第一章《運動的描述》 第一講《描述運動的基本概念》
【計畫課時】3課時
【學習目標】
1、知道參考係、質點的概念，在實際問題中能恰當地選擇參考係和構建質點模型。
2、理解速度的變化量，會計算速度的變化量。
3、區分時間和時刻、位移和路程、平均速度和瞬時速度、速度和加速度的概念及關係。
4、激情投入學習，掌握紮實基礎知識，時刻準備著。
【教學重難點】
1、 會區分時間和時刻、位移和路程、平均速度和瞬時速度、速度和加速度的概念
2、 會計算速度的變化量。
【使用說明與方法指導】
1、 第一節課：讓學生自學學案知識方法、看例題，做練習。
2、第二節課：教師做相關的講解，合作討論例題、練習，並完成針對訓練。
一、質點、參考係、座標系
1、質點：在某些情況下，不考慮物體的大小和形狀，把它簡化成乙個有質量的點，稱為質點。
（1）能否把乙個物體看做質點，並不是由物體的形狀和大小來決定的，而是由它的形狀和大小對所研究問題的影響程度決定的。一般來說，如果在研究的問題中，物體的形狀、大小及物體上各部分運動的差異是次要的或不起作用的因素時，物體就可看做質點。
例如，研究地球繞太陽運動時可看成質點，研究地球自轉時不能看成質點。原子很小，但研究電子繞原子核運動時原子不能看成質點。所以乙個物體能否看成質點不取決於物體的大小，關鍵是看物體的大小對所研究的問題是否有影響。
（2）物體可視為質點的主要三種情形：
①物體只作平動時；
②物體的位移遠遠大於物體本身的尺度時；
③只研究物體的平動，而不考慮其轉動效果時。
【例1】下列各物體中，可當做「質點」的有（ ）
a．做花樣滑冰的運動員 b．遠洋航行的巨輪
c．環繞地球的人造衛星 d．轉動著的砂輪
【解析】花樣滑冰運動員，有著不可忽略的旋轉等動作，身體各部分運動情況不完全相同，所以不能看做「質點」。同理砂輪也不能當做「質點」，遠洋巨輪、人造衛星執行的距離比它們本身大小大的多，其體積可以忽略，可視為質點。
【練1】關於質點，下列說法正確的是（ ）
a．質點一定是體積、質量極小的物體
b．計算火車過橋時所用時間，火車可當成質點
c．雖然地球很大，且有自轉，研究地球公轉時仍可作為質點
d．運動員在百公尺賽跑時不可作為質點，在馬拉松比賽時可作為質點
2、參考係：在描述乙個物體的運動時，選來作為參考的物體，叫做參考係。
（1）描述物體是否運動首先要選擇乙個參考係，以此為標準來衡量物體是運動還是靜止的，參考係一旦確定，對物體運動描述也唯一確定。選擇不同的參考係來觀察同乙個物體的運動，結果往往是不同的。如行駛的汽車，若以路旁的樹為參考係，車是運動的；若以車中的人為參考係，則車是靜止的。
（2）參考係的選擇是任意的，但應以觀測方便和使運動的描述簡單為原則．研究地面上物體的運動時，常選地面為參考係，在選擇參考係時，應以方便觀測和使運動的描述盡可能簡單為原則。
3、座標系：為了定量的描述物體的位置和位置的變化，需要在參考係上建立的座標系。
（1）座標系通常有直線座標系、平面直角座標系和立體空間三維座標系
（2）座標系的三要素：原點、單位長度和正方向。
二、時間和時刻、位移和路程
1、時刻和時間
（1）時刻：時刻指的是某一瞬時,在時間軸上用乙個點來表示,如第2s末,第2s初等是狀態量，如圖。
（2）時間：時間指的是兩時刻的間隔,在時間軸上用一段線段來表示,如前2s內,第2s內等是過程量，如圖。
【例2】關於時間和時刻，下列說法正確的是( )
a. 5s時指的是物體在5s末時，指的是時刻
b. 5s內指的是4s末到5s末這1s的時間
c. 第5s內指的是4s末到5s初這1s的時間 d. 第4s末和第5s初，指的是同一時刻
2、位移和路程
（1）位移:表示物體位置的變化,可用由初位置指向末位置的有向線段表示。有向線段的長度表示位移的大小,有向線段的方向表示位移的方向.
（2）路程:是物體運動軌跡的實際長度，路程是標量,與路徑有關。如圖所示,ab表示位移,折線acb和弧線adb的長度表示路程。
【例3】一質點繞半徑為r的圓周運動了一周，則其位移大小為路程是若質點運動了周，其位移大小是路程是運動過程中最大位移是最大路程是
【解析】質點繞半徑為r的圓周運動一周，位置沒有變化，位移是零，走過的路程是2πr，質點運動周，始末位置如圖a-2-6-2所示，位移是r，路程是個周長，即7πr/2；運動過程位移最大是2r，最大路程即為全程是7πr/2。
【練3-1】小球從距地面5 m高處落下，被地面反向彈回後，在距地面2 m高處被接住，則小球從高處落下到被接住這一過程中通過的路程和位移的大小分別是（ ）
a．7m，7m b．5m，2m c．5m，3m d．7m，3m
【練3-2】一質點在x軸上運動，各個時刻的位置座標如下表，假設該質點每一秒內只能向乙個方向運動，則第4秒內位移為前4秒內位移為第2秒內路程為前2秒內路程為
三、平均速度與瞬時速度、平均速率與瞬時速率
1、平均速度
①定義:運動物體的位移和所用時間的比值,叫做這段位移(或時間內)的平均速度。
②表示式: (或者寫成)，用於一切情況；
③方向:與位移方向相同，是個向量。
④物理意義：表示做變速運動的物體在某一段時間（或位移）內的平均快慢程度，只能粗略的描述物體運動的快慢。對於同一運動物體，在不同的過程，它的平均速度可能是不同的。
因此平均速度必須指明對應「哪段時間」或「哪段位移」。
2、瞬時速度
①定義:運動物體經過某一位置(或在某時刻)的速度.
②大小: (其中δt→0)，在—t圖象中等於該時刻對應斜率的大小。
③方向：與物體經過某一位置時的運動方向相同，在—t圖象中，可以用圖象上某點的斜率的正負表示，如果斜率為正值，則表明該點瞬時速度的方向與規定的正方向相同。在軌跡圖象中速度方向為過該點的切線方向。
④物理意義：精確描述做變速運動的物體在某個時刻（或位置）的運動快慢的物理量，反映了某時刻（或位置）物體運動的快慢程度。
3、瞬時速率和平均速率
①瞬時速率: 瞬時速度大小。是標量。
②平均速率: 物體運動的路程與所用時間的比值。
③公式: 平均速率=。是標量
【例4】甲、乙兩小分隊進行代號為「獵狐」的軍事練習，指揮部通過現代通訊裝置，在螢屏上觀察到兩小分隊的具體行軍路線如圖所示，兩小分隊同時由o點出發，最後同時捕「狐」於a點，下列說法正確的是（ ）
a．小分隊行軍路線s甲＞s乙
b．小分隊平均速度v甲=v乙
c．y-x圖象表示的是速率（v）-時間（t）圖象
d．y-x圖象表示的是路程（s）-時間（t）圖象
【解析】由題知，該圖是在xoy座標平面內的物體的實際軌跡圖，則路程s甲＞s乙，而位移相同，時間相同，則平均速度相等而平均速率不等。故選ab。
【練4】某物體做直線運動的位移時間圖象如圖所示，t2<2t1，下列說法正確的是（ ）
a、在t1-t2時間內物體的平均速度為
b、在0-t2時間內物體的平均速率為
c、0- t1過程的平均速度與t1- t2過程的平均速度大小相等
d、在整個過程中物體的平均速度為
四、速度的變化量（）
1、大小： =
2、在速度變化量的大小和方向如圖所示。
（1）是乙個向量式，在運算過程中應滿足向量運算法則。
①當在一條直線上時，以初速度方向為正方向，把取相應的正負值，代入公式中計算；
②當初速度和末速度不在一條直線上時其運算滿足平行四邊形或三角形定則。如圖所示
（2）方向由初向量的末端指向末向量末端，如圖所示。
【例5】乙個彈性小球從80m的高空由靜止釋放，做自由落體運動，與地面相碰後彈起，在碰撞過程中無能量損失，試求：
（1）由靜止釋放經過3s和6s速度的變化量分別為多少？（2）與地面碰撞過程中速度變化了多少？
【練5】在上題中若把小球從80m的高空以4m/s的初速度水平丟擲，使之做平拋運動。丟擲後1s內和3s內速度的變化量各為多少？方向如何？
五、加速度
用來描述速度變化快慢的的物理量，其定義式為=。加速度是向量，其方向與速度的變化量方向相同（注意：與速度的方向沒有關係），單位為m/s2 。
（1）、公式=僅是加速度的定義式，不是決定式，加速度由=決定。
（2）加速度與速度沒有直接關係：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以為零（某瞬時）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以為零（某瞬時）；
（3）加速度與速度的變化量沒有直接關係：加速度很大，速度變化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度變化量可以很大、也可以很小。加速度是「變化率」——表示速度變化的快慢，不表示速度變化的大小。
（4）當加速度方向與速度方向相同時，物體作加速運動，速度增大；若加速度增大，速度增大得越來越快；若加速度減小，速度增大得越來越慢（仍然增大）。當加速度方向與速度方向相反時，物體作減速運動，速度減小；若加速度增大，速度減小得越來越快；若加速度減小，速度減小得越來越慢（仍然減小）。
（5）v-t圖象的傾斜程度反映了物體加速度的大小．如圖1-2-6所示，加速度，即加速度等於v-t圖象的斜率。由於勻變速直線運動的速度圖象是一條傾斜直線，所以速度圖象與橫軸的夾角恆定，即加速度是乙個恒量(大小和方向都不改變)．而非勻變速直線運動的速度圖象是一條曲線，所以圖象與橫軸的夾角在改變，即加速度不恆定．如圖1-2-7所示，速度圖象與橫軸的夾角越來越小，表示加速度逐漸減小，即速度的變化率越來越慢。這裡要注意圖1-2-7所表示的加速度雖逐漸減小，但速度卻越來越大，這也體現了加速度與速度的區別．
描述運動的基本概念
答案 基礎鞏固 1 下列關於質點的說法中正確的是 c a 體積很小的物體都可看成質點 b 質量很小的物體都可看成質點 c 不論物體的質量多大，只要物體的尺寸跟物體間距離相比甚小時，就可以看成質點 d 只有低速運動的物體才可看成質點，高速運動的物體不可看做質點 3 關於時間與時刻，下列說法正確的是 b...
描述運動的基本概念
2016高考導航 考綱展示 1 參考係 質點 2 位移 速度和加速度 3 勻變速直線運動及其公式 圖象 實驗一 研究勻變速直線運動 說明 勻變速直線運 象只限於v t圖象 熱點視角 1 高考對本章的考查頻率較高，題型既有選擇題 計算題，也有實驗題，但試題難度不大 2 勻變速直線運動規律的應用 追及相...
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學案正標題 一 考綱要求 1.知道參考係 質點 位移的概念，理解物體看成質點的條件和位移的向量性 2.知道速度與加速度 平均速度和瞬時速度的區別，並理解二者間的關係 二 知識梳理 1.質點 1 質點 用來代替物體的有質量的點。2 物體能簡化為質點的條件 在所研究的問題中，物體的形狀和大小對所研究運動...