第一章 运动的描述知识梳理-【上好课】2024-2025学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第一册）

第一单元 知识梳理 内容预览 质点 参考系 知识点一 一、质点 1．质点：在某些情况下，可以忽略物体的大小和形状，把它简化为一个具有质量的点，这样的点叫作质点。 2.物体能否看成质点的判断方法 首先找出所要研究的问题，当物体的大小和形状对研究问题的影响可以忽略不计时，才能把物体看成质点，即物体能否看成质点由所研究问题决定，而不是依据物体自身大小和形状来判断。 3.对质点模型的理解 (1)质点是一种理想化物理模型，实际中并不存在。 (2)质点不同于几何中的“点”，它是忽略了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。 二、参考系 1.参考系 (1)定义：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，观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间变化，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作参考系。 (2)参考系对观察结果的影响：参考系可以任意选择，但选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察结果可能不同。 2.参考系的四个特性 标准性 某物体被选作参考系后，就认为该物体是静止的，其他物体的运动情况就以该物体为参考标准进行分析 任意性 参考系的选取是任意的，任何物体都可以选作参考系，但不能选自身为参考系 相对性 对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同 统一性 比较不同物体的运动应选择同一个参考系 3.参考系的选取原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面或相对于地面静止的物体作为参考系。 时间 位移 知识点二 一、时刻和时间间隔 1.时刻：表示某一时间点，即瞬间，在时间轴上用点来表示。 2.时间间隔：表示某一时间段，在时间轴上用线段来表示。 3.时刻和时间间隔的比较 时刻 时间间隔 物理 意义 是事物运动、发展、变化所经历的各个状态先后顺序的标志，是状态量 是事物运动、发展变化所经历的过程长短的量度，是过程量；可以简称为“时间” 表述 方法 “第1 s末”“第4 s初”“第4 s末”等 “第1 s内”“前2 s”“后5 s”等 联系 ①两个时刻之间的间隔即为一段时间间隔，即Δt＝t2－t1 ②时间间隔是一系列连续时刻的积累，能展示物体运动的过程；时刻可以显示物体运动的一瞬间 4.时刻和时间间隔在表示时间的数轴上的表示 (1)时刻 (2)时间间隔 二、位置和位移 1.路程：物体运动轨迹的长度。 2.位移 (1)物理意义：描述物体位置变化的物理量。 (2)定义：从初位置到末位置的有向线段。 (3)大小：初、末位置间有向线段的长度。 (4)方向：由初位置指向末位置。 (5)位移和路程的区别与联系 位移 路程 区别 物理意义 表示物体的位置变化 表示物体运动轨迹的长度 大小 等于初位置到末位置的距离，与运动轨迹无关 按运动轨迹计算的实际长度 标矢性 有方向，是矢量 无方向，是标量 联系 (1)两者单位相同， 在国际单位制中，其单位都是“米” (2)同一运动过程中路程不小于位移大小，在单向直线运动中，位移大小等于路程 3.矢量：像位移这样既有大小又有方向的物理量。 标量：像温度、路程这种只有大小，没有方向的物理量。 4.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：Δx＝x2－x1。 (3)Δx的绝对值表示位移的大小，Δx的正、负表示位移的方向，正值表示与x轴的正方向相同，负值表示与x轴的正方向相反，位移Δx与坐标原点的选取无关。 三、位移—时间图像 1.x－t图像的物理意义：x－t图像反映了物体的位移随时间的变化关系，图像上的某一点表示运动物体在某时刻所处的位置或相对于规定位置的位移。 2.x－t图像的应用 由位移—时间图像可求： (1)任一时刻所对应的位置 (2)任一段时间内的位移 (3)发生一段位移所用的时间 温馨提示： (1)x－t图像表示的是物体的位移随时间变化的规律，而不是物体运动的轨迹。 (2)x－t图像只能用来描述直线运动，不能描述曲线运动，原因是x轴只有正、负两个方向。 (3)若x－t图线不过原点，表示物体不是从坐标原点或不是从计时起点开始运动的，如图所示。 3.位移和时间的测量 (1)电磁打点计时器与电火花计时器的比较 电磁打点计时器 电火花计时器 结构图示 工作电压 8 V交流电源 220 V交流电源 打点方式 振针周期性振动 周期性产生电火花 阻力来源 纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦，摩擦力较大 纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，摩擦力较小 打点周期 0.02 s 记录信息 位置、时刻或位移、时间 (2)练习使用电磁打点计时器 ①把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。 ②把电磁打点计时器的两个接线柱接到8 V的低压交流电源上。 ③先接通电源开关，开始打点再用手水平拉动纸带，使它在水平方向运动，纸带上就打下一系列点，随后立即关闭电源。 ④取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为(n－1)个，则纸带的运动时间t＝(n－1)×0.02 s。 ⑤用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离，即位移大小x。 速度 知识点三 一、速度 1.定义及物理意义：位移与发生这段位移所用时间之比，表示物体运动的快慢和方向。 2.定义式：v＝ 3.单位：在国际单位制中，速度的单位是米每秒，符号是m/s或m·s－1。常用单位还有千米每时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。 4.矢量性：速度既有大小，又有方向，是矢量。速度v的方向与时间Δt内的位移Δx的方向相同。 二、平均速度和瞬时速度 1.平均速度：描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向，只能粗略描述物体运动的快慢。 2.瞬时速度：描述物体在某一时刻运动的快慢和方向，可以精确描述物体运动的快慢。 3.速率：瞬时速度的大小。 4.当时间足够短时，可以认为瞬时速度等于平均速度。 5.匀速直线运动的瞬时速度保持不变，平均速度与瞬时速度相等。 6.对平均速度和瞬时速度的理解 平均速度 瞬时速度 区别 反映一段时间内物体运动的平均快慢程度和方向 精确描述物体运动的快慢及方向 对应一段时间(位移)，是过程量 对应某一时刻(位置)，是状态量 方向与位移的方向相同，与运动方向不一定相同 方向就是该时刻物体的运动方向，不一定与位移方向相同 共同点 都是矢量，单位都是m/s 联系 瞬时速度就是平均速度在时间趋于零时的极限值 7.对平均速度和平均速率的理解 (1)平均速度＝，既有大小又有方向，是矢量。 (2)平均速率＝，只有大小没有方向，是标量。 (3)对于同一个运动过程，平均速度的大小通常小于平均速率，只有在单方向的直线运动中，平均速度的大小才等于平均速率，但即便如此，也不能说平均速度的大小就是平均速率，因为概念不同。 三、速度—时间图像 1.物理意义：v－t图像直观地反映了速度随时间变化的情况。 2.由图像的纵、横坐标可知任一时刻速度的大小和方向，也可以反过来确定某一速度所对应的时刻。 3.v－t图像并不表示物体运动的轨迹，且只能描述直线运动，因为在v－t图像中速度只有正、负两个方向。 加速度 知识点三 一、加速度 1.定义：速度的变化量与发生这一变化所用时间之比。即a＝。 2.单位：在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2或m·s－2。 3.矢量性：加速度既有大小，又有方向，是矢量。 4.物理意义：表示物体速度变化快慢的物理量，也叫速度对时间的变化率。 5.对加速度及其定义式a＝的理解 (1)加速度的大小决定物体速度变化的快慢 (2)a＝只是加速度a的定义式，不是决定式，计算结果为Δt内的平均加速度。 6.速度、速度的变化量、加速度的比较 速度v 速度的变化量Δv 加速度a 表达式 v＝ Δv＝v2－v1 a＝ 单位 m/s m/s m/s2 方向 v的方向与Δt内Δx的方向相同 Δv的方向由初、末速度决定 a的方向与Δt内Δv的方向相同 物理意义 表示物体运动的快慢和方向 表示物体速度变化的大小和方向 表示物体速度变化的快慢和方向 辨析 a的大小由Δv和Δt共同决定，与v、Δv没有必然联系： ①v很大，a不—定大，如飞机匀速飞行(Δv＝0) ②Δv很大，a也不一定大，如高速列车启动(Δt很大) ③v＝0，a不一定为零，如枪膛里刚发射的子弹 二、加速度的方向 1.加速度的方向：与速度变化量的方向相同。 2.加速度与速度的方向关系：在直线运动中 3.物体做加速运动还是减速运动，不是看加速度的大小是否变化，也不是看加速度的正、负号，而要由加速度的方向与速度的方向关系进行判断。 三、从v－t图像看加速度 1.定性判断：v－t图像的斜率绝对值反映加速度的大小。 2.斜率的正、负表示加速度的方向：斜率为正，表示加速度的方向为正；斜率为负，表示加速度的方向为负。 3.图像信息获取 (1)从图像中能看出每一时刻对应的瞬时速度：瞬时速度为正，说明物体沿选定的正方向运动，瞬时速度为负，说明物体沿与选定的正方向相反的方向运动。 (2)截距：纵轴截距表示初始时刻物体的瞬时速度，横轴截距表示物体速度为零的时刻。 (3)图线交点：表示该时刻两物体的瞬时速度v相同。 (4)根据图线的形状判断物体的运动性质。 ①图线平行于t轴，物体做匀速运动。 ②图线为倾斜直线，物体速度均匀变化。 ③图线为曲线，物体速度变化不均匀。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$