内容正文:
第一章 运动的描述 匀变速直线运动规律
章末总结
【要点归纳】
一.时刻和时间
1、质点:用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。它是一种理想模型,物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。
2.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”.
3.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.
4.时间和时刻的关系
(1)如果用一条坐标轴来表示时间轴,如图所示,时间轴上的点表示时刻,某一段线段则表示时间间隔.与时刻对应的物理量是状态量,与时间间隔对应的物理量是过程量(关于状态量、过程量的概念以后会学到).
(2)时刻与物体在运动过程中的某一个位置相对应,而时间与物体在运动过程中的路程(或本节要学习的位移)相对应.
二.路程和位移
路程和位移的比较
路程
位移
区别
描述质点实际运动轨迹的长度。
描述质点位置的变化。
有大小,无方向。
既有大小,又有方向。
与质点的运动路径有关。
与质点的运动路径无关,只由初、末位置决定。
联系
都是描述质点运动的空间特征。
都是与一段时间相关,是过程量。
一般来说,位移的大小不等于路程,只有质点作单向直线运动时,位移的大小才等于路程。因此,质点运动过程中的位移大小总是小于或等于路程。
三.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:用带箭头的线段表示,线段的长短表示矢量的大小,箭头的指向表示矢量的方向.
(2)在同一直线上的矢量,可先建立直线坐标系,可以在数值前面加上正负号表示矢量的
方向,正号表示与坐标系规定的正方向相同,负号则相反.
四.速度与速率
速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量,是位移对时间的变化率,是矢量。
平均速度:在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,v = s/t(方向为位移的方向)
瞬时速度:对应于某一时刻(或某一位置)的速度,方向为物体的运动方向。
速率:瞬时速度的大小即为速率;
平均速率:质点运动的路程与时间的比值,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。
注意:平均速度的大小与平均速率的区别.
五.加速度与速度间的几个不确定关系
1.物体具有加速度,但不一定做加速运动
做直线运动的物体,如果加速度方向与速度方向相同,则物体做加速运动;如果加速度方向与速度方向相反,则物体做减速运动.可见,物体具有加速度,但不一定做加速运动.
2.物体的速度方向改变,但加速度的方向不一定改变
加速度的方向决定于合外力的方向.物体的合外力方向不变,则加速度方向就不变.如做平抛运动(以后将会学到)的物体,虽然速度方向不断变化,但由于只受重力作用,所以物体的加速度方向始终竖直向下.
3.物体的速度方向不变,但加速度方向不一定不变
不少同学把速度v和速度变化量Δv混为一谈,认为v的方向不变,则Δv的方向也不变,由a=得a的方向也不变.事实上,v的方向与Δv的方向并不一定相同.如汽车在平直公路上先匀加速行驶,然后匀减速行驶,汽车的速度方向是不变的,但加速时Δv的方向向前,a的方向也向前;减速时Δv的方向向后,a的方向也向后.这时,虽然速度方向不变,但加速度方向却变了.
4.物体的速度大,但加速度不一定大
速度是表示物体运动快慢的物理量,加速度是表示物体速度变化快慢的物理量,物体速度大但速度变化不一定快.比如汽车在高速公路上快速匀速行驶时,虽然速度很大,但速度变化却为零.
5.物体速度等于零,但加速度不一定等于零
要注意速度等于零并不一定就是静止.如竖直上抛的物体到达最高点时,速度等于零,但并不处于静止状态,加速度并不等于零,而是等于重力加速度g.
6.物体加速度为零,但速度不一定为零
根据公式a=可知,当a=0时,Δv=0.Δv=0,有两种情况:一种是静止,另一种是匀速直线运动.所以,加速度为零时,物体可能静止,也可能做匀速直线运动.
7.物体的加速度变大(或变小),但速度不一定变大(或变小)
如图所示是某汽车启动时,它的速度随时间的变化关系图象,由v-t图象的意义可知,0~t1时间内汽车的速度逐渐增加,但加速度却在逐渐减小,t1~t2时间内,汽车的加速度为零,但它的速度却不为零.
六.x-t和v-t图象的理解及应用
由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题过程中被广泛应用.在运动学中,经常用到的有x-t图象和v-t图象.
1.理解图象的含义
(1)x-