内容正文:
第一节 运动的描述
【要点归纳】
一、物体和质点
1.实际物体:都有一定的大小和形状,并且物体上各部分的运动情况一般情况下并不相同.质点是一个理想化的物理模型,尽管不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化.
2.质点:用来代替物体的具有质量的点.
3.把物体看做质点的条件:如果忽略物体的大小和和等因素,不影响问题的研究时,就可以把物体看做是质点.
二、参考系
1.参考系的定义:要描述某一个物体的位置及其随时间的变化,首先要选定某个其他物体作为参考,假定这个“其他物体”不动,观察研究对象相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化,这个被用来作参考的物体,叫做参考系.
2.参考系的特点:
(1)同一个物体的运动,选择不同的参考系,得出的运动结果会有所不同.也就是说,物体的运动具有相对性。
(2)参考系的选取是任意的的,但应以观测方便和描述运动简单为原则,研究地面上物体的运动时,常选地面为参考系.
三、理想化模型与质点
1.理想化模型
(1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际并不存在.
(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点,突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的“物理模型”.
(3)“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映,是物理学中经常采用的一种研究方法.
2.对质点的认识
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特点是“具有质量”,但是质点没有大小、体积、形状,它与几何中的“点”有本质区别.
(2)质点是一种“理想化模型”.
(3)可将物体看做质点的几种情况:
四、选参考系的意义及原则
1.对运动和静止的理解
(1)对一个物体运动情况的描述,取决于所选的参考系,选取的参考系不同,对同一个物体运动的描述也不同.
例如,司机开着车行驶在高速公路上,以车为参考系,司机是静止的,以路面为参考系,司机是运动的.
(2)相对静止:如果两个物体运动的快慢相同,运动的方向也相同,我们就说这两个物体是相对静止的.
例如:肩并肩一起行走的两个人就是相对静止的.
(3)平时人们所说的静止的物体,都是指相对静止,绝对静止是没有的.
2.选择参考系的原则
(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定.例如研究火车上物体的运动情况,一般选取火车作为参考系;研究地面上物体的运动时,常选取地面或相对地面静止的物体作为参考系.选择地面为参考系时,参考系常可以略去不提,如“汽车运动了”,就不必说成“汽车相对地面运动了”.
(2)参考系的选取可以是任意的.在实际问题中,参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则.
五、时刻和时间
1.时刻:时刻指的是某一瞬间,在时间坐标轴上用一个点表示.如“3秒末”、“4秒初”.
2.时间:时间间隔是两个时刻的间隔,也是时间坐标轴上两个不同的时刻之差,它是变化过程长短的一种量度,在时间坐标轴上用一段线段表示,物理学中简称时间.
3.时刻和时间间隔的区别
时 间
时 刻
区
别
物理
意义
时间是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度
时刻是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志
时间轴上的表示方法
时间轴上的一条线段表示一段时间
时间轴上的一个点表示一个时刻
表示
方法
“3秒内”、“前3秒内”、“后3秒内”、“第1秒内”、“第1秒到第3秒”等均指时间间隔
“3秒末”、“第3秒末”、“第4秒初”、“八点半”等均指时刻
联
系
两个时刻的间隔即为一段时间,时间是一系列连续时刻的积累过程,时间能展
示运动的一个过程,好比是一段录像;时刻可以显示运动的一瞬间,好比是一张照片
六、路程和位移的区别与联系
项目
位 移
路 程
区
别
描述质点的位置变化,是从初位置指向末位置的有向线段
描述质点实际运动轨迹的长度
矢量,有大小,也有方向
标量,有大小,无方向
由质点的初、末位置决定,与质点运动路径无关
既与质点的初、末位置有关,也与质点运动路径有关
联
系
(1)都是描述质点运动的空间特征
(2)都是过程量
(3)一般说来,位移的大小不大于相应的路程,只有质点做单向直线运动时,位移的大小才等于路程
注:对任意某运动,位移x与路程l之间的大小关系为x≤l.
七、矢量和标量
1.标量:只有大小而没有方向的物理量.如:长度、质量、时间、路程、温度、功、能量等,其运算遵从算术法则.
2.矢量:有大小和方向的物理量,如位移、力、速度等,其运算法则不同于标量,将在后面学习.
3.矢量的表示:
(1)矢量的图示: