内容正文:
第1讲 运动的描述
授课提示:对应学生用书第1页
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,该物体就可以看成质点。
(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在。
2.参考系
(1)参考系是描述物体运动时用来作为参考的物体,其可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考的物体,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。
二、位移和速度
1.位移和路程
(1)定义:位移表示质点位置的变化,它是质点由初位置指向末位置的有向线段;路程等于质点运动轨迹的长度。
(2)区别:位移是矢量,方向由初位置指向末位置;路程是标量,没有方向。
(3)联系:在单向直线运动中,位移的大小等于路程;其他情况下,位移的大小小于路程。
2.速度与速率
(1)平均速度和瞬时速度
平均速度
瞬时速度
物理意义
粗略描述某段时间内(或某段位移上)物体运动的平均快慢程度
精确描述某一时刻(或某一位置)物体运动的快慢程度
大小
位移与所用时间之比
当时间间隔非常小时,平均速度等于瞬时速度
方向
与位移的方向相同
沿轨迹上该点的切线指向前进的方向
(2)速率:物体运动的瞬时速度的大小。
(3)平均速率:物体运动的路程与时间的比值。
三、加速度
1.速度变化量(矢量)
(1)物理意义:描述物体速度变化的物理量。
(2)定义式:Δv=v-v0(矢量式)。
(3)决定因素:Δv由v与v0进行矢量运算得到,由Δv=aΔt知Δv由a与Δt决定。
(4)方向:由a的方向决定。
2.加速度
(1)物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量。
(2)定义式:a==。
(3)决定因素:a不是由v、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、v的方向无关。
授课提示:对应学生用书第2页
考点一 对质点、参考系、位移的理解 基础考点
1.对三个概念的进一步理解
(1)质点不同于几何“点”,它无大小但有质量,实际物体能否看成质点是由所研究的问题决定的,而不是依据物体自身大小和形状来判断的。
(2)参考系一般选取地面或相对地面静止的物体。
(3)用位移来描述物体位置的变化,由初位置指向末位置的有向线段能准确描述物体位置的变化,线段的长度表示位移的大小,箭头指向表示位移的方向。
2.三点注意
(1)对于质点要从建立理想化模型的角度来理解。
(2)在研究两个物体间的相对运动时,选择其中一个物体为参考系,可以使分析和计算更简单。
(3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质。
典例1 下列说法中正确的是( )
A.研究短跑运动员的起跑动作时,可将运动员看成质点
B.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时,可将汽车看成质点
C.“两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”是以“万重山”为参考系的
D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“国旗”为参考系的
[解析] 研究短跑运动员的起跑动作时,所研究对象的大小和形状不能忽略,故运动员不能看成质点,A错误;研究汽车是否翻倒是转动问题,故汽车不能看成质点,故B错误;选项C中的研究对象是“轻舟”,已过“万重山”,是以“万重山”为参考系的,C正确;选项D中的研究对象是“国旗”,是以地面或旗杆为参考系的,D错误。
[答案] C
典例2 关于质点在某段时间内的位移和路程,下列说法正确的是( )
A.位移为零,该质点一定是静止的
B.路程为零,该质点一定是静止的
C.沿直线运动的质点,位移大小一定等于其路程
D.沿曲线运动的质点,位移大小可能大于其路程
[解析] 质点沿圆周运动一周的位移为零,显然质点是运动的,选项A错误;质点只要运动,路程就不会为零,选项B正确;除了单向直线运动外,在其他的运动中,质点的位移大小都小于路程,选项C、D错误。
[答案] B
1.(三个概念的理解)(多选)如图所示,在一次空军投弹演习中,飞机水平匀速运动,不考虑空气阻力的影响。下列说法正确的是( )
A.研究炸弹从释放到落地的运动轨迹情况,可把炸弹看成质点
B.以飞机为参考系,炸弹做自由落体运动
C.以地面为参考系,炸弹运动的位移方向是不断变化的
D.飞行员看到炸弹的运动轨迹为曲线
解析:研究炸弹的运动轨迹,可以不考虑炸弹的大小和形状,可把炸弹看成质点,故A正确;以飞机为参考系,炸弹的运动是自由落体运动,故B正确;以地面为参考系,炸弹的运动是曲线运动,位移方向是不断变化的,故C正确;以飞行员为参考系,炸弹做自由落体运动,运动轨迹是直线,故D错误。
答案:ABC
2.(位移的分析计算)如图所示,自行车