内容正文:
专题01 运动的描述
1.了解质点和位移的概念,知道把物体看成质点的条件.
2.了解参考系的作用,会在实例中选择合适的参考系.
3.掌握速度、加速度,体会比值定义法和极限思想.
考点一 质点、参考系和位移
1.质点
(1)质点是用来代替物体的具有质量的点,质点是一种理想化模型.
(2)把物体看作质点的条件:物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略不计.
2.参考系
在描述物体运动时,用来作为参考的物体,通常以地面为参考系.
3.路程和位移
(1)路程是物体运动轨迹的长度,它是标量.
(2)位移是由初位置指向末位置的有向线段,它是矢量.
(3)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.
1.时间和时刻的对比
意义
时间轴表示
对应的物理量
通常的说法
时刻
一段时间的始末, 一瞬间,有先后, 无长短
轴上一点
位置、瞬时速度、瞬时加速 度
第几秒初、 第几秒末
时间
两时刻之间的间隔,有长短
轴上一段
位移、平均速度、速度变化 量
几秒、第几 秒、前几秒、 后几秒
2.位移和路程的对比
位移
路程
方向
方向是由初位置指向末位置,是矢量
没有方向,是标量
大小
物体初位置与末位置间的直线距离,
与物体所走路径无关
物体实际运动轨迹的长度,
与物体所走路径有关
运算法则
平行四边形法则
代数运算加法
联系
一般情况下:路程大于或等于位移的大小;只有当物体做单向直线运动时,物体的位移大小才等于路程
【典例1】(2022·北京海淀·模拟预测)在北京冬奥会比赛项目中,下列说法正确的是( )
A.研究图甲中冰壶运动员的推壶技术时,冰壶可以看成质点
B.研究图乙中自由滑雪运动员的落地动作时,运动员可以看成质点
C.研究图丙中短道速滑1000米的运动轨迹时,运动员可以看成质点
D.研究图丁中花样滑冰双人滑旋转时,女运动员身体各部分的速度可视为相同
【典例2】(2020·辽宁·辽师大附中高三阶段练习)如图所示,是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的滑板运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方法表达了运动的美。请问摄影师选择的参考系是( )
A.大地 B.太阳 C.滑板运动员 D.步行的人
【典例3】(2022·浙江·高三专题练习)在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续时间达六个半小时,那便是金星,如图所示。下面说法正确的是( )
A.地球在金星与太阳之间
B.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
C.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移不为零
D.以金星为参考系,可以认为太阳是运动的
考点二 平均速度 瞬时速度
1.平均速度:物体发生的位移与发生这段位移所用时间之比,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,其方向是物体在这一时刻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(填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小.
1.平均速度和瞬时速度的区别与联系
(1)区别:平均速度表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度,瞬时速度表示物体在某一时刻或某一位置运动的快慢程度.
(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度,公式v=中,当Δt→0时v是瞬时速度.
2.瞬时速度、速率、平均速度和平均速率的对比
瞬时速度
速率
平均速度
平均速率
物理意义
在某一时刻或某一位置时
物体的速度
瞬时速度的大小
某一段时间或某一段位移内运动的快慢和方向
物体的路程与所用时间的比值
对运动的描述
精确的描述物体在某一时刻或某一位置时的运动
精确描述物体运动
的快慢
粗略描述物体运动的快慢和方向
仅表示物体运动快慢
矢、标性
矢量
标量
矢量
标量
3.=是平均速度的定义式,适用于所有的运动,求平均速度要找准“位移”和发生这段位移所需的“时间”;而=只适用于匀变速直线运动.
4.用极限法求瞬时速度
由平均速度=可知,当Δt→0时,平均速度就可以认为是某一时刻或某一位置的瞬时速度.测出物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx,就可求出瞬时速度,这样瞬时速度的测量便可转化为微小时间Δt和微小位移Δx的测量.
【典例4】(2021·浙江·绍兴市柯桥区教师发展中心二模)浙江国际赛车场位于绍兴柯桥南部、柯岩——鉴湖旅游度假区中心位置,依山而建,赛道全长3.25公里,赛道共16个弯有车手曾在这里创下最佳速圈纪录成绩1分33秒,下列说法正确的是( )
A.分析赛车的运动路线时赛车不能看做质点
B.赛道全长指的是赛车比赛的