
四個描述運動的物理量:
兩個圖象描述直線運動:
機械運動、質(zhì)點、參考系.
時刻和時間間隔、位移、速度、加速度.
位移時間圖象(x —t圖), 速度時間圖象(V—t圖).
一個探究物體運動的實驗
實驗工具的使用,進行實驗數(shù)據(jù)的分析及計算物體的速度
本章知識可分為四個組成部分
機械運動: 對于宏觀物體來說,物體的空間位置隨時間的變化,是自然界最簡單、最基本的運動形態(tài),叫機械運動,簡稱運動
二、質(zhì)點(研究對象的理想模型)
1.質(zhì)點:研究物體的運動時,在某些情況下,我們可以忽略物體的 ,而突出“物體具有質(zhì)量”這個要素,把它簡化為一個有 的點,這樣的點稱為質(zhì)點.
2.物體可以看作質(zhì)點的幾種情況(1)物體的大小、形狀對研究結果沒有影響或影響可以忽略時.(2)只研究物體的平行移動,不研究物體的轉(zhuǎn)動及具體形態(tài)動作時。
3、質(zhì)點的理解:①質(zhì)點的引入是為了研究問題的方便而進行的科學抽象;②質(zhì)點實際上并不存在,是一個理想的物理模型;
1.關于質(zhì)點的概念正確的是( )A. 只有質(zhì)量很小的物體才可以看成質(zhì)點B. 只要物體運動得不是很快,就一定可以把物體看成質(zhì)點C. 質(zhì)點是把物體抽象成有質(zhì)量而沒有大小的點D. 旋轉(zhuǎn)的物體,肯定不能看成質(zhì)點
解析 : A 、能否看作質(zhì)點與物體的質(zhì)量無關,故 A 錯誤;B 、能否看作質(zhì)點要看物體的大小、體積對所研究的問題是否產(chǎn)生影響,物體的大小、體積能否忽略,與物體運動快慢無關,故 B 錯誤; C 、質(zhì)點是物理學中的一個理想模型,用一個有質(zhì)量的抽象點來代替有質(zhì)量的物體,故 C 正確; D 、旋轉(zhuǎn)的物體,若研究物體的旋轉(zhuǎn)動作,則不能看做質(zhì)點,若研究的問題和旋轉(zhuǎn)無關,則可以看做質(zhì)點,比如地球,若研究地球的公轉(zhuǎn),則地球本身的自轉(zhuǎn)就可以忽略,可以把地球看成質(zhì)點,故 D 錯誤. 故選 C .
三、參考系(觀察運動的參照物體)
2、描述物體的位置及其變化時,總是相對其它物體而言→運動的相對性
1、自然界的一切物體都處于永恒的運動中,絕對靜止的物體是不存在的→運動的絕對性
3、參考系:描述物體運動時,用來作參考(假定為不動)的另外的物體,就是參考系
4、參考系的選擇是任意的(不能選擇研究對象自身為參考系),但是要 以對運動的描述盡可能簡單為原則。通常選取地面為參考系。
5、無論物體原來的運動狀態(tài)如何,一旦這個物體被選為參考系,就假定它是靜止的。
(1)參考系可以任意選取,但是在實際問題中,參考系的選取應以研究問方便、對運動的描述盡可能簡單為基本原則。 (2)用來作參考的物體都是假定不動的。被研究的物體運動還是靜止,都是相對于參考系而言的。 (3)參考系一定是研究對象以外的其他物體。
2. 如右圖所示,由于風的緣故,河岸上的旗幟向右飄,在河面上的兩條船上的旗幟分別向右和向左飄,兩條船運動狀態(tài)是( )A.A船肯定是向左運動的 B.A船肯定是靜止的C.B船肯定是向右運動的 D.B船可能是靜止的
解析 :圖中河岸上的旗桿相對于地面是靜止的,旗向右飄,說明此時有向右吹的風. A 船上旗幟向右,有三種可能:一是 A 船不動,風把旗幟刮向右;二是 A 船向左運動,風相對于旗幟向右,把旗幟刮向右;三是 A 船向右運動但運動的速度小于風速,此時風仍能把旗幟刮向右.對于 B 船來講情況相對簡單,風向右刮,要使 B 船的旗幟向左飄,只有使甲船向右運動. 故選 C .
時間分為兩類:時刻和時間間隔時刻:是指與某一瞬時相對應,在表示時間的數(shù)軸上,用點來表示,有先后早晚之分。時間間隔:是指是指兩時刻的間隔△t(與某一段過程相對應),在表示時間的數(shù)軸上用線段來表示,時間間隔簡稱時間,有長短之分。在時間軸上找到時刻和時間間隔。時刻用t表示,時間間隔用?t表示。
3. 參照如圖所示的時間軸,下列關于時刻和時間間隔的說法正確的是:( )A. t2表示時刻,稱為第2s末或第3s初,也可以稱為2s內(nèi)B. t2—t3表示時間間隔,稱為第3s內(nèi)C. t0—t2表示時間間隔,稱為前2s或第2s內(nèi) D. tn-1—tn表示時間間隔,稱為第(n-1)s內(nèi)
解析 :t2表示時間軸上的一個點,所以表示時刻,稱為第2 s 末或第3s初,但不是2s內(nèi), A 錯誤;t2 ~ t3表示時間軸上的一段距離,所以為時間間隔,稱為第3s內(nèi), B 正確; t0 ~ t2 表示時間軸上的一段距離,所以為時間間隔:稱為前2 s ,第2s內(nèi)表示t1~ t2 , C 錯誤tn﹣1~ tn ,表示時間間隔,稱為第 n s 內(nèi), D 錯誤. 故選 B .
1、坐標系的分類①一維坐標系(或直線坐標系):描述做直線運動的物體的位置及運動。②二維坐標系(或平面直角坐標系):描述物體在某平面內(nèi)的位置及運動。③三維坐標系(或空間直角坐標系):描述物體在某空間內(nèi)的位置及運動。
2、引入坐標系的目的為了定量地描述物體的位置,而在參考系上建立坐標系。
思考:如何用表達式表示在坐標軸上質(zhì)點的位置?
結論:物體的位置用字母x表示
六. 位置、位移(位置的變化)
1.位置:質(zhì)點所在空間的一點,可由坐標確定.
3.位移:描述物體位置的變化 ①定義:從物體運動的初位置指向末位置的有向線段 ; ②大?。撼?、末位置間有向線段的長度 ③方向:由初位置指向末位置
2. 路程:物體運動軌跡的實際長度
路程:只有大小沒有方向
思考1:當物體運動時,其路程和位移的大小關系是什么?
位移的大小總是小于或等于路程
思考2:在什么樣的運動中,路程和位移的大小相同?
(1)矢量: 既有大小,又有方向的物理量,例如:
(3)矢量的表示方法 用一條帶箭頭的線段來表示.線段的長度表示矢量的大小, 箭頭的指向表示矢量的方向.
(2)標量: 只有大小,沒有方向的物理量,例如:
(4)運算規(guī)律 標量的運算法則為算術法則,即初中所學的加、減、乘、除等運算方法;矢量的運算法則為以后學習到的平行四邊形定則.
八、直線運動的位置和位移
思考:如何用物理表達式在坐標軸上表示位置和位移?
△x = x2 - x1
那么A-B點的位移呢?
結論:物體的位移用△x 表示,△x = x末 - x初
結論:物體的位移用字母?x表示,?x既表示位移的大小,又表示位移的方向
?x的絕對值表示位移的大小
?x的正負表示位移的方向
①Δx>0,表示位移的方向指向x軸的正方向;②Δx<0,表示位移的方向指向x軸的負方向。
4. 如圖甲所示,一根細長的彈簧系著一小球,放在光滑桌面上,左端固定在墻壁上,手握小球把彈簧拉長,放手后小球便來回運動,圖中 為小球向右到達的最遠位置。小球某次經(jīng)過 點開始計時,其有關時刻的位置如圖乙所示,若測得OA=OC=7cm ,AB=3cm ,下列說法正確的是( ?。〢.0.2s-0.8s內(nèi)小球的位移大小是7cm,方向向右,經(jīng)過的路程是13cmB.0.4s-0.8s內(nèi)小球的位移大小是10cm,方向向左,經(jīng)過的路程是10cmC.0.2s-0.6s內(nèi)小球的位移大小是0cm, 經(jīng)過的路程是0cmD.0.2s-1.0s內(nèi)小球的位移大小是20cm, 方向向左,經(jīng)過的路程是20cm
解析 :A.0.2s-0.8s內(nèi)小球的位移大小是7cn,方向向左,經(jīng)過的路程是13cm,選 項A錯誤;B.0.4s-0.8s內(nèi)小球.的位移大小是10cm,方向向左,經(jīng)過的路程是10cm, 選項B正確;C.0.2s-0.6s內(nèi)小球的位移大小是0cm,經(jīng)過的路程是6cm,選項C錯誤;D.0.2s-1.0s內(nèi)小球的位移大小是14cm,方向向左,經(jīng)過的路程是20cm, 故選項D錯誤。
九、平均速度與瞬時速度
(1)公式v=Δx/Δt (2)平均速度是矢量,方向與位移方向相同。 注意:物體做變速運動時,在不同階段的平均速度一般不同,所以求平均速度時,首先明確求哪段時間或哪段位移的平均速度。
(1)運動物體在某一時刻(或通過某一位置)的速度,當Δt→0時,v=Δx/Δt趨近于那一時刻的瞬時速度。
(2)瞬時速度是矢量,瞬時速度的方向就是物體當前的運動方向。 注意: ①瞬時速度是精確描述物體運動快慢和方向的物理量。 ②在x-t圖像中,某時刻的速度等于此時刻所對應的圖線的斜率或圖線切線的斜率。 ③勻速直線運動是各個時刻的瞬時速度都相同的運動。
3.瞬時速率:瞬時速度的大小,是標量。4.平均速率
(2)平均速率是標量。
(1)公式:v=s/t(s表示路程)。
5. 下列關于速度的說法正確的是( )A.速度是描述物體位置變化的物理量B.速度方向就是物體運動的方向C.平均速度就是速度的平均值,它只有大小,沒有方向,是標量D.勻速直線運動的速度方向是可以改變的
解析 :A、速度是表示物體運動快慢的物理量,即物體位置變化快慢的物理量, 故A錯誤B、速度方向就是物體運動的方向,故B正確;C、平均速度時是矢量,即有大小,又有方向,故C錯誤D、勻速直線運動的速度方向與大小均不改變的,故D錯誤.
(1)定義:速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值,用a表示加速度。(2)表達式: (3)物理意義:加速度是表示速度變化快慢的物理量。(4)單位:米每二次方秒,符號是m/s2 (m·s-2)
速度、速度變化量和加速度的比較
物體的位移與所用時間的比值
物體的末速度與初速度的差值
物體的速度變化量與時間的比值
速度的方向就是物體運動的方向
Δv=a·Δt,Δv與a的方向相同
表示物體運動的快慢和方向
表示物體速度變化的大小和方向
表示物體速度變化的快慢和方向
解析 :AB.加速度的定義式 為比值定義法定義出的物理量,則加速度a的大小與 的大小無關,與時間 也無關;故AB均錯誤。CD. 為矢量式,則有加速度a的方向與速度變化量 的方向相同,加速度的大小等于速度的變化率;故C錯誤,D正確。
【解析】規(guī)定向下為正方向, 方向與正方向相同, 方向與正方向相反,根據(jù)加速度定義式 得 負號代表與正方向相反,即加速度方向向上
十一. 位移-時間圖像
2.位移——時間圖像的作用:
1.位移——時間圖像的特點:
(4)求出做勻速直線運動物體的速度
(1)讀出任一時刻物體所處的位置
(3)讀出物體通過一段位移所用的時間
(5)在同一坐標系中比較兩運動物體的快慢
(2)讀出任一時間內(nèi)物體通過的位移
勻速直線運動的“位移——時間”圖像為一條傾斜的直線
十二. 速度時間圖像的理解1、表示質(zhì)點做直線運動時速度隨時間變化的規(guī)律.并不是物體運動的軌跡。復習速度圖像的定義。2、意義:表示物體的瞬時速度隨時間變化的規(guī)律。3、速度圖像的認識:①圖線上點的含義:②圖線與橫軸的交點:③圖線與縱軸的交點:④圖線的斜率:⑤圖線與圖線的交點:
物體的加速度、正負表示方向。
某時刻兩物體的速度相等
8. 下圖是物體做直線運動的v-t圖像,由圖可知,該物體( )A.第1 s內(nèi)和第3 s內(nèi)的運動方向相反B.第3 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的加速度相同C.第1 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的位移大小不相等D.0~2 s和0~4 s內(nèi)的平均速度大小相等
答案:B解析:因為第1 s內(nèi)和第3 s內(nèi)的圖線的縱坐標均為正值,即運動方向相同,由此判斷A錯誤;第3 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的圖線的斜率相同,所以加速度相同,B項正確;第1 s內(nèi)和第4 s內(nèi)的圖線與橫坐標圍成的面積大小相同,故位移大小相等,C項錯誤;0~2 s和0~4 s內(nèi)的圖線與橫坐標圍成的面積大小相同,但所用時間分別為2 s和4 s,時間不相等,所以平均速度大小不相等,D項錯誤。
9. (多選)物體沿一條東西方向的水平線做直線運動,取向東為運動的正方向,其速度—時間圖像如圖所示,下列說法正確的是( )A.在1 s末,物體速度為7 m/sB.0~2 s內(nèi),物體加速度為3 m/s2C.6~7 s內(nèi),物體做速度方向向西的加速運動D.10~12 s內(nèi),物體做加速度方向向東的加速 運動
答案:BC 解析:由所給圖像知,物體1 s末的速度為9 m/s,A錯誤;0~2 s內(nèi),物體的加速度a= (12-6)/2 m/s2=3 m/s2,B正確;6~7 s內(nèi),物體的速度、加速度為負值,表明它向西做加速直線運動,C正確; 10~12 s內(nèi),物體的速度為負值,加速度為正值,表明它向西做減速直線運動,D錯誤。
十三、打點計時器測速度 1.兩種打點計時器:電磁打點計時器用4~6 V交流電源,電火花計時器用220 V交流電源。? 2.用打點計時器測速度v=Δx/Δt 根據(jù)紙帶上點跡的疏密判斷運動情況求兩點間的平均速度:粗略地求瞬時速度:當"Δx"或"Δt"很小時, 等于某一時刻的瞬時速度
10.一物體以6 m/s的速度沿一光滑傾斜木板從底端向上滑行,經(jīng)過2 s后,物體仍向上滑行,速度大小為1 m/s,若增大木板傾角,仍使物體以6 m/s的速度從底端向上滑行,經(jīng)過2 s后,物體向下滑行,其速度大小變?yōu)? m/s,以沿木板向上為正方向,用a1、a2分別表示物體在前后兩種情況下的加速度,則以下選項正確的是( )A.a(chǎn)1=-2.5 m/s2,a2=-2.5 m/s2B.a(chǎn)1=-3.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2C.a(chǎn)1=-2.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2D.a(chǎn)1=3.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2
解析 題中規(guī)定以沿傾斜木板向上為正方向,則初速度v0=6 m/s,在木板傾角增大前后,物體在2 s末的速度分別為v1=1 m/s,v2=-1 m/s,根據(jù)加速度的定義式a=Δv/Δt,可得a1=-2.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2,C項正確.
11. 一質(zhì)點沿直線Ox方向做變速運動,它離開O點的距離x隨時間變化的關系為x=5+2t3(m),它的速度隨時間t變化的關系為v=6t2(m/s),該質(zhì)點在t=0到t=2 s間的平均速度和t=2 s到t=3 s間的平均速度的大小分別為( )A.12 m/s,39 m/s B.8 m/s,38 m/sC.12 m/s,19.5 m/s D.8 m/s,13 m/s
解析 0~2 s內(nèi)的位移為Δx1=x2-x1=(5+2×23) m-(5+2×03) m=16 m;2~3 s內(nèi)的位移為Δx2=x3-x2=(5+2×33) m-(5+2×23) m=38 m;0~2 s內(nèi)、2~3 s內(nèi)的平均速度分別為v1=8 m/s,v2=38 m/s. 故選B
1.一質(zhì)點沿x軸運動,如圖所示,t1時刻質(zhì)點位于x1=-3m處,t2時刻質(zhì)點到達x2=5m處,t3時刻到達x3=-7m處,則:(1)物體在t1到t2這段時間內(nèi)位移的大小和方向如何?(2)t2到t3這段時間內(nèi)位移的大小和方向如何?(3)t1到t3這段時間內(nèi)位移的大小和方向如何? 2. 下列說法正確的是( )A.升國旗時,觀察到國旗冉冉升起,觀察者是以地面或旗桿作為參考系的B.某同學參加學校田徑運動會200 m決賽中的位移大小等于路程C.某中學每天早上開始上課的時間是8:00,“8:00”指的是時間間隔D.矢量都是有方向的,初中學過的電流是有方向的量,所以電流是矢量
3.我國的某新型潛航器在某次試航中,測試垂直急速下潛、上浮性能,水面艦艇上的測試員發(fā)現(xiàn)儀表上顯示潛航器在某時刻的速度為負值,加速度也是負值并不斷變化直到為零,則此過程中該潛航器的運動情況為( )A.速度先增大后減小,直到加速度等于零為止B.速度一直在增大,直到加速度等于零為止C.位移先增大,后減小,直到加速度等于零為止D.位移一直在增大,直到加速度為零為止
4.(多選)一物體做勻變速直線運動,某時刻速度大小為4 m/s,1 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s,在這1 s內(nèi)該物體的加速度可能是( )A.大小為6 m/s2,方向與初速度的方向相同 B.大小為6 m/s2,方向與初速度的方向相反C.大小為14 m/s2,方向與初速度的方向相同 D.大小為14 m/s2,方向與初速度的方向相反
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