《第一章 运动的描述》
第1课时 质点 参考系和坐标系
一、课本导读
1．物体的_____位置_____随时间的变化，称为机械运动。机械运动是自然界最___简单____、最__基本___的运动形态。我们在学习力学的过程中，不仅要学习机械运动的规律，还要学习其中的科学研究的方法。无论从逻辑上还上从历史上讲，力学都是基础。
2．要准确地描述物体的运动不是一件容易的事，原因是：任何物体都有一定的___大小____和____形状___，物体各部分的运动情况 _ 一般来说不一样_______。我们要同时把物体上的各个点（无数个）的位置随时间的变化情况都描述清楚不是一件容易的事。如果物体只有一个点，就不存在这样的问题。
3．在一些情况下，我们如果忽略物体的大小和形状，把物体抽象为一个点，并不会对所研究的问题带来大的偏差。把物体抽象成一个点，尽管与真实的自然界不相符，但是它使复杂的问题得以简单化，使我们对物体运动的描述得以进行，不至于寸步难行。
例1．地球在绕太阳公转，同时又在自转，如果只研究地球公转，我们______（可以、不可以）把地球看成一个点，如果我们研究地球的自转_________（可以、不可以）把地球看成一个点。
例2．火车在铁轨上行驶，如果我们只研究火车整体的运动时，_________（可以、不可以）用一点来表示火车，这是因为：_____________________________________________________。如果要研究火车车轮的运动，_________（可以、不可以）把火车看成一个点。
4．质点的概念：
⑴质点：用来代替物体的有质量的点叫做质点。质点没有形状、大小、体积而具有物体的全部质量。
⑵我们把物体看成质点时忽略了物体的___大小___、___形状____和转动等次要因素，抓住了物体具有一的空间位置和____具有质量____等主要因素。
⑶质点是一种理想化的物理模型，在现实生活中_____________（存在、不存在）。
所谓物理模型，是为了方便探索和揭示复杂的物理事物的本质和规律，根据研究对象和问题的特点、性质、程度和内容，在一定条件下对研究对象进行抽象，排除非本质的因素干扰，舍弃次要因素和无关因素，抽取本质的、起决定作用的主要因素，把复杂的物理现象或过程进行简化，得到的理想化的研究对象。
引入理想化模型，是物理学上经常用到的一种科学研究方法。 ⑷建立质点模型的目的：使复杂的问题简单化，便于研究。
⑸质点的物理意义：质点是一种科学抽象，是一种理想化的物理模型。它忽略次要因素、突出主要因素，使所研究的复杂问题得到了简化。这是一种重要的科学研究方法。
5．实际物体可以抽象为质点的条件
⑴物体的大小和形状对研究问题的影响很小，可以忽略时。这时即使实际尺寸很大的物体如星球也可当质点处理，但并不是实际尺寸小就一定可以看作质点，如：电子、原子核虽小，在研究它们的旋转时，就不能看成质点。
⑵物体上的各点运动情况都相同时（物体做平动时）。所以研究它上面某一点运动规律就可以代替整体运动情况，这种情况下物体也可当质点处理，不过是取该物体上的一点来研究，并不一定是不计物体大小，如火车过桥。
⑶转动的物体不研究它的转动时，也可以看成质点。例如研究地球公转时，可把地球看作质点；研究地球自转时，不能把地球看质点。
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注意：物体质量的大小，或体积的大小不能作为物体能否视为质点的标准。同一个物体在一种问题中不能看作质点，而在另一种问题中可能就可看作质点，所以要具体问题，具体分析。
6．关于参考系
⑴为了描述物体的运动，被选作参考（标准），假定为不动的物体称为___________。如果物体相对于参考系的位置在变化，则表明物体相对于该参考系在__________；如果物体相对于参考系的位置不变，则表明物体相对于该参考系是__________的。
⑵一个物体一旦被选为参考系，就被假定为是静止的。在选定参考系后要假定自己站在参考系中去观察物体的运动。
⑶选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察的结果______________________。 ⑷参考系的选取原则：描述一个物体的运动时，参考系________（可以、不可以）任意选择。但在实际选择参考系时应以运动的描述尽可能简单为原则。例如，描述地面上物体的运动时，通常选地面或相对于地面而静止不动的其他物体作为参考系。在没有特别说明时，通常以地面为参考系。
⑸怎样理解运动是绝对的又是相对的？
6．坐标系
⑴为了定量地描述物体的__位置_______及________位置变化____，需要建立适当的坐标系。
⑵坐标系即参考系的具体化，是在参考系上建立的，坐标系相对参考系是静止的。 ⑶如果物体在一条直线运动（在一维空间运动），只需建立_______坐标系，用一个坐标值就能准确表达物体的位置；如果物体在同一平面内做曲线运动（在二维空间运动），就需要建立平面直角坐标系，用两个坐标值来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维坐标系，用三个坐标值来描述物体的位置。
平面直角坐标系 三维坐标系 ㈡通过以下几个问题回顾记忆所学知识
1．什么是机械运动？力学在物理学中处于什么地位？ 2．什么是质点？在哪些情况下可以把物体抽象为质点？
3．建立质点模型的目的是什么？建立质点模型时，忽略了哪些因素？抓住了物体的哪些主要因素？
4．质点的物理意义是什么？
5．什么是参考系？选择不同的参考系观察同一个物体的运动结果相同吗？参考系可以任意选取吗？通常怎样选取参考系？
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6．在参考系上建立坐标系的目的是什么？物体在一维空间运动、在二维空间运动、在三维空间运动时应分别建立怎样的坐标系？
第2课时 时间和位移
㈠课本导读
1．时刻和时间
时刻是指某一瞬时；时间是时间间隔的简称，指一端持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间。在表示时间的数轴上，时刻用__________表示，时间间隔用_________表示。
在上图中，A、B、…、M表示时间轴上的各个点，N、O、…、S表示时间轴上的线段。请你指出下列时间或间刻对应的哪一点或哪一段：
⑴第3秒内：_________；⑵前3秒：________；⑶第2秒末：________；⑷第3秒初：________；⑸第3秒末：_______；⑹t=10s时：_______；⑺第5秒：_______；⑻前12秒的中点时刻：_______。
2．路程和位移
⑴路程：是物体（质点）运动轨迹的实际长度。
⑵位移：表示物体（质点）的位置变化（从运动的起点指向终点的有向线段）。有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向。 ⑶位移的大小和方向只由始末位置决定，与物体的具体路径无关。即同一位移可能有多条不同的路径。如右图所示，分别沿ACB和ADB两条路径从A地到达B地。在这两个过程中，路程_________（相同、不相同），但位移________（相同、不相同）。
⑷例1．某人从O点出发，他先在前5s内向正北方向走了4m，到了A点，紧接着的3s内，他向正东方向走了3m，到达了B点。则整个8s内的总位移是否是7m呢？
这两段时间内的位移的大小和方向如图甲所示。要得到8s内的总位移，可以有两种途径： 第一种途径：如图乙所示，把两有向线段首尾相连，然后从始端向末端画一有向线段，即为合位移。
第二种途径：如图丙所示，把两有向线段始端重合，再以这两个有向线段为邻边画一平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合位移的大小和方向。（平行四边形定则、三角形定则见课本P62、P65）
由以上分析可知：人在8s内的总位移的大小为______ m，方向为____________。 ⑸位移的大小不大于路程。只有在单向直线运动中，位移的大小才等于路程，在其他情况中，路程要大于位移的大小。
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⑹直线运动的位置和位移：如果物体做直线运动，则位移在数值上等于末位置的坐标减去初位置的坐标（即位移等于位置坐标的变化）。
公式：l?x2?x1 或?x?x2?x1
其中l和Δx都表示位移。计算结果的正负号表示方向，不表示大小。若结果为正，表示位移方向与坐标正方向相同；若结果为负，表示位移方向与坐标正方向相反。例如，不能说位移-9m比6m小。
⑺位移与路程的区别：
①位移表示质点______位置变化________的物理量。路程则是表示质点___运动轨迹___________的物理量。
②位移是矢量，有大小有方向，其运算遵从平行四边形定则（或三角形定则）。路程是标量，只有大小没有方向，其运算遵从算术加法法则。
③位移与质点的运动路径无关，只与初位置、末位置有关。路程不仅与质点的初末位置有关，还与路径有关。
3．矢量和标量
矢量：在物理学中，既有大小又有方向的物理量叫矢量。矢量运算遵循平行四边形法则（或三角形法则）。如：位移、力、速度、加速度等等。
标量：在物理学中，只有大小而没有方向的物理量叫标量。标量运算遵循算术加法法则。如：时间，路程，质量，温度，长度，能量等等。
㈡通过以下几个问题回顾记忆所学知识 1．说说时间与时刻的区别。
2．什么是位移？路程与位移有什么区别？ 3．物体做直线运动时，怎样求位移？
4．什么是矢量？什么是标量？分别列举几例。
第3课时 运动快慢的描述—速度
㈠课本导读
1．物体的位移可以通过坐标的_______来表示。
例1．⑴一辆汽车正在向东行驶，若以向东为正方向建立坐标，如图1所示，t1=2s时刻位于x1=10m处，一段时间之后，t2=4s时刻位于x2=30m处。 则这段时间的位移：Δx= x2－x1=________；这段时间：Δt= t2－t1=________；该段时间内的平均速度：
v??x?_______________。 ?t⑵若以向东为正建立坐标，若以向西为正方向建立坐标（坐标原点位置不变，只改变坐标的正方向），
如图2所示，t1=2s时刻位于x1=－10m处，一段时间之后，t2=4s时刻位于x2=－30m处。则这段时间的位移：Δx= x2－x1=________；这段时间：Δt= t2－t1=________；该段时间内的平均速度：v??x?__________。（计算时Δx带正负号进行运算，速度的正、负号表示方向。） ?t ⑶两种情况下得到的位移、速度的方向是相同还是相反？为什么？
2．⑴物理学中用_________与____________________的比值表示物体运动的快慢，这就是速度。速度的定义式为：_____________________。1m/s=__________km/h。
⑵速度是用___比值法____定义的物理量。位移Δx 越大，速度_________（一定、不一定）
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越大；时间Δt 越小，速度不_________（一定、不一定）越大；比值
?x越大，速度________?t（一定、不一定）越大。用比值定义的物理量，我们还学过_______________。
⑶速度既有大小，又有方向，相速度相加遵从平行四边形定则（或三角形定则），是_______量。速度的大小在数值上等于____________________________内物体位移的大小，速度的方向就是____________。
3．平均速度和瞬时速度
⑴由公式v??x求得的速度，是物体在Δt时间内的平均速度。平均速度只能__________?t地描述运动的快慢。平均速度也是矢量，其方向与位移Δx的方向相同。
注意：平均速度与平均速率的区别。平均速度是矢量，平均速率是标量。
平均速度=位移/时间 平均速率=路程/时间 思考：平均速度的大小是否也叫平均速率呢？__________________。
例2．某人沿周长是300m的环形跑道跑了一圈，用时50s，则这个人在这50s内的平均速度是_______，平均速率是__________。
⑵瞬时速度：运动物体在某一时刻或某一位置时的速度，叫做瞬时速度。瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢及方向，是矢量。一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度。
例3．右图为某质点从左向右运动过程中每隔1s的位置，由图看出，质点运动得越来越______（快、慢），从左向右质点依次经过A、B、C、…各点时的瞬时速度依次增大。设vDH为DH段的平均速度，xDH为DH段的位移，tDH为DH段的时间，vD为质点经过D点时的瞬时速度。
vDH?vDF?xDH?tDH__________；
vDG?xDG?tDG__________；
xDF?__________； tDFxxvDE?DE?__________； vCD?CD?__________；
tDEtCDvDH、vDG、vDF、vDE、vCD、vD按从小到大排顺为：_____ < _____< _____
<_____<_____<_____。
由此可见，当把Δt取得越小时，t到t+Δt时间段内的比值?x/?t就越接近t时刻的瞬时速度。当Δt取得非常小时，我们把?x/?t称做物体在t时刻的_______速度。
想一想：对于这种速度逐渐增大的直线运动，为了计算经过D点时的瞬时速度vD，怎样计算可能更准确？
⑶瞬时速度的大小叫做瞬时速率。 速率是标量。
⑷匀速直线运动是__________保持不变的运动。在匀速度直线运动中，平均速度______（<、=、>）瞬时速度。
4．从位移图象求速度 在如图所示的匀速直线运动的位移图象中，比值我们把
?x越大，直线OP就越陡。所以?t?x?x叫做直线的斜率。比值是匀速直线运动的速度。所以，在匀速直线运动中，位?t?t移图象的斜率等于运动的速度。在同一个坐标平面上，斜率越大，即直线越陡，表示速度越
大。
例4．右图是两个匀速直线运动的位移图象。哪条直线所表示的运动的速度大?各是多大？
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