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4、:1. 理解质点的概念,知道物体可以看成 质点的条件,知道它是一种科学的抽象。2. 知道参考系的概念,知道对同一物体选不同的参考系时,观察的结果可能不同,通常选择参考系时,要考虑研究问题的方便。3. 知道在描述运动时,建立坐标系的重要性,并能根据 物体运动情况建立合适的坐标系。4. 知道时间和时刻的含义以及它们的区别。知道在实验室中测量时间的方法。5. 知道位移的概念。知道它是表示质点位置变化的物理量,知道它是矢量。知道位移和路程的区别。6. 知道矢量、标量的概念,知道二者在计算时方法的不同。7. 知道直线运动物体的位置及位移,可通过建立直线坐标系后,用坐标及坐标变化来表示。三. 要点预习:(
5、一)机械运动:物体的空间位置随时间的变化称为机械运动。(二)物体和质点1. 质点的定义:在某些情况下,不考虑物体的 ,把它简化成一个 ,称为质点(masspoint) 。2. 物体可看做质点的条件:(1) 的物体都可以看成质点。(2)物体的 和 对所研究的问题可以忽略时,可以把物体看成一质点。(3)有转动,但转动对所研究的问题影响很小时也可以把物体看成一质点。(三)参考系 1. 定义:在描述一个物体的 时,选来作为 的物体,叫做参考系(reference frame) 。2. 说明:(1)选择不同的参考系来观察同一个物体的运动,结果往往是不同的。如行驶的汽车,若以路旁的树为参考系,车是 的;若
6、以车中的人为参考系,则车就是 的。(2)参考系的选取是任意的,可以取高山、树木为参考系,也可以取运动的车辆为参考系。但在以后研究的问题中,我们通常取相对地面静止的物体为参考系。(3)选择参考系时,应以方便观测和使运动的描述尽可能简单为原则。用心 爱心 专心(四)坐标系1. 为了定量地描述物体的 及 ,需要在参考系上建立适当的坐标系。2. 如果物体沿直线运动,为了定量描述物体的位置及变化,可以以这条直线为 x 轴,在直线上规定 、 和 ,建立直线坐标系,如图所示,若物体运动到 A 点,此时它的位置坐标 xA= ,若它运动到 B 点,则此时它的位置坐标 xB = 。例 1. 在下述问题中,能够把研
7、究对象当作质点的是A. 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. 正在进行花样滑冰的运动员解析: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。 A 选项中,地球可以看成一个质点,因为地球的大小和形状与它绕大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,很显然硬币的形状与研究问题
8、关系非常密切,硬币不能看成质点;D 选项中滑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例 2. 甲、乙、丙三架观光电梯,甲中乘客看一高楼在向下运动,乙中乘客看甲在向下运动。丙中乘客看甲、乙都在向上运动。这三架电梯相对地面的运动情况可能是A. 甲向上、乙向下、丙不动B. 甲向上、乙向上、丙不动C. 甲向上、乙向上、丙向下D. 甲向上、乙向上、丙也向上,但比甲、乙都慢解析:电梯中的乘客看其他物体的运动情况时,是以自己所乘的电梯为参考系,甲中乘客看高楼向下运动,说明甲相对于地面一定在向上运动。同理,乙相对甲在向上运动,说明乙相对地面也是向上运动,且运动得比甲更快,丙电梯无论是静止,
9、还是在向下运动,或者以比甲、乙都慢的速度在向上运动,则丙中乘客看见甲、乙两电梯都会感到是在向上运动。答案:B、C 、D(五)时刻和时间间隔时间和时刻有区别,也有联系,在时间轴上,时间表示一段,时刻表示一个点。如图所示,0 点表示开始计时,03 表示 3s 的时间,即前 3s。23 表示第 3s,不管是前 3s,还是第 3s,这都是指 。3s 所对应的点计为 3s 末,也为 4s 初,这就是 。用心 爱心 专心(六)路程和位移1. 路程(path)表示实际轨迹的 ,只有 ,没有 ,是标量。2. 位置:质点的位置对应坐标系中的点3. 位移(displacement)是表示物体 的物理量,可以用由
10、位置到 位置的有向线段表示,位移的方向是从 初位置指向 位移的大小则是初位置到末位置的线段长度。位移既有 ,又有 ,是矢量。 当物体运动的轨迹是一条直线且运动方向不变时,路程与位移的大小 ,其他情况下路程的数值都 位移的数值。绕圆运动一周回到初始位置,它走的路程等于圆的 ,而它的位移却是 。(七)矢量和标量1. 既有 又有 的物理量叫矢量(vector ) ,例如 。2. 只有 没有 的物理量叫标量(scalar) ,例如 。3. 矢量和标量的运算遵从 的运算法则。(八)直线运动的位置和位移1. 在直线运动中,建立直线坐标系后,用 x 表示物体的 ,用表示物体的 。21x2. 为正时表示物体位
11、移方向与 轴 。 为负时表示物体位移方向与 轴 x。【典型例题】例 l. 在下图甲中时间轴上标出第 2s 末,第 5s 末和第 2s,第 4s,并说明它们表示的是时间还是时刻。解析:如图乙所示,第 2s 末和第 5s 末在时间轴上为一点,表示时刻甲 乙第 2s 在 时 间 轴 上 为 一 段 线 段 , 是 指 第 1s 末 到 第 2s 末 之 间 的 一 段 时 间 , 即 第 二 个1s, 表 示 时 间 。 第 4s 在 时 间 轴 上 也 为 一 段 线 段 , 是 指 第 3s 末 到 第 4s 末 之 间 的 一 段 时 间 ,即 第 四 个 ls, 表 示 时 间 。答案:见
12、解 析例 2. 关 于 位 移 和 路 程 , 下 列 说 法 中 正 确 的 是A. 在 某 一 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 一 段 时 间 内 质 点 运 动 的 路 程 为 零 , 该 质 点 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 程用心 爱心 专心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 的 大 小 为 起 始 与 终 了 位 置 的 直 线 距 离 , 而 与 运 动 路 径
13、无 关 。 路 径 是 运 动 轨迹 的 长 度 。 路 程 为 零 , 质 点 肯 定 静 止 。 选 项 B 正 确 。 位 移 为 零 , 在 这 段 时 间 内 质 点 可 以 往返 运 动 回 到 初 始 位 置 , 路 程 不 为 零 , 所 以 选 项 A 正 确 。 位 移 大 小 在 非 单 向 直 线 运 动 中 总 小于 路 程 , 所 以 选 项 D 正 确 。 直 线 运 动 包 括 单 向 直 线 运 动 和 在 直 线 上 的 往 返 运 动 , 所 以 选 项C 错 误 。答案:A 、 B、 D例 3. 从 高 为 5m 处 以 某 一 初 速 度 竖 直 向
14、下 抛 出 一 个 小 球 , 在 与 地 面 相 碰 后 弹 起 , 上 升 到高 为 2m 处 被 接 住 , 则 在 这 段 过 程 中A. 小 球 的 位 移 为 3m, 方 向 竖 直 向 下 , 路 程 为 7mB. 小 球 的 位 移 为 7m, 方 向 竖 直 向 上 , 路 程 为 7mC. 小 球 的 位 移 为 3m, 方 向 竖 直 向 下 , 路 程 为 3mD. 小 球 的 位 移 为 7m, 方 向 竖 直 向 上 , 路 程 为 3m解析:本 题 考 查 基 本 知 识 在 实 际 问 题 中 的 应 用 。 理 解位移和路程概念,并按要求去确定它们。题中物体初
15、、末位置高度差为 3m,即位移大小,末位置在初位置下方,故位移方向竖直向下,总路程则为 7m。答案:A【模拟试题】1. 下 列 关 于 质 点 的 说 法 中 , 正 确 的 是 ( )A. 质 点 是 一 个 理 想 化 的 模 型 , 实 际 并 不 存 在B. 因 为 质 点 没 有 大 小 , 所 以 与 几 何 中 心 的 点 没 有 区 别C. 凡 是 轻 小 的 物 体 , 都 可 看 作 质 点D. 如 果 物 体 的 形 状 和 大 小 在 所 研 究 的 问 题 中 属 于 无 关 或 次 要 因 素 , 就 可 以 把 物 体 看作 质 点2. 下列情况的物体,哪些情况可将物体当作质点来处理 ( ) A. 放在地面上的木箱,在上面的箱角处用水平推力推 它,木箱可绕下面的箱角转动