与速度相关的加速度函数（例如阻力）。

学习目标

CHA-1.C

根据位置和时间、速度和时间之间存在的一致性来描述物体的运动，以及 加速度和时间：

基本知识

CHA-1.C.1

移动物体的位置、速度城市和加速度与时间的关系相互关联，并且取决于对坡度、截距、asxmptotes 和面积的理解或基于概念的微积分概念。

A.这些函数可能包括三角函数、幂函数、指数函数（时间）或vekcitv相关函数

话题 1.2 运动学： 运动二方面

必修课程内容

持久的理解

CHA-2

一个粒子在一个以上的维度上运动，有或没有合力，位置、速度和加速度的数量之间存在多种同时的关系。

学习目标

CHA-2.A

a.计算二维的速度、位置或加速度矢量的分量。

b.计算二维运动的物体的净位移。

c.计算在二维中移动的物体的速度净变化。

d.计算二维运动物体的平均加速度矢量。

e.计算相对于以匀速移动的另一个对象（或参考系）移动的对象的速度矢量。

f. 描述一个对象相对于第二个对象的速度矢量 到它的参照系。

基本知识

CHA-2.A.1

所有的运动量都是矢量，可以分解成分量（在给定的坐标系上）。

A.向量加法和减法是正确确定数量变化所必需的。

B.位置、平均速度和平均加速度可以用以下矢量符号表示： r v = 平均 v 一个= 平均

学习目标

CHA-2.B

使用向量表达式或使用两个联立方程，导出粒子在其轨迹中某个点的向量位置、速度或加速度的表达式。

基本知识

CHA-2.B.1

差异化和整合是必要的 用于确定与对象在每个维度中的位置、速度和加速度相关的函数。 dx xdt dvx xdt

A.加速度在每个方向上可能不同并且可能是不均匀的。

B.给定量（例如位置、速度或加速度）的合成向量是每个量的分量的向量和。

学习目标

CHA-2.C

在给定各种发射角度的初始条件（包括在其轨迹中某个点的水平发射）的情况下，计算弹丸运动中物体的运动学量，例如位移、速度、速度、加速度和时间

基本知识

CHA-2.C.1

如果运动被分成垂直和水平分量，则可以使用运动学方程分析二维运动。

A. 弹丸运动假定空气阻力可以忽略不计，因此水平速度和垂直加速度（地球的重力加速度）不变。

B.这些运动学关系仅适用于恒定（均匀）加速度情况，并且可以应用于 x 和 y 方向。 1 2 0×× v = v + a t v = v0 + 2ax (x - x0 )

学习目标

CHA-2.D

用位置与时间、速度与时间、加速度与时间的一致性来描述物体在二维运动中的运动。

基本知识

CHA-2.D.1

运动物体的位置、速度和加速度与时间的关系是相互关联的，取决于对斜率、截距、渐近线和面积的理解或概念微积分概念。