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第一章运动的描述第1节质点参考系和坐标系.要点一、对理想化物理模型和质点的理解1．理想化模型(1)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实际并不存在．(2)“理想化模型”是以研究目的为出发点，突出问题的主要因素，忽略次要因素而建立的“物理模型”．(3)“理想化模型”是在一定程度和范围内对客观存在的复杂事物的一种近似反映，是物理学中经常采用的一种研究方法．2．质点引入质点的意义质点是一个理想化的物理模型，尽管不是实际存在的物体，但它是实际物体的一种近似，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象，它突出了事物的主要特征，抓住了主要因素，忽略了次要因素，使所研究的复杂问题得到了简化．要点二、对参考系的理解1．定义要描述某一个物体的位置及其随时间的变化，首先要选定某个其他物体作为参考，假定这个“其他物体”不动，观察研究对象相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，这个被用来作参考的物体，叫做参考系．2．引入参考系的意义(1)有了参考系，才能确定物体的位置．(2)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航向．3．参考系的选取原则(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定．例如研究火车上物体的运动情况，一般选取火车作为参考系；研究地面上物体的运动时，常选取地面或相对地面静止的物体作为参考系．选择地面为参考系时，参考系常可以略去不提，如“汽车运动了”，就不必说成“汽车相对地面运动了”．(2)参考系的选取可以是任意的．在实际问题中，参考系的选取以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则．4．参考系对运动的影响对于同一个物体的运动，如果选取不同的物体作参考系，所得到的结果可能不同．例如有一辆载有乘客的客车，在京福高速公路上由北向南行驶，若以客车为参考系，乘客是静止的；若以路边的树木为参考系，乘客向南运动；若以也向南行驶但比客车运动的快的另外一辆轿车为参考系时，客车及乘客又是向北运动的．要点三、建立坐标系的意义和特点1．建立坐标系的意义物体做机械运动时，其位置会随时间发生变化，为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系．2．坐标系的种类及特点(1)直线坐标系：以某一点为原点，规定单位(有时是长度，有时是时间，也可能是其他物理量)、正方向或变化方向的意义．(2)平面坐标系：物体在某一平面内运动时需建立平面坐标系．如图1－1－1所示：在图甲中，a、b、c三点有相同的横坐标，在图乙中，A、B、C三点有相同的纵坐标，由此可以发现：如果仅仅确定某点的横坐标或纵坐标，该点的位置并不能惟一确定，如果同时确定某点的横坐标和纵坐标，则该点的位置惟一确定．图1－1－1(3)多维坐标系(如三维立体空间坐标系)：物体的运动不在同一平面内时，可以建立多维坐标系．3．建立坐标系的原则要能方便简洁地确定物体的位置.一、对质点的理解例1下列关于质点的说法中，正确的是()A．质点是一个理想化的模型，实际并不存在B．因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别C．凡是轻小的物体，都可看作质点D．如果物体的形状和大小在所研究的问题中属于次要因素，就可以把物体看作质点如果物体的大小和形状对所研究的问题不起主要作用，其影响可以忽略不计，就可把它看成质点.二、对参考系的理解例2某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩．当两辆汽车在平直公路上运动时，甲车内一同学看见乙车没有运动，而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动．如果以地面为参考系，那么，根据上述观察到的现象可说明()A．甲车不动，乙车向东运动B．乙车不动，甲车向东运动C．甲车向西运动，乙车向东运动D．甲、乙两车以相同的速度都向东运动三、坐标系的应用例3一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表：t/s012345x/m05－4－1－71(1)请在图1－1－2中的x轴上标出质点在各时刻的位置．图1－1－2(2)哪个时刻离开坐标原点最远？有多远？(1)画坐标系时，必须标上原点、正方向和单位长度．(2)位置坐标的意义：正负表示方向，数值表示距坐标原点的距离．(3)坐标轴的方向不一定非得在水平方向或竖直方向上，同时不能忽略“＋”、“－”号.题型1物体看成质点的条件理解例1在以下哪些情况下可将物体看成质点()A．研究某学生骑车回校的速度B．对某学生骑车姿势进行生理学分析C．研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹D．研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面题型二机械运动和参考系例2甲、乙两辆汽车均以相同的速度行驶，下列有关参考系的说法正确的是()A．如果两辆汽车均向东行驶，若以甲车为参考系，乙车是静止的B．如果观察的结果是两辆车均静止，参考系可以是第三辆车C．如果以在甲车中一走动的人为参考系，乙车仍是静止的D．如甲车突然刹车停下，乙车仍向东行驶，以乙车为参考系，甲车往西行驶拓展探究上例中，若甲、乙两车都向南行驶，甲车的速度为10m/s，乙车的速度为5m/s，那么(1)若以甲车为参考系，乙车向什么方向运动？(2)若以乙车为参考系，甲车向什么方向运动？题型3直角坐标系的应用例3为了确定平面上物体的位置，我们建立了平面直角坐标系，如图1－1－1所示．以O点为坐标原点，沿东西方向为x轴，向东为正；沿南北方向为y轴，向北为正．图中A点的坐标如何表示？其含义是什么？图1－1－1拓展探究若某同学在操场上从A点开始先向南走了15m到B点，接着又向东走了20m到C点，请你建立合适的坐标系描述该同学的位置及位置的变化．第2节时间和位移.要点一、时刻和时间1．时刻时刻指的是某一瞬间，在时间坐标轴上用一个点表示．如“3秒末”、“4秒初”．2．时间时间间隔是两个时刻的间隔，也是时间坐标轴上两个不同的时刻之差，它是变化过程长短的一种量度，在时间坐标轴上用一段线段表示，物理学中简称时间．3．时间和时刻的关系(1)如果用一条坐标轴来表示时间轴，如图1－2－1所示，时间轴上的点表示时刻，某一段线段则表示时间间隔．与时刻对应的物理量是状态量，与时间间隔对应的物理量是过程量(关于状态量、过程量的概念以后会学到)．图1－2－1(2)时刻与物体在运动过程中的某一个位置相对应，而时间与物体在运动过程中的路程(或本节要学习的位移)相对应．要点二、路程和位移路程和位移的比较要点三、矢量和标量1．标量：只有大小而没有方向的物理量．如：长度、质量、时间、路程、温度、功、能量等，其运算遵从算术法则．2．矢量：有大小和方向的物理量，如位移、力、速度等，其运算法则不同于标量，将在后面学习．3．矢量的表示：(1)矢量的图示：用带箭头的线段表示，线段的长短表示矢量的大小，箭头的指向表示矢量的方向．(2)在同一直线上的矢量，可先建立直线坐标系，可以在数值前面加上正负号表示矢量的方向，正号表示与坐标系规定的正方向相同，负号则相反.一、时刻与时间的区别例1以下的说法中指时间间隔的是()A．天津开往德州的625次列车于13时35分从天津出发B．某人用15s跑完100mC．中央电视台新闻联播节目每天19时开始D．某场足球赛在开赛80分钟时，甲队才攻入一球二、路程和位移的区别例2一个皮球从5m高的地方落下，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，则这段过程中()A．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7mB．小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为7mC．小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3mD．小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为3m三、位移——时间图象的理解图1－2－5例3如图1－2－5所示，是甲、乙两物体做直线运动的位移－时间图象，则下列说法正确的是()A．甲开始运动时刻比乙早t1B．当t＝t2时，两物体相遇C．当t＝t2时，两物体相距最远D．当t＝t3时，两物体相距x1题型1位移和路程的区别与计算例1一质点在x轴上运动，各个时刻的位置坐标如下表，则此质点开始运动后．t/s012345x/m05－4－1－71(1)几秒内位移最大()A．1sB．2sC．3sD．4sE．5s(2)第几秒内位移最大()A．1sB．2sC．3sD．4sE．5s(3)几秒内路程最大()A．1sB．2sC．3sD．4sE．5s(4)第几秒内路程最大()A．1sB．2sC．3sD．4sE．5s题型2位移的求解例2阅读下面的对话：甲：请问到市图书馆怎么走？乙：从你所在的市中心向南走400m到一个十字路口，再向东走300m就到了．甲：谢谢！请问甲要经过的路程和位移大小各是多少？题型3位移——时间图象的理解和应用图1－2－1例3如图1－2－1所示为一物体沿直线运动的x－t图象，根据图象，求：(1)第2s内的位移；(2)第3s内的位移；(3)前5s的总路程和总位移．拓展探究关于上题中物体运动的位移－时间图象(x－t)，下列说法中正确的是()A．x－t图象表示的是质点的位移随时间而变化的函数关系B．x－t图象就是质点运动的轨迹C．x－t图象上各点的坐标表示对应的各时刻质点位移的大小D．x－t图象上各点的坐标表示对应的各时刻质点通过路程的大小第3节运动快慢的描述——速度要点一、速度1．定义：位移与发生这个位移所用时间的比值叫做速度．2．表达式：v＝ΔxΔt.3．单位：国际单位制中用米每秒(m/s或m·s－1)表示．常用单位：千米每小时(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)．4．物理意义：速度是描述物体运动快慢和运动方向的物理量．5．矢量性：速度是矢量，既有大小，又有方向，速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向．6．匀速运动：若物体在运动过程中速度v保持不变，即物体做匀速直线运动，则物体在Δt时间内的位移Δx＝vΔt.要点二、平均速度和瞬时速度1．两种速度的比较区别平均速度瞬时速度粗略地描述物体运动的快慢精确地描述物体运动的快慢与一段时间(或一段位移)相关与某一时刻(或某一位置)相关联系在匀速直线运动中，瞬时速度保持不变，所以任一段时间内的平均速度等于任一时刻的瞬时速度．物体做变速直线运动，一般来说，一段时间内的平均速度不等于这段时间初、末时刻瞬时速度的算术平均值，即v－≠v1＋v222．对瞬时速度的理解(1)瞬时速度精确反映了物体运动的快慢，瞬时速度简称速度，“速度”一词有时指平均速度，有时指瞬时速度，要根据上下文判断．(2)瞬时速度对应的是某一瞬时，或者说某一时刻、某一位置，故说瞬时速度时必须指明是在哪个时刻(或在哪个位置)时的瞬时速度．(3)方向性：速度与速率不同，速率只反映质点的运动快慢，而速度却反映质点运动的快慢和方向..一、对速度的理解例1甲、乙两质点在同一直线上匀速运动，设向右为正，甲质点的速度为2m/s，乙质点的速度为－4m/s，则可知()A．乙质点的速率大于甲质点的速率B．因为＋2－4，所以甲质点的速度大于乙质点的速度C．这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向D．若甲、乙两质点同时由同一点出发，则10s后甲、乙两质点相距60m二、平均速度与瞬时速度的区别例2对做变速直线运动的物体，有如下几种叙述：A．物体在第1s内的速度是3m/sB．物体在第1s末的速度是3m/sC．物体在通过其路径上某一点时的速度是3m/sD．物体在通过一段位移x时的速度为3m/s以上叙述中的速度表示平均速度的是__________，表示瞬时速度的是__________．三、平均速度的计算例3做直线运动的物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1＝10m/s，v2＝15m/s，则物体在整个过程的平均速度多大？题型1对瞬时速度、平均速度和平均速率的理解例1下列说法正确的是()A．瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度B．做变速运动的物体在某段时间内的平均速度，一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度大小的平均值相等C．物体做变速直线运动，平均速度的大小就是平均速率D．物体做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值拓展探究下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是()A．若物体在某段时