第1讲 运动的描述
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目标要求
第1讲运动的描述
一、质点和参考系
1.质点
(1)用来代替物体的有质量的点叫做质点.
(2)研究一个物体的运动时,如果物体的形状和大小对所研究问题的影响可以忽略,就可以看做质点.
(3)质点是一种理想化模型,实际并不存在.
2.参考系
(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,我们都假定它
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)选取不同的物体做参考系,对同一物体运动的描述可能不同.通常以地面做参考系. 判断正误 (1)研究百米赛跑运动员最后冲线的动作时可把运动员看成质点.( × )
(2)以地球为参考系,地球同步卫星相对地面是静止的.( √ )
二、位移和速度
1.位移和路程
2.速度与速率 (1)平均速度:物体发生的位移与发生这段位移所用时间的比值,即v =
Δx Δt
,是矢量,其方向就是对应位移的方向. (2)瞬时速度:运动物体在某一时刻或经过某一位置的速度,是矢量,其方向是物体的运动方向或运动轨迹的切线方向.
(3)速率:瞬时速度的大小,是标量.
(4)平均速率:物体运动的路程与通过这段路程所用时间的比值,不一定等于平均速度的大小. 自测1 在伦敦奥运会上,牙买加选手博尔特在男子100 m 决赛(直跑道)和男子200 m 决赛(弯曲跑道)中分别以9.63 s 和19.32 s 的成绩获得两枚金牌.关于他在这两次决赛中的运动情况,下列说法正确的是( )
A .200 m 决赛的位移是100 m 决赛的两倍
B .200 m 决赛的平均速度约为10.35 m/s
C .100 m 决赛的平均速度约为10.38 m/s
D .100 m 决赛的最大速度约为20.76 m/s
答案 C
解析 200 m 比赛跑道是弯曲的,位移小于200 m,100 m 比赛跑道是直线,位移等于100 m ,
A 错;200 m 19.32 s ≈10.35 m/s 是平均速率,
B 错;100 m 9.63 s
≈10.38 m/s 是平均速度大小,C 对;最大
速度由已知条件无法求出,D 错.
三、加速度
1.物理意义:描述物体速度变化快慢的物理量.
2.定义式:a =Δv Δt =v -v 0Δt
. 3.决定因素:a 不是由v 、Δt 、Δv 来决定,而是由F m
来决定. 4.方向:与Δv 的方向一致,由合外力的方向决定,而与v 0、v 的方向无关.
自测2 (2019·四川乐山市第一次调研)关于质点的运动,下列说法中正确的是( )
A .质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化量也为零
B .质点的速度变化越快,则加速度越大
C .质点在某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零
D .位移的方向就是质点的运动方向
答案 B
解析 质点运动的加速度为零,则速度变化量为零,速度不一定为零,例如匀速直线运动,选项A 错误;加速度是速度的变化率,则质点的速度变化越快,加速度越大,选项B 正确;质点在某时刻的加速度不为零,该时刻的速度可能为零,例如竖直向上抛出的物体到达最高点时,速度为零,加速度不为零,选项C 错误;速度的方向是质点运动的方向,但是位移的方向不一定是质点的运动方向,选项D 错误.
1.三个概念的进一步理解
(1)质点不同于几何“点”,它无大小但有质量,能否看成质点是由研究问题的性质决定,而不是依据物体自身大小和形状来判断.
(2)参考系一般选取地面或相对地面静止的物体.
(3)位移是由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.
2.三点注意
(1)对于质点要从建立理想化模型的角度来理解.
(2)在研究两个物体间的相对运动时,选择其中一个物体为参考系,可以使分析和计算更简单.
(3)位移的矢量性是研究问题时应切记的性质.