内容正文:
专题01 运动的描述
【知识梳理】
【专题过关】
知识点1:质点和理想化模型
【必备知识】建构理想化模型是一种重要的物理学方法。质点是一个理想的物理模型,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。
【例1】(2022·浙江·高一期中)2022年2月8日,在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中谷爱凌以总分188.25分,获得我国冬奥会历史上首枚自由式滑雪女子大跳台金牌,此项比赛要求选手起跳后在空中完成翻腾、旋转和手抓滑板等一系列动作。如图,是她在空中完成跳跃时的情景,下列说法正确的是( )
A.研究谷爱凌运动轨迹时可以将她看作质点
B.研究谷爱凌空中抓板时间时可以将她看作质点
C.研究谷爱凌在空中转体角度时可以将她看作质点
D.研究谷爱凌在空中动作的姿态时可以将她看作质点
【答案】A
【详解】A.研究谷爱凌运动轨迹时,运动员的形状和大小能忽略,能看成质点,故A正确;
B.研究谷爱凌空中抓板时间时,运动员的形状和大小不能忽略,不能看成质点,故B错误;
C.研究谷爱凌在空中转体角度时,运动员的形状和大小不能忽略,不能看成质点,故C错误;
D.研究谷爱凌在空中动作的姿态时,要考虑姿态,运动员的形状和大小不能忽略,不能看成质点,故D错误;
故选A。
【拓展训练1】(2022·浙江·宁波赫威斯肯特学校高一期中)如图所示的瓢虫,其身上的星数(斑点数)显示了它的种类,在下列研究瓢虫的具体情形中,可将瓢虫看成质点的是( )
A.研究瓢虫的转身动作
B.研究瓢虫的较长飞行路线
C.观察瓢虫的翅膀扇动
D.记录瓢虫身上的斑点分布
【答案】B
【详解】A.研究瓢虫的转身动作时,不能把瓢虫看成质点,否则就没动作可言了,选项A错误;
B.研究瓢虫的较长飞行路线时,瓢虫的大小可忽略不计,可看做质点,选项B正确;
C.观察瓢虫的翅膀扇动时,不能看做质点,否则就没翅膀扇动了,选项C错误;
D.记录瓢虫身上的斑点分布时,不能把瓢虫看做质点,否则就没斑点了,选项D错误。
故选B。
【归纳总结】
物体的太小、形状对所研究问题的影响可以忽略不过时,可视物体为质点。当研究的问题不明确时,可遵循分析问题的习惯:一般来说当物体上各个点的运动情况都相回时,可用物体上一个点的运动代替整个物体的运动,研究其运动性质时,可将它视为质点;做转动的物体,当研究其细微特征时不能将其视为质点,但是当物体有转动,且因转动而引起的差异对所研究问题的影响可以忽路时,物体也可视为质点。
知识点2:坐标系与位置、位移
【必备知识】要准确地描述物体的位置及位置的变化需要建立坐标系。①如果物体沿直线运动,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,就建立了一维坐标系;②物体在平面内运动时,则要建立二维平面直角坐标系;③空间内物体的运动,可建立三维的空间直角坐标系。
【例2】(多选)(2022·河北师范大学附属中学高一期中)如图是为了定量研究物体的位置变化作出的坐标轴(x轴),在画该坐标轴时规定原点在某长直公路上某广场的中心,公路为南北走向,规定向北为正方向。坐标上有两点A和B,A的位置坐标为xA=4m,B的位置坐标为xB=﹣2m。下面说法中正确的是( )
A.A点位于广场中心南边4m处
B.A点位于广场中心北边4m处
C.B点位于广场中心南边2m处
D.B点位于广场中心北边2m处
【答案】BC
【详解】A.由位置坐标的意义可知,A点在原点的正方向4m处,即在广场中心北方4m处,故A错误;
B.由位置坐标的意义可知,A点在原点的正方向4m处,即在广场中心北方4m处,B正确;
C.B点在原点的负方向2m处,即在广场中心南方2m处,C正确;
D.B点在原点的负方向2m处,即在广场中心南方2m处, D错误;
故选BC。
【拓展训练2】(2021·西藏·林芝市第二高级中学高一期中)有一口井,水面距井口4m,现用水桶从井中提水(如图),水桶出井后又将其提升了1m.选井口处为坐标原点,以水桶竖直向上提升的路线为x轴,向上为正方向,则水桶在水面时的位置和最后的位置坐标分别是( )
A.4m,1m B.﹣4m,1m
C.5m,0 D.﹣5m,1m
【答案】B
【详解】选井口处为原点,向上为正;则水桶在水面时的在井口的下方,离进口的距离为4m,所以坐标值为-4m;出井后,离地面1m;方向向上,所以坐标值为1m,故B正确,ACD错误.
【归纳总结】
物体做直线运动时沿着运动轨迹建立一维坐标系,可以围坐标准确地表示物体在任意时刻的位置,位移可以用末位置与初位置的坐标来计算: 。当以物体初位置为坐标原点时,位移等于其位置坐标。
知识点3:位移与矢量
【必备知识】物理学中用从