搜索
第1课时描述运动的基本概念一、参考系、质点基础过关1.参考系:为了研究物体的运动而假定为不动的物体。2.质点(1)定义:用来代替物体的①有质量的点,它是一种理想化的物理模型,实际上并不存在。(2)物体能看做质点的条件:物体的②大小和形状对所研究问题的影响可以忽略。二、时刻和时间间隔1.时刻指某一瞬间,在时间轴上用①点来表示,对应的是位置、速度、动能等状态量。2.时间间隔是两时刻间的间隔,在时间轴上用②线段来表示,对应的是位移、路程、功等过程量。三、路程和位移定义区别联系位移表示物体(质点)①位置变化的物理量,用从②初位置指向③末位置的有向线段表示位移是矢量,其方向由初始位置指向末位置,大小与路径无关(1)在单向直线运动中,位移的大小④等于路程;(2)一般情况下,位移的大小⑤小于路程路程物体运动轨迹的长度路程是标量,没有方向,其大小与路径有关平均速度瞬时速度定义物体在某一段时间内完成的①位移与所用时间的比值物体在某一时刻或经过②某一位置时的速度定义式③(x为位移)v= (Δt趋于零)矢量性矢量,平均速度方向与物体位移方向相同矢量,瞬时速度方向与物体运动方向相同,沿其运动轨迹④切线方向xtΔΔ四、对平均速度和瞬时速度的理解五、加速度1.物理意义:描述物体速度①变化快慢的物理量,是状态量。2.定义式:a= = 。ΔΔvt0-Δvvt3.决定因素:a不是由Δt、Δv来决定的,而是由 来决定的。Fm4.方向:与Δv的方向一致,由②合外力的方向决定,而与v0、v的方向无关。1.判断下列说法对错。(1)平均速度的方向与位移方向相同。 (√)(2)瞬时速度的方向就是物体在该时刻或该位置的运动方向。 (√)(3)物体的速度很大,加速度不可能为零。 (✕)(4)甲的加速度a甲=2m/s2,乙的加速度a乙=-3m/s2,a甲a乙。(✕)2.如图为飞行员在进行飞行表演时的一个情景,若飞行员认为自己处于静止状态,则他选取的参考系可能是 (B) A.飘动的尾烟B.邻近的飞机C.附近的飞鸟D.航展现场飘扬的彩旗3.(2019浙江桐庐月考)2019年4月20日我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第四十四颗北斗导航卫星。北斗卫星导航系统可以免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为1m,测速精度为0.2m/s,关于北斗导航系统,以下说法不正确的是 (A)A.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位移B.北斗导航卫星定位提供的是被测物体的位置C.北斗导航卫星授时服务提供的是时刻D.北斗导航卫星测速服务提供的是运动物体的速率4.某同学在汽车中观察导航速度计。开始时汽车静止,若汽车做匀加速直线运动,经过6s后指针指示在如图所示位置。那么它的加速度大小约为 (B) A.3m/s2B.6m/s2C.10m/s2D.20m/s2考点突破考点一质点和参考系、位移和路程1.对质点的理解科学抽象质点是对实际物体的科学抽象,是一种理想化的模型,真正的质点是不存在的可看做质点的条件一个物体能否被看做质点,并非依物体自身大小来判断,而是要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是主要因素还是次要因素,若是次要因素,即使物体很大,也能看做质点,相反,若是主要因素,即使物体很小,也不能看做质点质点与几何“点”质点是对实际物体进行科学抽象的模型,有质量,只是忽略了物体的大小和形状;几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置2.参考系的选取原则(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物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。(3)对于运动复杂的物体,应选取能最简单描述物体运动情况的物体为参考系。3.位移与路程的区别和联系位移x路程s物理意义描述物体位置的变化表示物体运动轨迹的长度决定因素由初、末位置决定由实际的运动路径决定运算规则矢量的平行四边形定则标量的代数运算大小关系x≤s1.(2020浙江1月选考,3,3分)如图所示,新中国成立70周年阅兵仪式上,国产武装直升机排列并保持“70”字样编队从天安门上空整齐飞过。甲、乙分别是编队中的两架直升机,则(D)A.以甲为参考系,乙是运动的B.以乙为参考系,甲是运动的C.以甲为参考系,坐在观众席上的观众都是静止的D.以乙为参考系,“70”字样编队中所有直升机都是静止的2.第三届夏季青年奥林匹克运动会于2018年10月在阿根廷布宜诺斯艾利斯举行。以下青奥会裁判在考查下列运动员的比赛成绩时,可视为质点的是 (A)解析马拉松比赛时,由于路程长,运动员的大小、形状可以忽略,可以看做质点,故A正确;跳水时,人们要关注运动员的动作,故运动员的大小、形状不能忽略,不能看做质点,故B错误;击剑时要注意运动员的肢体动作,不能看做质点,故C错误;体操中主要根据运动员的肢体动作评分,故不能忽略大小和形状,故不能看做质点,故D错误。3.如图所示,自行车的车轮半径为R,车轮沿直线无滑动地滚动,当气门芯由轮子的正上方第一次运动到轮子的正下方时,气门芯位移的大小为 (D) A.πRB.2RC.2πRD.R 24π解析当气门芯由车轮的正上方第一次运动到车轮的正下方时,车轮向前运动半个周长的距离,气门芯的初位置与末位置如图所示,由几何知识可得,气门芯的位移大小x= =R ,故D正确。22(2)(π)RR24π考点二平均速度和瞬时速度1.平均速度(1)在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度,即 = ,其方向与位移的方向相同。(2)平均速度粗略地反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段时间或一段位移相对应。vΔΔxt2.瞬时速度(1)运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,其方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧,是矢量。瞬时速度的大小叫速率,是标量。(2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢,它是在运动时间Δt→0时的平均速度,与某一时刻或某一位置相对应。(3)平均速率是路程与时间的比值,它与平均速度的大小没有对应关系。例1电动自行车以其时尚、方便、快捷深受广大中学生的喜爱,但由电动自行车引发的交通事故也在逐年增多。学习交通安全常识、自觉遵守交通法规是确保学生交通安全的重要举措之一。按规定电动自行车在城区限速20km/h。下列说法正确的是 (B)A.电动自行车限速20km/h,指的是平均速度B.电动自行车限速20km/h,指的是瞬时速度C.交通事故发生时,相互碰撞的速度指的是平均速度D.在某一路段行驶的速度,指的是瞬时速度解析电动自行车限速20km/h,是指电动自行车最高时速即瞬时速度,故A错误,B正确;交通事故发生时,相互碰撞的速度指的是碰撞瞬间的速度即瞬时速度,故C错误;在某一路段行驶的速度,指的是平均速度,故D错误。1.如图所示为某列车车厢内可实时显示相关信息的显示屏的照片,图中甲、乙两处的数据分别表示了两个物理量。下列说法中正确的是 (D)A.甲处表示时间间隔,乙处表示平均速度B.甲处表示时间间隔,乙处表示瞬时速度C.甲处表示时刻,乙处表示平均速度D.甲处表示时刻,乙处表示瞬时速度解析甲处表示的是时刻,乙处表示此时刻的速度,所以是瞬时速度,所以D正确。2.汽车和高铁是我们现在出行的重要交通工具,假设甲、乙两地直线距离是50km,从甲地到乙地乘汽车需要1h,乘高铁需要0.5h,则 (D)A.汽车行驶的瞬时速度一定是50km/hB.汽车行驶的平均速率一定是50km/hC.高铁运行的平均速度大小大于100km/hD.高铁运行的平均速度大小等于100km/h解析由题意知位移x=50km,考虑到公路与铁路都会有一定的弯曲,所以路程s50km;利用平均速度的定义式 = 知汽车的平均速度 = = km/h=50km/h,汽车的平均速度是50km/h,考虑到汽车的加速与减速,所以汽车行驶的瞬时速度不一定是50km/h,故A错误;路程s50km,所以汽车行驶的平均速率一定大于50km/h,故B错误;利用平均速度的定义式 = 知高铁的平均速度 '= = km/h=100km/h,故C错误,D正确。vxtvxt501vxtv'xt500.5考点三加速度1.加速度的定义式和决定式a= 是加速度的定义式,a= 是加速度的决定式,即加速度的大小由物体受到的合力F和物体的质量m共同决定,加速度的方向由合力的方向决定。ΔΔvtFm2.加速度和速度的关系(1)加速度的大小和速度的大小无直接关系。速度大,加速度不一定大,加速度大,速度也不一定大;加速度为零,速度可以不为零;速度为零,加速度也可以不为零。(2)加速度的方向和速度的方向无直接关系。加速度与速度的方向可能相同,也可能相反,两者的方向还可能不在一条直线上。例2(2019浙江温州九校联考)火箭发射时,速度能在10s内由0增加到100m/s;汽车以108km/h的速度行驶,急刹车时能在2.5s内停下来。下列说法中正确的是 (A)A.火箭的速度变化比汽车的慢B.2.5s内汽车的速度变化量为30m/sC.10s内火箭的速度变化量为10m/sD.火箭的加速度比汽车的加速度大解析规定初速度的方向为正方向。在10s内火箭的速度改变量Δv=v2-v1=100m/s-0=100m/s,故C错误;汽车速度为v1'=108km/h=30m/s,2.5s内汽车的速度改变量Δv'=v2'-v1'=0-30m/s=-30m/s,故B错误;根据a= 得火箭的加速度a1= = m/s2=10m/s2,汽车的加速度a2= = m/s2=-12m/s2,所以火箭的加速度比汽车的加速度小,火箭的速度变化比汽车慢,故D错误,A正确。ΔΔvtΔΔvt10010Δ'Δ'vt-302.5易错提醒(1)速度的大小与加速度的大小没有必然联系。(2)速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间共同决定。(3)速度增大或减小是由速度与加速度的方向关系决定的。1.2018年10月,在土耳其的伊斯坦布尔的新机场举行了一场规模盛大的直线加速比赛,参赛的有川崎H2R两轮摩托车、特斯拉P100DL超跑、F1方程式赛车、F16战斗机。经过了一番对决后,在直线加速能力上最终由川崎H2R夺下头筹!赛后经过分析川崎H2R百公里加速时间只有两秒,极限速度达到374km/h。则该车的加速度大小是 (A)A.13.9m/s2B.50m/s2C.51.9m/s2D.187m/s2解析百公里加速时间只有两秒,根据a= = m/s2≈13.9m/s2,选项A正确。ΔΔvt1003.622.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度的方向相同,但加速度大小先保持不变,再逐渐减小至零,则在此过程中 (B)A.速度先逐渐增大,然后逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值B.速度先均匀增大,然后增大得越来越慢,当加速度减小到零时,速度达到最大值C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大D.位移先逐渐增大,后逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值解析加速度与速度同向,速度应增大。当加速度不变时,速度均匀增大;当加速度减小时,速度仍增大,但增大得越来越慢;当加速度为零时,速度达到最大值,保持不变,A错误,B正确。因质点速度方向不变化,始终向前运动,最终做匀速运动,所以位移一直在增大,C、D均错误。