2025届高考物理一轮复习讲义： 运动的描述

高中物理总复习 运动学 振至工作室 一、运动的描述 描述运动首先就要解决两个问题：第一、是谁？第二、在怎样？ 【知识点一】质点 1、质点：有质量的点，即只考虑物体的质量而不考虑物体的大小和形状。 2、实际物体在什么情况下可以看成质点？ 问题一：地球可以看成质点吗？ 答：要看研究的是什么问题，如果研究的是地球饶太阳的公转，则地球可以看成是质点；如果研究的是地球的自转，则地球不可以看成是质点。 问题二：乒乓球可以看成是质点吗？ 答：要看是谁在看乒乓球，在观众眼里，乒乓球可以看成是质点；在比赛中的运动员眼里，乒乓球就不可以看成质点。 问题三：比赛中的花样滑冰运动员能看成质点吗？ 例1．(2021·浙江1月选考)2020年11月10日，我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10 909 m。“奋斗者”号照片如图所示，下列情况中“奋斗者”号一定可视为质点的是(　　) A．估算下降总时间时 B．用推进器使其转弯时 C．在海沟中穿越窄缝时 D．科学家在其舱内进行实验时 答案：选A　 解析：在研究“奋斗者”号下降总时间时，考虑的是推进器的整体运动，所以可以将其看作一个质点，故选项A正确；用推进器使其转弯时，必须考虑其形状，因此不能将其看作质点，故选项B错误；在判断穿越窄缝时，推进器自身大小是个很重要的因素，所以不能将其看作质点，故选项C错误；科学家在其舱内进行实验时，显然不能忽略推进器的大小，不能将其看作质点，选项D错误。 【知识点二】参考系 1、参考系：指定用作参考的物体。 选取A物体为参考系的含义是：认为A静止，其它物体相对A的位置如果是不变的，则该物体被认为是静止的；其它物体相对于A的位置如果是变化的，则该物体被认为是运动的。 2、参考系的选择是任意的，但在同一问题中，参考系一旦选定就不可更改。 3、同一个运动在不同的参考系中的描述可能是不同的。 人们通常会以自己为参考系，即通常所说的“我觉得，我认为”。但人人如此的话，将无法讨论运动问题。正因为如此，所以在日常生活中人们达成一致的意见是选取地面为参考系。因此默认的参考系是 质点是一种理想模型。 物体能否看成质点不是由其本身大小决定的。 判断物体能否看成质点需要看在所研究的问题中，其大小、形状能否忽略。 物体的运动是绝对的，但对运动的描述是相对的。 没有哪个物体是特殊的 地面。 例2.在一条笔直的东西方向的河流中，有一人划着一个小舢板顺流而下，在经过一座小桥时，小舢板上有一个物体掉落在水面上漂浮。在第30分钟时，此人才发现物体不见了，立即掉头寻找。请问，再经过多长时间此人与物体相遇？假设水流速度恒定，划船的速度大小也不变且不计掉头的时间。 答案：30分钟　 解析：以水为参考系，掉落的物体相对水是静止的，而划船的速度大小为定值，所以，离开30分钟后再次相遇也是30分钟。 类似的问题：在一条笔直的东西方向的小路上，有一个人自西向东行走，经过某处时，掉落一串钥匙，第10分钟时，此人才发现钥匙不见了，立即返回寻找。请问再经过多长时间此人到达掉落钥匙的位置？ 【知识点三】位移和路程 1、位置：任何一个物体都会占据一个“地方”，这个“地方”被称为位置。我们可以用“坐标”的概念来描述位置，如果物体沿直线运动，我们就可以把运动的轨迹所在的直线作为坐标轴；如果物体在平面上运动，则需要平面（直角）坐标系来描述；如果物体在一个空间上运动，则需要空间（直角）坐标系来描述。x/m 6 0 2 4 －2 －4 x/m y/m 2、位移：从初位置指向末位置的有向线段。 所谓运动，就是物体的位置在发生变化，这种变化的结果就用位移来表述。物体的位移只关注结果而不关注过程。 位移既有大小、又有方向且遵循平行四边形定则，这样的物理量被称为矢量。 3.路程：物体运动轨迹的长度。 路程关注的是过程。 路程只有大小没有方向，是标量。y/m x/m 1 2 3 4 3 a 2 c b 1 5 例3.一质点自a点出发经b点到达c点，则在此整个过程中，质点位移的大小是 m;路程是 m。 答案：m; 5m 回答这个问题的时候你是否没有任何的犹豫？你难道没有考虑地球在自西向东转吗？ 质点确定了“你是谁？”位置确定的是“你在哪？” 注意坐标轴（系）的三要素。 位移描述的就是位置的移动 想一想：出租车为啥又叫计程车？ 解析：全程位移的大小是有向线段ac的长度,由勾股定理可以得m; 全程的路程为轨迹的长度即ab+bc=5m。 4.位移的大小与路程的关系 通常情况下位移的大小不大于路程。当物体沿直线做单向运动时，位移的大小等于路程。 位移与路程的最大区别是矢量与标量的区别。 5.直线运动的位移 当一物体沿直线运动时，我们就可以以其轨迹所在的直线建立坐标轴。如图，设某时刻物体从A点出发，沿直线运动到B点。我们就以AB所在直线建立坐标轴，确定一个位置为坐标原点，以运动方向为坐标轴的正方向， A点坐标为x1,B点坐标为x2，则在此期间物体的位移即为AB。其大小为Δx＝x2－x1，方向为A指向B（即x轴正方向）。x/m 0 x1 x2 A B 问题一∶如果物体从A点直接运动到B点，其位移大小为多少？此时的路程是多大？ 问题二：如果物体从A点经过B点到达C点后返回到B点，其位移与上述问题的结果相同吗？其路程与上述问题的结果相同吗？ 【知识点四】速度和速率 1.速度的概念 描述物体运动快慢的物理量。 2.速度的定义 物体运动的位移与通过这段位移所用时间的比值。是矢量，其方向为位移的方向 单位：m/s（km/h）。 3.平均速度与平均速率 按定义得到的速度只能粗略地描述运动的快慢，故称为平均速度。之所以说它粗略是基于两点，其一、位移本身只考虑结果，未考虑过程；其二、在一段时间内，物体的运动可能会有变化。 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。单位与速度的单位相同，无方向。 不一定以运动方向为正方向。 也可以以出发点A为坐标原点。此时x1＝0，Δx＝x2。 Δx≠0称为运动，两物体的Δx相同，所用的时间未必相同。 平均的含义是指，假如一直不变应该是多大。 4.瞬时速度x t O x1 x2 t1 t2 割线 切线 瞬时速度即Δt极短时的平均速度， 瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率。 在x－t图中，一段时间内割线的斜率为平均速度，某时刻切线的斜率为瞬时速度 【知识点五】加速度 1.加速度的概念 描述物体速度变化快慢的物理量。 2.加速度的定义 物体速度的变化量与通过完成这段变化量所用时间的比值。是矢量，其方向为速度变化的方向 单位：m/s2。 3.与加速度有关的是速度的变化（ΔV）而不是速度（V） 请读者自行举例说明： 速度大，加速度不一定大。 速度变化大，加速度不一定大。 4.在直线运动情况下，矢量只有两个方向，因此，可以用正负表示方向，即：选取一个方向为“＋”方向，则反方向用“－”来表示。 思考：a＜0是否表示物体在做减速运动？ ② V t ① ③ ④ V a 加速（减速） ① ＋ ＋ 加速 ② ＋ － 减速 ③ － ＋ 减速 ④ － － 加速 平均速度的大小能称为平均速率吗？ ΔV=0，称为匀速直线运动，简称匀速运动。ΔV≠0称为变速运动，两物体的ΔV相同，所用的时间未必相同。 V－t图中，图线的斜率为加速度a。 学科网（北京）股份有限公司 $$