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章末总结
运动的描述
物理意义:质点是一个有质量无大小的点,为一理想化模型,实际上不存在质点 物体可视为质点的条件:当物体的大小和形状跟所要研究的问题无关或者对
研究物体运动影响不大时,物体可以视为质点
参考系:假定不动的、用来描述物体运动的参照物。参考系可以任意选取,
选取的参考系不同,对物体运动情况的描述一般不同
空间的时间
坐标系:建立坐标系后,可以定量地描述物体的位置
时间和时刻:在时间轴上,线段表示时间,点表示时刻
运动的描述
位移:表示物体位置的改变,可用从起点到终点的有向线段表示,是矢量,位移的大小小于或等于路程
物理意义:表示物体运动的快慢和方向
x
平均速度: v= t
,方向与位移方向相同
分类
t → 0时, v= x,方向为该时刻的运动方向
瞬时速度:当
描述运动
速度
t
速度是矢量,而速率是标量
的物理量
位移
与速率的区别、联系
平均速度=
时间
瞬时速度的大小等于瞬时速率
物理意义:表示物体速度变化的快慢
加速度 定义: a= v- v0
速度的变化率 ,单位是 m/s2,是矢量
t
方向:与速度变化的方向相同,与速度的方向关系不确定
运动的描述
根据纸带上点迹的疏密判断运动情况
实验:用打点计
求两点间的平均速度
v=
x
时器测速度
t
粗略求瞬时速度:当
t取很小的值时,瞬时速度约等于平均速度
一、位移和路程辨析
比较项目 位移 x 路程 s
决定因素 由始、末位置决定 由实际的运动路径决定
运算规则 矢量的平行四边形定则 标量的代数运算
大小关系 x≤s(路程是位移被无限分割后,所分的各小段位移的绝对值的和 )
[例 1] 如图 1 所示, 一质点沿半径为
r= 20 cm 的圆周自
A 点出发, 逆时针运动
3圆周到
4
达 B 点,求质点的位移和路程。
图
1
思路探究 (1) 求路程要先找轨迹
(2)求位移要找初、末位置
解析 质点的位移是由 A 点指向
B 点的有向线段,
位移大小为线段
AB 的长度, 由图中
几何关系可知
x=
r2 +r 2=
2r ≈ 28.3 cm,位移方向由
A 点指向
B 点。质点的路程为质点绕
3圆周的轨迹长度,则
4
l =3× 2πr= 3×2π× 20 cm≈ 94.2 cm。
4 4
答案
28.3 cm
94.2 cm
位移和路程的计算方法
(1)找出研究过程的初位置和末位置,则由初位置指向末位置的有向线段即为位移。
(2)画出物体在运动过程中的运动轨迹示意图,则实际路径的总长度即为路程。
做题时,对一些复杂的计算题可借助数学中的几何知识求解。
[针对训练
1]
一个小孩从
A 点出发,沿半径分别为
3 m
和
5 m
的半圆到达
B 点,如图
2 所示,他通过的位移和路程分别为
(
)
图 2
A . 16 m,方向从 A 指向 B; 16 m,方向从 A 指向 B
B.16 m ; 16 m
C.8πm,方向从 A 指向 B; 8πm;方向从 A 指向 B
D. 16 m,方向从 A 指向 B; 8πm
解析 位移既 A 到 B 的有向线段,大小 16 m ,方向从 A 指向 B;路程指轨迹的长度,
大小 8πm。
答案 D
二、平均速度和瞬时速度
平均速度 瞬时速度 实际应用
定义
物体在某一段时间内完成
物体在某一时刻或经过某
物理实验中通过光电门测
的位移与所用时间的比值
一位置时的速度
速,如图所示
定义式
x
(x 为位移 )
v=
x
t 趋于零 )
v =
t
(
t
矢量,平均速度方向与物
矢量,瞬时速度方向与物
把遮光条通过光电门时间
矢量性
体位移方向相同
体运动方向相同,沿其运
内的平均速度视为瞬时速
动轨迹切线方向
度
[例 2]
三个质点 A、 B、 C 的运动轨迹如图
3 所示,三个质点同时从
N 点出发,同时到
达 M 点,设无往返运动,下列说法正确的是
(
)
图
3
A .三个质点从 N 到 M 的平均速度相同
B.三个质点在任意时刻的速度方向都相同
C.三个质点从 N 点出发到任意时刻的平均速度都相同
D.三个质点从 N 到 M 的平均速率相同
解析 位移与通过该段位移所用时间的比值叫平均速度,本题中
相同时间内的位移相同,大小都等于 MN 的长度,方向由 N 指向
A、 B、C 三个质点在
M,所以它们的平均速度
相同,
A
正确;瞬时速度是表征质点在某时刻运动快慢和方向的物理量,本题中
B 质点做
单向直线运动,速度方向恒定,
A、C
两质点做曲线运动,速度方向时刻在变,
B 错误;三
个质点从
N 点出发到任意时刻
(未达到
M 点 ) ,平均速
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