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1、1 机械运动参考系 1 机械运动 一个物体另一个物体的改变 运动是 静止是 宏观 微观物体都处在运动中 相对于 位置 绝对的 相对的 永恒的 2 参考系 在描述一个物体的运动时 选来作为标准的而假定不动的另外的物体 描述一个物体是否运动 决定于它所选的参考系的位置是否变化 由于所选取的参考系并不是真正静止的 所以物体运动的描述只能是 描述同一运动时 若以不同的物体作为参考系 观察的结果可能不同 如 坐在行驶火车上的人 若以车为参考系 他是 若以地面为参考系 他是随车厢一起 相对于 相对的 静止的 运动的 参考系的选取原则上是任意的 但实际问题中 应以研究问题方便 对运动的描述尽可能简单为原则
2、地面上运动的物体一般选为参考系 2 质点 1 用来代替物体的有质量的点叫做 质点实际并不存在 只是一种科学抽象 一种的模型 2 物体简化为质点的条件 a 物体上各点的运动情况完全相同 b 物体上各点的运动的差别相对于所研究的问题来讲可以忽略 地面 质点 理想化 3 时间和时刻 1 时刻指的是某一瞬时 在时间数轴上用一个点来表示 对应的是位置 速度 加速度 动量 动能等量 2 时间指的是两个时刻之间的间隔 在时间数轴上用一段长度来表示 对应的是位移 平均速度 冲量 功等量 如图1 1 1 状态 过程 图1 1 1 4 位移路程 1 位移 表示物体位置的变化 可用由始位置指向末位置的表示 有向线段
3、的长度表示位移的 有向线段的方向表示位移的 位移是矢量 既有大小又有方向 在这里应该特别注意的是位移的方向不一定是质点运动的方向 例如作竖直上抛物体 当物体由最高点返回向下运动 且位于抛出点之上时 位移的方向向上 而质点此时的运动方向是向下的 位移的国际单位是m 位移与路径无关 有向线段 大 小 方向 2 路程 是物体运动轨迹的实际长度 路程是标量 与路径有关 说明 一般地 路程大于位移的大小 只有时位移的大小才等于路程 5 速度和速率 1 速度 描述物理量 它等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值 v 是量 在直线运动中 速度的方向跟运动的方向相同 单位 米 秒 m s 当物体做 单向直线
4、运动 物体运动快慢的 矢 2 平均速度 在变速直线运动中 物体在某段时间内的的比值 叫做这段时间内的平均速度v 平均速度与一段时间或一段位移相对应 故说平均速度时 必须指明是哪段时间或哪段位移内的平均速度 平均速度是量 其大小粗略反映了物体运动的快慢 其方向与位移的方向相同 位移跟发生这段位移所用时间 矢 3 瞬时速度 运动物体在某一时刻 或某一位置 的速度叫做瞬时速度 其大小叫做瞬时速率 方向沿轨迹上质点所在点的切线方向 瞬时速度与一个时刻或一个位置相对应 故说瞬时速度时必须指明是哪一个时刻或通过哪个位置时的瞬时速度 瞬时速度精确反映了物体运动的 4 平均速率 路程和时间的比值叫做平均速率
5、是量 快慢 标 6 加速度加速度是描述物理量 即a 1 加速度不是速度 也不是 增加的速度 而是速度的变化率 加速度大 只意味着速度变化 不表示速度变化 也不表示速度大 2 加速度是一个量 加速度的定义式a 是一个矢量式 加速度a与速度变化率等大同向 速度变化快慢的 快 大 矢 3 公式a 仅是加速度的定义式 不是加速度的决定式 因此物体运动的加速度a与vt v0 t均无关 物体运动的加速度由物体本身的性质和物体所受合外力共同决定 4 方向 与方向相同 5 单位 米 秒2 m s2 速度变化的 1 质点的概念下列哪些情况下的物体可以看成质点 A 分析原子核内核子间相互作用时的原子核B 研究绕太
6、阳运转时的地球C 运动员分析运动时的乒乓球D 转动着的沙轮 解析 分析原子核内核子间的相互作用时 如果把原子核看作质点的话 那就无从研究 所以在这种情况下不能将原子核看作质点 分析乒乓球的运动时如果把乒乓球看作质点 那将无法分析它的转动 对运动员而言乒乓球的转动可能比它的平动更重要 所以这种情况下不能将乒乓球看作质点 转动着的沙轮各部分运动不一样 不能将它看作质点 地球绕太阳转动时 虽然各部分的运动情况并不一样 但是相对于它的轨道而言可以忽略不计 因此地球可以看作质点 答案 B 本题考查物体可被看做质点的条件 对这类题 首先要弄清楚研究的问题是什么 其次要确定物体的大小和形状能否作为次要因素忽
7、略掉 在下述问题中 能够把研究对象当作质点的是 A 研究地球绕太阳公转一周所需时间是多少B 研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化 昼夜长短的变化C 一枚硬币用力上抛 猜测它落地时正面朝上还是反面朝上D 正在进行花样溜冰的运动员 解析 物体是否能视为质点 不能仅仅以它的大小和形状来确定 关键要看物体的大小和形状与所研究的问题是否有关 选项A中 地球可以看成一个质点 因为地球的大小和形状与它绕太阳公转一周的时间无关 B选项中 地球不能视为质点 因为在地球绕太阳公转的过程中 地球上不同地区季节的变化 昼夜的长短变化是不同的 如果把地球看成一个点 在一点上怎么能区分不同地区呢 C选项中 很显
8、然硬币的形状与研究问题关系非常密切 硬币不能看成质点 D选项中溜冰运动员在冰面上优美的动作被人所欣赏 不能当作质点 答案 A 2 位移和路程的区别与联系关于位移和路程 下列说法中正确的是 A 在某段时间内 质点运动的位移为零 该质点不一定是静止的B 在某段时间内 质点运动的路程为零 该质点不一定是静止的C 在直线运动中 质点位移的大小一定等于其路程D 在曲线运动中 质点位移的大小一定小于其路程 解析 位移为零 只能说明初末位置是同一个 不能判断出物体是否运动 故A对 物体只要运动 路程就不会为零 因此 路程为零时 说明物体没有运动 即物体静止 故B错 如果是双向直线运动 则位移的大小小于路程
9、故C错 除了单向直线运动外 其他的运动中位移的大小都小于路程 故D对 答案 AD 一质点在x轴上运动 各个时刻的位置坐标如下表 则此质点开始运动后 1 前几秒内的位移最大的是 A 1sB 2sC 3sD 4sE 5s 2 第几秒内的位移最大的是 A 第1sB 第2sC 第3sD 第4sE 第5s 3 前几秒内的路程最大的是 A 1sB 2sC 3sD 4sE 5s 答案 1 D 2 B 3 E 3 速度 速率 平均速度和瞬时速度下面关于瞬时速度和平均速度的说法正确的是 A 若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都等于零 则在这段时间内的平均速度一定等于零B 若物体在某段时间内的平均速度等于零 则它
10、在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零C 匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度D 变速直线运动中任意一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度 解析 若物体每时刻的瞬时速度都等于零 则它在这段时间内应处于静止状态其平均速度一定零于零 A对 若物体某段时间内的平均速度等于零 仅仅说明在这段时间内 物体的位移为零 任一时刻的速度不一定为零 如果同学绕操场跑了一圈又回到出发点 但跑动过程中任一时刻的速度都不为零B错 匀速直线运动中速度不变 任意一段时间内的平均速度都相等 也都等于任一时刻的瞬时速度 C对 变速直线运动中速度改变 但一段时间内的平均速度完全有可能等
11、于某一时刻的瞬时速度 D错 答案 AC 如图1 1 2所示为甲 乙 丙三个质点同时同地开始沿直线运动的位移 时间图象 则在0 t2时间内 A 它们的平均速度大小相等B 它们的平均速率相等C 乙和丙的平均速率相等D 甲的平均速率最大图1 1 2 解析 由图1 1 2可知 甲 乙 丙三个质点在时间t2内发生的位移相同 所以其平均速度大小也相等 乙做方向不变的匀速直线运动 丙做方向不变的变速直线运动 其路程大小与位移大小相等 所以乙和丙的平均速率也相等 而甲在0 t1时间内和t1 t2时间内的运动方向相反 所以甲做往返运动 其路程大于乙和丙通过的路程 而所用时间相等 所以在时间t2内 甲的平均速率最
12、大 答案 ACD 在s t图象中 图线不是物体运动的轨迹 不能误认为丙的图线是曲线 比乙的图线长 通过的路程大 4 速度v 速度的改变量 v与加速度a的区别与联系 2008 苏州市第一中学测试 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 运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶 太空的空间站在绕地球匀速转动A 因火箭还没运动 所以加速度一定为零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 但其加速度并不为零 解析 速度为零 加速度
13、不一定为零 如竖直上抛的物体运动到最高点时 速度等于零 但加速度不为零而等于g 所以A错误 加速度是表示速度变化快慢的物理量 其大小由速度的变化量 v及发生这个变化所用时间 t共同决定 速度变化快 即单位时间内速度变化量大 加速度一定大 所以B正确 一个物体运动速度大 但速度不发生变化 如匀速直线运动 它的加速度为零 所以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 所以一定有加速度 所以D正确 故选B D 答案 BD 速度v是表示物体运动快慢的物理量 速度改变量 v是表示速度变化大小和方向的物理量 v v2 v1 加速度a是表示运动物体速度变化率大小与方向的物理量 v v a是三个
14、不同的物理量 加速度定义式a 由此可知 a的大小是由 v与 t两个因素共同决定的 a与v v大小无关 v v大 加速度a不一定大 v v小 加速度a也不一定小 以下说法正确的是 A 物体速度越大 加速度一定越大B 物体速度变化越快 加速度一定大C 物体加速度不断减小 速度一定越来越小D 物体在某时刻速度为零 其加速度也一定为零 解析 加速度是表示速度变化快慢的物理量 其大小由速度的变化量 v及发生这个变化所用时间 t共同决定 速度变化快 即单位时间内速度变化量大 加速度一定大 所以选项B正确 一个物体运动速度大 但速度不发生变化 如匀速直线运动 它的加速度为零 所以选项A是错的 加速度大小的变
15、化只说明速度变化的快慢 并不能说明速度大小的变化 加速度减小了 如果加速度的方向和速度方向相同 速度仍在增加 只不过速度增加得慢了 所以选项C是错误的 速度为零 加速度不一定为零 如竖直上抛的物体运动到最高点时 速度等于零 但加速度不为零而等于g 所以选项D是错误的 答案 B 忽视初速度和加速度的矢量关系 例 下列论述正确的是 A 物体有加速度 物体的速度一定在增大B 物体有加速度 物体的速度的大小有可能不变C 加速度为正值 说明物体的速度一直在增加 加速度为负值 说明物体的速度一直在减少D 速度变化越快 加速度一定越大 错解 对C 加速度为正 说明物体做加速运动 加速度为负 说明物体做减速运
16、动 故C对 其他BD也对 故选择BCD 分析纠正 加速度的正 负性是根据对正方向的设定而确定的 规定正方向后若初速度方向为负方向 物体做加速运动时 加速度与初速同向 故加速度也为负的 故不能单独仅从加速度的正 负性判断物体做什么运动 正确的答案为BD 答案 BD 雷达是一种利用电磁波来测定物体位置和速度的设备 某防空雷达发现一架飞机正在以水平速度朝雷达正上方匀速飞来 已知该雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5 10 4s 某时刻在雷达监视屏上显示的波形如图1 1 3甲所示 经过t 173s后雷达向正上方发射和接收到的波形如图1 1 3乙所示 已知雷达屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1 10 4s 则该飞机的飞行速度大小约为 图1 1 3A 12000m sB 900m sC 500m sD 300m s 解析 从图1 1 3甲可以看出电磁波从发出到接收到用时t1 4 10 4s 此时飞机离雷达距离为s1 ct1 3 108 2 10 4m 6 104m t 173s后 从图1 1 3乙可求出这一时刻飞机离雷达的距离为s2 ct2 3 108 1 10 4m 3 104m 因此飞机的
