第1课时 运动的描述
导学目标 1.掌握参考系、质点、位移和路程的概念.2.掌握速度与加速度的概念,并理解二者的关系.
一、质点 [基础导引]
下列情况中所描述的物体可以看做质点的是
( )
①研究绕太阳公转时的地球 ②研究自转时的地球 ③研究出站时的火车 ④研究从北京开往上海的火车 A.①② [知识梳理]
1.用来代替物体的有________的点叫做质点,研究一个物体的运动时,如果物体的________和________对问题的影响可以忽略,就可以看做质点. 2.质点是一个理想化的物理模型.
物体能否看成质点是由问题的性质决定的.同一物体在有些情况下可以看成质点,而在另一些情况下又不能看成质点. 思考:质点的体积一定很小吗? 二、参考系与位移、路程
B.①③
C.②③
D.①④
[基础导引]
1.指出以下所描述的运动的参考系各是什么? A.太阳从东方升起,西方落下 ________ B.月亮在云中穿行 ______ C.车外的树木向后倒退 ______ D.“小小竹排江中游” ______
2.如图1所示,质点由西向东运动,从A点出发到达CB点后静止.若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点, 向东为正方向建立直线坐标,则:出发点的位置为________,
图1 点再返回
B点位置是________,C点位置为______,A到B位置变化是______ m,方向______,C到B位置变化为________ m,方向________. [知识梳理] 1.参考系和坐标系
(1)为了研究物体的运动而假定______的物体,叫做参考系.
(2)对同一物体的运动,所选择的参考系不同,对它的运动的描述可能会________.通常以________为参考系.
(3)为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的________.
思考:选取的参考系一定是静止的物体吗? 2.位移和路程
(1)位移描述物体________的变化,用从__________指向__________的有向线段表示,是矢量.
(2)路程是物体运动________的长度,是标量. 思考:什么情况下物体运动的路程等于位移的大小? 三、速度和加速度 [基础导引]
1.关于瞬时速度、平均速度,以下说法中正确的是
( )
A.瞬时速度可以看成时间趋于无穷小时的平均速度
B.做变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度,一定和物体在这段时间内各个时刻的瞬时速度的平均值大小相等
C.物体做变速直线运动时,平均速度的大小就是平均速率
D.物体做变速直线运动时,平均速度是指物体通过的总路程与所用总时间的比值 2.关于物体运动的加速度和速度的关系,以下说法中正确的是 ( )
A.速度越大,加速度也一定越大 B.速度变化很快,加速度一定很大
C.加速度的方向保持不变,速度的方向也一定保持不变 D.加速度就是速度的增加量 [知识梳理] 1.速度
物理学中用位移与发生这段位移所用时间的比值表示物体运动的______,即v=Δx
,是描述物体运动的________的物理量. Δt
(1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的________与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度,即v=________,其方向与________的方向相同.
(2)瞬时速度:运动物体在__________________________的速度,方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧,是矢量.瞬时速度的大小叫________,是标量.
思考:现在汽车上都安装有行车电脑,可以即时显示行车速度、某段时间内平均速度等相关参量,你能仅凭两数字变化快慢来判断哪是瞬时速度,哪是平均速度吗? 2.加速度
加速度是描述________________的物理量,是____________与
____________________的比值,即a=________.加速度是矢量,其方向与____________的方向相同.
3.根据a与v方向间的关系判断物体是在加速还是在减速 (1)当a与v同向或夹角为锐角时,物体速度大小________. (2)当a与v垂直时,物体速度大小________.
(3)当a与v反向或夹角为钝角时,物体速度大小________.
思考:1.速度大的物体加速度一定大吗?加速度大的物体速度一定大吗? 2.速度变化大,加速度一定大吗?加速度大,速度变化一定大吗?
考点一 参考系的选取 考点解读
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. 典例剖析
例1 甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼房匀速上升,乙看到甲匀速上升,丙看到乙匀速下降.那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况不可能是( ) A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙停在空中 B.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v乙 D.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙 思维突破 本题涉及三个物体的运动,需要我们注意参考系的选取,并比较运动速度的大小.从题给条件出发,画出运动示意图,进行严密的逻辑推理,方能得出正确结果.本题也可从选项出发,逐项进行分析,看看是否会出现题干中所述的情况. 跟踪训练1 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 考点二 平均速度与瞬时速度的关系 考点解读 1.平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段时间或一段位移相对应.瞬时速度能精确描述物体运动的快慢,它是在运动时间Δt→0时的平均速度,与某一时刻或某一位置相对应. 2.瞬时速度的大小叫速率,但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. 典例剖析 例2 2020年5月31日,国际田联挑战赛捷克俄斯特拉发站比赛结束,牙买加“飞人”博尔特 以9.91 s的成绩赢得100 m大战.博尔特也曾以19.30 s的成绩获得2020年北京奥运会200 m比赛的金牌.关于他在这两次比赛中的运动情况,下列说法正确的是 ( ) A.200 m比赛的位移是100 m比赛位移的两倍 B.200 m比赛的平均速度约为10.36 m/s C.100 m比赛的平均速度约为10.09 m/s D.100 m比赛的最大速度约为20.18 m/s 思维突破 物理问题常常与实际生活相联系,本题中跑道200 m不是直的,而是弯曲的.这是一个实际生活问题,所以学习物理不能脱离生活. 跟踪训练2 如图2所示,一个人沿着一个圆形轨道运动,开始运动,经过半个圆周到达B点.下列说法正确的是 由A点 ( )