内容正文:
第1讲 运动的描述
一、质点 参考系 时间 位移
1.质点
(1)定义:忽略物体的大小和形状,把它简化为一个具有 的点,这样的点叫作质点。
(2)条件:物体的 和 对研究问题的影响可以忽略不计时,物体可简化为一个点。
(3)质点是一种 的模型,实际并不存在。
2.参考系
(1)定义:在描述物体的运动时,用来作为 的物体。
(2)参考系的选取。
①参考系的选取是 的,既可以是 的物体,也可以是 的物体。选作参考系的物体应看作静止不动。通常选 为参考系。
②比较两物体的运动情况时,必须选 参考系。
③选择不同的参考系观察同一物体的运动时,其结果会有所 。
3.时间间隔与时刻
在表示时间的数轴上,时刻用 表示,表示一瞬间;时间间隔用 表示,即两个时刻之差。
4.位移和路程
项目
位移
路程
定义
描述物体位置的变化,它是由 指向 的有向线段
物体 的长度
区别
(1)位移是 ,方向由初位置指向末位置。
(2)路程是标量,没有
联系
(1)在 运动中,位移的大小等于路程。
(2)其他情况下,位移的大小 路程
二、速度
1.平均速度:物体在某段时间内的位移与发生这段位移 的比值,即v=是矢量,其方向与对应 的方向相同。
2.瞬时速度:运动物体在 (或某一位置)的速度,是矢量,其方向就是物体 的方向。
3.速率:瞬时速度的 ,是标量。
4.平均速率: 与 的比值,不一定等于平均速度的大小。
三、加速度
1.定义:物体 与发生这一变化所用时间之比。
2.定义式:a= ,单位是m/s2。
3.物理意义:描述速度变化的 。
4.方向:与 的方向相同,由物体所受合力的方向决定,而与v0、v的方向无关,是矢量。
[教材情境] (粤教版必修第一册第5页讨论与交流)在利用网络平台购买机票时,得知某一航班的时间信息:该航班从广州起飞的时间为14:00,到达北京的时间为 17:05,飞行时间为3小时5分钟。
1.正误辨析
(1)研究飞机起飞过程中的速度变化时,可以将其视为质点。( )
(2)研究飞机起飞的运动情况,必须选择静止的物体为参考系。( )
(3)“该航班从广州起飞的时间为14:00”,这个“14:00”为时刻,而“飞行时间为3小时5分钟”的“3小时5分钟”为时间间隔。( )
(4)飞机沿平直的跑道加速过程中,位移等于路程。( )
(5)该航班飞机的速度可达918千米/时,这是指瞬时速度大小。( )
2.该航班飞机甲在直跑道上以加速度a1=5 m/s2 加速运动,同时,在另一平行的跑道上,有一飞机乙以加速度a2=-5 m/s2运动。下列判断正确的是( )
A.甲的加速度比乙的大
B.乙做减速直线运动
C.甲的速度比乙的速度变化快
D.甲、乙在相等时间内速度变化量不同
考点一 质点 参考系 位移
1.质点不同于几何“点”,有质量无大小。物体能否简化为质点,依据研究的问题,而不是大小和形状。
2.参考系的选择具有任意性,无特殊说明通常以地面为参考系。
3.位移的方向由始位置指向末位置,是矢量。
[例1] [质点、参考系、位移] (2022·贵州遵义一模)(多选)1929年5月20日,毛泽东率领红四军来到长汀县濯田镇水口村汀江渡口。在群众的帮助下,红四军乘坐插着红色军旗的木船,顺利渡过汀江。行军三天后,抵达龙岩。为此,毛泽东写下了“红旗跃过汀江,直下龙岩上杭”的豪迈诗篇。关于此次行军,下列说法正确的是( )
A.红旗跃过汀江是以木船为参考系的
B.研究红旗的飘扬时可以将红旗看成质点
C.研究战士从长汀到龙岩的运动轨迹时可以将战士视为质点
D.战士从长汀到龙岩的位移大小小于路程
[例2] [位移、路程] (2022·山东青岛一模)如图所示,甲、乙两只蚂蚁分别同时从水平桌面上的P、M点出发,它们的爬行轨迹如图中实线所示。10 s后它们分别到达图中的Q、N点,若PQ=MN,下列说法正确的是( )
A.它们的路程相同
B.甲的位移较大
C.乙的位移较大
D.它们的位移方向相互垂直
考点二 速度 平均速度 瞬时速度
1.平均速度和瞬时速度的区别与联系
(1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段时间或某段位移内运动的平均快慢程度;瞬时速度是状态量,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.平均速度的定义式
=,适用于所有的运动,求平均速度要