1高一物理运动的描述

学校高一物理复习资料（1）第一章 运动的描述第一节 质点 参考系和坐标系物体的空间位置随时间的变化，称为机械运动，简称运动。按物体上各部分的运动情况是否相同可以将运动分为平动（物体上各点的运动情况都相同）和转动（物体上各点以某一点为轴运动）；按照物体的运动轨迹又可以将运动分为直线运动和曲线运动。在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。 为了描述物体的运动，我们首先要来学习几个相关的概念。（一）物体和质点1质点：用来代替物体的有质量而没有形状和大小的点。 2视作质点的条件：1物体的大小和形状对所研究的问题的影响可忽略不计。2平动的物体可以视为质点 例1：下列说法中正确的是（ ）A体积、质量都极小的物体都能变成质点B当研究一列火车从北京到上海位移时，因为火车上各点的运动相同，所以火车就是质点C研究自行车的运动时，因为车轮在转动，所以无论研究哪方面，自行车都不能视为质点D各部分运动状态完全一致的物体可视为质点例2：下列关于质点的说法中，正确的是（ ）A只要是体积很小的物体都可看成质点B只要是质量很小的物体都可看成质点C只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看做质点D由于所研究的问题不同，同一物体有时可以看做质点，有时不能看做质点例3；在下述问题中，被选作研究对象的物体哪些可以看成是质点（ ）A选地球为研究对象，研究它绕太阳的公转B选地球为研究对象，研究它的自转C选门为研究对象，研究开门时的受力情况D选万吨货轮为研究对象，确定它在航行过程中某时刻的位置例4；关于质点，下列说法正确的是（ ）A任何静止的物体都可以视为质点 B研究电子自旋时，电子可以视为质点 C在平直的高速公路上行驶的小汽车，可视为质点 D质点是一个无大小形状的理想化模型，和几何点是一样的例5；2012年中国队包揽跳水世界杯赛8枚金牌，再次显示出“梦之队”的强大实力赛前运动员正在进行10 m跳台训练，如图所示，下列说法正确的是()A为了研究运动员的技术动作，不能将运动员视为质点B运动员质量太大，不能将运动员视为质点C运动员体积太大，不能将运动员视为质点D运动员速度太大，不能将运动员视为质点例6；在下述问题中，能够把研究对象当作质点的是（ ）A研究地球绕太阳公转一周所需的时间B研究地球的自转运动C研究在平直公路上飞驰的汽车的速度D研究火车通过长江大桥所需的时间E正在进行花样溜冰的运动员F研究比赛时乒乓球的旋转注意：1.在一定条件下物体可以被看作质点，而不是物体变成质点 2.物体能否看作质点，要看具体情况，与物体大小形状无关，并非小的物体一定可以被视为质点.3.同一物体不是任何事时候都可以视为质点。 4.质点不同于几何中的点，质点是有质量的点（二）参考系1定义：为了描述一个物体的运动而选定的用来作为参考的物体。2参考系的选择 参考系的选择理论上是任意的，但在实际问题中，应以研究问题方便为原则，常取地面为参考系。例1：甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动；丙中乘客看甲、乙都在向上运动，由此可判断这三架电梯相对于地面的运动情况可能是（）A甲向下、乙向下、丙向下 B甲向下、乙向下、丙向上C甲向上、乙向上、丙向上 D甲向上、乙向上、丙向下例2：南北朝傅翕曾写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛。人在桥上走，桥流水不流。”其中“桥流水不流”一句应理解成其选择的参照物是()A.水B.桥C.人D.地面例3：下列说法正确的是 ()A甲、乙二人均以相同的速度向东行走，若以甲为参考系，则乙是静止不动的B甲、乙二人均以相同的速度向东行走，若以乙为参考系，则甲是静止不动的C两辆汽车在公路上沿同一直线行驶，它们之间的距离保持不变，若观察结果是两辆车都静止，则选用的参考系必定是其中的一辆车D两人在公路上行走，速度大小不同，方向相同，则选择其中的一人为参考系，两人都静止例4：为了实现全球快速、简捷的通信，人类发射了地球同步通信卫星，同步通信卫星位于大约36000km的高空，下列说法中正确的是（ ）A以地面为参照系，同步卫星静止B以太阳为参照系，同步卫星静止C同步卫星在高空静止不动D同步卫星相对地面上静止的物体是运动的例5：关于参考系的选择，下列说法正确的是（ ）A在空中运动的物体不能作为参考系 B参考系必须选取与地面连在一起的物体C参考系的选择应该以能准确而方便地描述物体的运动为原则D 对于同一个运动，选择的参考系不同，观察和描述的结果仍然相同注意：1、参考系是我们选定的假定不动的参照物，选择不同的参考系，观察的结果可能不一样，也可能一样物体的运动和静止都是相对于参考系的2、在同一问题或者同一场景中，研究多个物体的运动或同一物体不同阶段的运动应选取同一参考系3、参考系的选取是任意的。但选择参考系时，应使物体运动的描述尽可能简单、方便4、在无特别说明情况下，我们一般以地面为参考系（三）坐标系如果物体在一直线上运动（即在一维空间运动），则需建立直线坐标系，（例如汽车在平直的公路上行驶）；如果物体在一平面内运动（即在二维空间运动），则需建立平面直角坐标系，（例如溜冰运动员在冰面上滑行）；如果物体在三维空间内运动，则需建立三维直角坐标系，（飞行表演中的飞机）。坐标系的三要素：原点，正方向，单位长度7例、如图所示，物体沿x轴做直线运动，从A点运动到B点由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程、如图111所示B第二节 时间和位移一、时刻和时间间隔 案例一：我们每节课用多长时间？ 案例二：同学们早晨什么时间到的教室？ 案例三：登泰山时，从红门到南天门共用了4个小时. 案例四：满洲里开往天津的625次列车于13时35分从满洲里出发. 时刻指的是某一瞬间，时间间隔指的是两个时刻的间隔，那采取什么样的描述可以更加直观形象？可以参考数学的方法.可以采用数形结合的方法，即用时间坐标轴来描述.如图1-2-4.图1-2-4 总结：时刻在时间轴上对应于一点，表示某一瞬间，时刻与质点的位置相对应，即某一时刻物体在某一位置上. 时间间隔在时间轴上对应于两点间的一段，表示一段过程.时间间隔与质点运动的位移或路程相对应，即在某段时间内，质点通过了一段路程或发生了一段位移.时刻时间间隔概念意义时间轴表示对应物理量通常说法单位课堂训练 1.关于时间与时刻，下列说法正确的是（ ） A.作息时间表上标出上午8:00开始上课，这里的8：00指的是时间 B.上午第一节课从8：00到8：45，这里指的是时间 C.电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻 D.在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间 2.以下的计时数据指时间的是（ ） A.天津开往德州的625次列车于13 h 35 min从天津发车 B.某人用15 s跑完100 m C.中央电视台新闻联播节目19 h开播 D.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权 E.某场足球赛开赛15 min时甲队攻入一球二、路程和位移路程是物体运动轨迹的长度位移是描述物体位置变化的物理量，用从初位置到末位置的有向线段表示，即物体位移的大小由初末位置决定，方向由初位置指向末位置。问题：物体的位移大小有没有等于路程的情况？答：在单向直线运动中位移的大小等于路程。位移路程区别计算物理意义大小方向有无联系课堂训练1下列关于位移和路程关系的正确说法是（ ）A. 物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B. 物体沿直线运动，通过的路程等于位移的大小C. 物体通过的路程不等，位移可能相同D. 物体通过一段路程，位移不可能为零E. 路程是标量,只有大小;位移是矢量,有大小,也有方向F. 物体沿直线运动,通过的路程一定等于位移大小2物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量表示物体的位移如下图所示，一个物体从A运动到C，它的位移为x14 m5 m9 m；从C运动到B，它的位移为x21 m(4 m)5 m下列说法中正确的是()AC到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数BA到C的位移大于C到B的位移，因为负号表示位移的方向，不表示大小C因为位移是矢量，所以这两个矢量的大小无法比较D物体由A运动到B的合位移xx1x23关于位移和路程，下列说法错误的是（ ）A位移与运动路径无关，仅由初末位置决定 B位移的大小等于路程C路程是标量，位移是矢量，位移的运算遵循平行四边行定则D位移是由初位置指向末位置的有向线段，路程是物体运动轨迹的长度4/如图所示，一小球在光滑水平面上从A点开始向右运动，经过2.5s后与距离A点5m的竖直墙壁碰撞，若碰撞时间极短可忽略不计，碰后小球返回，整个过程速率不变，设A点为计时起点，并且向右为正，则小球在第3s内的位移和路程分别是 （ ）A2m，6m B2m，4m C0m，4m D0m，5m三、矢量和标量像位移这样既有大小又有方向的物理量叫做矢量，像路程这样只有大小，没有方向的物理量叫做标量。问题：回忆初中所学过的物理量，说明它们是标量还是矢量。答：温度、时间、质量、密度等是标量，速度是知量。下列关于矢量和标量的说法正确的是 ()A矢量和标量没有严格的区别，同一个物理量可以是矢量，也可以是标量B矢量都是有方向的C时间、时刻、路程都是标量D初中学过的电流是有方向的量，所以电流是矢量2下列物理量中，是矢量的是（ ）位移 路程 瞬时速度 平均速度 时间 加速度 平均速率四、直线运动的位置和位移问题：要想准确描述物体的位置变化怎么办？答：对于做直线运动的物体，可以用直线坐标系来描述。在直线坐标系中，位置用点来描述，记为x=?；位移是位置的变化，记为x，x=x2-x1。分析讨论：一个物体从点沿直线运动到点，已知点的坐标为，点的坐标为，求物体的位移？负号的含义？能否在直线坐标系中表示出来？小结：物理中矢量的正负不表示大小，只表示方向，当规定了正方向后，正值表示与正方向同向，负值表示与正方向反向。反之亦然。1-3 运动快慢的描述-速度初始位置/m经过时间/s末了位置/mA自行车沿平直道路行驶020100B公共汽车沿平直道路行驶010100C火车沿平直轨道行驶500301250D飞机在天空直线飞行500102500问题1：比较A和B谁运动的快，为什么？问题2：比较B和D谁运动的快，为什么？结论：比较物体运动的快慢，可以有两种方法：1）一种是在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间短的物体运动快，时间长的物体运动慢；2）另一种是在时间相同的情况下，比较位移的大小，位移大的物体运动得快，位移小的物体运动得慢；问题3：比较B和C谁运动的快，为什么？一速度1定义：位移跟发生这段位移所用时间的比值，用v表示2物理意义：速度是表示运动快慢的物理量，2定义式：3单位：国际单位：ms（或ms-1） 3.6千米每小时=1米每秒4方向：与物体运动方向相同 说明：速度有大小和方向，是矢量二平均速度和瞬时速度1平均速度1）定义：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这段时间（或这段位移）的平均速度，用表示 2）说明：a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物体在t时间内的平均快慢程度。这实际上是把变速直线运动粗略地看成是匀速运动来处理b这是物理学中的重要研究方法等效方法，即用已知运动研究未知运动，用简单运动研究复杂运动的一种研究方法c平均速度只是对运动物体在某一段时间内（或某一段位移内）而言的，对同一运动物体，在不同的过程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的d.平均速度只能粗略地描述一段时间（或一段位移）内的总体快慢，这就是“平均速度”与匀速直线运动“速度”的根本区别e.平均速度不是各段运动速度的平均值，必须根据平均速度的定义来求解。2瞬时速度（1）定义：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做此时刻（或此位置）的瞬时速度（2）意义：反映物体在某一时刻（或经某一位置）时运动的快慢，它能精确地描述变速运动的快慢。平均速度只能粗略地描述变速运动对瞬时速度的理解：瞬时速度是在运动时间 时的平均速度，即平均速度在 时的极限就是某一时刻（或某一位置）的瞬时速度。（4）瞬时速度的方向：瞬时速度是矢量，在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同，（若是曲线运动，瞬时速度的方向是轨迹上物体所在点的切线方向（与轨迹在该点的延伸方向一致）三速率：1 瞬时速率1）定义：瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。2） 瞬时速率的测量：技术上通常用速度计来测量瞬时速率。2平均速率： 瞬时速度的大小是瞬时速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其实我们初中所学的速度也不是没有意义的，我们给了他一个新的名字平均速率。 1）定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。 2）速率是标量。3）注意：平均速率不是平均速度的大小。1.三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，下列说法正确的是()A三个质点从N点到M点的平均速度相同B三个质点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点到M点的位移相同2.一个做直线运动的物体，某时刻速度是10m/s，那么这个物体 ( )A. 在这一时刻之前0.1s内位移一定是1mB. 在这一时刻之后1s内位移一定是10mC. 在这一时刻起10s内位移可能是50mD. 如果从这一时刻起开始匀速运动，那么它继续通过1000m路程所需时间一定是100s3；如图所示为A、B两质点的v-t图象对于A、B两质点的运动，下列说法中正确的A质点A向所选定的正方向运动，质点B与A的运动方向相反B质点A和B的速度并不相同C在相同的时间内，质点A、B的位移相同D不管质点A、B是否从同一地点开始运动，它们之间的距离一定越来越大4下列说法中，正确的是（ ）A如果物体运动的路程跟所需时间的比值是一个恒量，则这个物体是匀速直线运动B任意时间内的平均速度都相等的运动是匀速直线运动C做匀速直线运动的物体，任一时刻的瞬时速度相等D做匀速直线运动的物体，相等时间内的位移相等5关于瞬时速度，下述说法正确的是（ ）A是物体在某段时间内的速度 B是物体在某一时刻的速度C是物体在某段位移内的速度 D是物体通过某一位置时的速度6子弹以900m/s的速度从枪筒射出汽车在北京长安街上行使，时快时慢，20min行使了18km汽车行驶的速度是54km/h则A900m/s是平均速度 B900m/s是瞬时速度C54km/h是瞬时速度 D54km/h是平均速度7 下列关于平均速度、瞬时速度、平均速率的说法正确的是()A平均速度，当t充分小时，该式可表示t时刻的瞬时速度B匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度C瞬时速度和平均速度都可以精确描述变速运动D平均速度的大小就是平均速率8；一物体沿直线运动，先以3m/s的速度运动60m，又以2m/s的速度继续向前运动60m，物体在整个运动过程中平均速度是多少？9；一辆汽车沿平直公路以速度v1行驶了2/3的路程，接着以速度v220 km/h行驶完其余1/3的路程，如果汽车全程的平均速度为v28 km/h，求v1的大小10；一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，5 s后听到回声，听到回声后又行驶10 s司机第二次鸣笛，3 s后听到回声请根据以上数据计算一下客车的速度，看客车是否超速行驶已知此高速公路的最高限速为120 km/h，声音在空气中的传播速度为340 m/s.1.5速度变化快慢的描述加速度1速度的变化量提问: 速度的变化量指的是什么？末速度减去初速度一辆汽车运动，原的速度是v1，一段时间t后的速度是v2，用v表示这一过程中速度的变化量，则下面四图中能正确表示这三个物理量关系的是()2.加速度（1）定义：速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值（2）物理意义：指进速度变化的快慢和方向（3）单位：米/秒2（m/s2）（4）加速度是矢量，方向与速度变化的方向相同（5）a不变的运动叫做匀变速运动。匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。例题1 做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车加速度的大小。汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度。分析：由于速度、加速度都是矢量，所以我们计算的时候必须先选一个正方向。一般选初速度的方向为正方向。 (1)火车40s秒内速度的改变量是多少，方向与初速度方向什么关系？ （2）汽车2s内速度的改变量是多少？方向与其初速度方向有何关系？（3）两物体的运动加速度分别为多少？方向如何呢？速度速度变化量加速度定义式大小方向单位意义注意：1 加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；2加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是速度的“变化率”表示速度变化的快慢，不表示速度变化的大小。3 物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。1.关于加速度，下述说法中正确的是( ) A.加速度的大小与速度的大小无必然联系 B.加速度的方向与速度的方向可能相同，也可能相反C.加速度很大时物体速度可能很小 D.加速度大的物体速度变化一定很大2对于物体做直线运动，下列说法中正确的是()A若加速度方向和速度方向相反，且加速度越越小，则物体运动的速度越越小，位移越越小B若加速度随时间均匀减小，则速度随时间均匀减小C在给定的时间间隔内，位移的大小决定于平均速度的大小D若位移随时间均匀变化，则物体做匀速直线运动3下列关于加速度的说法正确的是()A加速度在数值上等于物体增加的速度B加速度的方向不是与速度的方向相同就是与速度的方向相反C加速度为负，表示物体做减速运动D加速度增加，物体的速度可能减小4对以a2 m/s2做匀加速运动的物体，下列说法正确的是()A在任意1 s内末速度比初速度大2 m/sB第n s末的速度比第1 s末的速度大2(n1)m/sC. 2 s末速度是1 s末速度的2倍D. n秒时速度是秒时速度的2倍5跳伞运动员做低空跳伞表演，当飞机离地面某一高度静止于空中时，运动员离开飞机自由下落，运动一段时间后打开降落伞，展开伞后运动员以5 m/s2的加速度匀减速下降，则在运动员减速下降的任一秒内 ()A这一秒末的速度比前一秒初的速度小5 m/sB这一秒末的速度是前一秒末的速度的C这一秒末的速度比前一秒末的速度小5 m/sD这一秒末的速度比前一秒初的速度小10 m/s6一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s，在这1 s内该物体加速度的大小方向可能为()A加速度的大小为6 m/s2，方向与初速度的方向相同B加速度的大小为6 m/s2，方向与初速度的方向相反C加速度的大小为14 m/s2，方向与初速度的方向相同D加速度的大小为14 m/s2，方向与初速度的方向相反7在2014年春季田径运动会上，高一六班同学顽强拼搏，挑战极限，取得了优异的成绩。下面对运动员们“快”字理解不正确的是()A.小李同学在800米决赛中取得了第一名，同学们纷纷说他跑的“快”，是指小李同学的平均速率大B.小王同学在100米决赛中起跑很“快”，是指小王同学起跑时加速度大C.小刘同学在100米决赛中取得了第一名，好“快”呀，是指小刘同学的平均速度大D.在100米决赛中，小刘同学取得了第一名，小王同学取得了第二名。同学们说小刘同学比小王同学跑的“快”，是指任意时刻速度大8下列所描述的运动中，可能的是()速度变化很大，加速度很小速度变化方向为正，加速度方向为负速度变化越来越快，加速度越来越小速度越来越大，加速度越来越小A.物体具有加速度,而其速度为零B.物体具有恒定的速率,但仍有变化的速度D.物体具有沿x轴正方向的加速度和沿x轴负方向的速度9如果运动的物体有加速度，下列情况中不可能发生的是（ ）A速度方向、大小都不变 B速度方向变化，大小不变C速度方向、大小都变化 D速度方向不变，大小变化10甲、乙为两个在同一直线上沿规定的正方向运动的物体，a甲4m/s2，a乙-4m/s2。那么，对甲、乙两物体的运动判断正确的是（ ）A甲的加速度大于乙的加速度B甲、乙两物体的运动方向一定相反C甲的加速度和速度方向一致，乙的加速度和速度方向相反D甲、乙的速度量值都是越来越大的11关于加速度的方向，下列说法中正确的是（ ）A当v00，a0时，物体做加速运动 B当v00，a0时，物体做加速运动；C加速度a0，说明物体做减速运动； D加速度a0，说明物体做加速运动。12篮球以10m/s的速度水平撞击篮板后，以8m/s的速度反向弹回，球与板接触的时间为0.1s ，则篮球在这段时间内的加速度大小是_。13以下对于加速度和速度的认识中，错误的有（ ）A物体加速度的方向，就是物体速度方向 B物体的速度为零，加速度可以不为零C物体的速度很大，加速度可以为零 D物体的速度变化越大，则加速度越大3、打点计时器是高中物理中重要的实验仪器，下图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题：（1）图乙是_（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是_（填“交流46V”或“交流220V”）。（2）某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上依次确定出A、B、C、D、E五个计数点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有5个计时点未标出。各点到A距离分别为2.88cm，7.20cm，12.96cm，20.16cm。每两个计数点间的时间间隔 s试根据纸带上数据，计算出打下D点时小车的瞬时速度是 ms（保留三位有效数字）物体运动加速度 ms2（保留三位有效数字）（3）用打点计时器测定物体的速度，当使用的电源频率高于50Hz时，如果仍按50Hz来计算，则测得的速度将比真实值 （偏大、偏小、无影响）2、一质点做直线运动的vt图像如图所示，则(1)质点在01 s内做_运动，速度变化量为_，加速度为_(2)质点在13 s内做_运动，速度变化量为_，加速度为_(3)质点在34 s内做_运动，速度变化量为_，加速度为_(4)质点在14 s内做_运动，速度变化量为_，加速度为_- 6 -