1、运动学基础知识一
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第 一 讲 : 运 动 的 描 述 一
知识点一、质点
1、定义:用来代替物体的有质量的点叫做质点。
2、使用条件:物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时,可视物体为质点。
理解:(1)、物体的大小、形状对所研究问题的影响可以忽略不计时,可视物体为质点。
(2)、质点不是很小的点,不能简单的认为很小的物体就可以看作质点,也不能说很大的物体就不能看作质点;
(3)、同一个物体,在不同的情况下,有时可以看作质点,有时不可以看作质点。例如:
例1、下列物体可以当作质点的是( )
A、研究地球自转对昼夜变化影响时的地球
B、研究月球公转周期时的月球
C、判断100米短跑运动员撞线先后时的运动员
D、要研究运动时间时,从北京到大同的火车
例2、在研究下列问题时,可以把汽车看作质点的是( )
A、研究汽车在通过一座桥梁时所用的时间
B、研究人在汽车上的位置
C、研究汽车在上坡时有无翻到的危险
D、计算汽车从云冈石窟开往实验二中的时间
知识点二、坐标系
1、坐标系:要准确的描述物体的位置及位置的变化需要建立坐标系。
2、坐标系的种类:
(1)、直线坐标系;
(2)、平面直角坐标系;
(3)、空间坐标系;
知识点三、时间与时刻
1、时间:时间段,有长短。例如:前4S内,第5S内,后2S内,等
2、时刻:时间点,无长短。例如:第4S初,第7S末,等 注意:第4S初和第3S末是同一时刻。
3、时间的单位:秒、分钟、小时,符号:S、min、h。
例4、以下的计时数据指时间间隔的是( )
A.从北京开往广州的火车预计10时到站 B.“神舟”六号点火倒计时…2、1、0
C.某人百米跑的成绩是13s D.某场足球赛开赛了15min时主队攻入一球
例5、在图中所示的时间轴上标出的是下列哪些时间或时刻( )
A.第4s初 B.第3s末 C.第3s D.前3s
知识点四、标量与矢量
1、标量:只有大小,没有方向;运算遵从算数法则。例如:长度、质量、时间、路程、温度、能量、等。
2、矢量:既有大小,又有方向;求和运算遵从平行四边形定则。例
如:力、速度、位移、电场强度、等。
理解:(1)、矢量可以用带箭头的线段表示,线段的长短表示矢量的大小,箭头的指向表示矢量的方向。
(2)、同一条直线上的矢量,可在数值前加上正、负号表示矢量的方向;正号表示矢量的方向与规定的正方向
相同,负号则相反。加上正、负号以后,同一条直线上的矢量运算时,可简化成代数运算。
(3)、矢量前的正、负号只表示方向,不表示大小。矢量大小的比较实际上是矢量绝对值的比较。
知识点五、位移与路程
1、路程:质点的实际运动路径的长度,路程只有大小。其单位就是长度的单位。
2、位移:从初位置指向末位置的有向线段,线段的长度表示位移的大小,有向线段的指向表示位移的方向。
3、位移与路程的区别与联系:
(1)、位移是描述质点位置变化的物理量,既有大小又有方向,是矢量;它是一个与路径无关,仅由初、末位置决
定的物理量。
(2)、路程是质点运动轨迹的长度,是标量,只有大小,没有方向。它是用来描述质点运动的路径的,不能描述质
点位置的变化。
(3)、位移不可能和路程相等。但是,质点在做单向直线运动时,位移的大小可以等于路程。
(4)、在规定正方向的情况下,与正方向相同的位移取正值,与正方向相反的位移取负值;位移的正负不表示大小,
仅表示方向;比较两个位移的大小时,只比较两个位移的绝对值。
(5)、位移和路程都是长度单位,国际单位都是米(m)。
(6)、位移和路程都是描述质点运动的物理量。
例6、圆形操场一圈400m,赵丽颖绕着操场跑了1000m,赵丽颖的位移是
多少?
知识点六、运动快慢的描述 —— 速度
一、速度
1、定义:物体运动的位移x跟发生这段位移所用时间t的比值叫做速度。
2、公式: 或者
3、物理意义:速度是表示物体运动快慢和方向的物理量。
4、单位:国际单位制中,速度的单位是:m/s,或者
5、矢量性:速度不但有大小,而且有方向,是矢量。
二、平均速度
1、定义:做变速直线运动的物体的位移x跟发生这段位移所用时间t 的比值叫做平均速度。
2、公式:
3、矢量性:平均速度不但有大小,而且有方向,是矢量。
理解:(1)、平均速度表示做变速直线运动的物体在某一时间内的平均快慢程度,只能粗略的描述物体的运动。
(2)、在变速直线运动中,不同时间(或不同位移)内的平均速度一般不相同。因此,求出的平均速度
必须指明是哪段时间(或哪段位移)内的。
三、瞬时速度
1、定义:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度叫瞬时速度。在公式中,如果时间非常小,接近
于零,表示的是一瞬时,这时的速度叫做瞬时速度。
2、物理意义:精确的描述了物体运动的快慢和方向。
3、注意:瞬时速度简称速度,因此,以后碰到“速度”一词,如果没有特别说明均指瞬时速度。
四、瞬时速率和平均速率
1、瞬时速率就是瞬时速度的大小。
2、平均速率是物体运动的路程与所用时间的比值。 注意:平均速率和平均速度的大小是两个完全不同的概念。
例7、下列说法中正确的是( )
A、任意相等的时间内通过的路程相等的运动一定是匀速运动
B、速度不变的运动是匀速运动
C、速率不变的运动是匀速运动
D、单向匀速直线运动的位移与时间成正比
例8、一个朝着某方向做直线运动的物体,在时间t内的平均速度是v,紧接着内的平均速度是,则物体在整个
过程中的平均速度是( )
A. B. C. D.
例9、一人沿一斜山坡自坡底A以速度v0跑到坡顶B,随即又以速度v1返回至A,已知AB间距离为s,那么,人在这
一往返过程中的平均速度为______.
例10、一辆汽车沿平直轨道运行,先以10m/s的速度匀速行驶15min,随即改以15m/s的速度匀速行驶10min,最后
在5min内又前进1000m而停止.则该火车在前25min及整个30min内的平均速度各为多大?它通过最后2000m
的平均速度是多大?