第1讲 描述运动的基本概念
(对应学生用书第1页)
参 考 系 1.定义
在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体. 2.对参考系的理解
(1)参考系的选取是任意的,但为了观测方便和运动的描述尽可能简单,一般以地面为参考系.
(2)同一运动选择不同参考系时,其运动情况可能不同. 如坐在高铁中的乘客,以车为参考系,乘客是静止的;以地面为参考系,乘客是运动的. (3)为了定量地描述物体的位置及位置变化,需要在参考系上建立适当的坐标系. 【针对训练】 1.
图1-1-1
中国是掌握空中加油技术的少数国家之一.如图1-1-1是我国自行研制的第三代战斗机“歼-10”在空中加油的情景,以下列的哪个物体为参考系,可以认为加油机是运动的( )
A.“歼-10”战斗机 B.地面上的房屋 C.加油机中的飞行员
D.“歼-10”战斗机里的飞行员 【解析】 空中加油时两飞机保持相对静止,以“歼-10”战斗机、加油机中的飞行员、“歼-10”战斗机里的飞行员为参考系,加油机都是静止的;以地面上的房屋为参考系,加油机是运动的,本题选B.
【答案】 B
质 点 1.定义
用来代替物体的有质量的点叫质点. 2.意义
为了使研究问题简化而引入的一个理想化的物理模型. 3.物体可以当做质点的情况
(1)物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略.
(2)物体各点的运动情况都完全相同(如做平动的物体),一般都可以看成质点. (3)物体有转动,但相对于平动而言可以忽略其转动.
错误!
【针对训练】
2.第30届奥运会于2012年7月27日至8月12日在伦敦举行.中国代表团以38金、27银、23铜名列奖牌榜第2名.下列与体育运动有关的叙述中,研究对象可以看做质点的有( )
A.讨论运动员参加10 000 m比赛的时间时 B.研究体操运动员动作的规范性时 C.研究乒乓球的旋转角度和受力点时 D.研究铁饼在空中的运动轨迹时 【答案】 AD 位移和路程 概念 区别 联系 位移表示质点的相对位置 位移 的变化,它是从初位置指向末位置的有向线段 路程是物体实际运动的轨(1)位移是矢量,方向由初 路程 迹长度 位置指向末位置 (2)路程是标量,没有方向 (1)一般情况下,位移的大小小于路程 (2)在单向直线运动中,位 移大小等于路程 【针对训练】 3.一个物体从A点运动到B点,下列结论正确的是( ) A.物体的位移一定等于路程
B.物体的位移与路程的方向相同,都从A指向B C.物体的位移的大小总是小于或等于它的路程 D.物体的位移是直线,而路程是曲线 【答案】 C 速度与速率 1.平均速度
(1)定义:运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所需时间的比值.
s
(2)定义式:v=. t
(3)方向:跟物体位移的方向相同. 2.瞬时速度
(1)定义:运动物体在某位置或某时刻的速度.
(2)物理意义:精确描述物体在某时刻或某位置的运动快慢. (3)速率:物体运动的瞬时速度的大小.
错误!
【针对训练】
4.关于瞬时速度、平均速度,以下说法中正确的是( ) A.瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度
B.做变速直线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的平均值大小相等
C.物体做变速直线运动时,平均速度的大小就是平均速率
D.物体做变速直线运动时,平均速度是指物体通过的总路程与所用总时间的比值 【答案】 A
加 速 度 vt-v0
1.定义式:a=;单位是m/s2.
t
2.物理意义:描述速度变化的快慢. 3.方向:与速度变化的方向相同. 4.判断物体加速或减速的方法
(1)当a与v同向或夹角为锐角时,物体加速. (2)当a与v垂直时,物体速度大小不变. (3)当a与v反向或夹角为钝角时,物体减速. 【针对训练】
5.(2013届延安大学附中模拟)在变速直线运动中,下面关于速度和加速度关系的说法,正确的是( )
A.加速度与速度无必然联系
B.速度减小时,加速度也一定减小 C.速度为零时,加速度也一定为零 D.速度增大时,加速度也一定增大
【解析】 速度和加速度无必然联系,A对;速度减小时,加速度也可以增大或不变,B错;速度为零时,加速度不一定为零,C错;速度增大,加速度也可以不变或减小,D错.
【答案】 A
(对应学生用书第2页)
区别平均速度、瞬时速度、平均速率 1.平均速度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.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.
2.瞬时速度的大小叫速率,但平均速度的大小不能称为平均速率,因为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.
(1)不管物体做什么运动,其瞬时速度的大小等于其瞬时速率. (2)平均速度的大小和平均速率一般不相等,当物体做单方向的直线运动时,两者大小相等;若物体做曲线运动或做往复运动时,平均速率大于平均速度的大小.
(2013届安康中学检测)如图1-1-2所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,
AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:1 s,2 s,3 s,4 s.下列说法正确的是( )
图1-1-2
A.物体沿曲线A→E的平均速率为1 m/s
5
B.物体在ABC段的平均速度为 m/s
2
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点的瞬时速度 D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度
【审题视点】 题图为轨迹图,已知每个坐标方格线度1 m,可求出各段位移大小,但不能计算出轨迹长度.
【解析】 平均速率是路程与时间的比值,图中信息不能求出ABCDE段轨迹长度,故不能求出平均速率,A错.
s5
由v=可得:vAC= m/s,故B正确.
t2
所选取的过程离A点越近,其过程的平均速度越接近A点的瞬时速度,故C正确. 由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程,故B点虽为中间时刻,但其速度不等于AC段的平均速度,D错误.
【答案】 BC 【即学即用】 1.