1、第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究,-2-,-3-,第1节 描述运动的基本概念 匀速运动,-5-,基础夯实,自我诊断,一、质点 1.定义:用来代替物体的有质量 的点,是一种理想化模型。 2.物体可看作质点的条件:当物体的形状 和大小 对所研究的问题没有影响或影响可以忽略时,该物体可以看作质点。,-6-,基础夯实,自我诊断,二、参考系 1.定义:为了描述物体的运动而假定不动、用来作为参考 的物体。 2.对参考系的理解 (1)参考系的选取是任意 的,但选取的参考系不同,结论往往不同 。一般选静止或匀速直线运动的物体为参考系,通常选地面 为参考系。 (2)参考系既可以是运动 的物体,也可以是静
2、止 的物体。 (3)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系 。 三、坐标系 为了定量地描述物体的位置及位置变化,需在参考系上建立适当的坐标系 。,-7-,基础夯实,自我诊断,四、位移 速度 1.位移和路程,-8-,基础夯实,自我诊断,2.速度与速率 (1)平均速度:在变速运动中,物体所发生的位移与发生这段位移所用时间 的比值,即v= ,是矢量,其方向就是对应位移 的方向。 (2)瞬时速度:运动物体在某一时刻 或经过某一位置 的速度,是矢量,其方向是物体的运动方向或运动轨迹的切线方向。 (3)速率:瞬时速度 的大小,是标量。 (4)平均速率:物体运动实际路程 与发生这段路程所用时间 的比值,不
3、一定等于平均速度的大小。,-9-,基础夯实,自我诊断,五、加速度 1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值 。 2.定义式:a= ,单位:m/s2 。 3.方向:与速度变化量 的方向相同(与物体所受合外力方向相同)。 4.物理意义:描述速度变化 的快慢。,-10-,基础夯实,自我诊断,公路上,车辆如梭,有加速的,有减速的,有来有往。 (1)汽车做加速运动时,加速度的方向和速度方向有什么特点?减速时呢? (2)汽车的加速度大(或小),对汽车的速度变化有什么影响?提示：(1)加速运动时,加速度方向与速度方向相同;减速运动时,加速度方向与速度方向相反。 (2)加速度大(或小),说明汽车速度
4、变化的快(或慢)。,-11-,基础夯实,自我诊断,1.第18届亚运会于2018年8月18日至9月2日在雅加达举行,该次亚运会共设40个大项、465个小项比赛。下列比赛项目中,运动员可被看作质点的是( ) A.自由体操 B.柔道 C.拳击 D.马拉松赛跑,答案,解析,-12-,基础夯实,自我诊断,2.(多选)以往公路上用单点测速仪测车速,个别司机由于熟知测速点的位置,在通过测速点前刹车降低车速来逃避处罚,但却很容易造成追尾事故,所以有些地方已开始采用区间测速,如图所示。下列说法正确的是( )A.单点测速测的是汽车的瞬时速率 B.单点测速测的是汽车的平均速率 C.区间测速测的是汽车的瞬时速率 D.
5、区间测速测的是汽车的平均速率,答案,解析,-13-,基础夯实,自我诊断,3.(2016广东惠阳检测)如图所示,物体沿两个半径为R的圆弧由A到C,则它的位移和路程分别为( ),答案,解析,-14-,基础夯实,自我诊断,4.汽车的速度计如图所示。某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化。开始时指针指示在如图甲所示的位置,经过8 s后指针指示在如图乙所示的位置。若汽车做加速度不变的直线运动,那么它的加速度约为( )A.11 m/s2 B.5.0 m/s2 C.1.4 m/s2 D.0.6 m/s2,答案,解析,-15-,考点一,考点二,考点三,对质点模型和参考系的理解(自主悟透) 1.质点 (1)质点
6、是一种理想化的物理模型,实际并不存在。 (2)物体能否被看作质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小来判断。 (3)物体可被看作质点主要有两种情况 多数情况下,平动的物体可看作质点; 当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时,该物体可以看作质点。,-16-,考点一,考点二,考点三,2.参考系 (1)由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对哪个参考系而言的,在没有特殊说明的情况下,一般选大地或相对大地静止的物体作为参考系。 (2)在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。,-17-,考点一,考点二,考点三,突破
7、训练 1.在物理学中,突出问题的主要方面,忽略次要因素,建立理想化的物理模型,是经常采用的一种科学研究方法,质点就是这种物理模型之一。关于地球能否看作质点,下列说法正确的是( ) A.地球的质量太大,不能把地球看作质点 B.地球的体积太大,不能把地球看作质点 C.研究地球的自转时可以把地球看作质点 D.研究地球绕太阳公转时可以把地球看作质点,答案,解析,-18-,考点一,考点二,考点三,2.在研究下述运动时,能把物体看作质点的是( ) A.研究短跑运动员的起跑动作时 B.研究无人机的飞行快慢时 C.将一枚硬币用力上抛并猜测它落地时正面是朝上还是朝下时 D.研究汽车在上坡时有无翻倒的危险时,答案
8、,解析,-19-,考点一,考点二,考点三,3.(多选)湖中O处有一观察站,一小船从O处出发一直向东行驶4 km,又向北直线行驶3 km,则下列说法正确的是( ) A.相对于O处的观察员,小船运动的路程为7 km B.相对于小船,O处的观察员始终处于静止状态 C.相对于O处的观察员,小船最终位于东偏北37方向5 km处 D.相对于湖岸上的另一观察员,小船不可能是静止的,答案,解析,-20-,考点一,考点二,考点三,规律总结物体看作质点的两个关键点 (1)明确题目中要研究的问题是什么。质点是对实际物体的科学抽象,是研究物体运动时对实际物体的近似,真正的质点并不存在。 (2)分析物体的大小和形状对所
9、研究问题的影响能否忽略。当物体的大小和形状对所研究运动的影响很小,可以忽略不计时,即可将其视为质点。,-21-,考点一,考点二,考点三,平均速度和瞬时速度(师生共研) 想一想如果一质点沿直线Ox方向做加速运动,它离开O点的距离x随时间变化的关系为x=3+2t3,它的速度随时间变化的关系为v=6t2。请思考如何求解t=2 s时的瞬时速度和t=0到t=2 s间的平均速度?(以上物理量的单位均取国际单位制的单位),提示：由速度随时间变化关系式可得,t=2 s 时的速度为v=622 m/s=24 m/s;由x与t的关系得出各时刻对应的位移,再利用平均速度公式可得t=0到t=2 s间的平均速度为 m/s
10、=8 m/s。,-22-,考点一,考点二,考点三,知识整合1.平均速度与瞬时速度的区别 平均速度与位移和时间有关,表示物体在某段位移或某段时间内运动快慢的平均程度;瞬时速度与位置或时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻运动的快慢程度。 2.平均速度与瞬时速度的联系 (1)瞬时速度是运动过程中时间间隔t0时的平均速度。 (2)对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等。,-23-,考点一,考点二,考点三,例1(多选)如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是1 s、2 s、3 s、4 s。下列说法正确的是( )A.物体在AB段的平均速
11、度大小为1 m/s B.物体在ABC段的平均速度大小为 m/s C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度 D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度,答案,解析,-24-,考点一,考点二,考点三,例2一个朝着某方向做直线运动的物体,在时间t内的平均速度是v,紧接着 内的平均速度是 ,则物体在整段时间内的平均速度是( ),答案,解析,-25-,考点一,考点二,考点三,方法归纳平均速度与瞬时速度的求解方法,2.平均速度的大小与物体的不同运动阶段有关,求解平均速度的大小时,必须明确是哪一段位移或哪一段时间内的平均速度。 3.可以用极短时间内的平均速度来表示某时刻的瞬时速
12、度。,-26-,考点一,考点二,考点三,突破训练 4.在例2中,若物体在前一半位移的平均速度为v,后一半位移的平均速度为 ,求物体在整个过程中的平均速度。,答案,解析,-27-,考点一,考点二,考点三,5.(多选)一人骑自行车晨练,由静止开始沿直线运动,在第1 s内、第2 s内、第3 s内、第4 s内通过的位移分别为1 m、2 m、3 m、4 m,则( ) A.他在4 s末的瞬时速度为4 m/s B.他在第2 s内的平均速度为2 m/s C.他在4 s内的平均速度为2.5 m/s D.他在1 s末的瞬时速度为1 m/s,答案,解析,-28-,考点一,考点二,考点三,加速度与速度及速度变化量的关
13、系(师生共研) 速度、速度变化量和加速度的对比,-29-,考点一,考点二,考点三,例3如图所示,小球以大小为3 m/s的速度v1水平向右运动,与墙壁相碰经t=0.01 s后以大小为2 m/s的速度v2沿同一直线反向弹回,则小球在这0.01 s内的平均加速度是( )A.100 m/s2,方向向右 B.100 m/s2,方向向左 C.500 m/s2,方向向左 D.500 m/s2,方向向右,答案,解析,-30-,考点一,考点二,考点三,思维点拨先选定正方向,再确定各速度的符号,然后利用a= 计算。,-31-,考点一,考点二,考点三,例4(多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,
14、1 s后速度的大小变为10 m/s,则在这1 s内该物体( ) A.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相同 B.加速度的大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相反 C.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相同 D.加速度的大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相反,答案,解析,-32-,考点一,考点二,考点三,思维点拨题目中所给出的初、末速度大小分别是4 m/s和10 m/s,因方向未知,因此速度可能为4 m/s和10 m/s,由此可求得不同加速度。,(2)“+”“-”号只表示加速度的方向,不表示大小。,-33-,考点一,考点二,考点三,突破训练 6.(多选)关于速度
15、和加速度,下列说法正确的是( ) A.速度变化量越大,加速度就越大 B.速度变化越快,加速度越大 C.加速度保持不变,速度方向可能改变 D.加速度大小不断变小,速度大小也一定不断变小,答案,解析,-34-,考点一,考点二,考点三,7.(多选)沿直线做匀变速运动的一列火车和一辆汽车的速度分别为v1和v2,v1、v2在各个时刻的大小见下表,从表中数据可以看出( ),A.火车的速度变化较慢 B.汽车的加速度较小 C.火车的位移在减小 D.汽车的位移在增加,答案,解析,-35-,思维激活,方法概述,典例示范,以题说法,变式训练,用极限法求瞬时物理量 公式v= 通常用来计算物体在运动过程中的平均速度,试
16、分析:当t0时,能不能用t时间内的平均速度来表示瞬时速度?,提示：当t0时,该段时间无限接近于零,因此该段时间内的平均速度就可以表示这一过程中某点的瞬时速度,因此我们可以应用公式v= 计算该段时间内某点的瞬时速度。,-36-,思维激活,方法概述,典例示范,以题说法,变式训练,1.极限法 有些物理问题涉及的因素较多,过程复杂,我们往往难以洞察其变化规律并对其作出迅速准确的判断。但是,如果我们将问题推到极端状态或极端条件下进行分析,问题有时会变得明朗而简单。像这样将问题从一般状态推到特殊状态进行分析处理问题的方法就是极限法,又称极端法。 2.用极限法求瞬时速度和瞬时加速度,-37-,思维激活,方法
17、概述,典例示范,以题说法,变式训练,例题(6分)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示被物体挡光的时间。图乙中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个毫秒计时器没有画出。让滑块d从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.510-2 s和1.010-2 s,小滑块d的宽度为0.5 cm。则滑块通过光电门1的速度v1= m/s,滑块通过光电门2的速度v2= m/s。,答案,解析,-38-,思维激活,方法
18、概述,典例示范,以题说法,变式训练,思维点拨滑块通过光电门的时间极短,是否可以认为滑块通过光电门的平均速度就是它通过光电门的瞬时速度? 提示：可以。,-39-,思维激活,方法概述,典例示范,以题说法,变式训练,1.用v= 求瞬时速度时,求出的是粗略值,t(x)越小,求出的结果越接近真实值。 2.对于匀变速直线运动,一段时间内的平均速度可以精确地表示物体在这一段时间中间时刻的瞬时速度。,-40-,思维激活,方法概述,典例示范,以题说法,变式训练,1.如图所示,为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板。滑块向右匀加速直线运动依次通过两个光电门A和B。光电门上的黑点处有
19、极细的激光束,当遮光板挡住光束时开始计时,不再遮挡光束时停止计时。现记录了遮光板通过第一个光电门所用的时间为t1=0.30 s,通过第二个光电门所用的时间为t2=0.10 s,从第一个光电门计时结束到第二个光电门计时开始经历的时间为t3=0.30 s。则滑块的加速度大小应为( )A.0.67 m/s2 B.0.14 m/s2 C.0.40 m/s2 D.0.22 m/s2,答案,解析,-41-,思维激活,方法概述,典例示范,以题说法,变式训练,2.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间t。测得遮光条的宽度为x,用 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使 更接近瞬时速度,正确的措施是( ) A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度 C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角,答案,解析,
