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第1讲运动的描述
——划重点之精细讲义系列
考点1
对质点和参考系的理解
考点2
对平均速度和瞬时速度的理解
考点3
对速度、速度变化和加速度的理解
一.质点、参考系和坐标系
1.质点:用来代替物体的有质量的点.它是一种理想化模型.
2.参考系:为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体.参考系除了研究对象本身可以任意选取.通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动.
3.坐标系: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.
二.位移和路程
位移
路程
定义
位移表示质点的位置变动,它是质点由初位置指向末位置的有向线段
路程是质点运动轨迹的长度
区别
①位移是矢量,方向由初位置指向末位置
②路程是标量,没有方向
联系
①在单向直线运动中,位移的大小等于路程
②其他情况下,位移的大小小于路程
三.速度和速率
1.平均速度:运动物体的位移和运动所用时间的比值,叫做这段时间内的平均速度,即eq\o(v,\s\up6(-))=eq\f(Δx,Δt),平均速度是矢量,其方向跟位移的方向相同.粗略描述物体在某段时间或某段位移内的运动快慢。
2.瞬时速度:运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度,叫做瞬时速度.瞬时速度能精确描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢.
3.平均速率:路程与时间的比值,不一定等于平均速度的大小.
4.瞬时速率:简称速率,等于瞬时速度的大小,是标量.
四.加速度
1.定义式:a=eq\f(Δv,Δt);单位是m/s2.
2.物理意义:描述速度大小方向变化快慢的物理量.
3.方向:与速度变化量的方向相同.
4.物体加、减速的判定
(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.
考点1:对质点和参考系的理解
1.建立质点模型的两个关键点
(1)物体能否看成质点主要看题目中要研究的问题是什么.质点是对实际物体科学地抽象,是研究物体运动时对实际物体进行的近似,质点实际上并不存在.
(2)物体的大小和形状对所研究的问题能忽略不计时,可将物体视为质点,并非依据物体自身大小来判断.
(1)物体能否看做质点并非以体积的大小为依据,体积大的物体有时也可看成质点,体积小的物体有时不能看成质点.
(2)质点并不是质量很小的点,它不同于几何图形中的“点”.
(3)同一物体,有时可看成质点,有时不能,由所研究的问题决定.
2.参考系的选取
(1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物体,我们假定它是静止的.
(2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系.
(3)选参考系的原则是观测运动方便和描述运动尽可能简单.
【典例1】如图,甲、乙、丙、丁分别为神州十六号载人飞船发射升空、箭船分离、太阳帆板张开以及舱内宇航员的照片,下列说法正确的是()
A.甲图中火箭体积较大,所以不能看作质点
B.乙图中研究箭船分离姿态时,火箭和飞船都能看作质点
C.丙图中研究太阳帆板张开时,可以将飞船看作质点
D.丁图中研究宇航员在发射轨道上的位置时,可以将其看作质点
【典例2】甲、乙、丙三人各乘一架直升机,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,丙看到乙匀速下降,甲看到丙匀速上升。那么,甲、乙和丙相对于地面的运动情况不可能是()
A.甲、乙匀速下降,且v甲<v乙,丙停留在空中
B.甲、乙匀速下降,且v甲<v乙,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,且v甲<v乙,丙匀速下降,且v丙<v甲
D.甲、乙匀速下降,且v甲>v乙,丙匀速下降,且v丙>v甲
【典例3】下列有关质点和参考系的说法中正确的是()
A.观看体操运动员的动作时,可以把运动员看成质点
B.当物体体积很小时,就可以看成质点
C.研究物体的运动时,选择任意物体作参考系,对运动的描述都是一样的
D.研究太阳系各行星的运行,选择太阳比选择地球作为参考系更好
考点2:对平均速度和瞬时速度的理解
1.平均速度、平均速率、瞬时速度及速率的区别与联系
对比项
平均速度
平均速率
瞬时速度
速率(瞬时速率)
公式
标矢量
矢量
标量
矢量
标量
方向
与所对应时间内位移方向相同
—
瞬时速度方向与质点所在位置的运动方向一致
—
意义
粗略地描述物体位置变化(或运动)快慢和方向的物理量
粗略描述物体运动快慢的物理量
精确地描述物体位置变化(或运动)快慢和方向的物理量
精确地描述物体运动快慢
联系
(1)通常平均速率大于平均速度的大小,只有物体沿单向直线运动时,平均速率才等于平均速度的大小;(2)只要物体运动,平均速率就不可能为零,而平均速度却可能为零;(3)应明确平均速率不是平均速度的大小,它们的大小没有必然关系.
速率表示瞬时速度的大小
(1)解题时必须指
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