1. 运动的描述(一) 讲义-2024-2025学年高一上学期物理沪科版(2020)必修第一册
运动的描述(一)
【知识点一】质点、位移与路程、时刻与时间
1.质点:将物体看成是只有质量没有大小和形状的一个点,称为质点。质点是物理学中的一个理想化模型。
(1)平动的物体通常可以看作质点。物体上所有点的运动情况都相同,该物体的任何一点的运动都可以代表整个物体的运动,这种情况下可以把物体看作质点。
(2)当所研究物体的形状、大小对于所要研究的问题来说可以不考虑时,虽然物体上各部分运动存在差异,也能将物体看作质点。
2.参考系:在确定研究对象的位置时,必须先选定一个标准物体(或相对静止的几个物体)作为参照物。这个被选作标准的物体或物体群,就称为参考系。
同一物体的运动,由于所选参考系不同,对其运动的描述就会不同。参考系的选择是任意的,通常以对问题的研究最方便、最简单为原则。运动学中的同一公式中所涉及的各物理量应以同一参考系为标准,如果没有特别指明,都是取地面为参考系。
3.坐标系:为定量描述物体位置及变化而在参考系上所建立的坐标系,常用的是平面直角坐标系。
4.位置与位移、路程:
(1)位置:在坐标平面上用一个点来表示。
(2)位移:描述质点在空间的位置移动。位移是矢量,既有大小,又有方向。
(3)路程:描述质点运动路线长短,等于运动轨迹的长度,是标量。
| 位移 | 路程 |
物理意义 | 描述物体位置的变化 | 表示物体运动轨迹的长度 |
决定因素 | 由始、末位置决定 | 由实际的运动路径决定 |
运算规则 | 矢量的平行四边形定则 | 标量的代数运算 |
大小关系 | 位移大小≤路程 | |
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5.时刻与时间:
(1)时刻:指某一瞬时,在时间轴上表示为某一点。例如第2s末、3s时(即第3s末)、第4s初(即第3s末)等表述均为时刻。
(2)时间:指两个时刻之间的间隔。在时间轴上表示为两点间线段的长度,例如2s内(即0至第2s末)、第2s内(即第1s末至第2s末)、第1s至第4s(即第1s初至第4s末)等均为时间。时间是标量,是只有大小的物理量,时间的大小等于两个时刻的差。
6.时刻与物体运动过程中的某一位置相对应,时间与物体运动过程中的位移(或路程)相对应。物理学中常常把对应于时刻和位置的物理量称为状态量,对应于时间和位移的物理量称为过程量。状态量的改变量与相对应的过程量相关。
【典型例题】
A.研究郭晶晶在跳水比赛中的动作时
B.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上时
C.研究邢慧娜在万米长跑中运动的快慢时
D.研究足球运动员踢出的“香蕉球”的运动特点时
2、一个皮球从5m高的地方落下,若碰到地面后又反弹[32]起1m高,则皮球通过的路程是多少?皮球的位移又是如何?若皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,则在整个运动过程中皮球的位移又是多少?
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3、关于时间和时刻,下列说法正确[33]的是 ( )(多选)
A.物体在5 s时指的是物体在5 s末时,指的是时刻
B.物体在5 s内指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
C.物体在第5 s内指的物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
D.2014年3月8日凌晨1时20分,MH370航班与地面控制中心失去联系,其中“2014年3月8日凌晨1时20分”指时间
4、 一条船逆流而上航行,已知河水流速为,船在静水中的速度为
。船行[34]至靠近岸边的
处时一只木箱子掉入水中,直至
时间后被船员发现,于是船立即掉头寻找箱子,并于靠近岸边
处将箱子捞起。不计船掉头所需的时间,河道笔直,求
,
之间的距离。
【习题精选】
1、以下情景中,加着重号的人或物体可看成质点的[35]是 ( )
A.研究一列火车通过长江大桥所需的时间
B.乒乓球比赛中,运动员发出的旋转球
C.研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作
D.用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置
2、下列情况下的物体可以看作质点的是[36] ( )(多选)
A.研究绕地球飞行时的“神州九号”飞船
B.研究飞行中直升飞机上的螺旋桨的转动情况
C.放在地面上的木箱,在上面的箱角处用水平推力推它,木箱可绕下面的箱角转动
D.研究“蛟龙号”下潜到7 000 m深度过程中的速度时
3、无人战斗机由无人侦察机发展而来,但其复杂程度远高于无人侦察机,下列可将无人战斗机视为质点的[37]是 ( )(多选)
A.研究人员测试无人战斗机的飞行速度时
B.研究人员观察无人战斗机飞行姿势、测各项技术参数时
C.敌方确定无人战斗机位置时
D.敌方欲对无人战斗机关键部位实施打击时
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[31]C
[32]6m;4m;方向竖直向下;5m;方向仍是竖直向下
[33]AC
[34]2V0t0
[35]D
[36]AD
[37]AC
[38]D
[39]A
[311]BCD
[313]ABD
[316]ABC
[317]BC
[320]-30;30;90
[322]AD
[323]12m/s
12.5m/s
[A24]0.084s
[325]ABD
[337]4.5;1.5;竖直向下
[338]0.75 m/s