内容正文:
第一章 运动的描述 匀变速直线运动
第1讲 运动的描述
1.了解质点和位移的概念,知道把物体看成质点的条件。
2.了解参考系的作用,会在实例中选择合适的参考系。
3.掌握速度、加速度,体会比值定义法和极限思想。
[对应学生用书P1]
【微点辨析】
(1)参考系必须是静止的物体。(×)
(2)做直线运动的物体,其位移大小一定等于路程。(×)
(3)平均速度的方向与位移方向相同。(√)
(4)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向。(√)
(5)瞬时速度的大小叫速率,平均速度大小叫平均速率。(×)
(6)甲的加速度a甲=12 m/s2,乙的加速度a乙=-15 m/s2,a甲<a乙。(√)
(7)物体的加速度增大,速度可能减小。(√)
[对应学生用书P2]
考点 质点、参考系和位移(素养自修)
1.[质点的理解](2021·浙江6月选考)用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫可视为质点
B.研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球可视为质点
C.研究丙图中飞翔的鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿可视为质点
D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马可视为质点
解析 研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫的大小可忽略不计,可将猫视为质点,选项A正确;研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球的大小和形状不能忽略,旋转球不能视为质点,选项B错误;研究图丙中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿的大小不能忽略,不能将鸟儿视为质点,选项C错误;研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马的大小不能忽略不计,不能把马视为质点,选项D错误。
答案 A
2.[参考系]2020年6月23日,“北斗三号”最后一颗全球组网卫星成功发射,这颗卫星是地球静止轨道卫星,可以定点在赤道上空的某一点。则该颗卫星在轨运行时( )
A.以地面为参考系,卫星是静止的
B.以太阳为参考系,卫星是静止的
C.相对地面上的房屋,卫星一定是运动的
D.无论参考系怎么选取,卫星一定都是运动的
解析 地球静止轨道卫星相对于地面是静止的,故A正确;以太阳为参考系,北斗导航卫星随地球一起绕太阳运动,故B错误;以地面上的房屋为参考系,卫星是静止的,故C错误;运动是相对的,当地球静止轨道卫星以地球为参考系时,就是静止的,故D错误。
答案 A
3.[位移]某校进行无人机操作技巧比赛,无人机先竖直向上运动80 m,然后水平移动60 m,无人机在此过程中( )
A.路程和位移大小都是140 m
B.路程和位移大小都是100 m
C.路程为140 m,位移大小为100 m
D.路程为100 m,位移大小为140 m
解析 无人机在此过程中的位移大小为x= m=100 m,路程为s=80 m+60 m=140 m,故C正确。
答案 C
1.物体能否被看成质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身的大小和形状来判断。
2.对于同一个物体运动的描述,选用的参考系不同,其运动性质可能不同。在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。
3.对位移和路程的辨析如下表。
位移x
路程l
决定因素
由始、末位置决定
由实际的运动轨迹决定
运算规则
矢量三角形法则或平行四边形定则
代数运算
大小关系
x≤l
考点 平均速度、平均速率和瞬时速度(互动共研)
平均速度、平均速率、瞬时速度的比较
1.平均速度
(1)物理意义及标矢性:描述物体在一段时间(或一段位移)内位置改变的快慢及方向;矢量。
(2)大小与方向:平均速度=;方向与位移的方向相同。
2.平均速率
(1)物理意义及标矢性:描述物体沿轨迹运动的平均快慢;标量。
(2)大小与方向:平均速率=,不一定等于平均速度的大小;无方向。
3.瞬时速度
(1)物理意义及标矢性:描述物体在某一时刻(或某一位置)运动的快慢及方向;矢量。
(2)大小与方向:v=,当Δt很小时,物体在t时刻的速度大小,叫瞬时速率;方向就是物体运动的方向。
考向1 平均速度、平均速率的理解
[例1] 一架无人机在同一水平面内运动,初始时悬停于空中,开始运动后在5 s内向西沿直线飞行了40 m,之后经过5 s向北沿直线飞行30 m后再次悬停。无人机的运动轨迹俯视图如图所示,则无人机在整个运动过程中( )
A.平均速度大小为5 m/s
B.平均速度大小为7 m/s
C.平均速率为5 m/s
D.平均速率为8 m/s
解析 连接无人机初末位置,如图所示。
可得无人机位移为x= m=50 m,则平均速度为v1==5 m/s,路程为s=30 m+40 m=70 m,则平均速率为v1==7 m/s,故选A。
答案 A
考向2 平均速度和瞬时速度的计算
[例2]