高一物理運動的描述

學(xué)校高一物理復(fù)習(xí)資料（1）第一章 運動的描述第一節(jié) 質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系物體的空間位置隨時間的變化，稱為機械運動，簡稱運動。按物體上各部分的運動情況是否相同可以將運動分為平動（物體上各點的運動情況都相同）和轉(zhuǎn)動（物體上各點以某一點為軸運動）；按照物體的運動軌跡又可以將運動分為直線運動和曲線運動。在物理學(xué)中，研究物體做機械運動規(guī)律的分支叫做力學(xué)。 為了描述物體的運動，我們首先要來學(xué)習(xí)幾個相關(guān)的概念。（一）物體和質(zhì)點1質(zhì)點：用來代替物體的有質(zhì)量而沒有形狀和大小的點。 2視作質(zhì)點的條件：1物體的大小和形狀對所研究的問題的影響可忽略不計。2平動的物體可以視為質(zhì)點 例1：下列說法中正確的是（ ）A體積、質(zhì)量都極小的物體都能變成質(zhì)點B當(dāng)研究一列火車從北京到上海位移時，因為火車上各點的運動相同，所以火車就是質(zhì)點C研究自行車的運動時，因為車輪在轉(zhuǎn)動，所以無論研究哪方面，自行車都不能視為質(zhì)點D各部分運動狀態(tài)完全一致的物體可視為質(zhì)點例2：下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確的是（ ）A只要是體積很小的物體都可看成質(zhì)點B只要是質(zhì)量很小的物體都可看成質(zhì)點C只有低速運動的物體才可看成質(zhì)點，高速運動的物體不可看做質(zhì)點D由于所研究的問題不同，同一物體有時可以看做質(zhì)點，有時不能看做質(zhì)點例3；在下述問題中，被選作研究對象的物體哪些可以看成是質(zhì)點（ ）A選地球為研究對象，研究它繞太陽的公轉(zhuǎn)B選地球為研究對象，研究它的自轉(zhuǎn)C選門為研究對象，研究開門時的受力情況D選萬噸貨輪為研究對象，確定它在航行過程中某時刻的位置例4；關(guān)于質(zhì)點，下列說法正確的是（ ）A任何靜止的物體都可以視為質(zhì)點 B研究電子自旋時，電子可以視為質(zhì)點 C在平直的高速公路上行駛的小汽車，可視為質(zhì)點 D質(zhì)點是一個無大小形狀的理想化模型，和幾何點是一樣的例5；2012年中國隊包攬?zhí)澜绫?枚金牌，再次顯示出“夢之隊”的強大實力賽前運動員正在進行10 m跳臺訓(xùn)練，如圖所示，下列說法正確的是()A為了研究運動員的技術(shù)動作，不能將運動員視為質(zhì)點B運動員質(zhì)量太大，不能將運動員視為質(zhì)點C運動員體積太大，不能將運動員視為質(zhì)點D運動員速度太大，不能將運動員視為質(zhì)點例6；在下述問題中，能夠把研究對象當(dāng)作質(zhì)點的是（ ）A研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周所需的時間B研究地球的自轉(zhuǎn)運動C研究在平直公路上飛馳的汽車的速度D研究火車通過長江大橋所需的時間E正在進行花樣溜冰的運動員F研究比賽時乒乓球的旋轉(zhuǎn)注意：1.在一定條件下物體可以被看作質(zhì)點，而不是物體變成質(zhì)點 2.物體能否看作質(zhì)點，要看具體情況，與物體大小形狀無關(guān)，并非小的物體一定可以被視為質(zhì)點.3.同一物體不是任何事時候都可以視為質(zhì)點。 4.質(zhì)點不同于幾何中的點，質(zhì)點是有質(zhì)量的點（二）參考系1定義：為了描述一個物體的運動而選定的用來作為參考的物體。2參考系的選擇 參考系的選擇理論上是任意的，但在實際問題中，應(yīng)以研究問題方便為原則，常取地面為參考系。例1：甲、乙、丙三架觀光電梯，甲中乘客看一高樓在向下運動；乙中乘客看甲在向下運動；丙中乘客看甲、乙都在向上運動，由此可判斷這三架電梯相對于地面的運動情況可能是（）A甲向下、乙向下、丙向下 B甲向下、乙向下、丙向上C甲向上、乙向上、丙向上 D甲向上、乙向上、丙向下例2：南北朝傅翕曾寫下這樣一首詩：“空手把鋤頭，步行騎水牛。人在橋上走，橋流水不流?！逼渲小皹蛄魉涣鳌币痪鋺?yīng)理解成其選擇的參照物是()A.水B.橋C.人D.地面例3：下列說法正確的是 ()A甲、乙二人均以相同的速度向東行走，若以甲為參考系，則乙是靜止不動的B甲、乙二人均以相同的速度向東行走，若以乙為參考系，則甲是靜止不動的C兩輛汽車在公路上沿同一直線行駛，它們之間的距離保持不變，若觀察結(jié)果是兩輛車都靜止，則選用的參考系必定是其中的一輛車D兩人在公路上行走，速度大小不同，方向相同，則選擇其中的一人為參考系，兩人都靜止例4：為了實現(xiàn)全球快速、簡捷的通信，人類發(fā)射了地球同步通信衛(wèi)星，同步通信衛(wèi)星位于大約36000km的高空，下列說法中正確的是（ ）A以地面為參照系，同步衛(wèi)星靜止B以太陽為參照系，同步衛(wèi)星靜止C同步衛(wèi)星在高空靜止不動D同步衛(wèi)星相對地面上靜止的物體是運動的例5：關(guān)于參考系的選擇，下列說法正確的是（ ）A在空中運動的物體不能作為參考系 B參考系必須選取與地面連在一起的物體C參考系的選擇應(yīng)該以能準確而方便地描述物體的運動為原則D 對于同一個運動，選擇的參考系不同，觀察和描述的結(jié)果仍然相同注意：1、參考系是我們選定的假定不動的參照物，選擇不同的參考系，觀察的結(jié)果可能不一樣，也可能一樣物體的運動和靜止都是相對于參考系的2、在同一問題或者同一場景中，研究多個物體的運動或同一物體不同階段的運動應(yīng)選取同一參考系3、參考系的選取是任意的。但選擇參考系時，應(yīng)使物體運動的描述盡可能簡單、方便4、在無特別說明情況下，我們一般以地面為參考系（三）坐標(biāo)系如果物體在一直線上運動（即在一維空間運動），則需建立直線坐標(biāo)系，（例如汽車在平直的公路上行駛）；如果物體在一平面內(nèi)運動（即在二維空間運動），則需建立平面直角坐標(biāo)系，（例如溜冰運動員在冰面上滑行）；如果物體在三維空間內(nèi)運動，則需建立三維直角坐標(biāo)系，（飛行表演中的飛機）。坐標(biāo)系的三要素：原點，正方向，單位長度7例、如圖所示，物體沿x軸做直線運動，從A點運動到B點由圖判斷A點坐標(biāo)、B點坐標(biāo)和走過的路程、如圖111所示B第二節(jié) 時間和位移一、時刻和時間間隔 案例一：我們每節(jié)課用多長時間？ 案例二：同學(xué)們早晨什么時間到的教室？ 案例三：登泰山時，從紅門到南天門共用了4個小時. 案例四：滿洲里開往天津的625次列車于13時35分從滿洲里出發(fā). 時刻指的是某一瞬間，時間間隔指的是兩個時刻的間隔，那采取什么樣的描述可以更加直觀形象？可以參考數(shù)學(xué)的方法.可以采用數(shù)形結(jié)合的方法，即用時間坐標(biāo)軸來描述.如圖1-2-4.圖1-2-4 總結(jié)：時刻在時間軸上對應(yīng)于一點，表示某一瞬間，時刻與質(zhì)點的位置相對應(yīng)，即某一時刻物體在某一位置上. 時間間隔在時間軸上對應(yīng)于兩點間的一段，表示一段過程.時間間隔與質(zhì)點運動的位移或路程相對應(yīng)，即在某段時間內(nèi)，質(zhì)點通過了一段路程或發(fā)生了一段位移.時刻時間間隔概念意義時間軸表示對應(yīng)物理量通常說法單位課堂訓(xùn)練 1.關(guān)于時間與時刻，下列說法正確的是（ ） A.作息時間表上標(biāo)出上午8:00開始上課，這里的8：00指的是時間 B.上午第一節(jié)課從8：00到8：45，這里指的是時間 C.電臺報時時說：“現(xiàn)在是北京時間8點整”，這里實際上指的是時刻 D.在有些情況下，時間就是時刻，時刻就是時間 2.以下的計時數(shù)據(jù)指時間的是（ ） A.天津開往德州的625次列車于13 h 35 min從天津發(fā)車 B.某人用15 s跑完100 m C.中央電視臺新聞聯(lián)播節(jié)目19 h開播 D.1997年7月1日零時中國對香港恢復(fù)行使主權(quán) E.某場足球賽開賽15 min時甲隊攻入一球二、路程和位移路程是物體運動軌跡的長度位移是描述物體位置變化的物理量，用從初位置到末位置的有向線段表示，即物體位移的大小由初末位置決定，方向由初位置指向末位置。問題：物體的位移大小有沒有等于路程的情況？答：在單向直線運動中位移的大小等于路程。位移路程區(qū)別計算物理意義大小方向有無聯(lián)系課堂訓(xùn)練1下列關(guān)于位移和路程關(guān)系的正確說法是（ ）A. 物體沿直線向某一方向運動，通過的路程就是位移B. 物體沿直線運動，通過的路程等于位移的大小C. 物體通過的路程不等，位移可能相同D. 物體通過一段路程，位移不可能為零E. 路程是標(biāo)量,只有大小;位移是矢量,有大小,也有方向F. 物體沿直線運動,通過的路程一定等于位移大小2物體做直線運動時可以用坐標(biāo)軸上的坐標(biāo)表示物體的位置，用坐標(biāo)的變化量表示物體的位移如下圖所示，一個物體從A運動到C，它的位移為x14 m5 m9 m；從C運動到B，它的位移為x21 m(4 m)5 m下列說法中正確的是()AC到B的位移大于A到C的位移，因為正數(shù)大于負數(shù)BA到C的位移大于C到B的位移，因為負號表示位移的方向，不表示大小C因為位移是矢量，所以這兩個矢量的大小無法比較D物體由A運動到B的合位移xx1x23關(guān)于位移和路程，下列說法錯誤的是（ ）A位移與運動路徑無關(guān)，僅由初末位置決定 B位移的大小等于路程C路程是標(biāo)量，位移是矢量，位移的運算遵循平行四邊行定則D位移是由初位置指向末位置的有向線段，路程是物體運動軌跡的長度4/如圖所示，一小球在光滑水平面上從A點開始向右運動，經(jīng)過2.5s后與距離A點5m的豎直墻壁碰撞，若碰撞時間極短可忽略不計，碰后小球返回，整個過程速率不變，設(shè)A點為計時起點，并且向右為正，則小球在第3s內(nèi)的位移和路程分別是 （ ）A2m，6m B2m，4m C0m，4m D0m，5m三、矢量和標(biāo)量像位移這樣既有大小又有方向的物理量叫做矢量，像路程這樣只有大小，沒有方向的物理量叫做標(biāo)量。問題：回憶初中所學(xué)過的物理量，說明它們是標(biāo)量還是矢量。答：溫度、時間、質(zhì)量、密度等是標(biāo)量，速度是知量。下列關(guān)于矢量和標(biāo)量的說法正確的是 ()A矢量和標(biāo)量沒有嚴格的區(qū)別，同一個物理量可以是矢量，也可以是標(biāo)量B矢量都是有方向的C時間、時刻、路程都是標(biāo)量D初中學(xué)過的電流是有方向的量，所以電流是矢量2下列物理量中，是矢量的是（ ）位移 路程 瞬時速度 平均速度 時間 加速度 平均速率四、直線運動的位置和位移問題：要想準確描述物體的位置變化怎么辦？答：對于做直線運動的物體，可以用直線坐標(biāo)系來描述。在直線坐標(biāo)系中，位置用點來描述，記為x=?；位移是位置的變化，記為x，x=x2-x1。分析討論：一個物體從點沿直線運動到點，已知點的坐標(biāo)為，點的坐標(biāo)為，求物體的位移？負號的含義？能否在直線坐標(biāo)系中表示出來？小結(jié)：物理中矢量的正負不表示大小，只表示方向，當(dāng)規(guī)定了正方向后，正值表示與正方向同向，負值表示與正方向反向。反之亦然。1-3 運動快慢的描述-速度初始位置/m經(jīng)過時間/s末了位置/mA自行車沿平直道路行駛020100B公共汽車沿平直道路行駛010100C火車沿平直軌道行駛500301250D飛機在天空直線飛行500102500問題1：比較A和B誰運動的快，為什么？問題2：比較B和D誰運動的快，為什么？結(jié)論：比較物體運動的快慢，可以有兩種方法：1）一種是在位移相同的情況下，比較所用時間的長短，時間短的物體運動快，時間長的物體運動慢；2）另一種是在時間相同的情況下，比較位移的大小，位移大的物體運動得快，位移小的物體運動得慢；問題3：比較B和C誰運動的快，為什么？一速度1定義：位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值，用v表示2物理意義：速度是表示運動快慢的物理量，2定義式：3單位：國際單位：ms（或ms-1） 3.6千米每小時=1米每秒4方向：與物體運動方向相同 說明：速度有大小和方向，是矢量二平均速度和瞬時速度1平均速度1）定義：在變速直線運動中，運動物體的位移和所用時間的比值，叫做這段時間（或這段位移）的平均速度，用表示 2）說明：a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物體在t時間內(nèi)的平均快慢程度。這實際上是把變速直線運動粗略地看成是勻速運動來處理b這是物理學(xué)中的重要研究方法等效方法，即用已知運動研究未知運動，用簡單運動研究復(fù)雜運動的一種研究方法c平均速度只是對運動物體在某一段時間內(nèi)（或某一段位移內(nèi)）而言的，對同一運動物體，在不同的過程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必須指明“哪段時間”或“哪段位移”的d.平均速度只能粗略地描述一段時間（或一段位移）內(nèi)的總體快慢，這就是“平均速度”與勻速直線運動“速度”的根本區(qū)別e.平均速度不是各段運動速度的平均值，必須根據(jù)平均速度的定義來求解。2瞬時速度（1）定義：運動物體經(jīng)過某一時刻（或某一位置）的速度，叫做此時刻（或此位置）的瞬時速度（2）意義：反映物體在某一時刻（或經(jīng)某一位置）時運動的快慢，它能精確地描述變速運動的快慢。平均速度只能粗略地描述變速運動對瞬時速度的理解：瞬時速度是在運動時間 時的平均速度，即平均速度在 時的極限就是某一時刻（或某一位置）的瞬時速度。（4）瞬時速度的方向：瞬時速度是矢量，在直線運動中，瞬時速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時的運動方向相同，（若是曲線運動，瞬時速度的方向是軌跡上物體所在點的切線方向（與軌跡在該點的延伸方向一致）三速率：1 瞬時速率1）定義：瞬時速度的大小叫瞬時速率，簡稱速率。2） 瞬時速率的測量：技術(shù)上通常用速度計來測量瞬時速率。2平均速率： 瞬時速度的大小是瞬時速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其實我們初中所學(xué)的速度也不是沒有意義的，我們給了他一個新的名字平均速率。 1）定義：路程與發(fā)生這段路程所用時間的比值。 2）速率是標(biāo)量。3）注意：平均速率不是平均速度的大小。1.三個質(zhì)點A、B、C均由N點沿不同路徑運動至M點，運動軌跡如圖所示，三個質(zhì)點同時從N點出發(fā)，同時到達M點，下列說法正確的是()A三個質(zhì)點從N點到M點的平均速度相同B三個質(zhì)點任意時刻的速度方向都相同C三個質(zhì)點從N點出發(fā)到任意時刻的平均速度都相同D三個質(zhì)點從N點到M點的位移相同2.一個做直線運動的物體，某時刻速度是10m/s，那么這個物體 ( )A. 在這一時刻之前0.1s內(nèi)位移一定是1mB. 在這一時刻之后1s內(nèi)位移一定是10mC. 在這一時刻起10s內(nèi)位移可能是50mD. 如果從這一時刻起開始勻速運動，那么它繼續(xù)通過1000m路程所需時間一定是100s3；如圖所示為A、B兩質(zhì)點的v-t圖象對于A、B兩質(zhì)點的運動，下列說法中正確的A質(zhì)點A向所選定的正方向運動，質(zhì)點B與A的運動方向相反B質(zhì)點A和B的速度并不相同C在相同的時間內(nèi)，質(zhì)點A、B的位移相同D不管質(zhì)點A、B是否從同一地點開始運動，它們之間的距離一定越來越大4下列說法中，正確的是（ ）A如果物體運動的路程跟所需時間的比值是一個恒量，則這個物體是勻速直線運動B任意時間內(nèi)的平均速度都相等的運動是勻速直線運動C做勻速直線運動的物體，任一時刻的瞬時速度相等D做勻速直線運動的物體，相等時間內(nèi)的位移相等5關(guān)于瞬時速度，下述說法正確的是（ ）A是物體在某段時間內(nèi)的速度 B是物體在某一時刻的速度C是物體在某段位移內(nèi)的速度 D是物體通過某一位置時的速度6子彈以900m/s的速度從槍筒射出汽車在北京長安街上行使，時快時慢，20min行使了18km汽車行駛的速度是54km/h則A900m/s是平均速度 B900m/s是瞬時速度C54km/h是瞬時速度 D54km/h是平均速度7 下列關(guān)于平均速度、瞬時速度、平均速率的說法正確的是()A平均速度，當(dāng)t充分小時，該式可表示t時刻的瞬時速度B勻速直線運動的平均速度等于瞬時速度C瞬時速度和平均速度都可以精確描述變速運動D平均速度的大小就是平均速率8；一物體沿直線運動，先以3m/s的速度運動60m，又以2m/s的速度繼續(xù)向前運動60m，物體在整個運動過程中平均速度是多少？9；一輛汽車沿平直公路以速度v1行駛了2/3的路程，接著以速度v220 km/h行駛完其余1/3的路程，如果汽車全程的平均速度為v28 km/h，求v1的大小10；一輛客車在某高速公路上行駛，在經(jīng)過某直線路段時，司機駕車做勻速直線運動司機發(fā)現(xiàn)其正要通過正前方高山懸崖下的隧道，于是鳴笛，5 s后聽到回聲，聽到回聲后又行駛10 s司機第二次鳴笛，3 s后聽到回聲請根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算一下客車的速度，看客車是否超速行駛已知此高速公路的最高限速為120 km/h，聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s.1.5速度變化快慢的描述加速度1速度的變化量提問: 速度的變化量指的是什么？末速度減去初速度一輛汽車運動，原的速度是v1，一段時間t后的速度是v2，用v表示這一過程中速度的變化量，則下面四圖中能正確表示這三個物理量關(guān)系的是()2.加速度（1）定義：速度變化量與發(fā)生這一變化所用的時間的比值（2）物理意義：指進速度變化的快慢和方向（3）單位：米/秒2（m/s2）（4）加速度是矢量，方向與速度變化的方向相同（5）a不變的運動叫做勻變速運動。勻變速運動又分勻變速直線運動和勻變速曲線運動。例題1 做勻加速運動的火車，在40s內(nèi)速度從10m/s增加到20m/s，求火車加速度的大小。汽車緊急剎車時做勻減速運動，在2s內(nèi)速度從10m/s減小到零，求汽車的加速度。分析：由于速度、加速度都是矢量，所以我們計算的時候必須先選一個正方向。一般選初速度的方向為正方向。 (1)火車40s秒內(nèi)速度的改變量是多少，方向與初速度方向什么關(guān)系？ （2）汽車2s內(nèi)速度的改變量是多少？方向與其初速度方向有何關(guān)系？（3）兩物體的運動加速度分別為多少？方向如何呢？速度速度變化量加速度定義式大小方向單位意義注意：1 加速度與速度沒有直接關(guān)系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以為零（某瞬時）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以為零（某瞬時）；2加速度與速度的變化量沒有直接關(guān)系：加速度很大，速度變化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度變化量可以很大、也可以很小。加速度是速度的“變化率”表示速度變化的快慢，不表示速度變化的大小。3 物體是否作加速運動，決定于加速度和速度的方向關(guān)系，而與加速度的大小無關(guān)。加速度的增大或減小只表示速度變化快慢程度增大或減小，不表示速度增大或減小。當(dāng)加速度方向與速度方向相同時，物體作加速運動，速度增大；若加速度增大，速度增大得越來越快；若加速度減小，速度增大得越來越慢（仍然增大）。當(dāng)加速度方向與速度方向相反時，物體作減速運動，速度減??；若加速度增大，速度減小得越來越快；若加速度減小，速度減小得越來越慢（仍然減小）。1.關(guān)于加速度，下述說法中正確的是( ) A.加速度的大小與速度的大小無必然聯(lián)系 B.加速度的方向與速度的方向可能相同，也可能相反C.加速度很大時物體速度可能很小 D.加速度大的物體速度變化一定很大2對于物體做直線運動，下列說法中正確的是()A若加速度方向和速度方向相反，且加速度越越小，則物體運動的速度越越小，位移越越小B若加速度隨時間均勻減小，則速度隨時間均勻減小C在給定的時間間隔內(nèi)，位移的大小決定于平均速度的大小D若位移隨時間均勻變化，則物體做勻速直線運動3下列關(guān)于加速度的說法正確的是()A加速度在數(shù)值上等于物體增加的速度B加速度的方向不是與速度的方向相同就是與速度的方向相反C加速度為負，表示物體做減速運動D加速度增加，物體的速度可能減小4對以a2 m/s2做勻加速運動的物體，下列說法正確的是()A在任意1 s內(nèi)末速度比初速度大2 m/sB第n s末的速度比第1 s末的速度大2(n1)m/sC. 2 s末速度是1 s末速度的2倍D. n秒時速度是秒時速度的2倍5跳傘運動員做低空跳傘表演，當(dāng)飛機離地面某一高度靜止于空中時，運動員離開飛機自由下落，運動一段時間后打開降落傘，展開傘后運動員以5 m/s2的加速度勻減速下降，則在運動員減速下降的任一秒內(nèi) ()A這一秒末的速度比前一秒初的速度小5 m/sB這一秒末的速度是前一秒末的速度的C這一秒末的速度比前一秒末的速度小5 m/sD這一秒末的速度比前一秒初的速度小10 m/s6一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)該物體加速度的大小方向可能為()A加速度的大小為6 m/s2，方向與初速度的方向相同B加速度的大小為6 m/s2，方向與初速度的方向相反C加速度的大小為14 m/s2，方向與初速度的方向相同D加速度的大小為14 m/s2，方向與初速度的方向相反7在2014年春季田徑運動會上，高一六班同學(xué)頑強拼搏，挑戰(zhàn)極限，取得了優(yōu)異的成績。下面對運動員們“快”字理解不正確的是()A.小李同學(xué)在800米決賽中取得了第一名，同學(xué)們紛紛說他跑的“快”，是指小李同學(xué)的平均速率大B.小王同學(xué)在100米決賽中起跑很“快”，是指小王同學(xué)起跑時加速度大C.小劉同學(xué)在100米決賽中取得了第一名，好“快”呀，是指小劉同學(xué)的平均速度大D.在100米決賽中，小劉同學(xué)取得了第一名，小王同學(xué)取得了第二名。同學(xué)們說小劉同學(xué)比小王同學(xué)跑的“快”，是指任意時刻速度大8下列所描述的運動中，可能的是()速度變化很大，加速度很小速度變化方向為正，加速度方向為負速度變化越來越快，加速度越來越小速度越來越大，加速度越來越小A.物體具有加速度,而其速度為零B.物體具有恒定的速率,但仍有變化的速度D.物體具有沿x軸正方向的加速度和沿x軸負方向的速度9如果運動的物體有加速度，下列情況中不可能發(fā)生的是（ ）A速度方向、大小都不變 B速度方向變化，大小不變C速度方向、