内容正文:
第一章
运动的描述 匀变速直线运动的研究
第1讲 描述运动的基本概念
港珠澳大桥东起香港国际机场附近的香港口岸人工岛,向西横跨南海伶仃洋水域接珠海和澳门人工岛,止于珠海洪湾立交;桥隧全长55千米,其中主桥29.6千米、香港口岸至珠澳口岸41.6千米;桥面为双向六车道高速公路,设计速度100 km/h。桥设计使用寿命120年,可抵御8级地震、16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮。某辆轿车在某日的8:30进入港珠澳大桥,9:10离开大桥,用时40分钟。
(1)研究该轿车通过港珠澳大桥的时间时,可以将其看成质点。 (√)
(2)以轿车为参考系,大桥上的灯杆是向车后运动的。 (√)
(3)材料中的“8:30”“9:10”和“40分钟”均指的是时间。 (×)
(4)该轿车经过港珠澳大桥的位移为55千米。 (×)
(5)材料中的“设计速度100 km/h”,该速度指的是瞬时速度。 (√)
(6)该轿车在通过某位置时加速度越大,其速度一定越大。 (×)
考点1 质点、参考系、位移
1.质点。
(1)质点是用来代替物体的有质量的点。
(2)把物体看作质点的条件:物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略。
(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在。
2.参考系。
(1)为了描述物体的运动,用来作为参考的物体叫作参考系。
(2)参考系可以是静止的物体,也可以是运动的物体。
(3)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。
(4)选取不同的参考系,对同一物体运动的描述可能不同,通常以地面为参考系。
3.位移和路程。
(1)为了定量描述物体的位置需要在参考系上建立坐标系。
(2)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。
(3)路程是物体运动轨迹的长度,是标量。
(4)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。
【典例1】 (多选)北京时间2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,当天晚些时候,神舟十四号载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次全部进入天和核心舱。据以上信息,下列说法正确的是 ( )
A.“2022年6月5日10时44分”指的是时间间隔
B.航天员进入天和核心舱时,可以看作质点
C.忽略地球公转的情况下,航天员乘天和核心舱绕地球飞行一圈,通过的位移为零
D.相对核心舱静止的航天员相对地面是运动的
解析 “2022年6月5日10时44分”指的是时刻,A项错误;航天员进入天和核心舱时,不能忽略航天员本身的形状,不能看成质点,B项错误;航天员乘天和核心舱绕地球飞行一圈,初、末位置在同一位置,通过的位移为零,C项正确;以地面为参考系,核心舱和舱内航天员都是运动的,D项正确。
答案 CD
【典例2】 如图所示为北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台。运动员从高处滑下,通过起跳台起跳,完成各种空翻、转体、抓板等技术动作后落地。在大跳台比赛过程中,下列说法正确的是 ( )
A.研究运动员在空中的技术动作时,可将他看成质点
B.整个比赛过程中,无论研究什么问题运动员都不能看成质点
C.整个比赛过程中,运动员通过的路程一定大于他的位移大小
D.当运动员在空中下落时,若以他为参考系,则大地向下运动
解析 研究运动员在空中的技术动作时,需要分析身体的肢体动作,所以不能将他看成质点,A项错误;整个比赛过程中,当研究运动员的水平分位移时可以不考虑运动员的形状和大小,能看成质点,B项错误;整个比赛过程中,运动员做非直线运动,所以通过的路程一定大于他的位移大小,C项正确;当运动员在空中下落时,若以他作为参考系,则大地向上运动,D项错误。
答案 C
考点2 平均速度和瞬时速度
1.平均速度:物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,即=,其方向与位移的方向相同。
2.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方向,是矢量。
3.速率:瞬时速度的大小叫速率,是标量。
4.平均速率:物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值,不一定(选填“一定”或“不一定”)等于平均速度的大小。
1.平均速度与瞬时速度的区别与联系。
(1)区别:平均速度是过程量,表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度;瞬时速度是状态量,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度。
(2)联系:瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度。
2.平均速度与平均速率的区别。
平均速度的大小不能称为平均速率,因为平均速率是路程与时间的比值,只有当路程与位移的大小相等时,平均速率才等于平均速度的大小。
3.计算平均速度时应注意的两个问题。
(1)平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关