《描述運(yùn)動(dòng)的基本概念》.ppt

第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 勻變速 直線運(yùn)動(dòng)的研究 第1課時(shí) 描述運(yùn)動(dòng)的基本概念 考點(diǎn)自清 1.質(zhì)點(diǎn) 用來代替物體的有 的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)，研究 一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果物體的 和 對(duì) 問題的影響可以忽略，就可以看做質(zhì)點(diǎn).,質(zhì)量,形狀,大小,2.參考系和坐標(biāo)系 (1)為了研究物體的運(yùn)動(dòng)而假定 的物體, 叫做參考系.對(duì)同一物體的運(yùn)動(dòng)，所選擇的參考 系不同，對(duì)它的運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì) .通常以 為參考系來研究物體的運(yùn)動(dòng). (2)為了定量地描述物體的位置及位置的變化， 需要在參考系上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系.中學(xué)物理中 常用的坐標(biāo)系有直線坐標(biāo)系和平面直角坐標(biāo)系, 可分別用來研究物體沿直線的運(yùn)動(dòng)和在平面內(nèi) 的運(yùn)動(dòng).,不動(dòng),不同,地面,3.時(shí)刻和時(shí)間時(shí)隔 (1)時(shí)刻指的是某一瞬時(shí)，在時(shí)間軸上用 來 表示，對(duì)應(yīng)的是位置、速度、動(dòng)能等狀態(tài)量. (2)時(shí)間間隔是兩個(gè)時(shí)刻間的間隔,在時(shí)間軸上 用 來表示，對(duì)應(yīng)的是位移、路程、功等 過程量. 4.位移和路程 (1)位移描述物體 的變化，用從 指 向 的有向線段表示，是矢量. (2)路程是物體運(yùn)動(dòng) 的長(zhǎng)度，是標(biāo)量.,點(diǎn),線段,位置,初位置,末位置,軌跡,5.速度 物理學(xué)中用位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比 值表示物體運(yùn)動(dòng)的 ，即v= ,是描述物體 運(yùn)動(dòng)的 和方向的物理量. (1)平均速度：在變速運(yùn)動(dòng)中，物體在某段時(shí)間 內(nèi)的 與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值叫做 這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即 ,其方向與 的方向相同. (2)瞬時(shí)速度：運(yùn)動(dòng)物體在 的速度，方向沿軌跡上物體所在點(diǎn)的 切線方向指向前進(jìn)的一側(cè)是矢量.瞬時(shí)速度的大 小叫 ，是標(biāo)量.,快慢,快慢,位移,位移,某一時(shí)刻（或某一,一位置）,速率,6.加速度 加速度是描述 的物理量,是 與 的比值，即 a= .加速度是矢量，其方向與 的 方向相同.,速度變化快慢,速度的,發(fā)生這一變化所用時(shí)間,速度變化,變化量,熱點(diǎn)聚焦 熱點(diǎn)一 質(zhì)點(diǎn)概念的理解與應(yīng)用 1.質(zhì)點(diǎn)是對(duì)實(shí)際物體的科學(xué)抽象,是研究物體運(yùn) 動(dòng)時(shí),抓住主要因素,忽略次要因素,對(duì)實(shí)際物體 進(jìn)行的近似,是一種理想化的模型,真正的質(zhì)點(diǎn)是 不存在的. 2.一個(gè)物體能否看做質(zhì)點(diǎn),并非依物體自身大小來 判斷,而是要看物體的大小、形狀在所討論的問 題中是主要因素還是次要因素.若是次要因素,即 使物體很大,也能看做質(zhì)點(diǎn).相反,若物體的大小、 形狀是主要因素,即使物體很小,也不能看做質(zhì)點(diǎn).,3.質(zhì)點(diǎn)與幾何中的“點(diǎn)”不同.質(zhì)點(diǎn)是對(duì)實(shí)際物體 進(jìn)行科學(xué)抽象的模型,具有質(zhì)量,只是忽略了物 體的大小和形狀:幾何中的點(diǎn)僅僅表示空間中的 某一位置.,熱點(diǎn)二 平均速度與瞬時(shí)速度的區(qū)別和聯(lián)系 1.平均速度反映一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的平均快慢 程度,它與一段時(shí)間或一段位移相對(duì)應(yīng).瞬時(shí)速 度能精確描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢,它是在運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t0時(shí)的平均速度，與某一時(shí)刻或某一位置相 對(duì)應(yīng). 2.瞬時(shí)速度的大小叫速率,但平均速度的大小不能 稱為平均速率,因?yàn)槠骄俾适锹烦膛c時(shí)間的比 值,它與平均速度的大小沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系. 思考與討論:什么情況下,平均速度與瞬時(shí)速度相等? 提示:在勻速直線運(yùn)動(dòng)中,瞬時(shí)速度保持不變,與平 均速度相等.,熱點(diǎn)三 關(guān)于加速度的理解 1.從a= 可知，加速度是速度的變化率，加速度 大,意味著速度變化快,并不表示速度變化大. 2.只要物體的速度在變化,就說明存在加速度;反之, 有加速度,物體的速度就在變化.只是加速度衡量 了速度變化的快慢程度而已. 3.當(dāng)加速度方向與速度方向一致時(shí),物體做加速直 線運(yùn)動(dòng);當(dāng)加速度方向與速度方向相反時(shí),物體做 減速直線運(yùn)動(dòng).因此,判斷物體速度是增大還是減 小,要看加速度方向與速度方向的關(guān)系,而“增 大”或“減小”的快慢就要看加速度的大小了.,思考與討論:物體由于發(fā)生了位移而具有速度, 同理,由于速度發(fā)生了變化,物體就產(chǎn)生了加速 度,你認(rèn)為這種對(duì)速度和加速度的理解是否 正確？ 提示:物體運(yùn)動(dòng)時(shí),物體的位置發(fā)生變動(dòng),產(chǎn)生位 移.當(dāng)物體受到力的作用時(shí),就會(huì)產(chǎn)生加速度,物 體的速度也就隨之發(fā)生變化.可見,速度和位移、 加速度和速度變化存在著因果關(guān)系,若將其因果 關(guān)系顛倒就會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤.,題型探究 題型1 質(zhì)點(diǎn)概念的理解 【例1】如圖1為我國田徑名將劉翔, 曾多次獲得110米欄冠軍，下列有 關(guān)說法正確的是 ( ) A.劉翔在飛奔的110米中,可以看 做質(zhì)點(diǎn) B.教練為了分析其動(dòng)作要領(lǐng),可以將其看做質(zhì)點(diǎn) C.無論研究什么問題,均不能把劉翔看做質(zhì)點(diǎn) D.是否能將劉翔看做質(zhì)點(diǎn),決定于我們所研究的 問題,圖1,思路點(diǎn)撥 分析劉翔的尺寸在研究的問題中屬 于次要因素還是主要因素，從而確定是否可以 將劉翔看做質(zhì)點(diǎn). 解析 在劉翔飛奔的110米中,我們?nèi)绻魂P(guān)心 他的速度,則無需關(guān)注其跨欄動(dòng)作的細(xì)節(jié),故可以 將其看做質(zhì)點(diǎn).教練為了分析其動(dòng)作要領(lǐng)時(shí),如果 作為質(zhì)點(diǎn),則其擺臂、跨欄等動(dòng)作細(xì)節(jié)將被掩蓋, 無法研究,所以就不能看做質(zhì)點(diǎn).因此,能否將一 個(gè)物體看做質(zhì)點(diǎn),關(guān)鍵是物體自身因素對(duì)我們所 研究問題的影響,而不能籠統(tǒng)地說行或不行. 答案 AD,規(guī)律總結(jié) 判斷物體是否可看作質(zhì)點(diǎn)應(yīng)注意以下兩點(diǎn) (1)明確題目中所要研究的問題是什么. (2)分析物體的大小和形狀對(duì)所研究的問題而言 能否忽略.,變式練習(xí)1 2008年北京奧運(yùn)會(huì)已落下帷幕,世 人矚目,中國代表團(tuán)參加了包括田徑、體操、柔 道在內(nèi)的所有28個(gè)大項(xiàng)的比賽,下列幾種奧運(yùn)比 賽項(xiàng)目中的研究對(duì)象可視為質(zhì)點(diǎn)的是 ( ) A.在撐桿跳高比賽中研究運(yùn)動(dòng)員手中的支撐桿 在支撐地面過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)情況時(shí) B.帆船比賽中確定帆船在大海中的位置時(shí) C.跆拳道比賽中研究運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作時(shí) D.鉛球比賽中研究鉛球被擲出后在空中的飛行 時(shí)間時(shí),解析 A、C項(xiàng)中的研究對(duì)象的大小和形狀忽略 后,所研究的問題將無法繼續(xù),故A、C錯(cuò),而B、D 項(xiàng)中的研究對(duì)象的大小和形狀忽略后,所研究的 問題不受影響,故B、D正確. 答案 BD,題型2 對(duì)平均速度的理解 【例2】汽車沿直線從甲地開往乙地,若前一半路 程的平均速度為v1,后一半路程的平均速度為v2, 則汽車全程的平均速度 為多少？若汽車在全程 的前一半時(shí)間的平均速度為v1,后一半時(shí)間的平 均速度為v2,則全程的平均速度 為多少？哪種情 況下的平均速度大？ 思維快車本題考查平均速度的運(yùn)算,對(duì)一般變 速運(yùn)動(dòng)平均速度的計(jì)算必須牢牢抓住平均速度 的定義式.,解析 (1) (2) 對(duì)兩種情況下的平均速度作差有 0, 即v1v2時(shí)，后一種情況的平均速度大. 答案 第二種情況平均速度大,規(guī)律總結(jié) 對(duì)平均速度的計(jì)算應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)平均速度是矢量,方向與位移方向相同. (2)平均速度的大小與物體不同的運(yùn)動(dòng)階段有關(guān). (3) 是平均速度的定義式,適用于所有的運(yùn) 動(dòng),而 適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng),但若v= ,卻不能判定該物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).,變式練習(xí)2 某同學(xué)在百米比賽中,以6 m/s2的 加速度迅速從起點(diǎn)沖出，到50 m處的速度是 8.2 m/s,在他跑完全程中間時(shí)刻t1=6.25 s時(shí)速 度為8.3 m/s,最后以8.4 m/s的速度沖過終點(diǎn), 他的百米平均速度大小為 m/s. 解析 本題交代了許多速度,但那些都是瞬時(shí)速 度,求平均速度是否用 來求解呢？顯然 不是,因?yàn)樵撨\(yùn)動(dòng)不是勻變速直線運(yùn)動(dòng),所以只 能用 來求解,其中x=100 m，而時(shí)間t可由,“全程中間時(shí)刻t1=6.25 s”得出t=2t1=12.5 s, 因此平均速度 答案 8 m/s,變式練習(xí)3 下表是在北京西與長(zhǎng)沙區(qū)間運(yùn)行的 T1/T2次列車運(yùn)行時(shí)刻表.假設(shè)列車準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)和 準(zhǔn)點(diǎn)開出,且做直線運(yùn)動(dòng).求： (1)列車由長(zhǎng)沙開出至到達(dá)武昌的過程中的平均 速度; (2)列車由鄭州開出至到達(dá)岳陽的過程中的平均 速度； （3）T1次列車在505的速度和全程的平均 速度.,解析 (1)由上表可得,由長(zhǎng)沙到武昌的過程中 位移x1=1 588 km-1 226 km=362 km (1分) 時(shí)間t1=3小時(shí)28分=3.467 h (1分) 所以 h=104.4 km/h (3分) (2)由上表可得,由鄭州到岳陽過程中 位移x2=1 441 km-690 km=751 km (1分) 時(shí)間t2=7小時(shí)37分=7.617 h (1分) 所以平均速度 (3分),(3)T1次列車在505時(shí)在武昌站停車,所以此時(shí) 的瞬時(shí)速度為0.（1分） 在全程中:位移x=1 588 km（1分） 時(shí)間t=15小時(shí)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,題型3 對(duì)加速度的理解 【例3】有下列幾種情景,請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)選擇對(duì) 情景的分析和判斷正確的是 ( ) 點(diǎn)火后即將升空的火箭 高速公路上沿直線高速行駛的轎車為避免事 故緊急剎車 運(yùn)動(dòng)的磁懸浮列車在軌道上高速行駛 太空中的空間站在繞地球做勻速轉(zhuǎn)動(dòng) A.因火箭還沒運(yùn)動(dòng),所以加速度一定為零 B.轎車緊急剎車,速度變化很快,所以加速度很大 C.高速行駛的磁懸浮列車,因速度很大,所以加 速度也一定很大 D.盡管空間站勻速轉(zhuǎn)動(dòng),加速度也不為零, 思路導(dǎo)圖,解析 選項(xiàng)A中,火箭雖還沒動(dòng),但火箭所受合外 力不為零,故A錯(cuò)；轎車緊急剎車時(shí),根據(jù)a= , 由于t很短,故加速度很大,B對(duì);磁懸浮列車的 速度很大,但速度變化并不快,故加速度并不大, C錯(cuò);空間站的速度大小不變,但速度方向不斷變 化,故加速度并不為零,D對(duì). 答案 BD,變式練習(xí)4 關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng),下列哪種說法是 不可能的 ( ) A.加速度在減小,速度在增加 B.加速度方向始終改變而速度不變 C.加速度和速度大小都在變化,加速度最大時(shí)速 度最小,速度最大時(shí)加速度最小 D.加速度方向不變而速度方向變化 解析 物體從靜止開始做加速度減小的加速運(yùn) 動(dòng)時(shí),加速度減小,說明速度增加得越來越慢,當(dāng) 加速度減小到零時(shí),速度增加到最大,故選項(xiàng)A、C 是可能的.平拋運(yùn)動(dòng)中,加速度方向不變而速度 方向時(shí)刻變化,故選項(xiàng)D也是可能的.只要有加速 度,速度就要變化,選項(xiàng)B是不可能的.,B,題型4 利用“對(duì)稱性”解決運(yùn)動(dòng)問題 【例4】天空有近似等高的濃云層.為了測(cè)量云層 的高度,在水平地面上與觀測(cè)者的距離為d= 3.0 km處進(jìn)行一次爆炸,觀測(cè)者聽到由空氣直接 傳來的爆炸聲和由云層反射來的爆炸聲時(shí)間上 相差t=6.0 s.試估算云層下表面的高度.已知 空氣中的聲速v= km/s. 解析 如右圖所示,A表示爆炸處, O表示觀測(cè)者所在處,h表示云層下 表面的高度.用t1表示爆炸聲直接傳 到O處所用時(shí)間,則有d=vt1 ,用t2表示爆炸聲經(jīng)云層反射到達(dá)O處所用時(shí)間, 因?yàn)槿肷浣堑扔诜瓷浣?故有 已知t2-t1=t 聯(lián)立式,可得 代入數(shù)值得h=2.0103 m 答案 2.0103 m,【評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)】 本題共16分,其中式各5分,式各2分. 【名師導(dǎo)析】 有關(guān)勻速運(yùn)動(dòng)的問題近幾年考查較多,如宇宙膨 脹速度、超聲波測(cè)速等,涉及規(guī)律比較簡(jiǎn)單.根 據(jù)高考的特點(diǎn),運(yùn)動(dòng)的問題與科普知識(shí)或其他某 一情景相結(jié)合進(jìn)行考查,仍將是考查的熱點(diǎn),同 時(shí)注意理解題意、建立模型的能力要求會(huì)越來 越高.,素能提升 1.下列說法正確的是 ( ) A.參考系必須是固定不動(dòng)的物體 B.參考系可以是變速運(yùn)動(dòng)的物體 C.地球很大,又因有自轉(zhuǎn),研究地球公轉(zhuǎn)時(shí),地球 不可作為質(zhì)點(diǎn) D.研究跳水運(yùn)動(dòng)員轉(zhuǎn)體動(dòng)作時(shí),運(yùn)動(dòng)員不可作為 質(zhì)點(diǎn) 解析 參考系是為了描述物體的運(yùn)動(dòng)而人為選定 作為參照的物體,參考系可以是不動(dòng)的,也可以是 變速運(yùn)動(dòng)的物體,A錯(cuò)誤,B正確;地球的公轉(zhuǎn)半徑比 地球半徑大得多,在研究地球公轉(zhuǎn)時(shí),可將地球視 為質(zhì)點(diǎn),C錯(cuò)誤;但在研究跳水運(yùn)動(dòng)員身體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 運(yùn)動(dòng)員的形狀和大小對(duì)研究結(jié)果的影響不可忽略, 不能被視為質(zhì)點(diǎn),D正確.,BD,2.甲、乙、丙三人各乘一個(gè)熱氣球,甲看到樓房勻 速上升,乙看到甲勻速上升,甲看到丙勻速上升, 丙看到乙勻速下降.那么在地面上的人看來, 甲、乙、丙的運(yùn)動(dòng)情況可能是 ( ) A.甲、乙勻速下降,v乙v甲,丙停在空中 B.甲、丙勻速下降,v丙v甲,乙勻速上升 C.甲、乙勻速下降,v乙v甲,丙勻速下降,且v丙v甲 D.甲、乙勻速下降,v乙<v甲,丙勻速下降,且v丙<v甲,解析 甲看到樓房勻速上升,說明甲相對(duì)地面勻 速下降;乙看到甲勻速上升,說明乙相對(duì)地面也 勻速向下運(yùn)動(dòng),且v乙v甲,B、D不正確.甲看到丙 勻速上升,丙看到乙勻速下降,說明丙可能靜止, 或者可能勻速上升,或者可能勻速向下運(yùn)動(dòng)且 v丙<v甲<v乙,C不正確,A正確. 答案 A,3.三個(gè)質(zhì)點(diǎn)A、B、C均由N點(diǎn)沿不同 路徑運(yùn)動(dòng)至M點(diǎn),運(yùn)動(dòng)軌跡如圖3所 示,三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從N點(diǎn)出發(fā),同時(shí) 到達(dá)M點(diǎn).下列說法正確的是( ) A.三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N到M點(diǎn)的平均速度相同 B.三個(gè)質(zhì)點(diǎn)任意時(shí)刻的速度方向都相同 C.三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)出發(fā)到任意時(shí)刻的平均速度都 相同 D.三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)到M點(diǎn)的位移不同,圖3,解析 位移是指物體在空間的位置的變化,用從 物體初位置指向末位置的矢量表示,三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的 起始位置相同,故三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移相同,D項(xiàng)錯(cuò); 由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,由平均速度的定義可知,平 均速度也相同,A項(xiàng)對(duì)；曲線運(yùn)動(dòng)的方向沿軌跡 的切線方向,所以不是任何時(shí)刻速度方向都相同 的,B項(xiàng)錯(cuò)；任意時(shí)刻三個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移并不相同, 平均速度也不同,C項(xiàng)錯(cuò). 答案 A,4.下列說法中正確的是 ( ) A.物體有加速度,速度就增加 B.物體的速度變化越快,加速度就越大 C.物體的速度變化量v越大,加速度就越大 D.物體運(yùn)動(dòng)的加速度等于零,則物體一定靜止 解析 加速度是表示物體速度變化快慢的物理 量,與物體的速度的大小沒有直接關(guān)系,故B正確, D錯(cuò)誤;由v=at,v的大小還與t的大小 有關(guān),故C錯(cuò)誤；當(dāng)加速度與速度反向時(shí),速度反 而減小,故A項(xiàng)錯(cuò)誤.,B,5.一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox方向做變速運(yùn)動(dòng),它離開O點(diǎn)的 距離隨時(shí)間變化的關(guān)系為x=5+2t3(m),它的速度 隨時(shí)間t變化關(guān)系為v=6t2(m/s).該質(zhì)點(diǎn)在t=0到 t=2 s間的平均速度和t=2 s到t=3 s間的平均速 度大小分別為 ( ) 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時(shí),x0=5 m;t=2 s時(shí), x2=21 m；t=3 s時(shí),x3=59 m.故 =8 m/s, =38 m/s.,B,6.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做方向不變的直線運(yùn)動(dòng),加速度的方向 始終與速度方向相同,但加速度大小逐漸減小直 至為零,則在此過程中 ( ) A.速度逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá) 到最小值 B.速度逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),速度達(dá) 到最大值 C.位移逐漸增大,當(dāng)加速度減小到零時(shí),位移將 不再增大 D.位移逐漸減小,當(dāng)加速度減小到零時(shí),位移達(dá) 到最小值,解析 加速度與速度同向,速度應(yīng)變大,當(dāng)加速 度減小到零時(shí),速度不再增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤;物體做 加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后達(dá)到勻速,B項(xiàng)正 確;因物體最終勻速運(yùn)動(dòng),所以位移仍增大,C項(xiàng) 錯(cuò)誤;位移一直增大,沒有最小值,D項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案 B,7.一輛汽車沿平直公路行駛,先以速度v1通過前 的位移,再以速度v2=50 km/h通過其余的 位移. 若整個(gè)位移中的平均速度 =37.5 km/h,則第一 段位移內(nèi)的平均速度是多少？ 解析 設(shè)整段位移為x,通過前 位移和后 位 移的時(shí)間分別為t1和t2,根據(jù) 得t1=,t2= 解得第一段位移內(nèi)的速度 v1= 答案 25 km/h,反思總結(jié),返回,