高一物理：第一讲：描述运动的概念文本预览： 第一讲：描述运动的概念 ［要点导学］ 本章章首语中有一句最核心的话：“物体的空间位置随时间的变化……称为机械运动”， 即“机械运动”（以后往往简称为运动）的定义。“质点”，就是其中“物体”的一种最简单模型； 而“参考系、坐标系”是确定位置及其变化的工具。 1．质点：在某些情况下，在研究物体的运动时，不考虑其形状和大小，把物体看成是一个 具有质量的点，这样的物体模型称为“质点”。 需要注意的是，⑴ “质点”是一种为了研究方便而引入的“理想模型”，是一种最简单的 模型（以后还会遇到刚体模型、弹性体模型、理想流体模型、理想气体模型等等） 。⑵ 既然 是模型，就不可能在任何情况下都能够代替真实的物体。因此，要通过教材、例题及习题， 知道什么情况下可以用质点模型，要逐渐积累知识，而不必一开始就去死记硬背。 2．参考系：为了研究物体的运动，被选来作为对照（参考）的其他物体称为“参考系”。 （以 前的中学物理教科书上称为“参照物”，也很直观易懂。 ） 研究物体运动时需要参考系的意义在于，⑴ 有了参考系，才能确定物体的位置；⑵选 定了参考系后，才能知道和研究物体的运动。试设想，在茫茫的大海里，水天一色，如果没 有太阳或星辰作参考，水手根本无法确定自己船舰的位置和向什么方向运动。⑶ 参考系选 得不同，则对同一个物体的运动作出的结论也不同。 通常在研究地面上物体的运动时，如果不声明参考系，则默认以地面为参考系。 3．坐标系：为了定量研究运动，必须在参考系上建立坐标系，这样才能应用数学工具来研 究运动。 4．时间和时刻：如果用一条数轴表示时间，则时刻 t 就是时间轴上的一个点 ，时间间隔Δ t 就是时间轴上的一段线段。但是在日常语言中，我们用语比较混淆，大都不加区别地说成 时间。如“时间还早”里的时间，就是时刻；说“一堂课时间有 45 分钟”，则是指时间间隔； 有时“时间”又是指与“空间”对偶的概念——无限的时间轴的整体。 因此我们在看书时要结合 上下文正确理解。 5．位移：从初位置到末位置的有向线段，叫做位移。它是表示位置变动（变化）的物理量。 位移既有大小又有方向，它是一个矢量。矢量相加和标量相加遵从不同的法则（见后面“力 的合成”） 。 物体只有作单一方向的直线运动时， 位移大小才等于路程， 一般情况下位移大小不大于 路程。 6．速度 （1）速度的物理意义是“描述物体运动快慢和方向的物理量”，定义是“位移与发生这个 位移所用的时间之比”，即 。速度是矢量。 （2）上面式子所给出的其实是“平均速度”。对于运动快慢一直在变化的“非匀速运动” （又叫变速运动） ，如果要精确描述物体每时每刻运动的快慢程度，就必须引入“瞬时速度” 这个概念。当Δ t 非常小（用数学术语来说，Δt→0）时的 就可以认为是瞬时速度。也就 是说，要真正理解瞬时速度概念，需要数学里“极限”的知识，希望同学们结合数学相关内容 进行学习。 （3）速度是矢量，与“速度”对应的还有一个“速率”的概念。按书上的说法，速率（瞬 时速率）就是速度（瞬时速度）的大小。它是一个标量，没有方向。不过，日常生活中人们 说的速度其实往往就是速率（日常语言词汇中几乎没有速率这个词） 。 7．加速度 （1）加速度的物理意义：反映运动物体速度变化快慢的物理量。 加速度的定义：速度的变化与发生这一变化所用的时间的比值，即 a =Δ v/Δ t=(v2-v1)/ Δ t。 加速度是矢量。加速度的方向与速度方向并不一定相同。 （2）加速度与速度是完全不同的物理量，加速度是速度的变化率。所以，两者之间并不存 在“速度大加速度也大、速度为 0 时加速度也为 0”等关系，加速度和速度的方向也没有必 然相同的关系，加速直线运动的物体，加速度方向与速度方向相同；减速直线运动的物体， 加速度方向与速度方向相反。 （3）还有一个量也要注意与速度和加速度加以区分，那就是“速度变化量”Δ v，Δv = v2 — v1。Δ v 越大，加速度并不一定越大，还要看所用的时间的多少。 （4）在“速度-时间”图像中，加速度是图线的斜率。速度图线越陡，加速度越大；速度图 线为水平线，加速度为 0。 [基础知识回顾] 1、在描述一个物体的运动时，选来作为 的另一个物体叫做参考系。电影“闪闪的红 星”中有歌词：“小小竹排江中游，巍巍群山两岸走”，描述竹排的运动是以 为参考 系的，描述群山的运动是以 为参考系的。 2 ． 能 否 将 物 体 看 成 质 点 最 重 要 的 判 断 依 据 是： 。 3．位移：我们是用一条由 线段来表示位移。 4．速度： （定义） ，物理意义： 5．加速度： （定义） ，物理意义： [能力训练]（选择题均为不定项选择） 1．下列说法中，正确的是 （ ） A．质点一定是体积极小的物体 B．当研究一列火车全部通过桥所需的时间时，可以把火车视为质点 C．研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面问题，自行车都不能 视为质点 D．地球虽大，且有自转，但有时仍可被视为质点 2．某人坐在甲船中，他看到乙船在运动，那么相对河岸两船的运动情况不可能是（ ） A．甲船不动，乙船在运动 B．甲船运动，乙船不动 C．甲、乙两船都在运动 D．甲、乙两船运动方向一样，且运动快慢相同 3．下列关于位移和路程的说法，正确的是 （ ） A．位移是矢量，路程是标量，但位移的大小和路程总是相等 B．位移描述直线运动，路程描述曲线运动 C．位移仅取决于始末位置，而路程取决于实际运动路线 D．在某一运动过程中，物体经过的路程总大于或等于物体位移的大小 4．一列火车从上海开往北京，下列叙述中，指时间的是（ ） A．火车在早上 6 点 10 分从上海出发 B．列车共运行了 12 小时 C．列车在 9 点 45 分到达中途的南京站 D．列车在南京停了 10 分钟 5．一个运动员在百米赛跑中，测得在 50m 处的瞬时速度为 6m/s，16s 末到达终点时的瞬时 速度为 7.5m/s，则全程内的平均速度的大小为（ ） A．6m/s B．6.25m/s C．6.75m/s D．7.5m/s 6．某人骑自行车，开始用 100s 的时间行驶了 400m，接着又用 100s 的时间行驶了 600m， 关于他骑自行车的平均速度的说法中正确的是 （ ） A．他的平均速度是 4 m/s B．他的平均速度是 5 m/s C．他的平均速度是 6 m/s D．他在后 600m 的路程中的平均速度是 6 m/s 7．下列关于加速度的说法中正确的是（ ） A．加速度表示物体运动的快慢 B．加速度表示物体速度变化的快慢 C．物体运动速度越大，其加速度越大 D．物体运动速度为零，其加速度一定也 为零 8．物体的加速度为 2m/s2，表示这物体 （ ） A 每秒运动 2m B 每经过 1 秒，其速度增大 2m/s2 C 每经过 1 秒，其速度增大 2m/s D 每经过 1 秒，其速度增大 2m 9．下列关于速度和加速度的说法中，正确的是（ ） A．物体运动的速度改变越大，它的加速度一定越大 B．物体运动的加速度为零，它的速度也一定为零 C．物体运动的速度改变越小，它的加速度一定越小 D．加速度的大小是表示物体运动速度随时间变化率的大小 10． 一个小球以 3m/s 的速度水平向右运动， 碰到墙壁后经过 0.1s 后以 2m/s 的速度沿同一直 线反弹。则小球在这段时间内的平均加速度为 A．10m/s ，方向向右 2 2 （ ） B．10m/s ，方向向左 C．50m/s2，方向向右 D．50m/s2，方向向左 11．一质点在 x 轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表，则： t/s x/m 0 0 1 5 2 4 3 －1 4 －7 5 1 ⑴哪个时刻离开坐标原点最远，有多远？ ⑵第几秒内位移最大？有多大？ ⑶前 3s 内质点通过的路程为多大？ 12．一质点在 x 轴上并只朝着 x 轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表， 则此质点开始运动后： t/s x/m 0 2 2 4 4 6 6 8 8 8 10 8 12 12 14 16 16 20 18 24 （1）质点在前 10 s 内的位移、路程各为多大？ （2）质点在 8s 末的瞬时速度为多大？ （3）质点在 0 到 18s 这段时间内的平均速度多大？ 13．汽车以 108km/h 的速度行驶，急刹车后 6s 停止运动，那么急刹车过程中汽 车的加速度为多大？急刹车后 2s 时刻汽车的速度是多大？ |
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