運動學小結

2021-09-29 05:22:32 字數 4654 閱讀 7821

一、描述運動狀態的物理量

課標要求:

1.質點

認識質點的概念,通過例項知道質點是一種科學抽象,是乙個理想模型.

在具體事例中認識在哪些情況下可以把物體看成質點,體會質點模型在研究物體運動中的作用.

2.參考係和座標系

知道參考係概念,通過例項的分析了解參考係的意義.

在具體問題中選擇參考係,利用座標系描述物體的位置及其變化.

體會研究物理問題中建立參考係的重要性,體驗數學工具在物理學中的應用.

3.時間(間隔)和時刻

通過例項了解時間(間隔)和時刻的區別和聯絡.

用數軸表示時間和時刻,體會數軸在研究物理問題中的應用.

4.路程和位移

理解位移的概念,通過例項了解路程和位移的區別,知道位移是向量,路程是標量.

知道時刻與位置、時間與位移的對應關係;用座標系表示物體的位移

知識精要:

質點是物體在一定條件下的科學抽象,是物理學研究問題建立的一種科學思維方法——理想化模型.能否將物體看做質點,取決於所研究的具體問題,而不是物體本身的大小、形狀及質量.當物體的形狀、大小對所研究的問題沒有影響或影響很小時,就可以將物體看做質點.比如在研究列車沿平直軌道運動時,可以將列車看做質點,而研究火車車輪的運動時,就不能把火車看做質點.

參考係是為了描述乙個物體的運動,選來作為標準、假定不動的物體,參考係的選取是任意的,但選擇的原則是使運動的描述盡可能簡便.對同乙個物體的運動,所選擇的參考係不同,對它的運動的描述就會不同.

物體做機械運動時,其位置發生變化,為了定量地描述物體的位置及位置的變化,需要在參考係上建立適當的座標系.對質點的直線運動,一般選質點運動軌跡為座標軸,在座標軸上規定原點、正方向和單位長度,建立直線座標系;當物體在平面上運動時,需採用兩個座標來確定它的位置.當物體做空間運動時,需要用三個座標來確定它的位置。

在時間軸上,時刻表示為一點,時間表示為一條線段.路程是質點運動的軌跡的長度,是標量,與質點運動的路徑有關.位移上表示質點位置變化的物理量,是向量,與質點運動的路徑無關,僅由初、末位置決定.只有當物體做單向直線運動時,路程才等於位移的大小.曲線運動中位移的大小一定小於路程.

名師點撥:

【例1】、甲、乙、丙三人各乘乙個熱氣球,甲看到樓房勻速上公升,乙看到甲勻速上公升,甲看到丙勻速上公升,丙看到乙勻速下降.那麼,從地面上看,甲、乙、丙的運動情況可能是( )

a.甲、乙勻速下降,v乙>v甲,丙停在空中

b.甲、乙勻速下降,v乙>v甲,丙勻速上公升

c.甲、乙勻速下降,v乙>v甲,丙勻速下降,且v丙>v甲

d.以上說法均不正確

【分析】甲、乙、丙三人在觀察其他物體的運動時,是以自己所乘的熱氣球為參考係的.樓房和地面連為一體,是同乙個參考係,甲看到樓房勻速上公升,說明甲相對於地面勻速下降;乙看到甲勻速上公升,說明乙相對於地面也在勻速下降,且乙下降的速度v乙大於甲下降的速度v甲;甲看到丙勻速上公升,則丙的運動有三種可能情況:⑴丙靜止⑵丙勻速上公升⑶丙勻速下降,但v丙<v甲;而在這三種可能的情況下,丙看到乙一定是勻速下降,符合題意.故選項a、b正確.

【答案】ab

【點評】分析這類問題時,要緊扣參考係的定義,根據運動的相對性,由簡單到複雜的順序,先確定有唯一性的,再確定有多種可能性的,一環扣一環,不要出現遺漏.

【例2】一質點在x軸上運動,各個時刻的位置座標如下表:

⑴請在下面的x軸上標出質點在各時刻的位置.

⑵哪個時刻離開座標原點最遠?有多遠?

【分析】為了定量地描述物體的位置及位置變化,需要在參考係上建立適當的座標系.這一質點在一直線上運動,所以以運動路徑所在的直線為x軸標出各時刻質點的位置座標如圖.由圖不難看出,第4s末質點離開座標原點的距離最遠,為7m.

【答案】⑴

⑵第4s末質點離開座標原點最遠,有7m.

【點評】正確理解位置座標和位置變化的概念,是解這種題目的關鍵.

【例3】如圖1-1,質點從a點出發沿順時針方向在半徑r的圓周做勻速圓周運動,其間最大位移等於     ,最小位移等於     ,經過9/4週後的位移等於     ,路程

【分析】質點沿半徑為r的圓周運動,其間最大位移等於直徑2r,當質點完成一周運動後回到a點時,位移最小為零,質點經過9/4週後,就是物體運動兩周又運動1/4圓周後到達了c點,如圖所示,此時位移等於,方向由a指向c.路程等於.

【點評】位移有方向,是向量,位移的大小是兩點間的直線距離;路程是指物體運動軌道的長度,是標量.

【例4】如圖1-2所示,為乙個質點做直線運動的位移-時間圖象,試根據圖象對該質點的運動性質及特點作出描述.

【分析】從圖可見,質點在o~t1這段時間內,圖線的斜率逐漸減少,縱座標逐漸增大,表明質點在正方向上運動,且運動得越來越慢;在時間t1-t0內,圖線的斜率為負,且絕對值逐漸增大,縱座標逐漸減小,表明質點反向運動,且運動得越來越快.

【點評】在位移-時間中,圖線的縱座標值表示質點在某一時刻的位移值,而圖線的斜率大小表示質點在對應時刻的運動快慢程度,正負表示運動方向與規定的正方向相同或相反.

【例5】圖1-3表示在同一條直線上運動的a、b兩個質點的位移-時間圖象,由圖可知( )

a.當t=0時,a在b的前面

b.b在t2末追上a,並在此後跑在a的前面

c.b比a運動快

d.o~t1的一段時間內,a、b的位移相等

【分析與解】從圖中可見,質點a在o~t1時間內做勻速直線運動,之後處於靜止狀態,運動的位移值為x2-x1;b質點從座標原點開始運動,一直做勻速直線運動.

從圖象不難發現,選項a正確;由圖可見,在t2時刻a、b兩質點具有相同的位置座標,表明在時刻t2,b追上了a,選項b正確,因為在相等的時間內,兩個質點的位移不相等,因此兩者運動的快慢是不相等的,選項c是錯誤的;從圖可見,在o~t1時間內b通過的位移值大於a通過的位移值,故選項d也是錯誤的.

及時反饋:

1.下列各運動的物體中,能看成質點的是(  )

a.研究跳水運動員入水時減小水花的方法 b.研究10000m長跑時運動員的速度方向

c.研究火車進站時的速度和停靠位置   d.研究體操運動員的優美舞姿

2.第一次世界大戰期間,一位法國飛行員在飛行時,看到頭上方有乙個像小蟲的東西跟著他一起飛行,他想什麼小蟲能飛這麼快呢?結果他用手一抓,竟然是一顆德軍射出的子彈,那麼這個飛行員能很容易抓到子彈的原因是 (  )

a.子彈飛行速度很小       b.飛行員飛行的速度不大

c.子彈相對飛行員的速度很小   d.子彈相對飛行員的速度很大

3.關於質點的位移和路程,下列說法中正確的是(  )

a.位移是向量,位移的方向就是質點運動的方向

b.路程是標量,即位移的大小

c.質點做直線運動時,路程等於位移的大小

d.位移的大小不會比路程大

4.關於時間和時刻,下列說法正確的是 (  )

a.物體在5s時指的是物體在5s末,指的是時刻

b.物體在5s內指的是物體在4s末到5s末這1s的時間

c.物體在第5s內指的是物體在4s末到5s末這1s的時間

d.第4s末就是第5s初,指的是時刻

5.在物理學中,通常用平面直角座標系來描述物體運動的位移與時間的關係,如圖

1-2 所示,橫軸表示時間,縱軸表示位移,這樣的座標系稱為位移-時間座標系(或

x-t座標系),則下列各圖中表示物體做勻速直線運動的是(  )

6.一位同學從操場中心a出發,向北走了40m,到達c點,然後又向西走了30m,到達b點,用有向線段表明他第一次、第二次的位移(x1、x2)和兩次行走的合位移(x).

7.從高出地面3m的位置豎直上拋乙個小球,它上公升5m後迴旋,最後到達地面,分別以地面和拋出點為原點建立座標系,方向均以向上為正,填寫以下**.

二勻速直線運動與變速直線運動速度

課標要求:

1.速度

理解物體運動速度的意義,知道速度的定義式和向量性,知道速率的概念及其與速度的區別;理解平均速度的意義,並會計算物體運動的平均速度;知道瞬時速度的意義,在具體問題中能識別平均速度和瞬時速度,初步體會極限的思維方法.

2.勻速直線運動

理解勻速運動的概念,認識勻速直線運動的x-t圖象和v-t圖象,並用它們描述勻速直線運動.

知識精要:

物理學中用位移與發生這個位移所用時間的比值,表示物體運動的快慢,這就是速度,即v=,速度不僅有大小而且有方向,它是向量,其方向就是物體運動的方向.

平均速度表示的只是物體在時間內隔t內的平均快慢程度,只能粗略描述運動的快慢.平均速度的大小與所選取的時間間隔有關,選取不同的時間間隔,平均速度的值一般是不同的,瞬時速度是對運動物體任一時刻運動快慢程度和方向的精確描述,是平均速度的極限值,在勻速直線運動中,平均速度與瞬時速度相等.

在直線運動中,瞬時速度的大小稱為瞬時速度,簡稱速率.平均速度的大小並不是平均速率,平均速率的定義為路程和所用時間的比值.

【名師點撥】:

【例1】上海到南京的列車已迎來第五次大提速,速度達到v1=180km/h,為確保安全,在鐵路與公路交叉的道口處需安裝自動訊號燈.當列車還有一段距離才到達公路道口時,道口應亮出紅燈,警告未越過停車線的汽車迅速制動,已越過停車線的汽車趕快通過,如圖所示,如果汽車通過道口的速度v2=36km/h,停車線至道口欄木的距離x0=5m,道口寬度x=26m,汽車長l=15m ,並把火車和汽車的運動都看成勻速直線運動,問:列車離道口的距離l為多少時亮紅燈,才能確保已越過停車線的汽車安全駛過道口?

【分析】為確保行車安全,要求列車駛過距離l的時間內,已越過停車線的汽車的車尾必須能通過道口.

汽車越過停車線至車尾通過道口,汽車的位移為

x=l+x0+x=(15+5+26)m=46m

汽車速度v1=36km/h=10m/s,通過這段位移需要時間t=

質點運動學

一 選擇題 1 以下五種運動形式中,保持不變的運動是 a 圓錐擺運動b 勻速率圓周運動 c 行星的橢圓軌道運動 d 拋體運動d 2 下列說法正確的是 a 質點作圓周運動時的加速度指向圓心 b 勻速圓周運動的加速度為恒量 c 只有法向加速度的運動一定是圓周運動 d 只有切向加速度的運動一定是直線運動d...

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突然看到18頁的第一題了,318國道,很親切。當年成都到拉薩,歷歷在目。打點計時器不想多說,這個怎麼也應該學完加速度,勻變速直線運動再說。一般打出的點要能看得出某個點的瞬時速度和加速度。具體方法以後再說。終於出現影象的,影象是一種很高階的方法,透露下,作為老師,解一些比較難的問題,多數還是用影象,明...