第1章--怎样描述物体的运动

第1章怎么描述物体的运动1.1走近运动一、参考系二、质点三、位移和路程一、参考系1.参考系在描述物体运动时，被选来作为参考的物体，叫做参考系。选择的参考系不同，观察到的运动也往往是不同的。图1-1-1雨滴运动与参考系2.描述一个体物体的运动，可以选择不同的参考系研究地面物体的运动时，一般选地面做为参考系；而研究太阳系中行星的运行时，则应选择太阳做为参考系。二、质点质点当物体大小、形状等对运动的影响极其微弱时，可以把物体看做只具有质量而没有大小的理想的点，这叫做的质点。质点是为了研究运动而引入的一种理想模型。例如，地球绕日公转时，地球上各点的运动并不相同，但是，由于地球本身的尺寸（D=1.3×107m）与地日间的距离（d=1.5×1011m）相比小得多，地球上各点绕日公转运动的差异微乎其微，这样，在研究地球绕日公转运动时，也完全可以把地球视为一个点。三、位移和时间1.位移和路程–位移是描述物体的位置变化的物理理。–位移的大小是线段AB的长度–位移的方向是初位置A指向末位置B的方向ABCDE例题某汽车沿正东方向直线行驶200m后，改道沿正南偏东方向25°行驶250m，求汽车的位移。解用作图法求解。选择某一标度，如取长为10mm的线段表示100N的力，作出汽车的位移，如图所示。经测量得，汽车位移大小S=380m，方向正东偏南37°。路程是质点运动轨迹的长度。s2.时间与时间间隔–时刻是指某一瞬时，时间是指两个时刻之间的时间间隔。–时刻跟质点所在某一位置相对应，时间跟质点所经历的某一段位移或路程相对应。3.直线运动的位置和位移–物体做直线运动如下图所示，物体在t1时刻处于“位置”x1，t2时刻处于“位置”x2。那么，x2–x1就是物体的“位移”，记为Δx=x2–x1–同样地，可以用Δt表示物体从1位置到2位置时间的变化量，即Δt=t2–t11.2怎么描述运动的快慢一、速度二、平均速度三、瞬间速度一、速度–速度是表示运动快慢的物理量，它等于位移跟发生这段位移所用时间的比值，速度通常用v表示。–如果在时间Δt内物体的位移为Δx，它的速度就可表示为v=–速度是矢量，它的方向就是物体的运动方向。–速度的大小在数值上等于单位时间内位移的大小。tx二、平均速度•一段位移Δx和发生这段位移所用时间Δt的比值叫做这段位移上（时间内）的平均速度。v=可见，考虑平均速度时，必须指出是哪段时间或哪个路段上的平均速度。•常见物体的平均速度（m/s）。tx普通步行约1.5空气中的声音（0℃）331短跑（比赛）约10大型客机约300自行车约17普通炮弹约1.0×103大型军舰（经济航速）约9.5步枪子弹约900普通摩托车约23地球绕日3.0×104动车组约41.6真空中的光3.0×108三、瞬时速度•为了更精确的描述物体运动的快慢，可以把△t取得小一些，使得物体从t到t+Δt这样一个较小的时间间隔内的运动快慢差异小一些。Δt越小，运动的描述就越精确。•如果Δt非常非常小，就可以认为表示的是物体在时刻t的速度，这个速度叫做瞬时速度。tx•右图表示汽车的速度计，指针所指的数值，就是某时刻汽车的速率。1.3怎么描述速度变化的快慢一、速度变化快慢的描述加速度二、应用举例一、速度变化快慢的描述加速度加速度是表示速度改变快慢的物理量，它的大小等于单位时间内速度变化的大小。0tvvat在国际单位制中，加速度的单位是米每二次方秒，符号是m/s2。用v0表示物体运动的初速度，用vt表示经过一段时间t后的末速度，用a表示加速度，则有速度是矢量，它的方向就是物体的运动方向。1.加速度a2.加速度的方向和正负研究直线运动时，通常规定初速度方向为正方向。当加速度方向与初速度方向一致时，加速度是正值；当加速度方向与初速度方向相反时，加速度是负值。加速度方向3.匀变速直线运动物体做直线运动时，如果加速度保持不变，那么它在任意相等时间间隔内的速度变化量一定相同。我们把这样运动叫做匀变速直线运动。根据做匀变速直线运动物体的速度增大或减小的情形，可将匀变速直线运动分别叫做匀加速直线运动、匀减速直线运动。二、应用举例例题1做匀变速直线运动的汽车，在10s内速度从5m/s增加到10m/s，求汽车的加速度。解汽车运动过程如右侧上图所示。由加速度公式可得0tvvat22105(m/s)0.5(m/s)10a加速度a是正值，表示加速度方向与汽车初速度方向一致，说明汽车做匀加速直线运动。at例题2汽车紧急刹车时速度是10m/s，经过2s，汽车停了下来，求汽车的加速度。。解汽车运动过程如右侧上图所示，由加速度公式可得0tvvat加速度a是负正值，表示加速度方向与汽车初速度方向相反，说明汽车做匀减加速直线运动。分析汽车从刹车开始到停止的过程（如右侧上图所示）可近似看成匀变速直线运动。22010(m/s)5(m/s)2ata