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第一讲：描述运动的概念 ［要点导学］ 本章章首语中有一句最核心的话：“物体的空间位置随时间的变化……称为机械运动”，即“机械运动”（以后往往简称为运动）的定义。“质点”，就是其中“物体”的一种最简单模型；而“参考系、坐标系”是确定位置及其变化的工具。 1．质点：在某些情况下，在研究物体的运动时，不考虑其形状和大小，把物体看成是一个具有质量的点，这样的物体模型称为“质点”。 需要注意的是，⑴ “质点”是一种为了研究方便而引入的“理想模型”，是一种最简单的模型（以后还会遇到刚体模型、弹性体模型、理想流体模型、理想气体模型等等）。⑵ 既然是模型，就不可能在任何情况下都能够代替真实的物体。因此，要通过教材、例题及习题，知道什么情况下可以用质点模型，要逐渐积累知识，而不必一开始就去死记硬背。 例题1．刘翔110m比赛中，计时员测量其比赛时间，可以把刘翔看做质点？______ 教练观察分析刘翔的跨栏动作是否规范标准，可以把刘翔看做质点？______ 例题2．研究一辆20节的火车（一节火车车厢大约25m）从北京到上海的时间，可以把火车作为质点？_________；研究该火车经过某一站牌的时间，可以把火车作为质点？_________。 2．参考系：为了研究物体的运动，被选来作为对照（参考）的其他物体称为“参考系”。（以前的中学物理教科书上称为“参照物”，也很直观易懂。） 研究物体运动时需要参考系的意义在于，⑴ 有了参考系，才能确定物体的位置；⑵选定了参考系后，才能知道和研究物体的运动。试设想，在茫茫的大海里，水天一色，如果没有太阳或星辰作参考，水手根本无法确定自己船舰的位置和向什么方向运动。⑶ 参考系选得不同，则对同一个物体的运动作出的结论也不同。 通常在研究地面上物体的运动时，如果不声明参考系，则默认以地面为参考系。 例题1．坐在行驶的公共汽车内的乘客，以汽车为参考系，乘客是_________，如果以路边的树木为参考系，则该乘客是____________。 例题2．选作参考系的物体只能是“静止” 的物体吗？ 3．坐标系：为了定量研究运动，必须在参考系上建立坐标系，这样才能应用数学工具来研究运动。 例题．直线坐标系如图所示，A的位置坐标xA=_______，B的位置坐标xB=______。 4．时间和时刻：如果用一条数轴表示时间，则时刻t就是时间轴上的一个点 ，时间间隔Δt就是时间轴上的一段线段。但是在日常语言中，我们用语比较混淆，大都不加区别地说成时间。如“时间还早”里的时间，就是时刻；说“一堂课时间有45分钟”，则是指时间间隔；有时“时间”又是指与“空间”对偶的概念——无限的时间轴的整体。因此我们在看书时要结合上下文正确理解。 例题． 以下的计时数据指时间间隔的是(　　) A．从北京开往宜昌的火车预计13点到站 B．中央电视台每晚的新闻联播节目19点开播 C．某场足球赛伤停补时3分钟 D．2008年5月12日在我国四川省汶川发生了特大地震 5．位移：从初位置到末位置的有向线段，叫做位移。它是表示位置变动（变化）的物理量。位移既有大小又有方向，它是一个矢量。矢量相加和标量相加遵从不同的法则（见后面“力的合成”）。 物体只有作单一方向的直线运动时，位移大小才等于路程，一般情况下位移大小不大于路程。 例题1． 关于路程和位移，下列说法中正确的是(　　) A．质点沿某一直线运动，那么通过的路程就等于位移的大小 B．质点通过的路程不同，位移可能相同 C．质点在一段时间内的位移为零，说明物体没有运动 D．质点通过一段位移后，它的路程可能为零 例题2．关于位移和路程，下列说法正确的是(　　) ①出租汽车按路程收费 ②出租汽车按位移的大小收费 ③在曲线运动中，同一运动过程的路程一定大于位移的绝对值(即大小) ④在直线运动中，位移就是路程 A．①③　　 B．②③　　 C．①④　　 D．②④ 6．速度 （1）速度的物理意义是“描述物体运动快慢和方向的物理量”，定义是“位移与发生这个位移所用的时间之比”，即。速度是矢量。 （2）上面式子所给出的其实是“平均速度”。对于运动快慢一直在变化的“非匀速运动”（又叫变速运动），如果要精确描述物体每时每刻运动的快慢程度，就必须引入“瞬时速度”这个概念。当Δt非常小（用数学术语来说，Δt→0）时的就可以认为是瞬时速度。也就是说，要真正理解瞬时速度概念，需要数学里“极限”的知识，希望同学们结合数学相关内容进行学习。 （3）速度是矢量，与“速度”对应的还有一个“速率”的概念。按书上的说法，速率（瞬时速率）就是速度（瞬时速度）的大小。它是一个标量，没有方向。不过，日常生活中人们说的速度其实往往就是速率（日常语言词汇中几乎没有速率这个词）。 例题1． 下列情况中的速度，属于平均速度的是(　　) A．百米赛跑的运动员