内容正文:
第1讲 运动的描述
[对应学生用书P1]
一、质点和参考系
1.质点
(1)用来代替物体的有__质量__的点叫做质点。
(2)研究一个物体的运动时,如果物体的__形状__和__大小__对所研究问题的影响可以忽略,就可以看作质点。
(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在。
2.参考系
(1)比较两物体的运动情况时,必须选__同一__参考系。
(2)选取不同的物体做参考系,对同一物体运动的描述可能__不同__。通常以__地面__做参考系。
二、位移和速度
1.位移和路程
位移
路程
定义
位移表示物体的位置变化,可用由初位置指向__末位置__的有向线段表示
路程是物体__运动轨迹__的长度
区别
位移是矢量,方向由初位置指向__末位置__
路程是标量,没有方向
联系
在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小__小于__路程
2.速度与速率
(1)平均速度:物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值,即=,是矢量,其方向就是对应__位移__的方向。
(2)瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一__位置__的速度,是矢量,其方向是物体的运动方向或运动轨迹的__切线__方向。
(3)速率:__瞬时速度__的大小,是标量。
(4)平均速率:物体运动的__路程__与通过这段路程所用__时间__的比值,不一定等于平均速度的大小。
三、加速度
1.定义式:a==。
2.决定因素:a不是由v、Δt、Δv来决定,而是由来决定。
3.方向:与Δv的方向一致,由__合外力__的方向决定,而与v0、v的方向无关。
[自测] (2021·江阴高三考试)火箭发射时,速度能在10 s内由0增加到100 m/s;汽车以108 km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5 s内停下来,下列说法中正确的是( )
A.10 s内火箭的速度改变量为10 m/s
B.2.5 s内汽车的速度改变量为-30 m/s
C.火箭的速度变化比汽车快
D.火箭的加速度比汽车的加速度大
答案 B
[对应学生用书P2]
考点一 质点、参考系和位移
三个概念的进一步理解
1.质点不同于几何“点”,它无大小但有质量,能否看成质点是由研究问题的性质决定,而不是依据物体自身大小和形状来判断。
2.参考系一般选取地面或相对地面静止的物体。
3.位移是由初位置指向末位置的有向线段,线段的长度表示位移的大小。
[例1] (2021·浙江高三月考)2020年12月22日,美国“麦凯恩”号驱逐舰在未经允许的情况下,就擅闯我国南沙岛礁邻近海域,在发现之后,我国南部战区立即组织海空兵力用“054A”型护卫舰对其予以警告和驱离。如图所示是某网站发布的当天两舰的卫星图片和“054A”型护卫舰图片,假设在图示时刻两舰正沿同一方向匀速前进,并保持固定的距离,则下列说法正确的是( )
A.以我国海军“054A”型护卫舰为参考系,“麦凯恩”号是静止的
B.以我国海军“054A”型护卫舰为参考系,附近的南沙岛礁是静止的
C.以附近的我国南沙岛礁为参考系,两艘军舰均做竖直向下的运动
D.以“麦凯恩”号驱逐舰为参考系,地球同步卫星是静止的
解析 “麦凯恩”号与我国海军“054A”型护卫舰沿同一方向匀速前进,以我国海军“054A”型护卫舰为参考系,“麦凯恩”号是静止的,故A正确;以我国海军“054A”型护卫舰为参考系,附近的南沙岛礁是运动的,故B错误;以附近的我国南沙岛礁为参考系,两艘军舰均是运动的,但不是竖直向下,故C错误;地球同步卫星是相对于地球赤道上某一点相对静止的,则以“麦凯恩”号驱逐舰为参考系,地球同步卫星是运动的,故D错误。
答案 A
考点二 平均速度和瞬时速度
1.区别与联系
(1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。
(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度。
2.判断方法和技巧
(1)判断是否为瞬时速度,关键是看该速度是否对应“位置”或“时刻”。
(2)求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”。
3.用平均速度法求解瞬时速度——极限思想的应用
(1)用极限法求瞬时速度和瞬时加速度
①公式v=中,当Δt→0时v是瞬时速度。
②公式a=中,当Δt→0时a是瞬时加速度。
(2)注意
①用v=求瞬时速度时,求出的是粗略值,Δt越小,求出的结果越接近真实值。
②对于匀变速直线运动,一段时间内的平均速度可以精确地表示物体在这一段时间内中间时刻的瞬时速度。
[例2] (2021·石家庄高二月考)如图甲所示是一种速度传感器的工作原理图,在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子,工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲,脉冲被运动的物体反射后又被B盒接