第1单元质点位移速度

第1节质点、参考系和坐标系一、质点(理想模型法，高中常用方法。优点是问题处理大为简化。)1、定义：用来代替物体的有质量的点。2、特点：无大小无形状，有质量（无限制）。3、条件：物体的大小和形状对研究问题影响可忽略。（无影响或影响很小）4、注意：①几何中的点无大小无形状无质量，只占有位置。②不看物体的绝对大小，只看影响是否可忽略。③涉及物体的不同部分时不能看成质点；研究物体的自转时不能看成质点。④质点是理想化模型，实际上不存在。（是对实际物体的科学抽象）⑤平动是指物体上各点速度完全相同，平动的物体通常可视为质点。5、能否把一个物体看做质点，并不是由物体的形状和大小来决定的，而是由它的形状和大小对所研究问题的影响程度决定的。同一物体在有些问题中能看做质点，而在另一些问题中又不能看做质点。如研究火车过桥的时间时就不能把火车看做质点，但研究火车从北京到上海所用的时间时就可把火车看做质点。地球绕太阳公转看成质点，地球自转则不能。【例1】(2009·广东)做下列运动的物体，能当做质点处理的是()A．自转中的地球B．旋转中的风力发电机叶片C．在冰面上旋转的花样滑冰运动员D．匀速直线运动的火车[规范思维]判断物体是否可看做质点应注意以下两点：①明确题目中所要研究的问题是什么；②分析物体的大小和形状对所研究的问题而言影响能否忽略。二、参考系：1、定义：假定为不动用来做参考的物体。（参考系不一定静止）2、描述物体的运动必须选择参考系(静止是相对的),以此为标准来衡量物体是运动还是静止的，参考系一旦确定，对物体运动描述也唯一确定。参考系不能选自己。（必要性）3、参考系的选取是任意的，实际中以观测方便和运动的描述尽可能简单为原则。研究地面上物体的运动时，常选地面为参考系。（实用性）4、对同一物体，选择不同的参考系，观察结果一般不同。（差异性）5、比较两个物体的运动或同一物体在不同阶段的运动，必须选取同一参考系。（统一性）6、不能选抽象的物体做参考系，如西方、天空等。7、相对速度:把参考系的速度反方向加给研究对象后得到的合速度。（两同学赛跑）三、坐标系：1、物义：定量描述物体的位置和位置变化。2、分类:直线坐标系、平面直角坐标系、空间坐标系。3、坐标系三要素：画坐标系时必须标上坐标原点、正方向和单位长度。4、意义：位置坐标的正负表示方向，绝对值表示到原点的距离。【针对训练】：1．在以下的哪些情况中可将所研究的物体看成质点()A．研究某学生骑车由学校回家的速度[来源:ZB．对这位学生骑车姿势进行生理学分析C．火星探测器从地球到火星的飞行轨迹D．火星探测器降落火星后如何探测火星的表面2．两辆汽车在平直公路上行驶，甲车内的人看见窗外树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动．如果以大地为参考系，上述事实说明()A．甲车向西运动，乙车不动B．乙车向西运动，甲车不动C．甲车向西运动，乙车向东运动D．甲、乙两车以相同的速度都向西运动3、下列关于运动会的各种比赛中，能将人或物体看做质点的是()A．研究乒乓球比赛中王皓的旋球技术时B．研究刘子歌在200米蝶泳比赛中的手臂动作时C．研究万米冠军在长跑中的位置时D．研究跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中的美妙姿态时第2节时间和位移一、时间和时刻：1、时刻：指某一瞬时，在时间轴上表现为某一点。时刻是状态量。如2秒末、第3秒初。2、时间：指两个时刻之间的间隔，在时间轴上表现为线段。时间是过程量。3、生活中所说的时间可指时刻或时间，物理学中时间指的是时间间隔。4、时间的测量方法：停表、打点计时器、频闪照片等。【例题】以下说法中指时间间隔的是()A．天津开往德州的625次列车于13时35分从天津出发B．某人用15s跑完100mC．中央电视台新闻联播节目每天19时开始D．某场足球赛在开赛80分钟时，甲队才攻入一球二、路程和位移（都是过程量）：1、路程：①物义：表示质点运动轨迹的长度。②大小：物体运动轨迹的实际长度。③路程是标量，只有大小没有方向。2、位移：①物义：精确描述物体位置变化的大小和方向。②定义：从初位置指向末位置的有向线段。③大小:初位置到末位置的直线距离。④位移是矢量，方向从初位置指向末位置。位移的方向常常用正、负号表示。3、注意：①位移大小小于等于相应的路程，只有单方向直线运动位移大小才等于路程。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．②路程相同时位移不一定相同，位移相同时路程不一定相同。③路程不等于零时位移可能为零。④直线运动的位移△X=X末－X初三、矢量和标量：1、标量：①标量只有大小没有方向。②标量相等只要求大小相等。③标量运算遵守代数法则。④标量正负号：有时表相对大小；有时表相反特定意思。2、矢量：①矢量既有大小又有方向。②矢量大小必须取绝对值，矢量正负号表示方向。③矢量运算遵守平行四边形定则，共线时同向相加，反向相减。3、矢量意识：①矢量相等或者相同必须大小相等而且方向相同。②求矢量必须求出大小指明方向。（求矢量大小只取绝对值，不用说方向）③矢量大小必须取绝对值，矢量正负号只表示方向。④矢量不变必须．．．．．．．大小不变方向不变。．．．．．．．．．【针对训练】：1、北京时间2011年8月28日晚，刘翔在韩国大邱田径世锦赛男子110米栏预赛第一组里以13.20s轻松获得小组第一，下列说法中正确的是()A．刘翔在飞奔的110米中，可以看做质点B．教练为了分析其动作要领，可以将其看做质点C．无论研究什么问题，均不能把刘翔看做质点D．能否把刘翔看做质点，取决于我们所研究的问题2、某人站在楼顶从O点竖直向上抛出一个小球，上升的最大高度为20m，然后落回到抛出点O下方25m的B点，则小球在这一过程中通过的路程和位移分别为(竖直向上为正方向)()A．25m、25mB．65m、25mC．25m、－25mD．65m、－25m3、(2012·嘉兴模拟)在大型电视剧《闯关东》中，山东龙口港到大连是一条重要的闯关东路线。假设有甲、乙两船同时从龙口出发，甲船路线是龙口—旅顺—大连，乙船路线是龙口—大连。两船航行2天后同时在下午3点到达大连，则下列有关描述中正确的是()A．在研究两船的航行时间时，不能将船视为质点B．题述中，“2天”和“下午3点”指的都是时刻C．两船的路程相同，位移不同D．两船的平均速度相同第3节速度一、坐标与坐标变化量：1、变化量（增加量、改变量、增量）=末态－初态（结果是零、正数、负数）2、位移用坐标变化量表示：△X=X末－X初(绝对值表示位移大小，正负号表示位移方向)3、坐标反映质点的具体位置。二、速度：1、物义：描述物体位置变化快慢和变化方向的物理量。2、定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。3、定义式：V=△X/△t①比值法：无正反比关系，量度作用。②条件：一切运动。③单位：1m/s=3.6km/h4、分类：瞬时速度（△t→0即某一时刻，极限思想）和平均速度（△t是一段时间）5、方向：速度是矢量，平均速度方向与位移方向相同，瞬时速度方向就是物体运动方向。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6、速度变化三种情况：速度大小变；速度方向变；速度大小方向都变化。三、平均速度和瞬时速度:1、平均速度：①物义：粗略描述运动快慢。②定义式：v=△X/△t（无正反比，量度作用，一切运动）③平均速度是矢量，方向与位移方向相同。平均速度是过程量，与位移、时间对应。④等效法：将变速运动等效为匀速直线运动。⑤平均速度必须指明是哪段时间或者哪段位移。（平均速率=路程/时间，计算时要紧扣定义）⑥平均速度不是速度平均值，匀变速直线运动平均速度才等于速度平均值。⑦平均速度大小不叫平均速率，只有单方向直线运动平均速度大小才等于平均速率。2、瞬时速度：①物义：精确描述物体的运动快慢和运动方向。②定义：物体在某一时刻或者某一位置的速度。③定义式：V瞬=△X/△t（△t→0时，极限思想）④瞬时速度是矢量，方向就是物体运动方向。．．．．．．．．．．．．．．．．．．．瞬时速度是状态量，与位置、时刻对应。⑤时间无限短时平均速度等于该时刻的瞬时速度。⑥瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。⑦匀速直线运动中瞬时速度等于平均速度。【例题】(2010·江苏启东)在第12届柏林世界田径锦标赛中，牙买加飞人博尔特在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.3s的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌．关于他在这两次决赛中的运动情况，正确的是()A．200m决赛中的位移是100m决赛的两倍B．200m决赛中的平均速度约为10.36m/sC．100m决赛中的平均速度约为10.32m/sD．200m决赛中的最大速度约为20.64m/s[规范思维]平均速度v＝位移ΔxΔt，而不是路程Δt；只有在单向直线运动中，位移大小才等于路程，一般情况下位移大小小于路程。1、下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的是()A．若物体在某段时间内每时刻的瞬时速度都为零，则它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为零，则它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2、(2011·巩义)如图6所示是火炬手攀登珠峰的线路图，下列正确的是()A．由起点到终点火炬手所走线路的总长度是火炬手的位移B．线路总长度与火炬手所走时间的比等于登山的平均速率C．在计算登山运动的速度时可以把火炬手当成质点D．若火炬手选择其他线路到达相同地点，则两次的路程和位移一定相同3、为了使高速公路交通有序、安全，路旁立了许多交通标志．如图所示，甲图是限速标志，表示允许行驶的最大速度是110km/h；乙图是路线指示标志，表示到泉州还有100km.上述两个数据的物理意义是()A．110km/h是平均速度，100km是位移B．110km/h是平均速度，100km是路程C．110km/h是瞬时速度，100km是位移D．110km/h是瞬时速度，100km是路程4、三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图2所示，三个质点同时从N点出发，同时达到M点，下列正确的是()A．三个质点从N点到M点的平均速度相同B．三个质点任意时刻的速度方向都相同C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D．三个质点从N点到M点的位移不同