第1章第1单元描述运动的基本概念.ppt

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,1直线运动的概念及规律 2013广东(13,4分) 2013四川(9,15分) 2012上海(10,3分),2运动图象 2013课标(19,6分) 2013四川(6,6分) 2013上海(16,3分) 2013海南(6,3分) 2012海南(6,3分 ),1对基本概念如平均速度、瞬时速度、加速度的理解 2匀变速直线运动规律的综合应用，可单独考查，也可与其他知识如牛顿运动定律、电场知识综合考查 3对xt，vt图象的理解及应用，常以选择题的形式考查,第一单元 描述运动的基本概念,一、参考系 1定义：假定不动，用来做参考的物体 2选取：(1)可任意选取，但选取的参考系不同，结论往往不同，即物体的运动和静止都是相对的 (2)通常以 作为参考系 3.选取原则：应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则.,地面,3.对参考系的理解 1).运动和静止都是相对的，都是相对参考系而言的。 2).参考系的选取是任意的，被选定的物体我们认为是静止的。 3).确定物体的运动性质，必须先选定参考系，参考系不同运动情况可能不同。 4).比较两个物体的运动时，比须选择同一个参考系。,二、质点 1定义：用来代替物体的有 的点，它是一个理想化的物理模型 2物体可看做质点的条件：研究物体的运动时，物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略.,质量,3.物体可以看作质点的情况： 1）、平动的物体 2）、问题涉及的空间位移远大于物体的大小 3）、物体的转动对所研究的问题影响不大 4.说明： 1）、物体的大小并不是判断物体能否看成指点的标准，看成质点的物体，可能体积很大，也可能很小。 2）、质点并不是质量很小的点，也不同于几何图形中的“点”。,三、坐标系 1、定义：为定量的描述物体的位置及位置的变化而建立的具有原点、方向和标度的坐标轴。 2、三要素：原点、正方向、单位长度。 3、说明： 1）、坐标系相对参考系是静止的，坐标系建立在参考系之上。 2）、分类：一维坐标系、二维坐标系、三维。,基础自测 1下列诗句描绘的情景中，含有以流水为参考系的是( ) A人在桥上走，桥流水不流 B飞流直下三千尺，疑是银河落九天 C白日依山尽，黄河入海流 D孤帆远影碧空尽，唯见长江天际流 A A项是以水流为参考系，故桥流水不流，A对，B、C、D都是以大地为参考系,2.2011年亚洲田径锦标赛在日本神 户进行，北京时间7月10日，在 万众瞩目的男子110米栏决赛里 卫冕冠军中国飞人刘翔以13秒 22夺冠，下列有关说法正确的是( ),A刘翔在飞奔过程中，一定能被看做质点 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,D 能否将研究对象看做质点，要看物体的自身因素对所研究问题的影响，对于飞奔的刘翔，当教练研究其动作要领时，不能将其看做质点，当研究跑完全程所用的时间时，可将其看做质点，因此只有D项正确,四、时刻和时间间隔,点,线段,1、时刻和时间间隔比较,2、时刻和时间间隔表示,以下各词指“时间间隔”还是“时刻”，并在时间轴上表示：第2秒 , 前2秒 , 第2秒初, 第2秒末, 第3秒初, 2秒末.,3、时刻和时间间隔应用,【特别提醒】 日常生活中提到的时间有时指时刻，有时指时间间隔，但物理学中的时间只表示两时刻的间隔,五、位移和路程,初位置,末位置,运动轨迹,初始位置,末位置,等于,小于,基础自测 3跳水比赛是我国的传统优势项目在2012年伦敦奥运会“跳水比赛中，我国运动员取得了优异的成绩，在观看运动员的比赛时，若只研究运动员的下落过程，下列说法正确的是 ( ),A前一半时间内位移大，后一半时间内位移小 B前一半位移用的时间长，后一半位移用的时间短 C为了研究运动员的技术动作，可将正在比赛的运动员视为质点 D运动员在下落过程中，感觉水面在加速上升,BD 运动员的下落过程阻力很小，可看做是自由落体运动，故前一半时间内的位移小于后一半时间内的位移，A错；前一半位移所用时间大于后一半位移所用时间，B对；研究运动员的技术动作时，其大小、形状不能忽略，C错；运动员相对水面加速下降，则水面相对运动员加速上升，D对,4有甲、乙两船同时从龙口出发，甲船路线是龙口旅顺大连，乙船路线是龙口大连两船航行两天后都在下午三点到达大连，以下关于两船全航程的描述中正确的是 ( ) A两船的路程相同，位移不相同 B两船的平均速度相同 C“两船航行两天后都在下午三点到达大连”一句中，“两天”指的是时间，“下午三点”指的是时刻 D在研究两船的航行时间时，可以把船视为质点,BCD 在本题中路程是船运动轨迹的长度，位移是龙口指向大连的有向线段，两船的路程不相同，位移相同，A错；平均速度等于位移除以时间，B对；时刻是指某一瞬间，时间是两时刻间的间隔，C对；在研究两船的航行时间时，船的大小和形状对所研究的问题影响可以忽略不计，D对,六、速度与速率,2）、符号：V 3）、定义式： 4）、速度是矢量 方向：与物体的运动方向相同,x 越大，v越大吗？,1）、定义：位移与发生这个位移所用时间的比值。,速度的大小与位移成正比对吗或速度的大小与时间成反比对吗？,比值法定义,1、速度,B,2、平均速度,3）、物理意义：粗略地描述物体在时间间隔t内的平均快慢程度。,1）、 定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。,4）、平均速度的方向如何？ 一个物体沿着一个圆周运动，圆的半径为5m，物体从A点出发经过5s第一次到达B点，那么在这段时间内物体的平均速度多大？方向如何？,A,平均速度的方向：物体的位移方向。,1.4m/s,2）、定义式：,在公式 中，如果时间非常小， 接近于零，表示的是某一瞬间，这时的速度称为,极限思想,瞬时速度,某个位置,可以准确,匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动，在匀速直线运动中平均速度和瞬时速度相等,运动方向,3、瞬时速度与速率,1）、瞬时速度,2）、速率： （1）定义：瞬时速度的大小 （2）是_量 （3）汽车的速度计显示的是 _ 3）、常说的“速度”，可能指: “平均速度”、“瞬时速度”或“速率”,速率,标,【特别提醒】 平均速度只能粗略地描述物体运动的快慢；瞬时速度能精确地描述物体在某一位置或某一时刻运动的快慢,平均速度=位移/时间,平均速率=路程/时间,问：平均速度的大小是否也叫平均速率呢？,不是,在单向直线运动中 大小相等,4、对速度和速率的理解,基础自测 5在日常生活中，人们常把物体运动的路程与运动时间的比值定义为物体运动的平均速率某同学假日乘汽车到南京观光，在公路上两次看到路牌和手表如图所示，则该同学乘坐的汽车在该段时间内行驶的平均速率为( ),加速,大小不变,减速,【特别提醒】 这些概念是运动学的基础，也是整个物理学的基础一定要理解其物理意义和描述的内容、条件以及相关的公式、单位,基础自测 6(2014·普陀区二模)近几年，国内房价飙升，在国家宏观政策调控下，房价上涨出现减缓趋势王强同学将房价的“上涨”类比成运动学中的“加速”，将房价的“下跌”类比成运动学中的“减速”，据此，你认为“房价上涨出现减缓趋势”可以类比成运动学中的 ( ) A速度增加，加速度减小 B速度增加，加速度增大 C速度减小，加速度增大 D速度减小，加速度减小,A “房价上涨”可以类比成运动学中的“速度增加”，“减缓趋势”则可类比成运动学中的“加速度减小”,7A、B两物体均做匀变速直线运动，A的加速度a11.0 m/s2，B的加速度a22.0 m/s2，根据这些条件做出的以下判断，其中正确的是 ( ) AB的加速度大于A的加速度 BA做的是匀加速运动，B做的是匀减速运动 C任意时刻两个物体的速度都不可能为零 D两个物体的运动方向一定相反,A 加速度是矢量，负号不表示大小，A正确，两物体的初速度方向不确定，不能判断是加速还是减速，B错；若两物体均做减速运动，某时刻速度均可以为零，C错；两个物体的运动方向可以相同，D错,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，被选为参考系的物体，我们假定它是静止的,对参考系的理解和应用,(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)当比较两个物体的运动情况时，必须选择同一个参考系,2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例如研究地球公转的运动情况，一般选太阳作为参考系；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；研究物体在运动的火车上的运动情况时，通常选火车为参考系如不特别说明，一般是以地球作为参考系,一船夫划船逆流而上，驾船沿河道逆水航行，经过一桥时，不慎将心爱的酒葫芦落于水中，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，试求河水的速度,合理地选取参考系，可以简化问题的解答过程选取不同的参考系，对运动的描述不同，但求解结果相同.,针对训练 1一列长为l的队伍，行进速度为v1，通讯员从队伍尾以速度v2赶到排头，又立即以速度v2返回队尾求这段时间里队伍前进的距离,1.质点是对实际物体科学的抽象，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，是一种理想化模型，真正的质点是不存在的,对质点概念的进一步理解,2物体可被看做质点的几种情况 (1)平动的物体通常可视为质点 (2)有转动但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点 (3)同一物体，有时可看成质点，有时不能当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，反之，则可以,关键一点 (1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点，关键要看所研究问题的性质当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时，物体可视为质点 (2)质点并不是质量很小的点，要区别于几何学中的“点”,2013年6月，“天宫一号”与“神舟十号”成功对接，标志着中国航空航天技术又向前跨进一步如图所示是它们的对接示意图，下列有关说法中正确的是( ),A对接过程中，“天宫一号”和“神舟十号”都可视为质点 B对接成功后，以“天宫一号”为参照物，“神舟十号”在做匀速运动 C对接成功后，“天宫一号”和“神舟十号”就静止在太空中 D对接成功后，研究它们的运行周期时，可以视为质点,【解析】 “天宫一号”和“神舟十号”能否被看作质点，关键要看它们的大小和形状能否忽略，选项A错、D对；“天宫一号”和“神舟十号”相对静止，若以地球为参考系，它们均是运动的，选项B、C错 【答案】 D,求解此类题的关键有两点： (1)明确题目中所要研究的问题是什么； (2)分析物体的大小和形状对所研究的问题而言能否忽略.,针对训练 2在研究物体的运动时，下列物体中可以当作质点处理的是 ( ) A中国乒乓球队队员马琳在第29届北京奥运会上获得男单的金牌，在研究他发出的乒乓球时 B北京奥运会男子50米步枪三种姿势射击中，研究美国名将埃蒙斯最后一枪仅打了4.4环的子弹时 C研究哈雷彗星绕太阳公转时 D用GPS定位系统研究汽车位置时,BCD 乒乓球比赛中运动员发出的乒乓球有转动，这种转动不能忽略，所以不能把乒乓球看做质点；研究美国名将埃蒙斯最后一枪仅打了4.4环的子弹的运动时，由于子弹各部分的运动情况都相同，所以可以看做质点；研究哈雷彗星绕太阳公转时，可以忽略哈雷彗星自转，也可以看做质点；用GPS定位系统研究汽车位置时，不需要考虑汽车各部分运动的差异，汽车可以看做质点，所以选项B、C、D正确,1三个物理量的对比,速度、速度变化量和加速度的关系,一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程 ( ) A速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 B速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值 C位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大 D位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值,【审题指导】 错误地认为加速度减小的运动就是减速运动，因为该物体是加速还是减速要看加速度a的方向与速度v的方向是相同还是相反加速度方向与速度方向相同，速度增大，即为加速运动；反之a与v的方向相反，即为减速运动 【解析】 加速度减小并不代表速度减小了，只是说明单位时间内速度的增加量小了，但仍是加速 【答案】 B,针对训练 3有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法 ( ) 点火后即将升空的火箭 高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车 运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶 太空的空间站在绕地球做匀速转动,A中因火箭还没运动，所以加速度一定为零 B中轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C中高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度很大 D中尽管空间站匀速转动，加速度也不为零,BD 点火后虽然火箭速度为零，但由于合外力很大而具有很大的加速度，所以选项A错误判断加速度的大小，看速度变化的快慢，而不是看速度的大小，所以选项B正确一个物体运动速度大，但速度不一定发生变化，如匀速直线运动，它的加速度为零，所以选项C错误曲线运动的速度方向发生了变化，速度就发生了变化，一定有加速度，所以选项D正确,易混易错点津 平均速度与瞬时速度 某赛车手在一次野外训练中，先利用地图计算出出发地和目的地的直线距离为9 km，从出发地到目的地用了5 min，赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km，当他经过某路标时，车内速率计指示的示数为150 km/h，那么可以确定的是 ( ),A在整个过程中赛车手的位移是9 km B在整个过程中赛车手的路程是9 km C在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/h D经过路标时的瞬时速率是150 km/h,平均速度与瞬时速度的区别和联系 (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快慢程度 (2)联系：瞬时速度是运动时间t0时的平均速度.,12013年元月10日日本自卫队飞机F15对我国一架运8飞机进行近距离跟踪，我国立即起飞2架歼10飞机进行了查证和监视，下列可将F15战斗机视为质点的是 ( ),A研究人员观察测试F15战斗机的飞行速度时 B研究人员观察F15战斗机飞行姿式、测各项技术参数时 C敌方确定F15战斗机位置时 D敌方欲对F15战斗机关键部位实施打击时,观察F15战斗机飞行速度或确定其位置时，无需考虑形状、大小，可将其看成质点，A、C正确而观察F15战斗机飞行姿式或确定关键部位时，都必须考虑其形状、大小，不能看成质点，B、D错,AC,2如图所示，由于风的缘故，河岸上的旗帜向右飘，在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘，两条船运动状态是 ( ),AA船肯定是向左运动的 BA船肯定是静止的 CB船肯定是向右运动的 DB船可能是静止的,C,图中河岸是静止的，由旗帜向右飘，可知此时风向向右(相对河岸而言)A船上的旗帜向右飘表明，A船可能有以下三种可能：一是A船不动，风把旗帜吹向右方；二是A船向左运动，风相对A船向右吹，风把旗帜吹向右方；三是A船向右运动，但船速小于风速，风仍能把旗帜吹向右方对B船，则只有B船向右运动并大于风速，风才能把旗帜吹向左方C正确,3(2014·淮安模拟)对加速度的理解，下列说法正确的是 ( ),A加速度增大，速度可能减小 B速度变化量v越大，加速度就越大 C物体有加速度，速度就增大 D物体速度很大，加速度可能为零,AD,如果加速度的方向和速度的方向相反，则加速度增大，速度减小，A正确；加速度为速度的变化率，速度变化量大，可能所用时间比较长，加速度不一定大，B错误；物体有加速度，其方向关系不确定，所以速度可能增大，也可能减小物体的速度和加速度没有必然的联系，加速度大，速度可能很小，加速度小，速度可能很大，C错误，D正确,4(2014·北京西城期末)用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s则滑块经过光电门位置时的速度大小为 ( ),A0.10 m/s B100 m/s C4.0 m/s D0.40 m/s,A,5一位汽车旅游爱好者打算到某风景区去观光，出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路，他原计划全程平均速度要达到40 km/h，若这位旅游爱好者开出1/3路程之后发现他的平均速度仅有20 km/h，那么他能否完成全程平均速度为40 km/h的计划呢？若能完成，要求他在后2/3的路程里开车的速度应达多少？,课时作业(一),一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确),1.(2014·大连模拟)如图所示，物体沿曲线轨迹的箭头方向运动，AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是：1 s,2 s,3 s，4 s下列说法正确的是 ( ),A物体在AB段的平均速度为1 m/s B物体在ABC段的平均速度为m/s CAB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度 D物体在B点的速度等于AC段的平均速度,ABC,由可得：AB m/s1 m/s. AC m/s，故A、B均正确； 所选取的过程离A点越近，其阶段的平均速度越接近A点的瞬时速度，故C正确；由A经B到C的过程不是匀变速直线运动过程，故B点虽为中间时刻，但其速度不等于AC段的平均速度，D错误,2关于质点，下列说法中正确的是 ( ),A质点一定是体积和质量极小的物体 B因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别 C研究运动员在3 000米长跑比赛中运动的快慢时，该运动员可看成质点 D欣赏芭蕾舞表演者的精彩表演时，可以把芭蕾舞表演者看成质点,C,物体能否被看成质点与物体本身的体积和质量的大小无关，主要是看其大小和形状能否可以忽略，故A错；质点有质量，几何中的点没有质量，所以不同，故B错；研究运动员长跑的运动快慢时，可用一个点代替，故C正确；表演者跳舞时其身体的各个部分不能忽略，所以不能看成质点，故D错,3(2014·北京东城期末检测)轿车的加速度变化快慢将影响乘坐的舒适度加速度变化得越慢，乘坐轿车的人会感到越舒适若引入一个新物理量用于表示加速度变化的快慢，则该物理量的单位应是 ( ),C,4用同一张底片对着小球运动的路径每隔 1/10s拍一次照，得到的照片如图所示，则小球在图中过程运动的平均速度是 ( ),A0.25 m/s B0.2 m/s C0.17 m/s D无法确定,C,5(2014·中山模拟)关于加速度的方向，下列说法中正确的是 ( ),A总与初速度的方向一致 B总与平均速度的方向一致 C总与速度变化的方向一致 D与物体运动的方向无关,CD,加速度的方向与速度变化的方向相同，与速度方向无关，但加速度与速度方向相同时，物体加速，反之则减速，故C、D正确,6(2014·辽宁沈阳四校联考)一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度的方向相同，但加速度大小先保持不变，再逐渐减小直至零，则在此过程中 ( ),A速度先逐渐变大，然后逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 B速度先均匀增大，然后增大得越来越慢，当加速度减小到零时，速度达到最大值 C位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大 D位移先逐渐增大，后逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值,B,加速度与速度同向，速度应增大当加速度不变时，速度均匀增大；当加速度减小时，速度仍增大，但增加得越来越慢；当加速度为零时，速度达到最大值，保持不变，A错误，B正确因质点速度方向不变化，始终向前运动，最终做匀速运动，所以位移一直在增大，C、D均错误,7(2014·浙江宁波市八校联考)甲、乙两位同学多次进行百米赛跑，每次甲都比乙提前10 m到达终点假若现让甲远离起跑点10 m，乙仍在起跑点起跑，则结果将会是 ( ),A甲先到达终点 B两人同时到达终点 C乙先到达终点 D不能确定,A,8.,8.(2014·泰安模拟)在街头的理发店门口，常可以看到有这样的标志：一个转动的圆筒，外表有彩色螺旋斜条纹，我们感觉条纹在沿竖直方向运动，但实际上条纹在竖直方向并没有升降，这是由于圆筒的转动而使我们的眼睛产生的错觉如图所示，假设圆筒上的条纹是围绕圆筒的一条宽带，相邻两圈条纹在沿圆筒轴线方向的距离(即螺距)为L10 cm，圆筒沿逆时针方向(从俯视方向看)，以2 r/s的转速匀速转动，我们感觉到的升降方向和速度大小分别为 ( ),A向上10 cm/s B向上20 cm/s C向下10 cm/s D向下20 cm/s,D,9.三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时达到M点，下列说法正确的是 ( ),A三个质点从N点到M点的平均速度相同 B三个质点任意时刻的速度方向都相同 C三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同 D三个质点从N点到M点的位移不同,A,10一物体做匀加速直线运动，通过一段位移x所用的时间为t1，紧接着通过下一段位移x所用的时间为t2，则物体运动的加速度为 ( ),A,二、非选择题(本题共2小题，共30分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位),11(15分)为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0 cm的遮光板，如图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为t10.30 s，通过第二个光电门的时间为t20.10 s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t3.0 s试估算：,(1)滑块的加速度多大？ (2)两光电门之间的距离是多少？,12(15分)一辆汽车从静止开始匀加速开出，然后保持匀速运动，最后匀减速运动，直到停止，下表给出了不同时刻汽车的速度：,(1)汽车做匀速运动时的速度大小是否为12 m/s？汽车做加速运动时的加速度和减速运动时的加速度大小是否相等？ (2)汽车从开出到停止共经历的时间是多少？ (3)汽车通过的总路程是多少？,答案 (1)是 不相等 (2)11 s (3)96 m,