第一章 运动的描述
第一节 质点 参考系和坐标系
一 、物体和质点
1、定义:不考虑物体大小和形状时,用来代替物体的有质量的点。
2、物理意义:质点是一种理想化模型。将物体看成质点是研究物理问题的一个重要方法,,抓住了主要因素忽略了次要因素,可以使问题的处理大为简化,便于解决。 3可以看作质点的条件:
(1)物体的大小、形状对所研究物理问题的影响可以忽略不计时,可以把物体看作质点。
例如:马拉松运动员可以看作质点,体操运动员就不可以看作质点。 (2) 平动的物体可以看作质点。
平动的物体是指物体上各个点运动情况都完全相同,这样物体上任一点运动情况与整个物体的运动情况完全相同,用一点来代替整个物体。 中学阶段,力学中的大多数研究对象都可以看作质点。 (3)质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型.
问题:1.能否把物体看作质点,与物体的大小、形状有关吗?
2.研究一辆汽车在平直公路上的运动,能否把汽车看作质点?要研究这
辆汽车车轮的转动情况,能否把汽车看作质点?
3.原子核很小,可以把原子核看作质点吗?
【例一】下列情况中的物体,哪些可以看成质点( ) A.研究绕地球飞行时的航天飞机。 B.研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。 C.研究从北京开往上海的一列火车。
D.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。 课堂训练:
1.下述情况中的物体,可视为质点的是( )
A.研究小孩沿滑梯下滑。 B.研究地球自转运动的规律。
C.研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。D.研究人造地球卫星绕地球做圆周运动 2.下列各种情况中,可以所研究对象(加点者)看作质点的是( ) A研究小木块的翻倒过程。 B.研究从桥上通过的一列队伍。 ........3、 在下列各种情况中,能把地球看成质点的是 ( )
C.研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。 D.汽车后轮,在研究牵引力来源的时。 .....A 生活在地球上的人研究地球 B 杨利伟在太空中研究地球
C 从火星探测器“勇气号”上向地球发送信号时 D 从航天飞机上研究绕行地球的轨道时 4、下列运动的各物体中,能看成质点的是 ( )
A 研究跳水运动员入水时减小水花的方法 B 研究10000米长跑时运动员的速度 C 研究火车进站时的速度和停靠位置 D 研究体操运动员的优美舞姿 3、下列关于质点的说法中正确的是 ( ) A 质量很大的物体不能看成质点 B 体积很大的物体不能看成质点 C相距较远的物体都能看成质点 D任何物体在一定条件下都能看成质点 二、参考系
1.定义:宇宙中的一切物体都处在永恒的运动之中,在描述一个物体的运动时,必须选择另外的
1
一个物体作为标准,这个被选来作为标准的物体叫做参考系。一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。
2.选择不同的参考系来观察同一个运动,得到的结果会有不同。
【例二】人坐在运动的火车中,以窗外树木为参考系,人是_______的。以车厢为参考系,人是__________的。
3.参考系的选择:描述一个物体的运动时,参考系可以任意选取,选取参考系时要考虑研究问题的方便,使之对运动的描述尽可能的简单。在不说明参考系的情况下,通常应认为是以地面为参考系的。
4.绝对参考系和相对参考系:
【例三】对于参考系,下列说法正确的是( ) A.参考系必须选择地面
B.研究物体的运动,参考系选择任意物体其运动情况是一样的。 C.选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。 D.研究物体的运动,必须选定参考系。 课堂训练:
1.甲物体以乙物体为参考系是静止的,甲物体以丙物体为参考系是运动的,那么,以乙物体为参考系,丙物体是( )
A. 一定是静止的。 B.一定是运动的。 C.有可能是静止的或运动的 D.无法判断。
2.关于机械运动和参照物,以下说法正确的有( ) A. 研究和描述一个物体的运动时,必须选定参照物。 B. 由于运动是绝对的,描述运动时,无需选定参照物。 C. 一定要选固定不动的物体为参照物。
D. 研究地面上物体的运动时,必须选地球为参照物。 三 坐标系
要准确地描述物体的位置及位置变化需要在参考系上建立适当的坐标系。如果物体在一条直线上运动,只需建立直线坐标系,就能准确表达物体的位置;如果物体在同一平面上运动,就需建立平面坐标系,就能准确表达物体的位置及变动;如果物体在三维空间运动时,则需建立三维坐标系,就能准确表达物体的位置。
一维直线坐标系. 二维平面直角坐标系. 三维立体空间坐标系.
第二节 时间 位移 一、时间与时刻
我们经常这样说“汽车的开出时间是12点50分” “汽车在某站停留的时间是10分钟”。那么这两句话中的“时间”是不是同一个意思呢?
(不是,第一句中的“时间”是某一时刻,某一瞬时;第二句中的“时间”是指一段时间) 时刻:指某一瞬时。
时间:是两个时刻之间的间隔。 我们可以用一个时间轴来表示
0 1 2 3 4 5 6 7 8 理解记忆:时刻对应于时间轴上一个点,时间对就于时间轴上两点之间的线段 时间=末时刻-初
2
时刻
关于时间的几种说法:
第3秒末=第4秒初 第2秒=第2秒内 前3秒=前3秒内 例1、下列说法正确的是( )BC
A. 时刻表示时间极短,时间表示时间很长。 B. 某人跑步成绩13秒是时间。 C. 作息时间表上的数字均表示时刻 D. 1min只能分成60个时刻。 例2、正确的是( )ACD
A. 物体在5秒时指的是物体在5秒末时,指的是时刻 B. 物体在5秒内指的是在4秒末到5秒末这1秒的时间 C. 物体在第5秒内指的是在4秒末到5秒末这1秒的时间 D. 第4秒末就是第5秒初,指的是时刻
3、下面是时间的是( ),时间最长的是( )
A. 第2秒末 B 第4秒 C 第9秒内 D 4秒内 二、位移
甲,乙两人分别从O点沿曲线运动到A点,我们可以看到,它们的路程(实际运动轨迹的长度)不同,但在整个过程中它们的初末位置相同,也就是说整个过程它们的位置变化相同(开始在O,最后在A)。我们该怎样来描述这样一个位置的变化呢?
为了能够很好地表述出物体在运动过程中位置的变化,物理学中引入了一个新的物理量:位移。
位移 :从初位置指向末位置的有向线段。用S表示。 单位:米(m) 定义 大小 方向 联系 三、标量与矢量 物理学中把有大小又有方向的量(如位移)叫做矢量,以前学过的有大小无方向的量叫做标量。 举例:矢量:力、位移
标量:长度、时间、质量、温度等 不同点:
矢量有方向而标量没有。
3
路程 物体实际运动轨迹的长度 有 无 位移 从初位置指向末位置的一个有向线段 有 有 |位移|≤路程 当物体单向直线运动时才等于 从一点到另一点位移一定,但路程却有无数个
运算法则不同 写出法则并举例:
先正东走3米,再向正北走4米,求整个过程的位移(作图得S总?5m?7m以此说明运算法则不同)
例3、正确的是( )
A 物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移 B 物体沿直线向某一方向运动,通过的路程等于位移的大小 C 物体通过一段路程,其位移可能为零
D 物体通过的路程不等,但其位移可能相同 ( BCD ) 四、一维坐标系中如何描述位移
A -2
A
B
C 位移分别为SAB=4m,方向与正方向相同
SBC=2m,方向与正方向相反 仔细观察发现 :位移=末位置坐标-初位置坐标 SAB=XB-XA=3-(-1)=4m SBC=XC-XB=1-3=-2m
大家可以看到,算下来结果有正负之分如果是正的就表示跟正方向相同,如果是负就表示跟正方向相反。
例5:一质点沿东西方向做直线运动,先从A运动到B,位移大小为30m,方向向东;接着由B运动到C,位移为40m,方向向西,求从A到C过程中质点的位移和路程。
解:小球的位移可以直接根据概念来看出发点和终点,也可以用矢量相加法则加。 例6、比较大小:(正东为正)
-6m与5m哪个位移大?
第二节 时间和位移
一、选择题(共8小题,每小题4分,共32分,在每小题所给的答案中有一项或几项是正确的,选对但不全得2分)
1.下面给出的物理量中,哪一个物理量是标量( )
A.位移 B.力 C.路程 D.速度
2.如图所示为甲、乙两质点的v-t图象。对于甲、乙两质点的运动,下列说法中正确的是( ) A.质点甲向所选定的正方向运动,质点乙与甲的运动方向相反 B.质点甲、乙的速度相同
C.在相同的时间内,质点甲、乙的位移相同
D.不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动,它们之间的距离 一定越来越大
3.下列说法中正确的是( )
A. 一质点作直线运动,第一秒的位移是1m,第二秒的位移是1m,
故此质点作匀速直线运动 B. 匀速直线运动是方向不变的运动
4
C 1 2 B 3
-1

