直线运动专题

第1节描述运动的基本概念

一、质点、参考系和坐标系

1．质点：用来代替物体的有质量的点．它是一种理想化模型．

2．参考系：为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体．参考系可以任意选取．通常

以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动．

3．坐标系：为了定量地描述物体的位置及位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系．二、位移和路程

三、速度和速率

1．平均速度：运动物体的位移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，其方向跟位移的方向相同．

2．瞬时速度：运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度，叫做瞬时速度．瞬时速度能精

确描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动快慢．

3．平均速率：路程与时间的比值，不一定等于平均速度的大小．

4．瞬时速率：简称速率，等于瞬时速度的大小，是标量．

四、加速度

1．定义式：a＝；单位是m/s2.

2．物理意义：描述速度变化的快慢．

3．方向：与速度变化的方向相同．

4．物体加、减速的判定

(1)当a与v同向或夹角为锐角时，物体加速．

(2)当a与v垂直时，物体速度大小不变．

(3)当a与v反向或夹角为钝角时，物体减速．

[自我诊断]

1．判断正误

(1)研究物体的运动时，只能选择静止的物体作为参考系．(×)

(2)“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”只是诗人的一种臆想，没有科学道理．(×)

(3)研究花样游泳运动员的动作时，不能把运动员看做质点．(√)

(4)电台报时说“现在是北京时间8点整”，这里的“8点整”实际上指的是时刻．(√)

(5)平均速度的方向与位移方向相同．(√)

(6)子弹击中目标的速度属于瞬时速度．(√)

(7)物体的速度很大，加速度不可能为零．(×)

(8)甲的加速度a甲＝2 m/s2，乙的加速度a乙＝－2 m/s2，a甲＞a乙．(×)

2．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的物体

C．地球很大，又因有自转，研究地球公转时，地球不可视为质点

D．研究跳水运动员转体动作时，运动员可视为质点

解析：选B.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

物体，也可以是运动的物体，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；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错误．

3．关于速度和加速度的关系，以下说法正确的是()

A．加速度方向为正时，速度一定增加

B．速度变化得越快，加速度就越大

C．加速度方向保持不变，速度方向也保持不变

D．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小

解析：选B.速度是否增加，与加速度的正负无关，只与加速度与速度的方向是否相同有关，

A错误；“速度变化得越快”是指速度的变化率越大，即加速度a越大，B正确；加速度方向

保持不变，速度方向可能变，也可能不变，当物体做减速直线运动时，v＝0以后就反向运动，C错误；物体在运动过程中，若加速度的方向与速度方向相同，尽管加速度在变小，但物体

仍在加速，直到加速度a＝0，速度达到最大值，D错误．

考点一对质点和参考系的理解

1．建立质点模型的两个关键点

(1)明确题目中要研究的问题是什么．质点是对实际物体科学地抽象，是研究物体运动时对实

际物体进行的近似，质点实际上并不存在．

(2)物体的大小和形状对所研究的问题能忽略不计时，可将物体视为质点，并非依据物体自身

大小来判断．

2．参考系的选取

(1)参考系可以是运动的物体，也可以是静止的物体，但被选为参考系的物体，我们假定它是

静止的．

(2)比较两物体的运动情况时，必须选同一参考系．

(3)选参考系的原则是观测运动方便和描述运动尽可能简单．

1．关于质点，下列说法正确的是 ()

A．只有体积很小的物体，才能被看成质点

B．质点是用一个点来代表整个物体，不包括物体的质量

C．在研究地球绕太阳公转时，可以把地球看做质点

D．在研究地球自转时，可以把地球看做质点

解析：选C.质点是一个有质量的点，将物体看做质点的条件是物体的形状或大小对研究的问题没有影响，或者对研究问题的影响可以忽略，并不是根据本身体积大小来判断，选项A、B错误；在研究地球自转时，不能把地球看做质点，选项D错误，C正确．

2．甲、乙、丙三个观察者同时观察一个物体的运动．甲说：“它在做匀速运动．”乙说：“它是静止的．”丙说：“它在做加速运动．”这三个人的说法()

A．在任何情况下都不对

B．三人中总有一人或两人的说法是错误的

C．如果选择同一参考系，那么三个人的说法都对

D．如果各自选择自己的参考系，那么三个人的说法就可能都对

解析：选D.如果被观察物体相对于地面是静止的，甲、乙、丙相对于地面分别是匀速运动、静止、加速运动，再以他们自己为参考系，则三个人的说法都正确，A、B错误，D正确；在上面的情形中，如果他们都选择地面为参考系，三个人的观察结果应是相同的，因此C错误．

“质点模型”的三点感悟

(1)物体能否看做质点并非以体积的大小为依据，体积大的物体有时也可看成质点，体积小的物体有时不能看成质点．

(2)质点并不是质量很小的点，它不同于几何图形中的“点”．

(3)同一物体，有时可看成质点，有时不能．

考点二对平均速度和瞬时速度的理解

1．平均速度与瞬时速度的区别与联系

(1)区别：平均速度与位移和时间有关，表示物体在某段位移或某段时间内的平均运动快慢程度；瞬时速度与位置或时刻有关，表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度．

(2)联系：①瞬时速度是运动时间Δt→0时的平均速度．②在匀速直线运动中，瞬时速度等于任意一段时间内的平均速度．

2．平均速度与平均速率的区别

平均速度的大小不能称为平均速率，因为平均速率是路程与时间的比值，它与平均速度的大小没有对应关系．

1. 如图所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δx，用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度．为使更接近瞬时速度，正确的措施是()

A．换用宽度更窄的遮光条

B．提高测量遮光条宽度的精确度

C．使滑块的释放点更靠近光电门

D．增大气垫导轨与水平面的夹角