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1、第一章 直线运动,【知识结构】,第讲 描述运动的物理量,知识梳理,一、描述运动的基本概念,1.机械运动:一个物体相对于另一个物体位置的改变叫做机械运动,简称运动.它包括平动、转动和振动等运动形式.,2.参考系:为了研究物体的运动而假定为不动的物体,叫做参考系. 对同一个物体的运动,所选择的参考系不同,对它的运动的描述就会不同.通常以地球为参考系来研究物体的运动.,例1 两辆汽车在平直公路上行驶,甲车内一个人看乙车没有动,而乙车内的一个人看见路旁的树木向西运动,如果以大地为参照物,上述观察说明( ) A.甲车不动,乙车向东运动 B.乙车不动,甲车向东运动 C.甲车向西,乙车向东运动 D.甲、乙两
2、车以相同的速度向东运动,原则上说,参照物可以任意选取,但是实际选取参照物时,往往要考虑研究问题的方便,使对运动的描述尽可能简单,如果没有特别说明,一般都是以相对地面不动的物体作为参照物.,D,日出而作,日落而息,3.质点:研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素、为使问题简化,就用一个有质量的点来代替物体.用来代替物体的有质量的点叫做质点.像这种突出主要因素、排除无关因素、忽略次要因素的研究问题的思想方法,即为理想化方法,质点即是一种理想化模型.,例2在研究物体的运动时,下列说法不正确的是( ) A 研究一端固定并可绕该端转动的杠杆的运动时,杠杆可视为质点 B 研究乒乓
3、球的旋转效应时,乒乓球不可以视为质点 C 研究一体操运动员在平衡木上翻滚和转体时,运动员不可视为质点 D 研究月球绕地球运转时,月球可视为质点,物体的大小不能决定能否看成质点的条件,关键看研究的问题是什么.,A,4.时刻和时间:时刻指的是某一瞬时,在时间轴上用一个点来表示,对应的是位置、速度、动量、动能等状态量.时间是两时刻间的间隔.在时间轴上用一段线段来表示,对应的是位移、路程、冲量、功等过程量.,5位置、位移和路程 (1)位置:物体所处的空间上的点,可由位置坐标表示. (2)位移:表示位置变化的物理量.是矢量,可用一根有向线段表示。有向线段的长度表示大小,有向线段的方向表示位移的方向;位移
4、的大小和方向只与初末位置有关,与物体运动的路径无关,在直线运动中,位移可用两个坐标差表示. (3)路程:物体通过的实际路径的总长度.是标量,其大小与路径有关。 注意:一般情况下路程大于位移,只有当物体做单方向的直线运动时,位移的大小才等于路程。,D,练习一位电脑爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画游戏,如图1-1-1所示,在一个边长为a的大立方体木箱内的一个顶角G上,老鼠从猫的爪间逃出,选择了一条最短的路线奔向洞口A,则老鼠选择最短路线的长度为_,从G到A的位移为_,图1-1-1,6.速度:是描述物体运动的方向和快慢的物理量.,(1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所
5、用时间的比值叫做这段时间内的平均速度,即,单位:m/s,其方向与位移的方向相同.它是对变速运动的粗略描述.,(2)瞬时速度运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.瞬时速度的大小叫速率,是标量.,例4.下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是( ) A.做变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的 B.瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度 C.平均速度就是初、末时刻瞬时速度的平均值 D.某物体在某段时间里的瞬时速度都为零,则该物体在这段时间内静止,D,练习1一辆汽车在平直公路上行驶,在前三分之一
6、的路程中的速度是1,在以后的三分之二路程中的速度v254千米/小时,如果在全程中的平均速度是v=45千米/小时,则汽车在通过前三分之一路程中的速度1 千米/小时。,练习2.地震波既有纵波也有横波,纵波和横波在地表附近被认为是匀速传播的,传播速度分别是9.1 km/s和3.7 km/s.在一次地震观测站记录的纵波和横波到达该地的时间差是8 s,则地震的震源距此观测站有多远?,练习3A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测物体的速度。图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2是p1、p2由汽车反射回来的信号。
7、设测速仪匀速扫描,p1、p2之间的时间间隔t1.0 s,超声波在空气中传播的速度是 v340m/s,若汽车是匀速行驶的,则根据图B可知,汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是 m,汽车的速度是 m/s。,7.加速度:是描述速度变化的快慢和方向的物理量,是速度的变化和所用时间的比值(速度的变化率):a,单位:m/s2.加速度是矢量,它的方向与速度变化(v)的方向相同.,【例5】 下列说法正确的是( ) A.加速度增大,速度一定增大 B.速度变化量v越大,加速度就越大 C.物体有加速度,速度就增大 D.物体速度很大,加速度可能为零,D,.物体做加速直线运动还是减速直线运动,判断的依
8、据是加速度的方向和速度方向是相同还是相反.只要加速度方向跟速度方向相同,物体的速度一定增大;只要加速度方向跟速度方向相反,物体的速度一定减小.,练习1:请用典型的实例说明下列运动是否存在. (1)加速度恒定,速度的大小和方向都时刻在变. (2)速度越来越大,加速度越来越小. (3)速度时刻在变,加速度大小却不变. (4)速度最大时加速度为零,速度为零时加速度却最大. (5)物体有加速度,但速度大小却不变.,答案:(1)平抛运动;(2)弹簧振子从最大位移处向平衡位置运动;(3)匀变速直线运动;匀速圆周运动;(4)弹簧振子到达平衡位置时,速度最大,加速度为零;弹簧振子到达最大位移处时,速度为零,加速度却最大;(5)匀速圆周运动.,练习2.一个质点做方向不变的直线运动,加速度的方向始终与速度方向相同,但加速度大小逐渐减小直至为零,则在此过程中 A.速度逐渐减小,当加速度减小到零时,速度达到最小值 B.速度逐渐增大,当加速度减小到零时,速度达到最大值 C.位移逐渐增大,当加速度减小到零时,位移将不再增大 D.位移逐渐减小,当加速度减小到零时,位移达到最小值,B,练习3.足球以8 m/s的速度飞来,运动员在0.2 s的时间内将足球以12 m/s的速度反向踢出.足球在这段时间内的平均加速度大小为_ m/s2,方向与_ m/s的速度方向相反.,