主題一質點的直線運動

2022-04-05 07:20:43 字數 4816 閱讀 3021

第一部分必修內容

(第1課時質點運動的描述)

ⅰ.考點解讀

[考綱要求]

1. 理解參考係、質點概念的理解,能運用它們處理相關問題。

2. 弄清位移和路程區別,向量和標量的不同之處。

3. 理解速度和速率、平均速度、瞬時速度的概念。

4. 理解變速運動的加速度的定義、定義式,並會應用它處理問題。

[要點精析]

一、參考係

1.參考係是假定不動用來作為標準的物體,研究物體的運動要選擇乙個物體用來作為參照,這個物體叫做參考係(又稱為參照系或參照物)。

2.物體是運動還是靜止都是相對參考係而言的。沒有指明參考係時,常以地面為參考係。

二、質點

1.忽略物體的形狀和大小,用乙個有質量的點代替整個物體,這個點就叫質點。

2.一般情況下,滿足下列條件可把物體看成是質點

⑴研究物件的形狀和大小對研究問題沒有影響或影響不大。

⑵物體的大小遠小於它運動範圍的線度。

⑶做平動的物體一般可以看成是質點。

三、位移和路程

1.位移是描述物體位置變化的物理量。

2.物體在某時間內的位移,用該段時間內的初始位置指向末位置的一根有向線段表示。

3.位移是向量。位移的方向從初始位置指向末位置,大小是線段ab的長度,即始末位置的距離。

4.路程是物體運動軌跡的實際長度。路程是標量。

5. 物體的位移相同,通過的路程卻不一定相等。物體的位移和物體的實際運動軌跡不一定相同。如圖所示。

四、時間和時刻

1.時刻: 是指一瞬時,在表示時間的數軸上用點來表示。

2.時間: 是指兩個時刻的間隔,在表示時間的數軸上用線段來表示。

3.第n秒內: 時間數軸上第n-1秒時刻到第n秒時刻的那1秒時間。

秒內: 時間數軸上從開始計時起到第n秒時刻止的那n秒時間。

五、速度和速度的增量

1.運動物體位移隨時間的變化率,稱為物體速度。速度描述物體運動的快慢和位置變化快慢的物理量。

2.速度是向量,速度方向就是物體的運動方向。

3.國際單位: m/s。常用單位: 厘公尺/秒(cm/s)、千公尺/秒(km/s)、千公尺/小時(km/h)等。

4.速度的增量: 物體的末速度減去初速度。也稱速度的變化或速度的變化量。

⑴描述物體速度變化多少的物理量。表示式為。

⑵速度的增量是向量。它的方向在加速直線運動中與v0同向,在減速運動中與v0反向。

⑶速度的增量和速度無必然聯絡。

六、平均速度和平均速率

1.物體的位移和發生此位移所用時間的比值,叫做物體在這段時間內的平均速度。定義式:,適用任何形式運動。

3.平均速度是向量,方向和位移方向一致。和物體運動方向不一定相同。

4.不同時間內,物體的平均速度有可能不同。平均速度一般不是速度的平均值。

5.物體通過的路程和通過時間的比值稱為平均速率。定義式。

七、瞬時速度

1.運動物體在某一時刻或經過某一位置的速度叫做瞬時速度。

2.物體在某時刻瞬時速度的大小等於在該時刻附近,無窮短時間內的平均速度。

3.瞬時速度的方向就是該時刻物體的運動方向,也就是物體軌跡曲線上該時刻的切線方向。

4.瞬時速度大小叫瞬時速率,簡稱速率。

八、加速度:

1.物體在變速運動中速度的增量跟所有時間的比值稱為加速度。定義式:。加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。

2.國際單位:m/s2。

3.加速度是向量。其方向與速度增量的方向相同。

4.勻變速直線運動中加速度是恒量(大小和方向都恆定)。非勻變速直線運動中加速度是變數。勻速直線運動的加速度為0。

5.勻加速直線運動中,加速度與運動()方向相同;勻減速直線運動中,加速度與運動()方向相反。

6.加速度的大小是速度的變化率(),與速度增量(δv)、速度無關。

ⅱ.例題解析

【例1】下面是關於質點的一些說法,其中正確的是

a.研究日食時,可以把太陽看成是質點

b.研究地球的公轉時,可以把地球看成是質點

c.研究地球的自轉時,可以把地球看成是質點

d.原子核很小,因此可以把它看成是質點

解析:觀察日食時,會看到日全食、日偏食和日環食,顯然太陽的大小是不能忽略不計的,故選項a是錯誤的。由於地球的公轉軌道的半徑為1.

5×108km,遠大於地球的半徑6.4×103km,故研究地球的公轉時完全可以把地球看成是乙個質點,故選項b是正確的。而在研究地球的自轉時,晝夜的更替與地球的大小有關,自然不能將地球看成是質點,故選項c是錯誤的。

原子核雖然很小,但它仍然有著複雜的結構,如果要研究其核內的質子中子時,肯定不能將原子核看成是質點,故選項d也是錯誤的。正確答案為b

點評:本題考查的是對質點概念的理解。質點是乙個非常重要的理想化模型,分析物體能否看成是質點時,一定要依據把實際物體看成是質點的條件:

物體的形狀、大小對研究問題沒有影響,或者影響較小,可以忽略不計,而不能依據物體的大小來確定是否能夠把物體看成是質點。

【例2】關於質點運動的位移和路程,下列說法中正確的是

a.位移是向量,位移的方向就是物體的運動方向

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

解析:位移是向量,其方向總是由始位置指向末位置,而不一定沿著物體的運動方向,故a選項是錯誤的。路程是標量,其大小是物體實際運動軌跡的長度,並不一定等於物體位移的大小,故選項b也是錯誤的。

質點做直線運動時,其速度方向是可能發生變化的,所以位移的大小也不一定等於路程,所以選項c仍然是錯誤的。由於始末位置的直線距離(位移的大小)最短,故選項d是正確的。

正確答案為d

點評:本題考查的是對位移和路程概念的理解。對位移和路程的區別,一定要從其概念上去區分,要知道二者沒有本質上的聯絡,要有的也只要偶然的巧合。

【例3】變速直線運動的平均速度是指

a.最大速度與最小速度的平均值

b.初速度與末速度的平均值

c.位移與發生這段位移所用時間的比值

d.各個時刻瞬時速度的平均值

解析:平均速度的定義為:物體的位移和通過此位移所用的時間的比值。

只有物體做勻變速直線運動,始、末速度(也即最大速度和最小速度)的平均值才等於平均速度,故只有選項c是正確的。正確答案為c

點評:本題考查的是對平均速度的理解。對於平均速度不可簡單地理解為速度的平均。

此外,還要理解,平均速度只可以粗略地描述物體在某段位移(或時間)內運動的快慢程度,要精確地描述物體運動的快慢程度需要使用瞬時速度。

【例4】下列說法中正確的是

a.物體的速度越大,加速度一定越大

b.物體的速度變化得越快,加速度越大

c.物體的加速度不斷減小,速度一定越來越小

d.物體在某時刻的速度為零,其加速度也一定為零

解析:物體的速度大,並不代表物體的速度不一定會發生變化,故選項a是錯誤的。由於加速度描述的是物體速度變化的快慢程度,故選項b是正確的。

物體的速度是增加還是減少,要看物體的速度方向和加速度方向是否相同,並不決定於加速度的增大還是減小,故選項c也是錯誤的。由於和加速度沒有必然聯絡,故速度為零,加速度並不一定會為零,例如物體做豎直上拋運動到達最高點時,速度為零,但加速度不為零,而是等於重力加速度。

正確的答案為b

點評:本題考查的是速度v與加速度的區別,物體做加速還是減速運動的條件。速度和加速度是兩種截然不同的物理量。

速度描述物體位置的變化的快慢程度;加速度描述物體速度變化的快慢程度,二者是沒有必然聯絡的。判斷乙個物體到底是加速還是減速,依據是速度和加速度的方向是相同還是相反,並不是看加速度是增加還是減少。

【例5】一小木塊以6m/s的初速度從光滑的斜面的底端向上滑行,經過1s鐘,速度方向仍然向上,但大小變成了1m/s。若增大斜面的傾角,仍然是6m/s上滑,則經過1s鐘,速度方向變為向下,大小仍然是1m/s。以沿斜面向上方向為正方向,以a1、a2表示前後再次的加速度,下列說法中正確的是

解析:由題意可知,始末速度分別為

正確的答案為c

點評:本題考查對速度的向量性和加速度的定義式的理解。對一條直線上的向量的運算常採用規定正方向將向量運算化成代數量運算,和正方向相同的取正號,與正方向相反的取負號。

如果忽視了速度的向量性,則會造成錯誤。

ⅲ.夯實基礎

1.研究機械運動要選擇乙個_________的物體做為參考係。

2.運動還是靜止都是______參考係而言的。沒有指明參考係時,常以______為參考係。

3.不考慮物體的_____和_____,把物體的______看成集中在一點,這個點就稱為質點。

4.位移是描的物理量。位移是向量。位移的方向從大小是線段______,即始末位置的距離。

5.路程是物體的實際長度。路程是標量。6.物體的位移相同,通過的路程卻________相等。

6.速度是向量,速度方向就是物體的

7.物體的位移和發生此位移所用時間的________,叫做物體在這段時間內的平均速度。定義式適用任何形式運動。

3.平均速度是向量,方向和_________方向一致。平均速度一般______速度的平均值。

8.物體通過的______和通過的比值稱為平均速率。定義式

9.運動物體在或經過的速度叫做瞬時速度。.瞬時速度的方向就是方向,也就是物體軌跡曲線上該時刻的切線方向,即物體的運動方向。

10.物體在稱為加速度。定義式為是描述物體快慢的物理量。單位符號m/s2;

11.勻變速直線運動中加速度是量。非勻變速直線運動中加速度是量。勻速運動的加速度為 。

12.判斷乙個物體是加速還是減速的依據是加速度a的方向和速度v的方向是否一致。如果物體的加速度與速度同向,物體做運動;如果物體的加速度與速度反向,物體做運動。

ⅳ.強化訓練

a組訓練題(文基、理基共用)

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①內燃機氣缸中往復運動的活塞

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