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11.1质点参考系和坐标系一、机械运动1.定义：物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动，简称运动。2.运动的绝对性和静止的相对性：宇宙中的一切物体都在不停地运动，无论是巨大的天体，还是微小的原子、分子，都处在永恒的运动之中。运动是绝对的，静止是相对的。二、物体和质点1.定义：用来代替物体的有质量的点。①质点是用来代替物体的具有质量的点，因而其突出特点是“具有质量”和“占有位置”，但没有大小，它的质量就是它所代替的物体的质量。②质点没有体积，因而质点是不可能转动的。任何转动的物体在研究其自转时都不可简化为质点。③质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。2．物体可以看成质点的条件：如果在研究的问题中，物体的形状、大小及物体上各部分运动的差异是次要或不起作用的因素，就可以把物体看做一个质点。3．突出主要因素，忽略次要因素，将实际问题简化为物理模型，是研究物理学问题的基本思维方法之一，这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。【例一】下列情况中的物体，哪些可以看成质点（）A．研究绕地球飞行时的航天飞机。B．研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。C．研究从北京开往上海的一列火车。D．研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。课堂训练：1．下述情况中的物体，可视为质点的是（）A．研究小孩沿滑梯下滑。B．研究地球自转运动的规律。C．研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。D．研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。2.下列各种情况中，可以所研究对象（加点者）看作质点的是（）A．研究小木块．．．的翻倒过程。B．研究从桥上通过的一列队伍。．．．．．C．研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。．．．D．汽车后轮．．，在研究牵引力来源的时。三、参考系1．定义：宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中，在描述一个物体的运动时，必须选择另外的一个物体作为标准，这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。2．选择不同的参考系来观察同一个运动，得到的结果会有不同。【例二】人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_______的。以车厢为参考系，人是__________的。3．参考系的选择：描述一个物体的运动时，参考系可以任意选取，选取参考系时要考虑2研究问题的方便，使之对运动的描述尽可能的简单。在不说明参考系的情况下，通常应认为是以地面为参考系的。4．绝对参考系和相对参考系：【例三】对于参考系，下列说法正确的是（）A．参考系必须选择地面。B．研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的。C．选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同。D．研究物体的运动，必须选定参考系。课堂训练：1．甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体是（）A．一定是静止的。B．一定是运动的。C．有可能是静止的或运动的D．无法判断。2．关于机械运动和参照物，以下说法正确的有（）A.研究和描述一个物体的运动时，必须选定参照物。B.由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参照物。C.一定要选固定不动的物体为参照物。D.研究地面上物体的运动时，必须选地球为参照物。四、坐标系1.2时间和位移（一）一、时刻和时间间隔1．时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。时间轴上的每一点都表示一个不同的时刻，时间轴上一段线段表示的是一段时间间隔。2．在学校实验室里常用停表，电磁打点计时器或频闪照相的方法测量时间。【例一】下列说法中指的是时间的有___________________,指的是时刻的有________________。A．第5秒内B.第6秒初C.前2秒内D.3秒末E.最后一秒内F.第三个2秒G.第五个1秒的时间中点。课堂训练：1．关于时间和时刻，下列说法正确的是（）A．物体在5s时就是指物体在5s末时，指的是时刻。B．物体在5s时就是指物体在5s初时，指的是时刻。C．物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间。D．物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间。二、路程和位移1.路程：质点实际运动轨迹的长度，它只有大小没有方向，是标量。2.位移：是表示质点位置变动的物理量，有大小和方向，是矢量。它是用一条自初始位置指向末位置的有向线段表示，位移的大小等于质点始末位置间的距离，位移的方向由初位置指向末位置，位移只取决于初末位置，与运动路径无关。33.位移和路程的区别：4．一般来说，位移的大小不等于路程。只有质点做方向不变的直线运动时大小才等于路程。【例二】中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒．一位球员击球后，由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒．他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？课堂训练：1．以下说法中正确的是（）A．两个物体通过的路程相同，则它们的位移的大小也一定相同。B．两个物体通过的路程不相同，但位移的大小和方向可能相同。C．一个物体在某一运动中，位移大小可能大于所通过的路程。D．若物体做单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。2．如图甲，一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上．手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右到达的最远位置．小球向右经过中间位置O时开始计时，其经过各点的时刻如图乙所示。若测得OA=OC=7cm，AB=3cm，则自0时刻开始：a．0.2s内小球发生的位移大小是____，方向向____，经过的路程是_____．b．0.6s内小球发生的位移大小是_____，方向向____，经过的路程是____．c．0.8s内小球发生的位移是____，经过的路程是____．d．1.0s内小球发生的位移大小是____，方向向______，经过的路程是____．3．关于质点运动的位移和路程，下列说法正确的是（）A．质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量。B．路程就是质点运动时实际轨迹的长度，是标量。C．任何质点只要做直线运动，其位移的大小就和路程相等。D．位移是矢量，而路程是标量，因而位移不可能和路程相等。4．下列关于路程和位移的说法，正确的是（）A．位移就是路程。B．位移的大小永远不等于路程。C．若物体作单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。D．位移是矢量，有大小而无方向，路程是标量，既有大小，也有方向。45．关于质点的位移和路程，下列说法正确的是（）A．位移是矢量，位移的方向就是质点运动的方向。B．路程是标量，也是位移的大小。C．质点做直线运动时，路程等于其位移的大小。D．位移的数值一定不会比路程大。6．下列关于位移和路程的说法，正确的是（）A．位移和路程的大小总相等，但位移是矢量，路程是标量。B．位移描述的是直线运动，路程描述的是曲线运动。C．位移取决于始、末位置，路程取决于实际运动路径。D．运动物体的路程总大于位移。三、矢量和标量四、直线运动的位置和位移1.2时间和位移(二)一、匀速直线运动1．定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移相等，这种运动称为匀速直线运动。2．严格的匀速直线运动的特点应该是“在任何相等的时间里面位移相等”的运动，现实生活中匀速直线运动是几乎不存在的，是一种理想化的物理模型。其特点是位移随时间均匀变化，即位移和时间的关系是一次函数关系。二、变速直线运动1．定义：物体在一条直线上运动，如果在相等的时间内位移不相等，这种运动叫变速直线运动。2．变速直线运动的位移和时间的关系不是一次函数关系，其图象为曲线。【例一】物体在一条直线上运动，关于物体运动的以下描述正确的是（）A．只要每分钟的位移大小相等，物体一定是作匀速直线运动。B．在不相等的时间里位移不相等，物体不可能作匀速直线运动。C．在不相等的时间里位移相等，物体一定是作变速直线运动。D．无论是匀速还是变速直线运动，物体的位移都跟运动时间成正比。三、位移—时间图象（s-t图）：1．表示位移和时间的关系的图象，叫位移-时间图象，简称位移图象．2．物理意义：描述物体运动的位移随时间的变化规律。3．坐标轴的含义：横坐标表示时间，纵坐标表示位移。由图象可知任意一段时间内的位移或发生某段位移所用的时间。4．匀速直线运动的s-t图：①匀速直线运动的s-t图象是一条倾斜直线，或某直线运动的s-t图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动。②s-t图象中斜率（倾斜程度）大小表示物体运动快慢，斜率（倾斜程度）越大，速度越快。③s-t图象中直线倾斜方式（方向）的不同，意味着两直线运动方向相反。5④s-t图象中，两物体图象在某时刻相交表示在该时刻相遇。⑤s-t图象若平行于t轴，则表示物体静止。⑥s-t图象并不是物体的运动轨迹，二者不能混为一谈。⑦s-t图只能描述直线运动。5．变速直线运动的s-t图象为曲线。6．图象的应用：（1）求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间（2）求速度：（3）判断物体的运动性质：【例二】某同学以一定速度去同学家送一本书，停留一会儿后，又以相同的速率沿原路返回家，图3中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态？【例三】如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的s-t图，下列说法正确的是：A、在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动B、甲、乙运动的出发点相距S1C、乙比甲早出发t1时间D、乙运动的速率大于甲运动的速率【例四】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的s-t图。由图可知：________物体作匀速直线运动，_________物体作变速直线运动。三个物体运动的总路程分别是_____,_____,_____。课堂训练：1．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（）A．匀速直线运动是速度不变的运动。B．匀速直线运动的速度大小是不变的。C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。2．关于质点作匀速直线运动的位移－时间图象以下说法正确的是（）A．图线代表质点运动的轨迹。B．图线的长度代表质点的路程。C．图象是一条直线，其长度表示质点的位移大小，每一点代表质点的位置。D．利用s－t图象可知质点任意时间内的位移，发生任意位移所用的时间。3．如图示，是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象，由图可知（）6A．质点A前2s内的位移是1m。B．质点B第1s内的位移是2m。C．质点A、B在8s内的位移大小相等。D．质点A、B在4s末相遇。课后作业:1.下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（）A．匀速直线运动是速度不变的运动。B．匀速直线运动的速度大小是不变的。C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。2．如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移－时间图象，由图象可知（）A．甲、乙两质点在1s末时相遇。B．甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等。C．甲、乙两质点在第1s内反方向运动。D．在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大。1.3运动快慢的描述速度一、坐标与坐标的变化量：二、速度和速率：（一）速度1.定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。2.定义式：v=s/t3.物理意义：描述物体运动快慢程度的物理量。4.单位：国际单位：m/s常用单位：km/hcm/s5.标矢性：矢量。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。（二）速率1.定义：速度的大小。2.跟速度的区别：只有大小无方向，是标量。汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的读数实际是汽车的速率。日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。三、平均速度和瞬时速度：1．平均速度：①描述变速直线运动的物体在某段时间（或某段位移S）内的平均快慢与运动方向（运动速度）。②不是速度的平均值，它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，即v=s/t。③对做变速直线运动的物体，不同位移或不同时间段的平均速度一般不同。所以平均速度只有指明了是哪段位移，或哪段时间内的平均速度才有意义。7④对做匀速直线运动的物体，位移与时间的比值不