第1講運(yùn)動的描述一、質(zhì)點(diǎn)和參考系1.質(zhì)點(diǎn)(1)用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn).(2)研究一個物體的運(yùn)動時，如果物體的形狀和大小對所研究問題的影響可以忽略，就可以看做質(zhì)點(diǎn).(3)質(zhì)點(diǎn)是一種理想化模型，實(shí)際并不存在.2.參考系(1)參考系可以是運(yùn)動的物體，也可以是靜止的物體，但被選為參考系的物體，我們都假定它是靜止的.(2)比較兩物體的運(yùn)動情況時，必須選同一參考系.(3)選取不同的物體作為參考系，對同一物體運(yùn)動的描述可能不同.通常以地球?yàn)閰⒖枷?自測1(多選)關(guān)于質(zhì)點(diǎn)和參考系的理解，下列說法正確的是()A.研究乒乓球男子單打冠軍馬龍的發(fā)球動作可以將馬龍看成質(zhì)點(diǎn)B.研究女子50米步槍三次比賽中杜麗射出的子彈軌跡可以將子彈看成質(zhì)點(diǎn)C.“一江春水向東流”是以地面為參考系D.“太陽東升西落”是以地球?yàn)閰⒖枷荡鸢窧CD二、位移和速度1.位移和路程位移路程定義位移表示物體的位置變化，可用由初位置指向末位置的有向線段表示路程是物體運(yùn)動軌跡的長度區(qū)別位移是矢量，方向由初位置指向末位置路程是標(biāo)量，沒有方向聯(lián)系在單向直線運(yùn)動中，位移的大小等于路程的大??；其他情況下，位移的大小小于路程的大小2.速度與速率(1)平均速度：在變速運(yùn)動中，物體發(fā)生的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，即v，是矢量，其方向就是對應(yīng)位移的方向.(2)瞬時速度：運(yùn)動物體在某一時刻或經(jīng)過某一位置的速度，是矢量，其方向是物體的運(yùn)動方向或運(yùn)動軌跡的切線方向.(3)速率：瞬時速度的大小，是標(biāo)量.(4)平均速率：物體運(yùn)動實(shí)際路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值，不一定等于平均速度的大小.自測2在倫敦奧運(yùn)會上，牙買加選手博爾特在男子100 m決賽(直跑道)和男子200 m決賽(彎曲跑道)中分別以9.63 s和19.32 s的成績獲得兩枚金牌，成為奧運(yùn)會歷史上連續(xù)兩屆獲得100米和200米冠軍的第一人.關(guān)于他在這兩次決賽中的運(yùn)動情況，下列說法正確的是()A.200 m決賽的位移是100 m決賽的兩倍B.200 m決賽的平均速度約為10.35 m/sC.100 m決賽的平均速度約為10.38 m/sD.100 m決賽的最大速度約為20.76 m/s答案C解析200 m比賽跑道是彎曲的，位移小于200 m，100 m比賽跑道是直線，A錯；10.35 m/s是平均速率，B錯；10.38 m/s是平均速度，C對；最大速度由已知條件無法求出，D錯.三、加速度1.物理意義：描述物體速度變化快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量.2.定義式：a.3.決定因素：a不是由v、t、v來決定，而是由來決定.4.方向：與v的方向一致，由合外力的方向決定，而與v0、v的方向無關(guān).自測3教材P29第2題改編(多選)下列說法中可能發(fā)生的運(yùn)動是()A.物體運(yùn)動的加速度等于0，而速度卻不等于0B.兩物體相比，一個物體的速度變化量比較大，而加速度卻比較小C.物體具有向東的加速度，而速度的方向卻向西D.物體做直線運(yùn)動，后一階段的加速度比前一階段小，但速度卻比前一階段大答案ABCD命題點(diǎn)一質(zhì)點(diǎn)、參考系和位移1.三個概念的進(jìn)一步理解(1)質(zhì)點(diǎn)不同于幾何“點(diǎn)”，它無大小但有質(zhì)量，能否看成質(zhì)點(diǎn)是由研究問題的性質(zhì)決定，而不是依據(jù)物體自身大小和形狀來判斷.(2)參考系是為了研究物體的運(yùn)動而假定為不動的物體.(3)位移是由初位置指向末位置的有向線段，線段的長度表示位移大小.2.三點(diǎn)注意(1)對于質(zhì)點(diǎn)要從建立理想化模型的角度來理解.(2)在研究兩個物體間的相對運(yùn)動時，選擇其中一個物體為參考系，可以使分析和計算更簡單.(3)位移的矢量性是研究問題時應(yīng)切記的性質(zhì).例1在“金星凌日”的精彩天象中，觀察到太陽表面上有顆小黑點(diǎn)緩慢走過，持續(xù)時間達(dá)六個半小時，那便是金星，如圖1所示.下面說法正確的是()圖1A.地球在金星與太陽之間B.觀測“金星凌日”時可將太陽看成質(zhì)點(diǎn)C.以太陽為參考系，金星繞太陽一周位移不為零D.以太陽為參考系，可以認(rèn)為金星是運(yùn)動的答案D解析金星通過太陽和地球之間時，我們才看到金星沒有被太陽照亮的一面呈黑色，選項A錯誤；因?yàn)樘柕拇笮λ芯繂栴}起著至關(guān)重要的作用，所以觀測“金星凌日”不能將太陽看成質(zhì)點(diǎn)，選項B錯誤；金星繞太陽一周，起點(diǎn)與終點(diǎn)重合，位移為零，選項C錯誤；金星相對于太陽的空間位置發(fā)生了變化，所以以太陽為參考系，金星是運(yùn)動的，選項D正確.變式1(2018陜西銅川模擬)下列關(guān)于運(yùn)動學(xué)概念的論述，正確的是()A.運(yùn)動員跑完800 m比賽，指的是路程為800 mB.運(yùn)動員鉛球成績?yōu)?.50 m，指的是鉛球的位移大小為4.50 mC.足球比賽挑邊時，上拋的硬幣落回地面猜測正反面，硬幣可以看做質(zhì)點(diǎn)D.閱兵預(yù)演空中梯隊通過天安門上空時，以編隊中某一飛機(jī)為參考系，地面上的觀眾是靜止的答案A命題點(diǎn)二平均速度和瞬時速度1.區(qū)別與聯(lián)系(1)區(qū)別：平均速度是過程量，表示物體在某段位移或某段時間內(nèi)的平均運(yùn)動快慢程度；瞬時速度是狀態(tài)量，表示物體在某一位置或某一時刻的運(yùn)動快慢程度.(2)聯(lián)系：瞬時速度是運(yùn)動時間t0時的平均速度.2.方法和技巧(1)判斷是否為瞬時速度，關(guān)鍵是看該速度是否對應(yīng)“位置”或“時刻”.(2)求平均速度要找準(zhǔn)“位移”和發(fā)生這段位移所需的“時間”.例2(多選)如圖2所示，某賽車手在一次野外訓(xùn)練中，先用地圖計算出出發(fā)地A和目的地B的直線距離為9 km，實(shí)際從A運(yùn)動到B用時5 min，賽車上的里程表指示的里程數(shù)增加了15 km.當(dāng)他經(jīng)過某路標(biāo)C時，車內(nèi)速度計指示的示數(shù)為150 km/h，那么可以確定的是()圖2A.整個過程中賽車的平均速度為180 km/hB.整個過程中賽車的平均速度為108 km/hC.賽車經(jīng)過路標(biāo)C時的瞬時速度為150 km/hD.賽車經(jīng)過路標(biāo)C時速度方向?yàn)橛葾指向B答案BC解析從A到B位移為9 km，用時 h，由平均速度定義式可得整個過程的平均速度為108 km/h，故A錯，B對；速度計顯示的是瞬時速度大小，故C對；經(jīng)過C時速度的方向沿C點(diǎn)切線指向運(yùn)動方向，故D錯.變式2(多選)騎自行車的人沿斜坡直線向下行駛，在第1 s、第2 s、第3 s、第4 s內(nèi)通過的位移分別是1 m、2 m、3 m、4 m，有關(guān)其運(yùn)動的描述，下列說法中正確的是()A.整個過程中的平均速度是2.5 m/sB.在第3、4兩秒內(nèi)的平均速度是3.5 m/sC.第3 s末的瞬時速度為3 m/sD.該運(yùn)動一定是勻加速直線運(yùn)動答案AB變式3(2018貴州遵義模擬)一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做變速運(yùn)動，它離開O點(diǎn)的距離x隨時間t變化的關(guān)系為x(52t3) m，它的速度隨時間t變化的關(guān)系為v6t2 (m/s)，該質(zhì)點(diǎn)在t2 s時的速度和t2 s到t3 s間的平均速度的大小分別為()A.12 m/s39 m/s B.24 m/s38 m/sC.12 m/s19.5 m/s D.24 m/s13 m/s答案B解析由v6t2 (m/s)得，當(dāng)t2 s時，v24 m/s；根據(jù)質(zhì)點(diǎn)離開O點(diǎn)的距離隨時間變化的關(guān)系為x(52t3) m得：當(dāng)t2 s時，x221 m，t3 s時，x359 m；則質(zhì)點(diǎn)在t2 s到t3 s時間內(nèi)的位移xx3x238 m， m/s38 m/s，故選B.拓展點(diǎn)用平均速度法求解瞬時速度極限思想的應(yīng)用1.用極限法求瞬時速度和瞬時加速度(1)公式v中，當(dāng)t0時v是瞬時速度.(2)公式a中，當(dāng)t0時a是瞬時加速度.2.注意(1)用v求瞬時速度時，求出的是粗略值，t(x)越小，求出的結(jié)果越接近真實(shí)值.(2)對于勻變速直線運(yùn)動，一段時間內(nèi)的平均速度可以精確地表示物體在這一段時間中間時刻的瞬時速度.例3為了測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為d3.0 cm的遮光板，如圖3所示，滑塊在牽引力作用下先后勻加速通過兩個光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為t10.30 s，通過第二個光電門的時間為t20.10 s，遮光板從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為t3.0 s，則滑塊的加速度約為()圖3A.0.067 m/s2B.0.67 m/s2C.6.7 m/s2D.不能計算出答案A解析遮光板通過第一個光電門時的速度v1 m/s0.10 m/s，遮光板通過第二個光電門時的速度v2 m/s0.30 m/s，故滑塊的加速度a0.067 m/s2，選項A正確.變式4(2018甘肅天水質(zhì)檢)如圖4所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間t.測得遮光條的寬度為x，用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度.為使更接近瞬時速度，正確的措施是()圖4A.換用寬度更窄的遮光條B.提高測量遮光條寬度的精確度C.使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門D.增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角答案A命題點(diǎn)三速度、速度變化量和加速度的關(guān)系1.三個概念的比較比較項目速度速度變化量加速度物理意義描述物體運(yùn)動快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量描述物體速度改變的物理量，是過程量描述物體速度變化快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量定義式vvvv0a決定因素v的大小由v0、a、t決定v由v與v0進(jìn)行矢量運(yùn)算，由vat知v由a與t決定a不是由v、t、v來決定的，而是由來決定方向平均速度與位移同向由vv0或a的方向決定與v的方向一致，由F的方向決定，而與v0、v的方向無關(guān)2.判斷直線運(yùn)動中的“加速”或“減速”方法物體做加速運(yùn)動還是減速運(yùn)動，關(guān)鍵是看物體的加速度與速度的方向關(guān)系.(1)a和v同向(加速直線運(yùn)動)(2)a和v反向(減速直線運(yùn)動)例4(多選)一物體做勻變速直線運(yùn)動，某時刻速度大小為4 m/s，1 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s，在這1 s內(nèi)該物體的可能運(yùn)動情況為()A.加速度的大小為6 m/s2，方向與初速度的方向相同B.加速度的大小為6 m/s2，方向與初速度的方向相反C.加速度的大小為14 m/s2，方向與初速度的方向相同D.加速度的大小為14 m/s2，方向與初速度的方向相反答案AD解析若初、末速度方向相同時，a m/s26 m/s2，方向與初速度的方向相同，A正確，B錯誤；若初、末速度方向相反時，a m/s214 m/s2，方向與初速度的方向相反，C錯誤，D正確.變式5近幾年，國內(nèi)房價飆升，在國家宏觀政策調(diào)控下，房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢.王強(qiáng)同學(xué)將房價的“上漲”類比成運(yùn)動學(xué)中的“加速”，將房價的“下跌”類比成運(yùn)動學(xué)中的“減速”，據(jù)此，你認(rèn)為“房價上漲出現(xiàn)減緩趨勢”可以類比成運(yùn)動學(xué)中的()A.速度增加，加速度減小B.速度增加，加速度增大C.速度減小，加速度增大D.速度減小，加速度減小答案A解析“房價上漲”可以類比成運(yùn)動學(xué)中的“速度增加”，“減緩趨勢”則可以類比成運(yùn)動學(xué)中的“加速度減小”.變式6(多選)(2018湖北荊州調(diào)研)沿直線做勻變速運(yùn)動的一列火車和一輛汽車的速度分別為v1和v2，v1、v2在各個時刻的大小如表所示，從表中數(shù)據(jù)可以看出()t/s01234v1/(ms1)18.017.517.016.516.0v2/(ms1)9.811.012.213.414.6A.火車的速度變化較慢B.汽車的加速度較小C.火車的位移在減小D.汽車的位移在增加答案AD解析從表格中可得火車的加速度a火 m/s20.5 m/s2，汽車的加速度a汽 m/s21.2 m/s2，故火車的加速度較小，火車的速度變化較慢，A正確，B錯誤；由于汽車和火車的速度一直為正值，速度方向不變，則位移都增加，C錯誤，D正確.