课件26张PPT。1 质点 参考系和坐标系第一章 运动的描述在我们生活的周围有各式各样运动着的物体 在我们生活的周围有各式各样运动着的物体 运动是一切物体的固有属性,是物体的存在形式,宇宙中的一切,大到天体,小到分子、原子、都处在永恒的运动中.一、物体和质点 研究同一物体的运动时,物体的各个部分的运动情况可能不同,描述这种物体的运动可能会比较复杂。例如:风扇叶上与轴心距离不等的各点。 同一个物体在研究其不同的运动情况时,有时可以不考虑其形状和大小,有时候却不得不考虑。 研究列车从广州开往北京和列车通过一座桥梁时,什么情况下需要考虑列车的长度,什么时候不需要?为什么? 研究列车从广州开往北京可以不考虑列车的长度! 研究列车通过一座桥梁时,需要考虑列车的长度! 一、物体和质点 研究地球绕太阳公转时,地球的大小相对于地球与太阳之间的距离可以忽略,可以不考虑地球的大小。 研究地球的自转时,随着纬度的不同,地球表面的转动情况不同,地球的形状和大小不能忽略。一、物体和质点1、质点的定义:用来代替物体的有质量的点。
2、物体可以看作质点的条件:
物体的形状、大小、体积对所研究的问题的影响可以忽略不计。
3、注:①质点是一种科学抽象的理想模型;
②物体本身大小不是能否看成质点的标准;
③物体能否看成质点取决于所研究问题的性质,同一物体有时可看成质点,有时不可看作质点。一、物体和质点例题:二、参考系 地球在不断的自转,地面上的人看到太阳东升西落。 人们研究物体的运动时,总是不自觉地用另外的物体来作为标准。 对面的伯伯看到女孩是静止的,那么路边的人看到的情况又是怎样的呢?二、参考系 相 对 运 动1、定义:描述一个物体的运动时,选定作为参考的其他物体。
2、注:①描述物体是否运动是看相对于参考系的位置是否改变,事先假定参考系不动;
②选取不同的参考系来观察同一物体的运动结果往往是不同;
③参考系的选取可以是任意的,实际解题应以观测方便和使物体的运动尽可能简单为原则;
④通常选取地面为参考系;
⑤比较两个物体的运动应选同一参考系。二、参考系 例题: 电影闪闪的红星中,有一句歌词:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,问:“竹排江中游”和“青山两岸走”分别是以什么做为参考系的?“小小竹排江中游”是以两岸为参考系的。 “巍巍青山两岸走”是以竹排为参考系的。 一道问答题(12页)
飞花两岸照船红,
百里榆堤半日风。
卧看满天云不动,
不知云与我俱东。
诗中描述了什么物体的运动?它是以什么物体为参考系的?
你对诗人关于 “榆堤”、“云”、“我” 的运动与静止的说法有没有不同的认识?
第一次世界大战期间,一名法国飞行员在2000米的高空飞行时,发现旁边有一个小东西,他以为是一只小飞虫,敏捷地把它抓过来,令他吃惊的是,抓到的竟是一颗子弹。飞行员能抓住子弹的原因是( )
A、飞行员反应快
B、子弹相对飞行员是静止的
C、子弹已经飞行的没劲了
D、飞行员有手劲B例题: 为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。三、坐标系如果物体沿直线运动,可以以这条直线为x轴,在直线上规定原点,正方向和单位长度,建立直线坐标系。XO一个坐标系有几个要素呢?数字原点正方向物理量的符号和单位 除了上面的直线坐标系,你还知道什么其他的坐标系吗? 喷水抛物线平面直角坐标系练习A点坐标XA=-3mX/mO如图所示,汽车沿X轴做直线运动,从A点运动到B点,由图判断A点坐标、B点坐标和走过的路程。1-1234-2-3-4ABB点坐标XB=2m走过的路程SAB=5m手持式GPS科学漫步:全球卫星定位系统(GPS)GPS显示屏信息车载GPS放大图本课小结:
本节学习了质点.参考系和坐标系等概念,它们是运动学乃至整个力学的最基本的概念。要描述物体的运动,首先要建立一个物理模型,最简单的是“质点”这一理想化模型。由于运动的相对性,描述运动时必须选择参考系。为了准确.定量地描述质点的运动,还要在参考系中建立坐标系。课件18张PPT。第一章 运动的描述2 时间和位移一 时刻和时间间隔1、时间的单向性(不可逆性)
2、常说的“时间”分为:
(1)时刻(某一瞬间)
时间轴上的点表示时刻
(2)时间间隔(一段时间)
时间轴上的一条线段表示时间间隔
7 8 9t / h早自修上课早自修下课30分45分10分第一节上课第一节下课练习1例:下列选项中表示时间的有 ( )
A.时间轴上的点
B.时间轴上两点间的间隔
C.小明上学在路上需要走30min
D.11:30放学BC?思考 以下各词指“时间间隔”还是“时刻”,并在时间轴上表示:0 1 2 3 4 5 6 7 8t/s前2秒 第2秒 2秒内 第2秒内
第2秒初 第2秒末 2秒末前2秒第2秒2秒内//第2秒内第2秒初第2秒末/2秒末练习2例:在时间轴上找到
1.前3s 2.第3s内
3.第3s初 4.第3s末
5.第2s末0 1 2 3 4 5 6t/sA B C D E F G结论:n秒末、n秒初是指时刻。第n秒内是指1秒的时间。第n秒末和第(n+1)秒初指的是同一时刻。练习3例:第3s内表示的是 s的
时间,是从 s 末到
s末。前3s内表示的是从0时刻到
s末。1第2第3第3说明1.时间可以用来展示某一个运动过程(录像)
2.时刻只能显示运动过程的某一个瞬间(照相)
3.在时间轴上时间用线段表示,时刻用点表示 t1 t2t△t思维体操北京 → 重庆
(1)座飞机
(2)座火车
(3)先座火车,再乘船路程:质点在运动的过程中,实际走过的路径长度。二 路程和位移2.位移
(1)定义:质点的位置的变化叫做位移。
用质点的初位置指向末位置的有向线
段表示。
① 线段的长度(大小)
② 初位置 → 末位置(方向)
(2)符号: △ x ,单位:m
1.路程:质点在运动的过程中,实际走过
的路径长度。路程和位移的区别1.位移决定于物体位置的改变,路程则决定于实际路径的长度
2.路程只有大小无方向。位移既有大小又有方向
3.路程和位移的大小一般不相等练习关于位移和路程,下列说法正确的是( )
A.沿直线运动的物体,位移和路程是相等的
B.质点沿不同的路径由A到B,其路程可能
不同而位移是相同的
C.质点通过一段路程,其位移可能等于零
D.质点运动的位移大小可能大于路程BC三、标量、矢量1.定义:物理学中,既有大小又有方向的量叫矢量。只有大小没有方向的物理量叫标量。2.区别:
a.矢量有方向,而标量无方向
b.要描述一个矢量,必须有大小、方向两个方面
c.只有大小、方向都相同时,两个矢量才相同总结:标量的运算为简单的代数运算。而矢量的运算则为平行四边形定则。四 、直线运动的位置和位移做直线运动的物体:
某一时刻——某一 ,
某一段时间——这段时间内的 。位置位移如图,一物体从A运动到B,如果A、B两位置坐标分别为XA和XB,那么物体的位移等于物体的末位置减去初位置。
△X= XB- XA物体做直线运动,位移=末位置-初位置。位移计算得“+”号,说明位移方向与正方向相同;位移计算得“-”号,说明位移方向与正方向相反。结论:五、位移I时间图象图象的特点:直观、简洁注意:图象不是物体的轨迹,而是关系图线0t / sx / m位移——时间图象0t / sx / mabct1X1两图象的交点代表两物体相遇b.图线水平代表物体静止a.图线向上走代表物体向正方向运动c.图线向下走代表物体向负方向运动。课件17张PPT。第一章 运动的描述3 运动快慢的描述——速度一、坐标与坐标的变化量提出问题:怎样描述汽车向前直线行驶的位移?C坐标表示位置:A点x1 B点x2坐标变化量表示位移:Δx=x2-x1Δx=x2-x1=30m-10m=+20km1)上述汽车在向哪个方向运动?如何表示?思考与讨论:2)C到B的位移呢?3)A到D呢?4)D到E呢?ED Δx的绝对值表示位移的大小;正负号表示方向
Δx为正值表示位移的方向与x轴正方向相同;
Δx为负值表示位移的方向与x轴正方向相反。?你有结论了吗回顾:时刻与时间AB坐标的变化量表示时间:Δt=t2-t1坐标表示时刻: A点t1 、B点t2速度(velocity):位移与发生这个位移所用时间的比值符号:v 单位:米每秒(m/s)、千米每时(km/h)、厘 米每秒(cm/s)等速度是矢量,既有大小又有方向二、速度★速度的方向是由什么决定?它的正负符号的物理意义是什么? 物理意义:速度大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小;速度的方向是物体运动的方向。 V的方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定,正号表示与规定的正方向相同,负号表示与规定的正方向相反,反映物体运动的方向。巩固练习1、下列关于速度的说法不正确的是( )
A、速度描述物体运动的快慢,只有大小。
B、物体运动时间越短,速度越大。
C、物体运动位移越大,速度越大。
D、物体位置变化越快,速度越大。ABC三、平均速度(average velocity)矢量提出问题:2009年8月17日凌晨3点45分,柏林田径世锦赛牙买加飞人博尔特以9秒58获得百米冠军,并大幅度改写了9秒69的世界纪录!那么他的百米跑速度是多少呢?平均速度:
物体在时间间隔Δt内的平均快慢程度10.44m/s引出概念:讨论与交流飞人博尔特是否是在每秒内都跑10.44m呢? 请看下面这个例子 下表中给出了牙买加飞人博尔特当时的实测记录.请算出每个20m内的平均速度,并填入表中.11.837.0211.8311.9811.90通过该表,你能得到怎样的结论?
结论:平均速度应强调是哪一段时间(或位移)内的平均速度
[课堂训练]
一辆汽车沿平直的公路向东行驶,第1s内通过5m的距离,第2s内和第3s内各通过20m的距离,第4s内又通过了15m的距离,求汽车在前面25m位移内的平均速度和后3s内的平均速度?想一想,做一做······任何平均速度总是同“一段
时间”或“一段位移”相对应2.一个运动员在百米赛跑中,50 m处的速度是6 m/s,16 s末到达终点时的速度为7.5 m/s,则整个赛跑过程中他的平均速度的大小是( )
A.6 m/s B.6.25 m/s
C.6.75 m/s D.7.5 m/sB 解题心得:平均速度
不等于速度的平均平均速度:
物体在时间间隔Δt内的平均快慢程度平均速度只能粗略地描述运动的快慢,为了使描述精确些,可以怎么办? 当?t非常非常小时所得平均速度就可认为质点在A处的瞬时速度:当△t非常非常小时,我们把 称作物体在时刻t的瞬时速度四、瞬时速度在匀速直线运动中,平均速度与瞬时速度相等匀速直线运动是瞬时速度保持不变的运动瞬时速度的大小叫做瞬时速率,简称速率 平均速度=位移/时间平均速率=路程/时间问:平均速度的大小是否也叫平均速率呢?不是!四、瞬时速度在单向直线运动中大小相等 下列对各种速率和速度的说法中,正确的是( )
A.平均速率就是平均速度的大小
B.瞬时速率是指瞬时速度的大小
C.匀速直线运动中任何一段时间内的平均速度都相等
D.匀速直线运动中任意一段时间内的平均速度都等于其任一时刻的瞬时速度
BCD想一想,做一做······巩固练习1.子弹离开枪口时的 速度是900m/s;汽车启动后第5s内 速度是15m/s;小球在第4s内的 速度是5m/s;一人在百米赛跑冲过终点时的 速度是10m/s。瞬时平均平均瞬时2、三个质点A、B、C的运动轨迹如图所示,三个质点同时从N点出发,同时到达M点,设无往返运动,下列说法正确的是( )
A三个质点从N到M的平均速度相同
B三个质点任意时刻的速度方向相同
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点的平
均速率相同A课件18张PPT。第一章 运动的描述第四节 物体运动的速度1 .两辆汽车都行驶2h,如何比较哪辆车更快?相同时间内,红色汽车的位移大于绿色汽车的位移即S红色汽车>S绿色汽车一、速度所以我们说红色汽车运动得比绿色汽车快2 .在百米赛跑中,如何比较运动员跑得快慢?一、速度位移相同,比较所用时间的长短一、速度3 .如果两物体运动的时间不同,发生的位移也不同,如何比较它们谁运动的更快?物理学中用位移与发生这个位移所用时间的比值表示物体运动的快慢,这就是速度?t一、速度位移与发生这个位移所用时间的比值就是速度通常用 表示速度的表达式:在国际单位制中,速度的单位:米每秒,符号是m/s或m·s-1常用单位有:km/h、cm/s速度矢量,既有大小,又有方向速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小,速度的方向就是物体运动的方向 在真空中光的传播速度是3.0·108m/s,求10s内光传播的距离,已知太阳距地球1.5·1011m远,求光从太阳传到地球需要多长的时间。3x109m 500s
1.匀速直线运动:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间里位移相等,这种运动叫做匀速直线运动.
(1)匀速直线运动的轨迹是直线
(2)“匀速”是指任何相等的时间内位移都相等.二、匀速直线运动速度2.匀速直线运动的特点:位移与时间成正比(l)以纵轴表示位移s,横轴表示时间t,质点的位移随时间变化的图象叫做位移—时间图象,简称位移图象.3.匀速直线运动的位移—时间图像 注意:位移图象不是质点运动的轨迹.(3)位移图象的物理意义(2)匀速直线运动的位移图象是一条直线. ①在图象上的某一点表示运动物体在某时刻所处的位置.②图线的斜率大小反映物体运动的快慢,斜率越大表明物体运动越快.如图所示,Ⅰ、Ⅱ运动有什么不同?答: Ⅰ的斜率 > Ⅱ的斜率 即tg α> tg β 结论:斜率的大小反映了物体运动的快慢,斜率越大运动越快。 ⅠⅡαβV Ⅰ= tg α=40m/sV Ⅱ= tg β=20m/s如果初始位置不为0处,即初始位置为S0处,S0=100m; 图象会是什么样子的呢?S/m0100200300400如果初始时刻不为0,又会是这样的图象呢? 如果汽车沿与正方向相反的方向行驶; 图象会是什么样子的呢?S/m0100200300400例:如图, Ⅰ、Ⅱ分别做什么直线运动?哪个物体运动较快?答: Ⅰ、Ⅱ都做匀速直线运动。Ⅰ的斜率为: tg α=20/4=5Ⅱ的斜率为: tg β=-tg(1800-β)=-30/4=-7.5Ⅱ的斜率的绝对值大于Ⅰ的斜率Ⅱ的斜率为负值,表示两物体运动方向相反。表示 Ⅱ运动较快;三、平均速度和瞬时速度1.平均速度:表示物体在时间间隔?t内的平均快慢程度2.瞬时速度:表示物体在时刻t的速度四、速度和速率1.瞬时速度的大小叫做速率2.平均速度:物体通过的路程与所需时间的比值平均速率是平均速度的大小吗?只在当物体做单方向的直线运动时,位移大小才等于路程,平均速度的大小才等于平均速率匀速直线运动平均速度的大小与平均速率是否相等? 汽车从制动到停止下来共用了5s.这段时间内,汽车每1s前进的距离分别是9m、7m、5m、3m、1m(1)求汽车前1s、前2s、前3s、前4s和全程的平均速度。这五个平均速度中哪一个最接近汽车关闭油门时的瞬时速度?它比这个瞬时速度略大些还是略小些?(2)汽车运动的最后1s的平均速度是多少?汽车的末速度是多少?答案:
(1)9m/s 8m/s 7m/s 6m/s 5m/s 前1s 略小
(2)1m/s 0课件17张PPT。5 速度变化快慢的描述
――加速度第一章 运动的描述 普通的小型轿车和旅客列车,速度都能达到108km/h。但是,它们起步后达到这样的速度所需的时间是不一样的。例如一辆小汽车起步时在20s内速度达到了108km/h,而一列火车达到这个速度大约要用300s。思考与讨论问:它们的速度平均1s各增加多少?
谁的速度“增加”得比较快?
“速度大” “速度变化大”“速度变化得快”描述的三种情况是否相同 ? 一、加速度1.定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值——初速度——末速度2.定义式:a ——加速度4.物理意义:描述速度变化的快慢及方向.(数值等于单位时间内速度的变化量,即速度的变化率)读作:米每二次方秒3.单位:在国际单位制中,加速度的单位是m/s2 ——速度改变量 (比值法定义).△ v/ △ t(m·s-2)320.30.20你们能从表中得出什么结果呢?速度改变快慢的程度960620 例1、 迫击炮射击时,炮弹在弹筒中的速度在0.005s 就可以从0增加到250m/s ,这时迫击炮的加速度为多少?
解: 加速度是矢量还是标量,为什么?方向(由谁来决定)与谁方向一致?v1v2△vv1v2△v 二、加速度方向与速度方向的关系 加速度的方向与速度变化量的方向相同△V为V1的末端指向V2的末端的有向线段当速度增加时,加速度方向和初速度方向相同,
当速度减少时,加速度方向和初速度方向相反,例2、足球以水平速度V0=10m/s击中球门横梁后以v=8m/s的速度水平弹回,与横梁接触的时间为0.1s,求足球在此过程中的加速度。解:设初速度为正方向则:V0=10m/s V=-8m/s t=0.1S
根据:
=(-8m/s-10m/s )/0.1S=-180m/s2
即足球的加速度大小为180/s2,方向与V0相反。【注意】
1、在运算中必须规定正方向,通常以初速方向为正方向。则与正方向同向的物理量取为正,与正方向相反的物理量取为负。
2、速度变化量Δv=v-v0的运算一定是末速v减去初速v。。
3、要注意分析加速度的方向及计算结果中的正、负符号的物理意义。问题讨论:例1、下列说法正确的是:( )
A.加速度是物体增加的速度
B.加速度反映速度变化的大小
C.加速度反映速度变化的快慢
D.加速度的方向不能由速度方向确定,要由速度变化的方向来确定CD问题2、关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是:( )
A.速度变化的越多,加速度就越大
B.速度变化的越快,加速度就越大
C.加速度方向保持不变,速度方向也保持不变
D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小问题3、关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是?( )
A.物体的速度大,加速度就大
B.物体的速度改变量大,加速度就大
C.物体在单位时间内速度变化大,加速度就大
D.物体的速度为零时,加速度必为零 BC问题4:下列所描述的运动中,可能的有?( )
A.速度变化很大,加速度很小
B.速度变化方向为正,加速度方向为负
C.速度变化越来越快,加速度越来越小
D.速度越来越大,加速度越来越小问题讨论5:1、有可能出现速度大,加速度小的情况吗?
2、有可能出现速度变化量小,而加速度大的情况吗?
3、有可能出现速度与加速度相反的情况吗?
4、有可能出现加速度方向与速度变化量方向相反的情况吗?
5、有可能出现加速度增大而速度减小的情况吗?AD 如果遇到紧急情况刹车,2s内速度从25m/s减为零,这个过程也是匀变速的,求这个过程中的加速度。 课堂练习1解:设初速度为正方向则:V0=25m/s V=0m/s t=2S
根据:
=(0m/s-25m/s )/2S=-12.5m/s2
这个过程的加速度大小为12.5/s2,方向与V0相反。三、从 v-t 图象看加速度t/s思考与讨论:图中两条直线a、b分别是两个物体运动的速度一时间图象,哪个物体运动的加速度比较大?V-t 图像的斜率(陡,缓)就是加速度甲乙例3:由速度时间图象求加速度方向与初速度方向相同方向与初速度方向相反1、前2秒内的加速度2、2s—4s的加速度3、4s—6s的加速度练习2:请根据图象求下列问题解:
1、α=(4-1)/2 m/s2 =1.5 m/s2
2、匀速直线运动: α=0
3、α=(0-4)/(6-4) m/s2
=-2m/s2
课堂小结:速度的改变量速度加速度表示运动的快慢表示速度的变化表示速度变化的快慢vΔv=v-v01、定义:速度的改变量跟发生这一改变所用的时间的比值2、公式:4、矢量性:加速度的方向与速度变化的方向相同