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,第一章运动的描述匀变速直线运动的研究,1.,通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的应用。,2,理解位移、速度和加速度。,3,通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。,1.,参考系、质点,2,位移、速度和加速度,3,匀变速直线运动及其公式，图象,实验一：研究匀变速直线运动,4,经历匀变速直线运动的实验研究过程。了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。,5,能用公式和图象描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性。,第一节描述运动的基本概念,一、机械运动、参考系,1,机械运动：一个物体相对于另一物体的,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：在描述机械运动时，用来选作,的物体叫做参考系。参考系可以任意选取，但对同一运动，选择不同的参考系，描述结果会不同。通常以,为参考系描述物体的运动。,位置,参考标准,地面,1,观察下图所示的漫画，图中司机说乘车人没有动，而路上的小女孩说他运动得真快，谁说的对？为什么？,【,解析,】,司机以车为参考系，所以他说乘车人没有运动，而小女孩以地面为参考系，他看到乘车人在飞快地运动着。由于所选取的参考系不同，所以得出了不同的结论。他们的说法都是正确的。,【,答案,】,见解析,二、质点,1,定义：用来代替物体的有,的点。它是一种理想化模型。,2,物体可看做质点的条件：研究物体的运动时，物体的形状和,可以忽略。,三、时刻和时间间隔,质量,大小,点,位置,状态,差值,线段,位移,过程,2,请在下图的时间轴上标出以下几个时刻和时间。,第,1,秒末第,2,秒初第,2,秒内,提示,1,对应的点,1,对应的点,1,到,2,之间线段,四、位移和路程,位,置,初位置,末位,置,运动轨迹,初位置,末位置,等于,小于,位移,位移,五、速度和速率,1,平均速度,：运动物体的,和运动所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度，即 ，平均速度是矢量，其方向跟,的,方向相同。,2,瞬时速度,：运动物体在某一时刻,(,或某一位置,),的速度，叫做瞬时速度。瞬时速度精确描述物体在某一时刻,(,或某一位置,),的运动快慢。,3,速率,：瞬时速度的大小叫做速率，是标量。,4,平均速率,：物体在某段时间内通过的,与所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速率。它是标量，它并不是平均速度的大小。,21,22,23,路程,3,(2011,广州模拟,),在公路的每个路段都有交通管理部门设置的限速标志如图所示，这是告诫驾驶员在这一路段驾驶车辆时,(,),A,必须以这一规定速度行驶,B,平均速度大小不得超过这一规定数值,C,瞬时速度大小不得超过这一规定数值,D,汽车上的速度计指示值，有时还是可以超过这一规定值的,【,解析,】,限速标志上的数值为这一路段汽车行驶的瞬时速度的最大值，汽车上的速度计指示值为汽车行驶的瞬时速度值，不能超过这一规定值，故只有,C,正确。,六、加速度,1,定义：在变速运动中，物体速度的变化跟所用时间的比值，即,a,(,又叫速度的变化率,),，是,量，单位：,m/s,2,2,物理意义：描述物体速度变化,的物理量。,3,方向：,a,的方向与,v,的方向,(,从加速度的产生上来说加速度的方向与合外力的方向,),24,25,26,27,28,矢,快慢,相同,相同,【,答案,】,C,七、匀速直线运动,1,定义：轨迹为直线，且在任意相等的时间里,相等的运动。,2,规律的描述,(1),公式：,v,或,x,vt,(2),图象,29,位移,1,质点是对实际物体的科学抽象，是研究物体运动时，抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体进行的近似，是一种理想化的模型，真正的质点是不存在的。,2,一个物体能否看做质点，并非依物体自身大小来判断，而是要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是主要因素还是次要因素。若是次要因素，即使物体很大，也能看做质点。相反，若物体的大小、形状是主要因素，即使物体很小，也不能看做质点。,3,质点与几何中的,”,点,”,不同。质点是对实际物体进行科学抽象的模型，具有质量，只是忽略了物体的大小和形状；几何中的点仅仅表示空间中的某一位置。,对质点的进一步理解,右图为我国田径名将刘翔，曾多次获得,110,米栏冠军，下列有关说法正确的是,(,),A,刘翔在飞奔的,110,米中，可以看做质点,B,教练为了分析其动作要领，可以将其看做质点,C,无论研究什么问题，均不能把刘翔看做质点,D,是否能将刘翔看做质点，决定于我们所研究的问题,【,解题切点,】,从质点条件着手分析,。,【,解析,】,分析刘翔的尺寸在研究的问题中属于次要因素还是主要因素，从而确定是否可以将刘翔看作质点。,【,答案,】,AD,1,下列哪些情况下的物体可以看成质点,(,),A,分析原子核内核子间相互作用时的原子核,B,研究绕太阳运转时的地球,C,运动员分析运动时的乒乓球,D,转动着的沙轮,【,解析,】,分析原子核内核子间的相互作用时，如果把原子核看作质点的话，那就无从研究，所以在这种情况下不能将原子核看作质点。分析乒乓球的运动时如果把乒乓球看作质点，那将无法分析它的转动，对运动员而言乒乓球的转动可能比它的平动更重要，所以这种情况下不能将乒乓球看作质点。转动着的沙轮各部分运动不一样，不能将它看作质点。地球绕太阳转动时，虽然各部分的运动情况并不一样，但是相对于它的轨道而言可以忽略不计，因此地球可以看作质点。,【,答案,】,B,1,对参考系的理解,(1),运动是绝对的，静止是相对的。一个物体是运动的还是静止,的，都是相对于参考系而言的。,(2),参考系的选取可以是任意的。,(3),确定一个物体的运动性质时，必须首先选取参考系，选择不,同的物体作为参考系，可能得出不同的结论。,(4),参考系本身既可以是运动的物体也可以是静止的物体，在讨,论问题时，被选为参考系的物体，我们假定它是静止的。,(5),当比较两个物体的运动情况时，必须选择同一个参考系。,参考系的理解与应用,2,参考系的选取原则,选取参考系时，应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原,则，一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定，如研,究地面上物体的运动时，通常选地面或相对地面静止的物体为,参考系。,在电视连续剧,西游记,中，常常有孙悟空,“,腾云驾雾,”,的镜头，如右图所示，通常是采用,“,背景拍摄法,”,：让,“,孙悟空,”,站在平台上，做着飞行的动作，在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云，同时加上烟雾效果；摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头。放映时，观众就感觉到,“,孙悟空,”,在,“,腾云驾雾,”,。这时，观众所选的参考系是,(,),A,孙悟空,B,平台,C,飘动的白云,D,镜头,【,解题切点,】,参考系是选来做为标准的假定不动的物体。,【,解析,】,“,背景拍摄法,”,实际是利用了相对运动的原理，拍摄时,“,孙悟空,”,不动，而,“,白云,”,移动，放映时，观众以,“,白云,”,为参考系，认为其,“,静止,”,，就会感觉到,“,孙悟空,”,在,“,腾云驾雾,”,。故,C,正确。,【,答案,】,C,2,一船夫划船逆流而上，驾船沿河道逆水航行，经过一桥时，不慎将心爱的葫芦落于水中，被水冲走，但一直划行至上游某处时才发现，便立即返航经过,1,小时追上葫芦时，发现葫芦离桥,5 400 m,远，若此船向上游和向下游航行时相对静水的速率是相等的。,(1),若以水为参考系，葫芦是怎样的运动？,(2),以水为参考系，船从与葫芦分离到追上葫芦，船的运动是怎样的？,(3),以水为参考系，船从与葫芦分离到追上葫芦的往返运动过程中，往返运动的时间一样大吗？,【,解析,】,(1),葫芦是静止的。,(2),船是一种往返运动，并且来回速率一样大。,(3),两段时间一样大，各为,1,小时。,(4),时间,t,2,小时，位移,x,5 400,米，所以速度,v,0.75 m/s,。,(5),葫芦漂流的速度与水流的速度一样大，即,0.75 m/s,。,(4),从葫芦落水到船追上葫芦，葫芦在水中运动的时间和位移各为多少？速度为多大？,(5),水流速多大？,只有在单方向的直线运动中，位移大小才等于路程。,(2010,广东联考,),关于位移和路程，下列说法中正确的是,(,),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,物体通过一段路程，其位移可能为零,D,两物体通过的路程不等，位移可能相同,【,解题切点,】,从位移和路程的概念入手；只有在单方向的直线运动中位移大小等于路程。,对位移和路程的辨析,【,解析,】,【,答案,】,CD,3.,某同学从二楼的教室内将一个足球从离地面,5 m,高的窗户边竖直扔下，若足球碰到地面后又反弹起,2 m,高，如右图所示。则足球通过的路程是多少？足球的位移又是如何？若足球经过一系列碰撞后，最终被站在地面上的另一名同学接住，接住的高度是,1.5 m,，则在整个运动过程中足球的位移又是多少？,【,解析,】,足球从,5 m,高的地方落下，碰到地面后又反弹起,2 m,高，则足球通过的路程是,5 m,2 m,7 m,；足球运动到了初始位置下方,5 m,2 m,3 m,处，故足球位移的大小等于,3 m,，方向竖直向下。若足球经过一系列碰撞后，被接住，则足球运动到了初始位置下方,3.5 m,处，故足球位移的大小等于,3.5 m,，方向仍是竖直向下。,【,答案,】,7 m,3 m,3.5 m,平均速度的计算要紧扣定义式，想办法从题中找到物体位移,x,及所用时间,t,，然后代入 中即可。只适用于匀变速直线运动。,对平均速度的理解,汽车沿直线从甲地开往乙地，若前一半路程的平均速度为,v,1,，后一半路程的平均速度为,v,2,，则汽车全程的平均速度为多少？若汽车在全程的前一半时间的平均速度为,v,1,，后一半时间的平均速度为,v,2,，则全程的平均速度为多少？哪种情况下的平均速度大？,4,某同学在百米比赛中，以,6 m/s,2,的加速度迅速从起点冲,出，到,50 m,处的速度是,8.2 m/s,，在他跑完全程中间时刻,t,1,6.25 s,时速度为,8.3 m/s,，最后以,8.4 m/s,的速度冲过,终点，他的百米平均速度大小为,_m/s,。,【,答案,】,8,速度 速度的改变量和加速度的区别,2009,年,11,月,22,日，在意甲联赛第,13,轮比赛中，,AC,米兰队主场以,4,比,3,战胜卡利亚里队。右图为,AC,米兰队球员罗纳尔迪尼奥在赛场上的精彩瞬间，若足球以,8 m/s,的速度飞来，罗纳尔迪尼奥在,0.2 s,的时间内将足球以,12 m/s,的速度反向踢出。试确定足球在这段时间内的平均加速度。,【,解题切点,】,注意加速度、速度的方向性。,【,答案,】,100 m/s,2,方向与初速度方向相反,【,发散思维,】,解题时注意,v,与,a,的方向。,v,t,图象中斜率表示加速度。,【,答案,】,(1)2 m/s,2,(2),2 m/s,2,(3)0,5,(,原创,),一个质点运动的,v,t,图象如下图所示，从图中求：,(1),a,AB,；,(2),a,CD,；,(3),a,BC,。,1,(2011,聊城模拟,),下列说法正确的是,(,),A,参考系必须是固定不动的物体,B,参考系可以是变速运动物体,C,地球很大，又因有自转，研究地球公转时，地球不可,作为质点,D,研究跳水运动员转体动作时，运动员不可作为质点,【,解析,】,参考系是为了描述物体的运动而人为选定作为参照的物体，参考系可以是不动的，也可以是变速运动的物体，,A,错误，,B,正确；地球的公转半径比地球半径大得多，在研究地球公转时，可将地球视为质点，,C,错误；但在研究跳水运动员身体转动时，运动员的形状和大小对研究结果的影响不可忽略，不能被视为质点，,D,正确。,【,答案,】,BD,2.,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
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