运动学几个基本概念

一、几个基本概念,第二章 直线运动,物理学家海森堡说：“为了理解现象，首要条件是引入适当的概念，我们才能真正知道观察到了什么。”,学习目标,:,1、理解质点的概念，通过对质点的认识，掌握物理学中的一种重要的研究方法：科学抽象，理想化模型。,2、理解参考系和坐标系的概念，明确描述机械运动必须选取参考系。,3,、理解参考系选取的不同，对物体运动的描述不同,4、理解时间与时刻的区别,5、理解距离与位移的概念及其区别,6、了解矢量与标量的区别,运动 与 参考系,一、常见的运动,在我们生活的周围有各式各样运动着的物体。,一、常见的运动,一、常见的运动,物体相对于其他物体的位置变化叫,机械运动，简称运动,描述物体的位置及其变化时，又总是相对其它物体而言，即运动和静止的相对性,自然界的一切物体都处于永恒的运动中,描述物体运动时,用来作参考(假定为不动)的另外的物体-叫做参考系,参考系的选择是任意的,二,参考系,我国是文明古国，对运动早就有研究早在汉代成书的尚书纬考灵曜中就有这样的记载：“地恒动不止，而人不知。譬如人在大舟中，闭牖(窗户)而坐，舟行而人不觉也。”,二、参考系,对面的伯伯看到女孩是静止的，那么路边的人看到的情况又是怎样的呢？,对面的老伯看过来,二、参考系,选择参考系的原则是什么？,（虽然参考系可以任意选取，但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取）,（一般研究地面上运动的物体时选取地面为参考系）,同一运动，如果选取的参考系不同，运动情况一般不同,例题：,电影闪闪的红星中，有一句歌词：“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，问：“竹排江中游”和“青山两岸走”分别是以什么做为参考系的？,“小小竹排江中游”是以,两岸,为参考系的。,“巍巍青山两岸走”是以,竹排,为参考系的。,坐地日行八万里，巡天遥看一千河,满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎。仔细看山山不动，是船行。,2、第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2000米的高空飞行时，发现旁边有一个小东西，他以为是一只小飞虫，敏捷地把它抓过来，令他吃惊的是，抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓住子弹的原因是,（ ）,A、飞行员反应快,B、子弹相对飞行员是静止的,C、子弹已经飞行的没劲了,D、飞行员有手劲,B,3.在公路上向左匀速运动的汽车，经过一棵果树时，恰有树上一个果子从上面自由落下，下图为运动的轨迹，在地面上观察到的运动轨迹是_车中人以车为参考系观察到果子的运动轨迹是_,_,A,B,C,D,A,D,为了定量地描述物体的位置及位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系。,坐标系,如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点，正方向和单位长度，建立直线坐标系。,X,O,5m,研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，需要考虑它本身的大小和形状吗？,研究飞机在空中的位置、离开地面的高度、飞行的速度、运动轨道等问题时，可以用一个小点代替这个“庞大”的飞机,因为飞机的大小与形状在研究的问题中影响很小,可忽略不计,在物理学中为了研究的方便,可以用一个小点代替物体,这个有质量的点称为质点,质 点,三、质点,研究列车从广州开往北京和列车通过一座桥梁时，什么情况下需要考虑列车的长度，什么时候不需要？为什么？,研究列车从广州开往北京可以不考虑列车的长度！,研究列车通过一座桥梁时，需要考虑列车的长度！,三、质点,研究地球绕太阳公转时，地球的大小相对于地球与太阳之间的距离可以忽略，可以不考虑地球的大小。（,研究地球公转时，地球本身的大小和形状是次要因素可忽略,）,研究地球的自转时，随着纬度的不同，地球表面的转动情况不同，地球的形状和大小不能忽略。,三、质点,有时，物体上各点的运动情况完全相同，或者差别小到可以忽略，此时，我们研究一点的运动可以代表物体上所有的点。,如果物体上各点的运动情况相同，或者差异相对于所研究的问题可以忽略时，我们也可以将物体简化为一个集中物体全部质量的点（,质点,）。,例题：,1、以下关于质点的说法中，正确的是,A、质量很小的物体就可以当作质点,B、质量很大或体积很大的物体一定不能看成质点,C、体积很小的物体就可以看作质点,D、同一物体有时可看作质点，有时不能看作质点,D,2、下列情况中可视为质点的是,A、研究一端固定并可绕该端转动的木杆时,B、研究月球绕地球运动时的月球,C、研究体操运动员在平衡木上的动作时,D、研究火车经过桥梁时,B,巩固练习,巩固练习,3、以下说法正确的是：,A、参考系就是不动的物体,B、任何情况下，只有地球才是最理想的参考系,C、不选定参考系，有时也可以研究某一物体的运动,D、同一物体的运动，对不同的参考系可能有不同的观察结果,D,4、在平直的公路上并排行驶的汽车，甲车内的人看见窗外的树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动，如果以地面为参考系，上述事实说明：,A、甲车向西运动，乙车不动,B、乙车向西运动，甲车不动,C、甲车向西运动，乙车向东运动,D、甲、乙两车同时向西运动,D,小结,质点,1质点：用来代替物体的有质量的点叫做,质点,2质点的概念是一种科学的抽象，是一种理想化的模型,3将物体看做质点的条件大体可归为两类：,（1）运动物体的大小跟它在运动过程中所涉及的空间范围相比很小时，可将物体作为质点处理例：在铁路上长距离运行的火车，远航的飞机、轮船、绕太阳运动的地球等,（2）运动物体上各个点的运动情况完全相同时（这种运动叫平动），可以拿物体上的某一点的运动来代替整个物体的运动，将物体看成是质点例：沿斜面下滑的木块,4轨迹：运动质点通过的路线叫做质点,轨迹 直线运动,，,曲线运动,是曲线的叫做 ,时 间 与 时刻,请讨论下列情形中涉及的是什么概念？,物理中经常出现的说法：,第2秒初、第3秒末、开始运动时,第2秒内、前3秒中、开始运动至静止时,在国际单位制（SI制）中，时间和时刻的单位：秒（s）,时间与时刻,时间与时刻,时刻是描述,不同事件,发生的顺序的，时间间隔是描述,同一事件,所发生的过程持续的,时刻是指某一瞬时，可以用数轴上的,点,表示,时间间隔简称时间，在数轴上用一段,线段,来表示,时间计量,法定计时单位 :,秒、分、时、（日）、年,常用时间单位 :,刻 周 季度,时间的测量:,0,31,2,33,4,35,6,37,8,39,41,10,43,12,14,45,16,47,18,49,20,51,22,53,24,26,55,57,28,59,0,1,2,6,7,8,9,10,11,3,4,5,12,13,14,北京 重庆,（1）飞机,（2）火车,（3）先火车，再乘船, 不同点？ 共同点？,轨迹不相同, 位置变化相同,路程与位移,3.路程与位移的比较,路程只有大小，没有方向，是,标量,；,位移有大小，有方向，是,矢量,；,质点在做方向不变的直线运动时，位移大小才等于路程，其 他情况下位移,大小,要小于路程。,路程与位移在国际单位制中有相同的单位：米（,m,）,请讨论下列情形中涉及的是什么概念？,路程与位移,1.路程物体运动轨迹的,长度,；,2.位移从物体运动的起点指向运动的终点的,有向,线段,；,矢量与标量,矢量：既有大小，又有方向,例如：,位移,标量：只有大小，没有方向,例如：,路程、时间、质量、温度等,长度的单位,国际单位制,中，长度的标准单位是“米”，用符号“m”表示,其他的长度单位,还有兆米(Mm)、千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(m)、纳米(nm) 、,海里(1852米),、,英里(1609米),我国传统的长度单位,还有尺、寸、丈等。它们和米之间的换算关系为：米（尺）（寸）.（丈）,在,天文学,中常用“光年”来做长度单位，它是真空状态下光年所走过的距离，也因此被称为光年。光年9.0465310,12,km,问题1,对“某人走了1,km,的路”，甲认为这1,km,指的是位移，乙则认为这1,km,指的是路程，根据你自己的理解,对甲、乙的说法作一评述。,问题2,一条小船在广阔的湖面航行，开始向东行驶了20,km,，接着向西行驶8,km,，再又向北航行了16,km,，求小船在此过程中的位移和所走的路程。,下列关于位移和路程的说法中，正确的（）,A、位移大小和路程不一定相等,B、位移的大小等于路程，方向由起点指向终点,C、位移描述物体相对位置的变化，路程描述路径的长短,D、位移描述直线运动，路程描述曲线运动,AC,课堂练习,课堂练习,关于时刻和时间，下列说法中正确是 ( ),A. 时刻表示时间较短，时间表示时间较长,B时刻对应位置，时间对应位移,C. 作息时间表上的数字表示时刻,D1 min内有60个时刻,BC,一支300m长的队伍，以1m/s的速度行军，通讯员从队尾以3m/s的速度赶到队首，并立即以原速率返回队尾，求通讯员的位移和路程各是多少？,225m 、 675m,课堂练习,一实心的长方体，三边长分别是a、b、c（abc），如图所示有一质点，从顶点A沿表面运动到长方体的对角B，求：（1)质点的最短路程（2)质点的位移大小,课堂练习,直线运动的位置和位移,建立,一维,坐标系,坐标的,正负,表示位置在原点的哪一侧，坐标的,数值,表示位置到原点的距离,用位置,坐标的变化量,表示物体位移 ，用正、负表示运动物体位移的方向,怎样定量（准确）地描述刘翔所在的位置?,如图，一个物体从A运动到B，初位置的坐标是,x,A,=3 m，末位置的坐标是x,B,一2 m，它的坐标变化量是,x,?位移是多少？,课堂练习,分组研究,思考与讨论,一位同学从操场中心,A,出发，向北走了40 m，到达,C,点，然后又向东走了30m，到达,B,点。用有向线段表明他第一次、第二次的位移和两次行走的合位移（即代表他的位置变化的最后结果的位移）。,三个位移的大小各是多少？你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？,说明,在没有特殊说明的情况下，求矢量，则必须说明其,大小和方向,。,是矢量,需考虑方向,是标量,不需考虑方向,位移的大小与路径无关；,一般情况下：路程位移的大小；,只有当物体做,单向,直线运动时，物体的位移大小才等于路程。,平行四边形法则,算术加法,位移和路程的区别,小结,1.时间:是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间，在时间坐标轴上对应于一段,2.时刻:时刻是指某一瞬时，在时间坐标轴上对应于一点,3.位移:初位置指向末位置的有向线段表示位移，描述物体位置的改变，是矢量，与运动路径无关，只由初末位置决定,4.路程:质点运动轨迹的长度，是标量，取决于物体运动路径,5.矢量:矢量既有大小，又有方向,6.标量:只有大小，没有方向，标量相加遵从算术加法的法则,7.位置:用坐标表示位置,8.位移:用位置坐标的变化量表示物体位移,小结：,参考系运动的相对性；,质点代替物体有质量的点；,时刻与时间间隔质点运动情况的描述量；,位移质点位置的变化；,直线运动和曲线运动机械运动的常见形式,矢量和标量,1、矢量：,既有大小又有方向,的物理量,。,如：位移、力、速度,2、标量：,只有大小没有方向,的物理量,。,如：温度、质量、时间、密度,1、质点是一种科学抽象，是在研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体的近似，是一个理想化的模型。,2、参考系是可以任意选取的，但是，实际选取参考系的时候，需要考虑到使运动的尽可能简单。研究地面上物体的运动，通常取地面或相对于地面不动的其他物体作参考系比较方便。,一个物体能否视为质点，要具体情况具体分析。实际物体在下列两种情况下都可简化为质点：,（1）物体的大小和形状对研究问题的影响可忽略不计。,（2）物体上的各点的运动情况都相同，所以研究它上面某一点的运动规律就可以代表它的整体运动情况了，故此物体也可当质点处理。,小结,3、时刻与时间,4、位移与路程,5、矢量与标量,基础梳理,基础梳理,毛主席原诗：,七律二首送瘟神（一九五八年七月一日） 读六月三十日人民日报，余江县（江西省）消灭了血吸虫。浮想联翩，夜不能寐。微风拂煦，旭日 临窗。遥望南天，欣然命笔。绿水青山枉自多，华佗无奈小虫何！千村薜荔人遗矢，万户萧疏鬼唱歌。坐地日行八万里，巡天遥看一千河。牛郎欲问瘟神事，一样悲欢逐逝波。 其二 春风杨柳万千条，六亿神州尽舜尧。红雨随心翻作浪，青山着意化为桥。天连五岭银锄落，地动三河铁臂摇。借问瘟君欲何往，纸船明烛照天烧。,