《描述运动的基本概念》.ppt

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1、第一章 运动的描述 匀变速 直线运动的研究第1课时 描述运动的基本概念考点自清1.质点 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.,质量,形状,大小,2.参考系和坐标系(1)为了研究物体的运动而假定 的物体,叫做参考系.对同一物体的运动，所选择的参考 系不同，对它的运动的描述就会.通常以 为参考系来研究物体的运动.(2)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坐标系.中学物理中 常用的坐标系有直线坐标系和平面直角坐标系,可分别用来研究物体沿直线的运动和在平面内 的运动.,不动,不同,地面,3.时刻和时间

2、时隔(1)时刻指的是某一瞬时，在时间轴上用 来 表示，对应的是位置、速度、动能等状态量.(2)时间间隔是两个时刻间的间隔,在时间轴上 用 来表示，对应的是位移、路程、功等 过程量.4.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.,点,线段,位置,初位置,末位置,轨迹,5.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=,是描述物体 运动的 和方向的物理量.(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,其方向与 的方向相同.(2)瞬时速度

3、：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.,快慢,快慢,位移,位移,某一时刻（或某一,一位置）,速率,6.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.,速度变化快慢,速度的,发生这一变化所用时间,速度变化,变化量,热点聚焦热点一 质点概念的理解与应用1.质点是对实际物体的科学抽象,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,是一种理想化的模型,真正的质点是 不存在的.2.一个物体能否看做质点,并非依物体自身大小来 判断,而是要看物体的大小、形状在所讨论

4、的问 题中是主要因素还是次要因素.若是次要因素,即 使物体很大,也能看做质点.相反,若物体的大小、形状是主要因素,即使物体很小,也不能看做质点.,3.质点与几何中的“点”不同.质点是对实际物体 进行科学抽象的模型,具有质量,只是忽略了物 体的大小和形状:几何中的点仅仅表示空间中的 某一位置.,热点二 平均速度与瞬时速度的区别和联系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 t0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

5、的比 值,它与平均速度的大小没有对应关系.思考与讨论:什么情况下,平均速度与瞬时速度相等?提示:在匀速直线运动中,瞬时速度保持不变,与平 均速度相等.,热点三 关于加速度的理解1.从a=可知，加速度是速度的变化率，加速度 大,意味着速度变化快,并不表示速度变化大.2.只要物体的速度在变化,就说明存在加速度;反之,有加速度,物体的速度就在变化.只是加速度衡量 了速度变化的快慢程度而已.3.当加速度方向与速度方向一致时,物体做加速直 线运动;当加速度方向与速度方向相反时,物体做 减速直线运动.因此,判断物体速度是增大还是减 小,要看加速度方向与速度方向的关系,而“增 大”或“减小”的快慢就要看加速

6、度的大小了.,思考与讨论:物体由于发生了位移而具有速度,同理,由于速度发生了变化,物体就产生了加速 度,你认为这种对速度和加速度的理解是否 正确？提示:物体运动时,物体的位置发生变动,产生位 移.当物体受到力的作用时,就会产生加速度,物 体的速度也就随之发生变化.可见,速度和位移、加速度和速度变化存在着因果关系,若将其因果 关系颠倒就会导致错误.,题型探究题型1 质点概念的理解【例1】如图1为我国田径名将刘翔,曾多次获得110米栏冠军，下列有 关说法正确的是()A.刘翔在飞奔的110米中,可以看 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

7、D.是否能将刘翔看做质点,决定于我们所研究的 问题,图1,思路点拨 分析刘翔的尺寸在研究的问题中属 于次要因素还是主要因素，从而确定是否可以 将刘翔看做质点.解析 在刘翔飞奔的110米中,我们如果只关心 他的速度,则无需关注其跨栏动作的细节,故可以 将其看做质点.教练为了分析其动作要领时,如果 作为质点,则其摆臂、跨栏等动作细节将被掩盖,无法研究,所以就不能看做质点.因此,能否将一 个物体看做质点,关键是物体自身因素对我们所 研究问题的影响,而不能笼统地说行或不行.答案 AD,规律总结 判断物体是否可看作质点应注意以下两点(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

8、的问题而言 能否忽略.,变式练习1 2008年北京奥运会已落下帷幕,世 人瞩目,中国代表团参加了包括田径、体操、柔 道在内的所有28个大项的比赛,下列几种奥运比 赛项目中的研究对象可视为质点的是()A.在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆 在支撑地面过程中的转动情况时 B.帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时 C.跆拳道比赛中研究运动员的动作时 D.铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行 时间时,解析 A、C项中的研究对象的大小和形状忽略 后,所研究的问题将无法继续,故A、C错,而B、D 项中的研究对象的大小和形状忽略后,所研究的 问题不受影响,故B、D正确.答案 BD,题型2 对平均速度的理

9、解【例2】汽车沿直线从甲地开往乙地,若前一半路 程的平均速度为v1,后一半路程的平均速度为v2,则汽车全程的平均速度 为多少？若汽车在全程 的前一半时间的平均速度为v1,后一半时间的平 均速度为v2,则全程的平均速度 为多少？哪种情 况下的平均速度大？思维快车本题考查平均速度的运算,对一般变 速运动平均速度的计算必须牢牢抓住平均速度 的定义式.,解析(1)(2)对两种情况下的平均速度作差有 0,即v1v2时，后一种情况的平均速度大.答案 第二种情况平均速度大,规律总结 对平均速度的计算应注意以下几点：(1)平均速度是矢量,方向与位移方向相同.(2)平均速度的大小与物体不同的运动阶段有关.(3)

10、是平均速度的定义式,适用于所有的运 动,而 适用于匀变速直线运动,但若v=,却不能判定该物体做匀变速直线运动.,变式练习2 某同学在百米比赛中,以6 m/s2的 加速度迅速从起点冲出，到50 m处的速度是 8.2 m/s,在他跑完全程中间时刻t1=6.25 s时速 度为8.3 m/s,最后以8.4 m/s的速度冲过终点,他的百米平均速度大小为 m/s.解析 本题交代了许多速度,但那些都是瞬时速 度,求平均速度是否用 来求解呢？显然 不是,因为该运动不是匀变速直线运动,所以只 能用 来求解,其中x=100 m，而时间t可由,“全程中间时刻t1=6.25 s”得出t=2t1=12.5 s,因此平均

11、速度 答案 8 m/s,变式练习3 下表是在北京西与长沙区间运行的 T1/T2次列车运行时刻表.假设列车准点到达和 准点开出,且做直线运动.求：(1)列车由长沙开出至到达武昌的过程中的平均 速度;(2)列车由郑州开出至到达岳阳的过程中的平均 速度；（3）T1次列车在505的速度和全程的平均 速度.,解析(1)由上表可得,由长沙到武昌的过程中 位移x1=1 588 km-1 226 km=362 km(1分)时间t1=3小时28分=3.467 h(1分)所以 h=104.4 km/h(3分)(2)由上表可得,由郑州到岳阳过程中 位移x2=1 441 km-690 km=751 km(1分)时间t

12、2=7小时37分=7.617 h(1分)所以平均速度(3分),(3)T1次列车在505时在武昌站停车,所以此时 的瞬时速度为0.（1分）在全程中:位移x=1 588 km（1分）时间t=15小时38分=15.633 h（1分）所以全程平均速度（2分）答案(1)104.4 km/h(2)98.6 km/h(3)0 101.6 km/h,题型3 对加速度的理解【例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是()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 太空中的空间站在绕地球做匀速转动 A.因火箭还没运动,所以加

13、速度一定为零 B.轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大 C.高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加 速度也一定很大 D.尽管空间站匀速转动,加速度也不为零,思路导图,解析 选项A中,火箭虽还没动,但火箭所受合外 力不为零,故A错；轿车紧急刹车时,根据a=,由于t很短,故加速度很大,B对;磁悬浮列车的 速度很大,但速度变化并不快,故加速度并不大,C错;空间站的速度大小不变,但速度方向不断变 化,故加速度并不为零,D对.答案 BD,变式练习4 关于物体的运动,下列哪种说法是 不可能的()A.加速度在减小,速度在增加 B.加速度方向始终改变而速度不变 C.加速度和速度大小都在变化,加速度最大

14、时速 度最小,速度最大时加速度最小 D.加速度方向不变而速度方向变化 解析 物体从静止开始做加速度减小的加速运 动时,加速度减小,说明速度增加得越来越慢,当 加速度减小到零时,速度增加到最大,故选项A、C 是可能的.平抛运动中,加速度方向不变而速度 方向时刻变化,故选项D也是可能的.只要有加速 度,速度就要变化,选项B是不可能的.,B,题型4 利用“对称性”解决运动问题【例4】天空有近似等高的浓云层.为了测量云层 的高度,在水平地面上与观测者的距离为d=3.0 km处进行一次爆炸,观测者听到由空气直接 传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上 相差t=6.0 s.试估算云层下表面的高度.已知

15、空气中的声速v=km/s.解析 如右图所示,A表示爆炸处,O表示观测者所在处,h表示云层下 表面的高度.用t1表示爆炸声直接传 到O处所用时间,则有d=vt1,用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所用时间,因为入射角等于反射角,故有 已知t2-t1=t 联立式,可得 代入数值得h=2.0103 m 答案 2.0103 m,【评分标准】本题共16分,其中式各5分,式各2分.【名师导析】有关匀速运动的问题近几年考查较多,如宇宙膨 胀速度、超声波测速等,涉及规律比较简单.根 据高考的特点,运动的问题与科普知识或其他某 一情景相结合进行考查,仍将是考查的热点,同 时注意理解题意、建立模型的能力要求会越来

16、 越高.,素能提升1.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 不可作为质点 D.研究跳水运动员转体动作时,运动员不可作为 质点 解析 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,也可以是 变速运动的物体,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;但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正确.,BD,2.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

17、,甲看到丙匀速上升,丙看到乙匀速下降.那么在地面上的人看来,甲、乙、丙的运动情况可能是()A.甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙停在空中 B.甲、丙匀速下降,v丙v甲,乙匀速上升 C.甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速下降,且v丙v甲 D.甲、乙匀速下降,v乙v甲,丙匀速下降,且v丙v甲,解析 甲看到楼房匀速上升,说明甲相对地面匀 速下降;乙看到甲匀速上升,说明乙相对地面也 匀速向下运动,且v乙v甲,B、D不正确.甲看到丙 匀速上升,丙看到乙匀速下降,说明丙可能静止,或者可能匀速上升,或者可能匀速向下运动且 v丙v甲v乙,C不正确,A正确.答案 A,3.三个质点A、B、C均由N点沿不同 路径运动至M点

18、,运动轨迹如图3所 示,三个质点同时从N点出发,同时 到达M点.下列说法正确的是()A.三个质点从N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,图3,解析 位移是指物体在空间的位置的变化,用从 物体初位置指向末位置的矢量表示,三个质点的 起始位置相同,故三个质点的位移相同,D项错;由于运动时间相同,由平均速度的定义可知,平 均速度也相同,A项对；曲线运动的方向沿轨迹 的切线方向,所以不是任何时刻速度方向都相同 的,B项错；任意时刻三个质点的位移并不相同,平均速度也不同,C项错.答案 A,4.

19、下列说法中正确的是()A.物体有加速度,速度就增加 B.物体的速度变化越快,加速度就越大 C.物体的速度变化量v越大,加速度就越大 D.物体运动的加速度等于零,则物体一定静止 解析 加速度是表示物体速度变化快慢的物理 量,与物体的速度的大小没有直接关系,故B正确,D错误;由v=at,v的大小还与t的大小 有关,故C错误；当加速度与速度反向时,速度反 而减小,故A项错误.,B,5.一质点沿直线Ox方向做变速运动,它离开O点的 距离随时间变化的关系为x=5+2t3(m),它的速度 随时间t变化关系为v=6t2(m/s).该质点在t=0到 t=2 s间的平均速度和t=2 s到t=3 s间的平均速 度

20、大小分别为()A.12 m/s,39 m/s B.8 m/s,38 m/s C.12 m/s,19.5 m/s D.8 m/s,12 m/s 解析 平均速度,t=0时,x0=5 m;t=2 s时,x2=21 m；t=3 s时,x3=59 m.故=8 m/s,=38 m/s.,B,6.一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,则在此过程中()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,解析 加速度与速度同向,速度应变大,当加速 度减小到零时,速度不再增大,A项错误;物体做 加速度减小的加速运动,最后达到匀速,B项正 确;因物体最终匀速运动,所以位移仍增大,C项 错误;位移一直增大,没有最小值,D项错误.答案 B,7.一辆汽车沿平直公路行驶,先以速度v1通过前 的位移,再以速度v2=50 km/h通过其余的 位移.若整个位移中的平均速度=37.5 km/h,则第一 段位移内的平均速度是多少？解析 设整段位移为x,通过前 位移和后 位 移的时间分别为t1和t2,根据 得t1=,t2=解得第一段位移内的速度 v1=答案 25 km/h,反思总结,返回,