内容正文:
描述运动的基本概念
一、标量:只有大小,没有方向的物理量。
矢量:既有大小,也有方向的物理量。
例:①质量、密度、时间、路程、动能、势能为标量;
②力、速度、位移、加速度、电场强度、磁感应强度为矢量。
标量与矢量一般不单独考。
二、机械运动和参考系
1.机械运动:一个物体A相对于另一物体B的位置发生改变,叫做机械运动,简称运动。
2.参考系(参照物):要描述一个物体的运动,就必须选定一个物体作参考,这个用来作参考的物体就叫作参考系。
(1)参考系的选取是任意的,一般根据研究问题的方便来选取。
(2)选择不同的参考系来观察同一个运动,得到的结果会不同。
(3)在研究地面上物体的运动时,通常把地面或相对地面静止的其他物体作为参考系。
(4)运动是绝对的,静止是相对的。
【解题秘诀】:动不动,要看A相对B位置改不改变。
三、质点
1.定义:用来代替物体的有质量的点。
(1)条件:物体的大小和形状对研究的问题的影响可以忽略不计。
①大的物体不一定不能看成质点
②小的物体不一定能看成质点
(2)实质:质点是一种理想化的模型,实际并不存在。
(3)物体能否看成质点,关键不在物体本身,而是要看研究的问题,同一个物体在不同情况下有时可看成质点,有时则不能。
(4)研究细节动作时不能将物体看作质点。
2.典型例子:(1)研究地球绕太阳公转时,地球可视为质点;(2)研究地球自转时,地球不可以视为质点;(3)研究火车过桥时的运动时间时,火车不可以看作质点;(4)研究从贵阳开往上海的火车的运动时间时,可将火车视为质点。
【解题秘诀】:研究细节动作时不能将物体看作质点。
四、位移路程
位移:由质点初位置指向质点末位置的有向线段。(矢量)
路程:质点运动轨迹的长度。(标量)
注:一般情况,路程大于位移,只有单向直线运动路程和位移才相等。
五、时间时刻
时刻指某一瞬时,在时间轴上用一点来表示。
时间是两个时刻间的间隔,在时间轴上用一段来表示。
如右图所示
例:1s初,2s初,1s末是时刻;
第1s内,第2s内是时间.
【解题秘诀】:第几秒内只有1s,几秒内是从0到该秒。例:第2s内是从1~2秒,2s内是0~2s。
例1、下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A. 研究图甲中“四川舰”的航行路径
B. 研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行姿态
C. 研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D. 研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
例2、(多选)如图所示,一只小鸟停在一根电线杆上A点,现从A点飞到另一根电线杆上B点。对此过程,下列说法正确的是( )
A.研究小鸟飞行姿态时可将其视为质点
B.小鸟沿直线AB飞行时路程最小
C.无论小鸟怎么飞,小鸟的位移都相同
D.沿直线AB飞行,小鸟做匀速直线运动
例3、如图为某车主手机APP导航图,下列说法正确的是( )
A.图中“9:25”指的是时间间隔
B.图中“1小时2分”指的是时刻
C.图中“41.3公里”指的是路程
D.图中“41.3公里”指的是位移的大小
例4、如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是( )
A.表示时刻,称为第末或第初,也可以称为内
B.表示时间,称为第内
C.表示时间,称为最初内或第内
D.表示时间,称为第s内
六、速度速率
1.平均速度:位移与时间之比,即,是矢量,其方向就是对应位移的方向。
注:是平均速度的定义式,可用于所有情况,只适用于匀变速直线运动。
2.瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度,即中,时的速度,是矢量。
3.速率:瞬时速度的大小,是标量。
4.平均速率:路程与时间之比,平均速率不是平均速度的大小。
七、加速度:又称速度变化率
1.物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量。(加速度与速度没有必然联系)
2.定义式:a=,单位为m/s2
3.方向:加速度为矢量,方向与速度变化量的方向相同。
例:,相比,方向相反,大小。
4.加速度的方向与速度变化量Δv的方向相同,由物体受到的合力方向决定(F=ma)。
5.“同增异减”:根据a与v的方向关系判断物体加速还是减速。
a与v的同向,速度增大;a与v的反向,速度减小。
例5、云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升,用时,则此过程电梯的平均速度大小为( )
A. B.
C. D.
例6、用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度。如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间Δt1=0.19 s和通过第二个光电门的时间Δt2=0.05 s,遮光板的宽度为2.0 cm。下列问题(2)、(3)中计算结果均保留2位小数。
(1)滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的________速度表示。
(2)滑块经过第一个光电门的速度大小为______ m/s。
(3)滑块经过第二个光电门的速度大小为_____ m/s。
(4)若用宽度是1 cm的遮光板,对测量误差有何影响?
例7、在第四次“天宫课堂上”,“神舟十六号”航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮三位博士在梦天实验舱完成了碰撞实验。如图,桂海潮将一质量为m1的小钢球扔出去之后,与相对于太空舱处于静止状态的质量为m2的大钢球发生碰撞,碰撞时间为Δt。碰撞前小钢球的速度大小为v0,碰撞后的速度大小为v1、方向与v0的方向相反。碰撞后大钢球的速度大小为v2、方向与v0的方向相同。若规定v0的方向为正方向,则在碰撞过程中,下列说法正确的是( )
A.小钢球速度的变化为v1-v0
B.大钢球速度的变化为v2-v0
C.小钢球的平均加速度的大小为
D.大钢球的平均加速度的大小为
实战演练1
1.图为甲、乙、丙、丁四个物体在同一直线上运动的v-t图像,其中加速度最大的是( )
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
2.“神舟十五号”飞船和空间站“天和”核心舱成功对接后,在轨运行如图所示,则( )
A.选地球为参考系,“天和”是静止的
B.选地球为参考系,“神舟十五号”是静止的
C.选“天和”为参考系,“神舟十五号”是静止的
D.选“神舟十五号”为参考系,“天和”是运动的
3.下列说法正确的是( )
A.研究甲图中排球运动员扣球动作时,排球可以看成质点
B.研究乙图中乒乓球运动员的发球技术时,乒乓球不能看成质点
C.研究丙图中羽毛球运动员回击羽毛球动作时,羽毛球大小可以忽略
D.研究丁图中体操运动员的平衡木动作时,运动员身体各部分的速度可视为相同
4.如图所示,桥式起重机主要由可移动“桥架”“小车”和固定“轨道”三部分组成。在某次作业中桥架沿轨道单向移动了,小车在桥架上单向移动了6m。该次作业中小车相对地面的位移大小为( )
A. B. C. D.
5.一质点沿一边长为2 m的正方形轨道运动,每秒钟匀速移动1 m,初始位置在NP边的中点A,沿逆时针方向运动,如图所示,A、B、C、D分别是NP、PQ、QM、MN边的中点,则下列说法正确的是( )
A.第4 s末的瞬时速度为0.5 m/s
B.前2 s内的平均速度为 m/s
C.前2 s内的平均速度为1 m/s
D.前4 s内的平均速率为0.5 m/s
6.在一次蹦床比赛中,运动员从高处自由落下,以大小为8 m/s的竖直速度着网,与网作用后,沿着竖直方向以大小为10 m/s的速度弹回,已知运动员与网接触的时间Δt=1.0 s,那么运动员在与网接触的这段时间内速度变化量和加速度的大小和方向分别为( )
A.2.0 m/s,竖直向下;2.0 m/s2,竖直向下
B.2.0 m/s,竖直向上;8.0 m/s2,竖直向上
C.18 m/s,竖直向下;10 m/s2,竖直向下
D.18 m/s,竖直向上;18 m/s2,竖直向上
7.某段道路限速80 km/h,为了监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统。该系统的工作原理如图所示,路面下相隔距离l的A和B两点埋设两个传感器线圈,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号。若有一辆汽车(在本题中可看作质点)匀速经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt;经微型计算机处理后得出该车的速度,若超速,则计算机将给架设在路面上方C点的照相机发出指令,对汽车拍照,留下违章证据。
根据以上信息,回答下列问题:
(1)微型计算机计算汽车速度的表达式v= 。
(2)若l=7 m,Δt=0.3 s,则照相机将 (选填“会”或“不会”)工作。
答 案
例1、A 例2、BC 例3、C 例4、B 例5、A 例6、(1)平均 (2)0.11 (3)0.40 (4)误差减小
例7、C
实战演练1
2. C 3.C 4.B 5.C 6.B 7.D (1) (2)会
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