高中物理全套知识总结物体的运动

物体的运动知识要点：(一)机械运动(二)质点(三)位移和路程：主要讲述质点和位移等,它是描述物体运动和预备知识。(四)匀速直线运动、速度(五)匀速直线运动的图象：主要讲述速度的概念和匀速直线运动的规律。(六)变速直线运动、平均速度、瞬时速度：主要讲述变速直线运动的平均速度和瞬时速度的概念。(七)匀变速直线运动加速度。(八)匀变速直线运动的速度(九)匀变直线运动的位移：主要讲述匀变直线运动的加速度概念,以及匀变速直线运动的速度公式和位移公式。(十)匀变速运动规律的应用。(十一)自由落体运动。(十二)竖直上抛运动主要讲述匀变速直线运动的特例。(十三)系统、综合全章知识结构培养分析综合解决问题的能力。为了掌握一个较完整的关于物体运动的知识,重点概念是:位移、速度、加速度。重要规律则是:匀速直线运动和匀变速直线运动。重点、难点：（一）、机械运动、平动和转动知道机械运动是最普遍的自然现象。是指一个物体相对于别的物体的位置改变。为了说明物体的运动情况,必须选择参照物——是在研究物体运动时,假定不动的物体,参照它来确定其他物体的运动。我们说汽车是运动的,楼房是静止的是以地面为参照物,我们说,卫星在运动,是以地球为参照物。“闪闪红星”歌曲中唱的“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”说明坐在竹排上的人选择不同的参照物观察的结果常常是不同的,选河岸为参照物,竹排是运动的,选竹排为参照物,竹排是静止的,河岸上的青山是后退的。这既说明选参照物的重要性,又说明运动的相对性。如果选太阳为参照物地球及地球上的一切物体都在绕太阳运动,若以天上的银河为参照物,太阳是运动……,进而得出没有不运动的物体,从而说明运动是绝对的,静止是相对的。还应指出的是:在研究地面上物体运动时,为了研究问题方便,常取地球为参照物。运动无论多么复杂,都是由平动和转动组成,或只有平动,或只有转动,或既有平动,又有转动。如判断物体是平动或是转动,必须抓住,物体上各点的运动情况都相同,这种运动叫平动。物体上的各点都绕一点(圆心)或一轴做圆周运动,这样的运动叫转动。如果运动按运动轨迹分类,可为直线或曲线运动,而平动可沿直线运动,也可沿曲线运动。只要保持物体上各运动情况相同即可。（二）、质点质点是一种抽象化的研究物体运动的理想模型。理想模型是为了便于着手研究物理学采用的一种方法,今后还会常用:如高中物理将要学到的匀速直线运动理想气体、点电荷,理想变压器……。都属于理想模型。质点是不考虑物体的大小和形状,而把物体看成一个有质量的点,这在第一章物体受力分析时已经这样做了,在那里所以用一个点表示物体,就是因为那个物体可以抽象为质点。质点是运动学中的重要概念,也是下一章开始研究的动力学中的重要概念。运动学中的质点只要把物体抽象为一个点,动力学中的质点则要求这个点具有物体的全部质量。随着学习的深入,对质点的理解将会更加深刻。应该知道,理想模型是实际物体的一种科学的抽象,采取这种方法是抓住问题中物体的主要特征,简化对物体的研究,而把物体看成一个点,它是实际物体的一种近似。我们把物体看成质点是在研究问题中,物体的形状、大小各部分运动的差异是不起作用的或是次要的因素。这有两种情况:①物体各部分运动情况相同,即物体做平动;②物体有转,但因转动引起的物体各部分运动的差异,对我们研究问题不起主要作用。一个很好例子就是研究地球公转时可把地球看成质点,研究地球上昼夜交替时要考虑地球自转,不能把地球看成质点。再如乒乓球旋转时对球的运动有较大影响,运动员在发球、击球时都要考虑,就不能把球简单地看成质点。应该指出绝不能误解为小物体可以看成质点,大物体就不能看成质点。又如我们在运动会上投掷手榴弹、铅球、标枪时如何测量距离计成绩。此时常常不考虑物体各部分运动的差异,而物体简化为一个没有大小、形状的点。这就是研究问题的一种科学抽象的方法。最后还要强调指出:研究质点模型的意义有两个方面:在物体、形状、大小不起主要作用时把物体看成一个质点;在物体形状、大小起主要作用时,把物体看成由无数多个质点所组成。所以研究质点的运动,是研究实际物体运动的近似和基础。在中学力学中研究对象如不特别指出:(除非涉及到转动)即是质点。（三）、位移和路程位移:位置的改变。位移是矢量,不仅有大小,而且还有方向,它可用一个从起点到终点的有向线段表示。例如:从甲地到乙地如右图所示:可以沿直线从甲到乙地,起点为甲地的A点,终点是乙地的B点,则位移大小为线段AB长,方向从A到B方向,还可沿ACB曲线由甲地到乙地,还可沿折线ADB从甲地到乙地,尽管通过的路径不同,但它们的起点和终点相同,所以位移一样,路程不一样。路程是运动的轨迹是标量,只有大小无方向。如果物体从甲地A点沿直线到乙地的B点后继续沿AB延长线到E,由E又返回到B,此时位移仍为AB(长)方向:A指向B,而路程则为AE的长度加上线段BE的长度。应该指出:只有做直线运动的质点,且始终向着同一个方向运动时,位移的大小才等于路程。又如一物体沿半径为R的圆弧做圆周运动如图示:从图周的一点A出发(直径的一端)分别经圆弧;到达直径的另一端B点,其位移大小都为2R方向AB,路程为整个圆周长的1222，即RR。若经14圆周长分别沿逆时和顺时针方向到达C或D点则位移的大小2R(因起点为A,终点分别为C、D),方向不同分别为AC;AD,路程相等为24214RR（圆周长的）。若分别沿逆时针由A经C、B到D,或由A经D、B到C,根据位移表示为起终点的有向线段,则位移大小分别为ADRACR22；;方向分别为AD;AC。而路程相等都是圆周长3434232即为RR。假如从A点出发,分别沿逆时针方向或顺时针方向又回到A点。此时位移为零,路程则为圆长2R。又一物体沿斜面从底端的A斜向上滑到最远点B后返回滑到C,最后到A如右图所示:试说明物体分别滑到B、C、A的位移和路程各为多少？从A到B,因为沿直线且方向始终不变,所以位移和路程大小相等为AB线段长度,位移的方向AB。由A经B到C,位移大小为AC线段的长度,位移的方向AC,而路程则为线段AB长度加上BC线段的长度。当从A经B到C又滑到A时,位移为零,则路程为线段AB长度的2倍。现有皮球从离地面5m高处下落,经与地面接触后弹跳到离地面高4m处接住,试说明皮球的位移,和路程？依据位移表示为起点到终点的有向线段,位移大小为(5－4)=1(m)方向竖直向下,而路程为5+4=9(m)。（四）、匀速直线运动速度首先应认识到,匀速直线运动也是一种理想模型,它是运动中最简单的一种,研究复杂的问题,从最简单的开始,是一种十分有益的研究方法。实际上物体的匀速直线运动是不存在的,不过不少物体的运动可以按匀速直线处理。这里对物体在一直线上运动就不好做到,而如果在相等的时间里位移相等,应理解为在任意相等的时间,不能只理解为一小时、一分钟、或一秒钟,还可以更小……。认真体会“任意”相等的时间里位移都相等的含意,才能理解到匀速的意义。进而再去理解描述物体做匀速直线运动快慢的物理量速度的概念,是在匀速直线运动中,位移跟时间的比值,更确切的讲是位移跟通过比位移所用时间的比值。就更加准确。而不用单位时间内的位移去表述速度概念。只说明速度在数值上等于单位时间内位移的大小。还必须强调指出:①速度和速率常常有些同学混淆不清。速度是矢量不但有大小,而且有方向。速率通常是指速度的大小,这在今后解决问题时会用到。②这里第一次出现用比值的形式表示物理量之间的关系,只考虑速度大小,称之为定义式。将来随着学习深入,还会出现,决定式和量度式。③由于匀速直线运动中,速度大小、方向都不变,所以匀速直线运动是速度不变的运动。④由速度的定义式可以准确的预测物体在给定时间内的位移即vStSvt称之为匀速运动的位移公式。（五）、匀速直线运动的图象,含位移和时间的关系图象——位移时间图象以及速度和时间关系的图象——速度时间图象。这是学习高中物理以来第一次出现图象,即应用数学处理物理问题的能力:必要时能够运用函数图象进行表达分析。通常图象是根据实验测定的数据作出的。如位移图象依据S=vt不同时间对应不同的位移,位移S与时间t成正比。所以匀速直线运动的位移图象是过原点的一条倾斜的直线,这条直线是表示正比例函数。而直线的斜率即匀速直线运动的速度。(有tgStv)所以由位移图象不仅可以求出速度,还可直接读出任意时间内的位移(t1时间内的位移S1)以及可直接读出发生任一位移S2所需的时间t2。由于匀速直线运动的速度不随时间而改变,所以它的速度图象是平行时间轴的直线。（六）、变速直线运动、平均速度、瞬时速度变速直线运动,强调物体沿直线运动,与匀速比相等时间内位移不相等。即没有恒定的速度,要想描述其运动快慢程度,只有粗略的按匀速运动处理,把在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,叫做这段时间内的或通过这段位移的平均速度。表示为vSt,如果一段位移S内,分作几段位移S1、S2、S3……。而在每一段位移内可视为匀速,其速度分别为v1、v2、v3……。求这一段位移S内的平均速度？依定义式vStSSStttSSSSvSvSvSSvSvSv123123123112233112233…………………………并会用平均速度去计算位移和时间。瞬时速度:描述的是变速运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。它能最精确地描述变速运动的质点在某位置运动快慢和运动方向,它是把平均速度的时间无限缩短到时刻。它的方向总是运动质点运动轨迹的切线方向。小结1、知道机械运动、平动、转动;参照物的概念;质点的概念以及把物体简化成质点的条件。匀速、变速直线运动的特点。2、理解静止和运动的相对性;位移的概念会用图象法表示位移矢量,理解速度的定义、物理意义速度是矢量及速率的概念,理解平均速度,即时速度的物理意义。了解即时速度与平均速度的区别和联系。3、掌握位移和路程的区别和联系,并能在具体问题中正确识别位移和路程;掌握速度的概念,速度的单位和换算;掌握匀速直线运动的规律,能熟练运用匀速直线运动的速度公式和位移公式求解问题。会画匀速直线运动的位移图象和速度图象,会从图象判断物体的运动状态;掌握平均速度的定义,并能运用公式求变速直线运动的平均速度,从而计算位移和时间。必须再次强调以下三点:1、位移和路程不同位移是表示质点位置变化的物理量,可以用由初位置到末位置的有向线段来表示,位移既有大小,又有方向,是矢量。路程表示质点在一定时间内运动轨迹的长度,只有大小,没有方向,是标度。只有当物体运动的轨迹是一条直线,运动方向不变时,路程与位移的大小相等,其他情况下,路程的数值都大于位移的数值。2、时刻和时间不同时间反映一段时的间隔,如“一节课的时间是45分钟”“一秒内”“第二秒”等都表示时间。而时刻反映的是时间里的某一点,如上第一节课的时刻是“八点十分”“一秒末”“第三秒初”等表示的是时刻。时间与时刻都是标量。对于运动物体,时刻与位置对应,时间与位移对应。3、速度和速率不同速度是描述物体位置变化快慢的物理量,在匀速直线运动中速度等于位移跟时间的比值,是矢量,方向与位移方向一致。速率是速度的大小,是标量。在匀速直线运动中,速度与速率数值相等,仅是矢量和标量的区别。在变速运动中,物体位移与时间的比是平均速度;路程与时间的比是平均速率。如果运动物体轨迹是曲线,或做往返直线运动,由于路程的值大于位移的值,所以平均速度和平均速率不仅有矢量和标量的区别,数值上也不相等。如汽车环城跑了一圈又回到初始位置,位移是零,平均速度是零,而路程不为零,平均速率不为零。在变速运动中,当时间趋于零时,在极短时间内的平均速度,叫该时刻的即时速度。即时速率与即时速度的大小相等,只是标量与矢量的区别。