内容正文:
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究
第1课时 运动的描述
学习目标
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、加速度的概念,体会比值定义法和极限思想。
考点01 质点、参考系、时间、位移
一、物体和质点
1.定义:忽略物体的大小和形状,把物体简化为一个具有质量的点.
2.物体看作质点的条件:一个物体能否看成质点是由所要研究的问题决定的.当物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略时,可把物体看作质点.
3.理想化模型:在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一种科学研究方法.质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用.
二、参考系
1.运动与静止
(1)自然界的一切物体都处于永恒的运动中,运动是绝对的.
(2)描述某个物体的位置随时间的变化,总是相对于其他物体而言的,这便是运动的相对性.
2.参考系:要描述一个物体的运动,首先要选定某个其他物体作为参考,这种用来作为参考的物体叫作参考系.
3.参考系的选择是任意(填“任意”或“唯一”)的.
4.选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,其结果往往会有所不同(填“会有所不同”或“一定相同”).
三、时刻和时间间隔
1.时刻:指某一瞬间.在时间轴上用点表示.
2.时间间隔:指某两个时刻之间的时间间隔.在时间轴上用线段表示.
四、位置和位移
1.坐标系
(1)建立目的:定量地描述物体的位置.
(2)一维坐标系的三要素:原点、正方向和单位长度.
2.位移和路程
(1)路程:物体运动轨迹的长度.
(2)位移:
①物理意义:描述物体位置的变化.
②定义:由初位置指向末位置的有向线段.
3.矢量和标量
(1)矢量:像位移这样的物理量叫作矢量,它既有大小,又有方向.
(2)标量:像温度、路程这样的物理量叫作标量,它们只有大小,没有方向.
五、直线运动的位移
研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示.
1.物体的初、末位置:可用位置坐标x1、x2表示.
2.物体的位移大小等于末位置与初位置的坐标之差,即:Δx=x2-x1.
(1)若Δx为正,则位移的方向指向x轴的正方向;
(2)若Δx为负,则位移的方向指向x轴的负方向.
[典例1·对运动有关描述的考查](2024·东汕头校考)在“金星凌日”的精彩天象中,观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过,持续了约6小时30分钟。如图所示,下列说法正确的是( )
A.6小时30分钟指的是时刻
B.小黑点缓慢走过是以太阳为参考系
C.观测“金星凌日”时可将太阳看成质点
D.以太阳为参考系,金星绕太阳一周位移不为零
[拓展训练]科研人员开发出一种纳米(nm)探针,这种新型纳米探针由一个光致发光纳米晶体和吖啶衍生物分子组成,可以精准地向病变组织递送药物.有效治疗心血管疾病、癌症等疾病.若纳米探针沿着边长为200 nm的正六边形晶格从A到B再到C(如图所示),则它通过路程和位移大小为( )
A.400 nm 200 nm B.200 nm 400 nm
C.400 nm 200 nm D.200 nm 100 nm
考点02 平均速度 瞬时速度
一、速度
1.物理意义:表示物体运动的快慢.
2.定义:位移与发生这段位移所用时间之比.
3.定义式:v=.
4.单位:国际单位制单位是米每秒,符号是m/s或m·s-1.常用单位:千米每时(km/h或
km·h-1)、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等.1 m/s=3.6 km/h.
5.矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量(选填“标量”或“矢量”),其方向和时间Δt内的位移Δx的方向相同(选填“相同”或“相反”).
二、平均速度和瞬时速度
1.平均速度
(1)描述物体在时间Δt内运动的平均快慢程度及方向.
(2)v=.
2.瞬时速度
(1)描述物体在某一时刻运动的快慢和方向.
(2)当Δt非常非常小时,叫作物体在时刻t的瞬时速度.
3.匀速直线运动:瞬时速度保持不变的运动,在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等.
4.速率:瞬时速度的大小.
(1)平均速率
①定义式:平均速率=,即v=.
②意义:粗略地描述物体运动的快慢,与物体运动的路径有关.
(2)平均速度的大小与平均速率的关系:平均速度的大小一般不等于平均速率,只有在单方向直线运动中,平均速度的大小才等于平均速率.
[典例2·对平均速度、平均速率、瞬时速度的考查](2024·广东汕头模拟)某同学用手机计步器记录了自己从家到公园再回到家的锻炼情况,如图所示。则下列说法正确的是( )
A.图中的6.65 km指的是位移大小
B.图中的速度5.0 km/h为瞬时速度
C.图中的速度5.0 km/h为平均速率
D