内容正文:
第 一 章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
核心考点
核心素养
1.质点、参考系
2.位移、速度、加速度
3.匀变速直线运动及其公式、图像
4.追及和相遇问题
5.实验:研究匀变速直线运动
物理观念
理解质点、参考系、位移、平均速度、瞬时速度、加速度等概念
科学思维
掌握匀变速直线运动的规律、能用公式、图像等方法解决运动学问题,会用逆向思维、极限思想、对称思想、类比等方法处理运动学问题
科学探究
会用打点计时器探究匀变速运动的规律,并能用纸带求瞬时速度、加速度
科学态度与责任
能将运动学知识运用到生活中,如体育运动、行车安全、追及和相遇问题等
第1讲 描述运动的基本概念
知识梳理 对点激活
基础·自主落实
一、质点和参考系
1.质点
(1)用来代替物体的有质量的点叫作质点。
(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)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们都假定它是静止的。
(2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。
(3)选取不同的物体作为参考系,对同一物体运动的描述可能不同,通常以地面为参考系。
【微辨析】 (1)研究物体的运动时,只能选择静止的物体作为参考系。(×)
(2)体积很小的物体一定能被看成质点。(×)
二、时间和位移
1.时间与时刻
时间在时间轴上对应为一线段,时刻在时间轴上对应于一点。
2.路程和位移
(1)位移描述物体位置的变化,用从初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量。
(2)路程是物体运动轨迹的长度,是标量。
【微测1】 下列物理量中属于标量的是( )
A.路程 B.位移
C.速度 D.加速度
解析 路程是只有大小的标量,A项正确;位移、速度、加速度都是有方向的矢量,所以B、C、D三项错误。
答案 A
三、速度
1.速度:位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的快慢,即速度。
2.平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫作这段时间内的平均速度,即=,其方向与位移的方向相同。
3.瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上物体所在点的切线指向前进的一侧,是矢量。
4.速率:瞬时速度的大小叫速率,是标量。
【微测2】 三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,设无往返运动,下列说法正确的是( )
A.三个质点从N到M的平均速度相同
B.三个质点任意时刻的速度方向都相同
C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同
D.三个质点从Ν到Μ的平均速率相同
解析 三个质点在相同时间内,位移相同,大小是MN的长度,方向由N指向M,因此它们的平均速度相同,A项正确;速度方向即物体的运动方向,显然三个质点任意时刻的运动方向是不同的,因此速度方向不同,故B项错误;不同时段三个质点的位移大小、方向均不同,因此从N点出发到任意时刻的平均速度都不同,故C项错误;从N到M的过程中,AC路程相同,且比B的路程大,因此A、C的平均速率相等,比B的平均速率大,故D项错误。
答案 A
四、加速度
1.物理意义:描述速度变化快慢的物理量,是矢量。
2.表达式:a==。
3.决定因素:a不是由vt、Δt、Δv来决定,而是由来决定。
4.方向:与Δv的方向一致,由合外力的方向决定,而与v0、vt的方向无关。
【微测3】 小球以v1=4 m/s的速度水平向右运动,碰到墙壁经Δt=0.01 s后以v2=3 m/s的速度沿同一直线反弹(如图所示)。小球在这0.01 s内的平均加速度为( )
A.100 m/s2,方向向右 B.100 m/s2,方向向左
C.700 m/s2,方向向左 D.700 m/s2,方向向右
解析 取水平向右运动方向为正方向,则加速度为a== m/s2=-700 m/s2,负号表示加速度的方向水平向左,C项正确。
答案 C
核心考点 分层突破
考点·深度研析
考点1 对质点、参考系、位移的理解
1.对质点的三点说明
(1)质点是一种理想化模型,实际并不存在。类似的理想化模型还有“轻杆”“光滑平面”“点电荷”等,这些都是突出主要因素、忽略次要因素而建立的物理模型,目的是使一些复杂的问题简单化。
(2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小和形状来判断。
(3)质点不同于几何“点”,是忽略了物体的大小和形状的有质量的点,而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
2.对参考系“两性”的认识
(1)任意性:参考系的选取原则上是任意的,不过通常选地面为参考系。
(2)同一性:比较不同物体的运