课件37张PPT。1.1 走近运动自主阅读自我检测一、怎样判断动和静
1.机械运动:一个物体相对于其他物体的位置变化叫机械运动,简称运动。
2.参考系:描述物体运动时,需要选取另外一个物体作为标准,这个作为标准的物体,叫做参考系。
3.参考系的意义:观察被研究的物体相对于参考系的位置是否随时间变化以及如何变化。
4.参考系的选取:同一个物体的运动,选取不同的参考系,所得出的结果可能是不同的。
5.在汽车经过路边的行人时,车中的人与路边的人,对车的运动感觉相同吗?
提示:不相同。车中的人感觉车是静止的,路边的人感觉车是运动的。自主阅读自我检测二、怎样对物体进行简化
1.定义:在物理学中,用来代替物体的有质量的点叫做质点。
2.把物体看成质点的条件:如果在研究物体运动时,可以不考虑物体的大小和形状,或者物体上各点的运动情况完全相同,那么就可以把这个物体看成质点。
3.理想模型:在原型的基础上,经过科学抽象而建立起来的一种理想化客体,叫做理想模型。质点就是一个理想模型。自主阅读自我检测三、位移与路程有什么不同
1.位移:描述物体相对位置变化的物理量,它可以用一根由初位置指向末位置的有向线段来表示,这根有向线段的长度表示位移的大小,位移的方向是从初位置指向末位置。
2.路程:指物体运动轨迹的长度,它只有大小,没有方向。
3.出租汽车的收费标准有1.20元/千米、1.60元/千米、2.00元/千米,其中的“千米”指的是路程还是位移?
提示:1.20元/千米、1.60元/千米、2.00元/千米指的是出租汽车每行驶1千米的路程(运动轨迹的长度)所收取的费用,故此处“千米”指的是路程,而不是位移。自主阅读自我检测四、用坐标表示位置和位移
1.目的:定量表示物体运动的位置和位移。
2.方法:用末位置的坐标(x)和初位置的坐标(x0)表示物体在某段时间内的位移:s=x-x0。
3.如果物体沿直线运动,即一维运动时,只需用一个坐标就可以确定物体的位置;当物体在平面上运动,即二维运动时,需采用两个坐标确定它的位置;当物体做空间运动,即三维运动时,需采用三个坐标确定它的位置。
五、时间和时刻有什么不同
1.时刻只能表示某一瞬间,比如一张照片,对应某个时刻。时间表示两个时刻之间的间隔,比如一段录像,对应某段时间。
2.时刻体现在时间轴上为一个点;时间体现在时间轴上为 一段线段。自主阅读自我检测1.正误辨析
(1)参考系必须选择地面。 ( )
(2)选择不同的参考系,物体的运动情况可能不同。 ( )
(3)质量很小的物体都可看成质点。 ( )
(4)出租车司机按位移大小收费。 ( )
(5)一节课45分钟指的是时刻。 ( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×自主阅读自我检测2.如图所示,歌词“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”所描写的运动的参考系分别是( )
A.竹排上的人、江岸
B.江岸、竹排
C.竹排上的人、竹排
D.江岸、江岸
解析:“小小竹排江中游”是以江岸为参考系;“巍巍青山两岸走”是以竹排为参考系。
答案:B自主阅读自我检测3.如图所示,一辆汽车沿着马路由A地出发经B、C地到达D地,A、C、D恰好在一条直线上,汽车行驶的路程是多少?位移又是多少?位移方向如何?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)答案:2 200 m 1 800 m 东偏北37°或北偏东53°知识点一知识点二知识点三知识点四对参考系的理解
问题导引
“天宫”2号空间实验室绕地球飞行时,以地球为参考系,坐在其中的宇航员如何运动?以空间实验室为参考系呢?
要点提示:以地球为参考系,宇航员在绕地球做近似圆周运动。以空间实验室为参考系,宇航员处于静止状态。知识点一知识点二知识点三知识点四知识归纳
1.参考系的选取原则
(1)参考系的选取是任意的,在实际问题中,参考系的选取应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则。
(2)研究地面上物体的运动时,一般情况下选择地面或地面上静止不动的物体为参考系,此时参考系可以省略不写。
(3)要比较不同物体的运动情况时,必须选择同一个参考系。知识点一知识点二知识点三知识点四2.参考系的“四性”
(1)标准性:用来选作参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动还是静止都是相对于参考系而言的。
(2)任意性:参考系的选取具有任意性,但应以观察方便和使运动的描述尽可能简洁为原则。研究地面上物体的运动时,常选地面为参考系。
(3)统一性:比较物体的运动时,应该选择同一参考系。
(4)差异性:同一运动选择不同的参考系,观察结果一般不同。例如,坐在行驶的车中的乘客,以地面为参考系,乘客是运动的,但如果以车为参考系,则乘客是静止的。知识点一知识点二知识点三知识点四典例剖析
【例1】观察图中的烟和小旗,关于甲、乙两车相对于房子的运动情况,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车一定向左运动
B.甲、乙两车一定向右运动
C.甲车可能运动,乙车向右运动
D.甲车可能静止,乙车向左运动
解析:题图中房子相对于地面是静止的,由烟囱冒出的烟向左飘,可知此时风向向左(相对于地面而言)。甲车上的小旗向左飘,则有三种可能的情况:一是甲车不动,风把小旗向左吹;二是甲车向右运动,风相对甲车向左,风把小旗向左吹;三是甲车向左运动但速度小于风速,风仍能把小旗向左吹。对于乙车,则只有乙车向左运动并且速度大于风速时,风才能把小旗向右吹。故只有选项D正确。
答案:D知识点一知识点二知识点三知识点四规律方法参考系对观察结果的影响
(1)对一个物体运动情况的描述,取决于所选的参考系,选取的参考系不同,对同一个物体运动的描述也不同。
(2)静止是相对的。如果一个物体相对参考系位置不变,我们就说这两个物体是相对静止的。平时人们所说的静止的物体,都是指相对静止,绝对静止是没有的。知识点一知识点二知识点三知识点四变式训练1为了实现全球快速、简捷的通信,人类发射了地球同步通信卫星,如图所示,同步通信卫星位于距地面大约36 000 km的高空,则( )
A.以地面为参考系同步卫星静止
B.以太阳为参考系同步卫星静止
C.同步卫星在高空静止不动
D.同步卫星相对地面上静止的物体是运动的
解析:地球同步卫星相对地面是静止的,A正确,D错误;若以太阳为参考系,地球同步卫星则是运动的,B错误;C选项没有选定参考系,不能确定其运动情况,C错误。
答案:A知识点一知识点二知识点三知识点四对质点的理解
问题导引
是不是很大的物体一定不能看作质点,而很小的物体一定可以看作质点?请举例说明。
要点提示:不是。研究地球绕太阳的公转时可以把地球看作质点,而研究乒乓球的发球(如旋转问题)时不能把乒乓球看作质点。知识点一知识点二知识点三知识点四知识归纳
1.质点具有哪些特点
(1)质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小、形状、体积,与几何中的“点”有本质的区别。
(2)质点是实际物体的一种高度抽象,实际中并不存在,是一种“理想化模型”。知识点一知识点二知识点三知识点四2.实际物体可看作质点的条件
(1)当物体的大小和形状对所研究的问题不起主要作用,其影响可以忽略不计时,就可以把物体当成质点。
(2)平动的物体在有些情况下可视为质点,如研究从斜面上滑下来的木块的运动。
(3)物体有转动,但相对于平动而言可以忽略其转动时,可把物体视为质点。如汽车在行驶时,虽然车轮有转动,但我们研究的是车辆整体的运动快慢,因此可将汽车视为质点。知识点一知识点二知识点三知识点四典例剖析
【例2】 (多选)为了提高跳水运动员的训练成绩,教练员和运动员认真分析训练视频,对于下面的叙述,正确的是( )
A.研究运动员的跳水动作时,可以将运动员看成质点
B.研究运动员与跳板接触过程中跳板的弯曲情况时,可将运动员看成质点
C.为了提高训练成绩,不管分析什么问题,都不能把运动员看成质点
D.能否把运动员看成质点,应根据研究问题而定
解析:物体能否看成质点,关键是看物体的形状和大小对研究问题的结果的影响是否可以忽略,当研究运动员的跳水动作时,不能将运动员看成质点,研究运动员接触跳板时跳板的弯曲情况,可以将运动员看作质点,故A、C错误,B、D正确。
答案:BD知识点一知识点二知识点三知识点四规律方法分析一个物体能否看作质点的思路
(1)确定问题的性质,即题中关注的要素是什么,分析、求解的物理量是什么。
(2)假设物体的形状、大小被忽略,要求解的物理量和关注的要素是否受影响。若不受影响,物体就能被看成质点;若受影响,则物体不能被看成质点。知识点一知识点二知识点三知识点四变式训练2(多选)关于质点,下列说法正确的是 ( )
A.质点是一个理想模型,实际上不存在
B.因为质点没有大小,所以与几何中的点是一样的
C.凡是小的物体,皆可以看成质点;凡是大的物体,皆不能看成质点
D.如果物体的形状和大小对于所研究的问题属于无关或次要因素时,可把物体看成质点
解析:质点是一个理想的物理模型,尽管不是实际存在的物体,但它是实际物体的一种近似反映,是为了研究问题的方便而进行的科学抽象,它突出了事物的主要特征,抓住了主要因素,忽略了次要因素,使所研究的复杂问题得到了简化。故A、D正确,B、C错误。
答案:AD知识点一知识点二知识点三知识点四位移和路程
问题导引
分析下列两种情况下的位移和路程,并说明:一般情况下,位移的大小等于路程吗?什么情况下相等?
(1)一位同学参加百米比赛。(2)一位同学沿着400 m的跑道跑一圈。
要点提示:(1)参加百米比赛的同学,从起点到终点的位移是100 m,路程是100 m。
(2)沿着400 m的跑道跑一圈的同学,位移是0,路程是400 m。
一般情况下,位移的大小不等于路程,只有物体在一条直线上运动且运动方向不变时,位移的大小才等于路程。知识点一知识点二知识点三知识点四知识归纳
1.对位移的理解
位移是描述质点位置变化的物理量,是从初始位置指向末位置的有向线段,既有大小,又有方向,有向线段的长度表示位移的大小,有向线段方向表示位移的方向,它是一个与运动路径无关,仅由初、末位置决定的物理量。知识点一知识点二知识点三知识点四2.路程和位移的区别与联系 知识点一知识点二知识点三知识点四典例剖析
【例3】 关于质点的位移和路程,下列说法正确的是 ( )
A.位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向
B.位移的大小不会比路程大
C.路程是标量,即位移的大小
D.当质点做直线运动时,路程等于位移的大小
解析:位移是矢量,是从初位置指向末位置的有向线段,不一定与质点运动方向相同,如物体做曲线运动时质点在各个时刻的运动方向与位移的方向不同,所以A错误;只有在单方向直线运动中,位移的大小才等于路程,因此路程和位移的大小关系是路程大于或等于位移的大小,所以B正确,C、D错误。
答案:B知识点一知识点二知识点三知识点四规律方法位移与路程的关系
位移与路程永远不可能相同。因为位移是矢量,既有大小又有方向,而路程是标量,它只有大小没有方向。两者的运算法则有很大不同,位移大小与路程可能相等,一般情况下,位移大小都要小于路程,只有当物体做单向直线运动时,位移大小与路程相等。知识点一知识点二知识点三知识点四变式训练3如图所示,某同学沿图示路径从开阳桥出发,经西单到达王府井。从开阳桥到西单的距离为4 km,从西单到王府井的距离为3 km,两段路线相互垂直。整个过程中,该同学的位移大小和路程分别为( )
A.7 km 7 km B.5 km 5 km
C.7 km 5 km D.5 km 7 km
解析:全过程的位移是由开阳桥指向王府井的有向线段,由直角三角形的特点不难得出,位移方向为北偏东37°,大小为5 km,而路程等于两个阶段的路程之和为7 km,D正确。
答案:D知识点一知识点二知识点三知识点四用坐标表示位置和位移
问题导引
如图所示,某人从学校门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B处,再向东走了100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D处,则A、B、C、D各点的位置如何表示?
要点提示:本题答案不唯一,与所选的坐标原点位置以及如何建立坐标系有关,若以A点为坐标原点,向东为x轴正向,向北为y轴正向,建立坐标系,则各点的坐标分别是A(0,0)、B(0,-50 m)、C(100 m,-50 m)、D(100 m,100 m)。知识点一知识点二知识点三知识点四知识归纳
1.物体做直线运动(一维运动)时,只需用一个坐标就可以确定物体的位置。
2.当物体做直线运动时,我们可以借助一维坐标系,利用坐标的变化来描述其位移。若物体的初始位置坐标为x1,一段时间后末位置坐标为x2,则该段时间的位移为s=x2-x1,s的数值大小表示位移的大小,正、负号分别表示位移的方向与坐标轴的正方向相同或相反。知识点一知识点二知识点三知识点四典例剖析
【例4】 一个质点在x轴上运动,各个时刻的位置如表所示(质点在第1 s、第2 s、第3 s、第4 s内都做单向直线运动)。(1)求前4 s的位移和路程。
(2)第几秒内的位移最大,并求出最大位移。
解析:(1)根据在坐标系中位移等于末位置坐标减初位置坐标可求得前4 s的位移为-5 m,负号表示方向沿x轴负方向。前4 s内,每一秒的路程分别为4 m、7 m、2 m、4 m,故前4 s内的路程为每一秒路程之和,即17 m。
(2)第1 s至第4 s的位移分别为4 m、-7 m、2 m、-4 m,故第2 s的位移最大,且最大位移为7 m,方向沿x轴负方向。
答案:(1)-5 m 17 m (2)第2 s -7 m知识点一知识点二知识点三知识点四规律方法建立坐标系的意义
物体做机械运动时,其位置会随时间发生变化,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。知识点一知识点二知识点三知识点四变式训练4如图所示,一个物体从A运动到B,又从B运动到C,A、B、C三点的位置坐标分别为xA=5 m,xB=-10 m,xC=-2 m,试分别求出物体从A到B,从B到C,从A到C的位移。?
解析:三个过程的位移分别为
从A到B时s1=xB-xA=-10 m-5 m=-15 m
从B到C时s2=xC-xB=-2 m-(-10 m)=8 m
从A到C时s3=xC-xA=-2 m-5 m=-7 m
正号表示位移的方向与x轴的正方向相同,负号表示位移的方向与x轴的正方向相反。
答案:-15 m 8 m -7 m12341.(多选)下列情况的物体,哪些可看作质点( )
A.放在地面上的木箱,在上面的箱角处用水平推力推它,木箱可绕下面的箱角转动
B.放在地面上的木箱,在其箱高的中点处用水平推力推它,木箱在地面上滑动
C.研究地球公转一周所需时间是多少
D.研究钟表时针的转动情况
解析:如果物体的大小、形状在所研究的问题中属于次要因素,可忽略不计,该物体就可看作质点。
答案:BC12342.一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在距地面1 m处被接住。坐标原点定在抛出点正下方2 m处,选向下方向为坐标轴正方向,则小球的抛出点、落地点、接住点的位置坐标分别是( )
A.2 m,-2 m,-1 m B.-2 m,2 m,1 m
C.4 m,0,1 m D.-4 m,0,-1 m
答案:B12343.(多选)一列动车从上海开往北京,下列叙述中,指时间的是( )
A.早上6时10分动车从上海出发
B.动车一共运行了5 h
C.动车在9时45分到达中途站济南站
D.动车在济南站停了2 min
解析:A、C中6时10分和9时45分对应的都是一个瞬间,都是指时刻;
B、D中5 h和2 min对应的都是一个过程,都是指一段时间。
答案:BD12344.如图所示,某同学沿平直路面由A点出发前进了100 m到达斜坡底端的B点,又沿倾角为60°的斜坡前进了100 m到达C点,求此同学的位移和路程。1234解析:画出该同学的位移矢量图如图所示, 答案:173 m,方向由A指向C 200 m 课件22张PPT。1.2 怎样描述运动的快慢自主阅读自我检测一、什么叫速度
1.匀速直线运动
物体沿直线运动,如果在相等的时间内通过的位移相等,这种运动叫匀速直线运动。
2.速度
(1)定义:物体通过的位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。
(2)定义式:
(3)在国际单位制中,速度的单位是米每秒,符号为m/s,交通运输中常用单位还有km/h,则1 m/s=3.6 km/h。自主阅读自我检测二、平均速度
1.定义:在物理学中,把运动物体在某段时间内的位移与发生这段位移所需时间的比值,叫做平均速度。
2.公式:
3.物理意义:表示做变速运动的物体在某一段时间或位移内的 平均快慢程度,只能粗略地描述物体运动的快慢。
4.平均速度既有大小,又有方向,是矢量,其方向与一段时间t内发生的位移有关。
5.甲、乙两人同时从同一地点A出发,沿着不同的路线同时到达另一地点B,请问此过程甲、乙两人的平均速度相同吗?
提示:相同。平均速度等于位移与时间的比值,甲、乙两人的位移和时间都相同,故甲、乙两人的平均速度相同。自主阅读自我检测1.正误辨析
(1)做匀速直线运动的物体位移大小和路程不一定相等。 ( )
(2)速度是描述物体位置变化大小的物理量。 ( )
(3) 是计算速度的公式,适用于任何运动。 ( )
(4)做匀速直线运动的物体的速度决定于运动的位移。 ( )
(5)平均速度的方向与位移方向相同。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√自主阅读自我检测2.(多选)下列关于速度的说法正确的是( )
A.速度既有大小也有方向
B.速度描述物体运动快慢,只有大小
C.速度越大,物体的位移越大
D.速度越大,物体在单位时间内的位移越大
解析:速度是描述物体运动快慢的物理量,既有大小,也有方向。速度在数值上等于单位时间内的位移,故A、D正确。
答案:AD自主阅读自我检测3.在某届游泳世锦赛上,孙杨在男子400米自由泳比赛中以3分41秒59的成绩夺冠,为中国游泳军团拿下本届大赛首金。已知赛道长50米,则孙杨在整个比赛中的平均速度为 m/s,平均速率为 m/s。?
解析:孙杨在整个比赛中的位移为0,所以平均速度为0,平均速率
?
答案:0 1.81知识点一知识点二对匀速直线运动和速度的理解
问题导引
飞机在高空飞行、汽车在公路上行驶、运动员在赛场上比赛跑步(如图)……它们的位置都在变化,但变化的快慢却各不相同,应如何描述这种运动快慢的不同呢?
要点提示:用速度描述。知识点一知识点二知识归纳
1.匀速直线运动
(1)匀速直线运动是最简单的直线运动,是一种理想化的运动模型。
(2)匀速直线运动中的“相等时间”是指任意选取的相等时间。
2.速度
(1)速度是描述物体运动快慢的物理量,物体的速度大,说明物体运动快。
(2)速度与物体位置的变化无直接的关系,物体位置的变化大,物体速度不一定大。速度只与物体位置变化的快慢有关,速度大,物体的位置变化得快,反之变化得慢。
(3)速度公式 是速度的定义式,意义是速度的大小可用位移与发生该段位移所用时间的比值来表示,而不能认为v与s成正比、与t成反比。知识点一知识点二典例剖析
【例1】 (多选)甲、乙两质点在同一直线上匀速运动,设向右为正,甲质点的速度为2 m/s,乙质点的速度为-4 m/s,则可知( )
A.乙质点的速率大于甲质点的速率
B.因为2>-4,所以甲质点的速度大于乙质点的速度
C.这里的正、负号的物理意义是表示运动的方向
D.若甲、乙两质点同时由同一点出发,则10 s后甲、乙两质点相距60 m
解析:因为速度的正负号表示物体的运动方向,速率只有大小,在匀速直线运动中,速度的大小等于速率,故A、C正确,B错;甲、乙两质点在同一直线上沿相反方向运动,故D正确。
答案:ACD知识点一知识点二规律方法(1)在研究直线运动时,通常规定速度的正方向跟位移的正方向相同,即在同一坐标系中分析问题。
(2)速度是矢量,不但有大小而且有方向,其中的负号只表示物体运动的方向与其规定的正方向方向相反。知识点一知识点二变式训练1 (多选)汽车以36 km/h的速度从甲地匀速行驶到乙地用时2 h,如果汽车从乙地返回甲地仍做匀速直线运动且用时2.5 h,那么汽车返回时的速度为( )
A.8 m/s
B.-8 m/s
C.28.8 km/h
D.-28.8 km/h
解析:由题意可知从甲地到乙地的方向为速度的正方向,由
可得甲、乙两地的距离为s=vt=36×2 km=72 km,所以汽车返回的速度为 km/s=-28.8 km/h=-8 m/s,B、D项正确。
答案:BD知识点一知识点二对平均速度的理解
问题导引
目前,百米赛跑的世界纪录是9.58 s,这能否说明该运动员都是以
这么大的速度运动吗?
要点提示:不是。知识点一知识点二知识归纳
1.平均速度
(1)反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段位移或一段时间相对应。
(2)在变速直线运动中,平均速度的大小跟选定的时间或位移有关,不同时间段内或不同位移上的平均速度一般不同。
(3)在变速直线运动中,两段相等时间内的平均速度或两段相等位移内的平均速度,一般不相等。
(4)平均速度是矢量,其大小可由公式 求出,其方向与一段时间t内发生的位移的方向相同,与运动方向不一定相同。知识点一知识点二2.平均速度和平均速率之间的区别和联系 知识点一知识点二典例剖析
【例2】一物体以v1=4 m/s的速度向东运动了5 s后到达A点,在A点停了5 s后又以v2=6 m/s的速度沿原路返回,运动了5 s后到达B点,求物体在全程的平均速度和速率。知识点一知识点二规律方法平均速度和平均速率的计算问题一定要注意以下三点:
(1)平均速度与平均速率的区别。
(2)平均速度的定义及矢量性。
(3)分清哪段时间或哪段位移及路程。知识点一知识点二变式训练2从甲地到乙地的高速公路全程是197 km,一辆客车8点从甲地开上高速公路,10点到达乙地,途中曾在一高速公路服务区休息10 min,这辆客车从甲地到乙地的平均车速是( )
A.98.5 km/h B.27.4 km/h
C.107 km/h D.29.8 km/h
解析:该题求解的是客车的平均速率,由于客车在2小时内经过的路程是197 km,故平均速率 ,A正确。
答案:A12341.(多选)下列关于速度的说法正确的是( )
A.速度是描述物体运动快慢的物理量,速度大表示物体运动得快
B.速度是描述物体的位置变化快慢的物理量,速度大表示物体位置变化大
C.速度越大,位置变化越快,位移也就越大
D.速度是矢量,速率是标量
解析:速度是描述物体运动快慢的物理量,它表示物体位置变化的快慢,不能表示位置变化的大小,位置变化的大小用位移表示,故选项A正确,选项B、C均错误;速度是矢量,既有大小,又有方向,速率是标量,只有大小,没有方向,选项D正确。
答案:AD12342.(多选)关于匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.任意相等时间内通过的路程都相等的运动一定是匀速直线运动
B.速度不变的运动一定是匀速直线运动
C.速度大小不变的运动一定是匀速直线运动
D.匀速直线运动的位移跟运动的时间成正比
解析:匀速直线运动的特点是速度不变(即速度的大小、方向都不变),轨迹是直线的运动。由s=vt可知,位移s的大小与时间t成正比,在任意相等时间内通过的位移相等。
答案:BD12343.关于速度的定义式 ,以下叙述不正确的是( )
A.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移s成正比,与运动时间t成反比
B.速度v的大小与运动的位移s和时间t都无关
C.此速度定义式适用于任何运动
D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量
解析: 是计算速度的公式,适用于任何运动,C正确;此式只说明速度可用位移s除以时间t来获得,并不是说v与s成正比,与t成反比,A错误,B正确;速度的大小表示物体运动的快慢,方向表示物体的运动方向,D正确。
答案:A12344.一辆汽车以20 m/s的速度沿平直的公路从甲地开往乙地,又以30 m/s的速度从乙地开往丙地。已知乙地在甲、丙两地之间且甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等,求该汽车在从甲地开往丙地的过程中平均速度的大小。
有一位同学是这样解的: ,请问上述解法正确吗?为什么?应该如何解?
解析:从平均速度的定义出发进行分析,上述解法是错误的,因为它违反了平均速度的定义,计算的不是平均速度(物体的位移与发生这段位移所用时间的比值),而是速度的平均值。正确的解法应该是:设甲、乙两地间与乙、丙两地间的距离均为s,则有:
?
答案:见解析课件26张PPT。1.3 怎样描述运动的快慢(续)自主阅读自我检测一、什么叫瞬时速度
1.定义:运动物体在某一时刻或某一位置的速度叫做瞬时速度。
2.物理意义:瞬时速度是精确描述做变速运动的物体在某个时刻(或位置)的运动情况的物理量,反映了某时刻物体运动的快慢程度。
3.方向:与物体的运动方向相同。
4.大小:瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率。
5.测量:可以用很短时间内的平均速度来代替。
6.汽车或摩托车的速度计,其指针所指的数值是瞬时速度还是瞬时速率?
提示:是汽车或摩托车该时刻的速度大小,即瞬时速率。自主阅读自我检测二、用图像描述位移和速度
1.位移图像
(1)坐标系的建立:
?
用横轴表示时间,用纵轴表示位移,根据给出的(或测定的)数据,可作出物体运动的位移—时间(s-t)图像,如图所示,A表示物体静止,B表示物体匀速。
(2)图像表示的物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。自主阅读自我检测2.速度图像
(1)坐标系的建立:
用横轴表示时间,用纵轴表示速度,根据给出的(或测定
?
的)数据,可作出物体运动的速度—时间(v-t)图像,如图所示,A表示物体速度不变即匀速,B表示物体的速度均匀增加。
(2)图像表示的物理意义:
反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。自主阅读自我检测3.如果一辆汽车做直线运动的s-t图像如图所示。这个图像表示汽车的运动轨迹吗?汽车的速度如何变化?
提示:s-t图像不是物体运动的轨迹。由题图可知斜率逐渐增大,故汽车的速度逐渐增大。自主阅读自我检测1.正误辨析
(1)汽车速度计上显示的是瞬时速率。 ( )
(2)瞬时速度的大小叫速率,平均速度的大小叫平均速率。 ( )
(3)位移—时间图像描述的是物体运动的轨迹。 ( )
(4)在同一个位移—时间图像中,图像的斜率越大、物体的速度越大。 ( )
(5)速度—时间图像与时间轴所围的“面积”表示此时间内物体的位移的大小。 ( )
答案:(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√自主阅读自我检测2.(多选)下列几个速度中,指瞬时速度的是( )
A.上海磁浮列车行驶过程中的速度为400 km/h
B.乒乓球运动员陈玘扣出的乒乓球速度达23 m/s
C.子弹在枪膛内的速度为400 m/s
D.飞机起飞时的速度为300 m/s
解析:由于瞬时速度是对应于某一时刻或某一位置的,A中对应行驶过程,不是瞬时速度,则A错误;B中对应于扣球时,则B正确;C对应于枪膛内的过程,C错误;D中对应于飞机起飞的时刻,故D正确。
答案:BD自主阅读自我检测3.如图所示为在同一直线上运动的甲、乙两物体的s-t图像,则甲物体的运动速度v1= ,乙物体的运动速度v2= ,t=10 s时,甲、乙两物体相距 。?知识点一知识点二对瞬时速度的理解
问题导引
2015年第24号热带风暴“巨爵”于10月17日05时位于菲律宾马尼拉东偏北大约435公里的西北太平洋洋面上,据报道“巨爵”以每小时15公里左右的速度向北偏西方向移动,近中心最大风速将达52 m/s……
报道中的两个速度值分别指的是平均速度还是瞬时速度?
要点提示:每小时15公里指的是平均速度,52 m/s指的是瞬时速度。知识点一知识点二知识归纳
1.瞬时速度
(1)瞬时速度精确地描述了物体运动的快慢及方向,是矢量,一般情况下所提到的速度都是指瞬时速度。
(2)瞬时速度与某一时刻或某一位置相对应,即对应于某一状态。
(3)瞬时速率是指瞬时速度的大小,简称速率,它是标量,只有大小,没有方向。知识点一知识点二2.平均速度与瞬时速度的区别与联系 知识点一知识点二典例剖析
【例1】 做直线运动的一质点经过P点时的瞬时速度为1 m/s,则下列说法正确的是( )
A.它在经过P点后的1 s内的位移是1 m
B.它在经过P点前的1 s内的位移是1 m
C.它在以过P点的时刻为中间时刻的1 s内的位移是1 m
D.若从P点开始匀速行驶1 s,它在1 s内的位移是1 m
解析:由于不能确定经过P点前、后1 s内的平均速度是否为1 m/s,故也不能确定P点前、后1 s内的位移是否为1 m,A、B错误;以P点为中间时刻的1 s内的平均速度不一定等于1 m/s,这1 s内的位移也不一定等于1 m,C错误;从P点开始做速度为1 m/s的匀速运动,1 s内的位移s=vt=1 m,D正确。
答案:D知识点一知识点二规律方法平均速度与瞬时速度
(1)平均速度和瞬时速度都是描述物体运动快慢的物理量,平均速度是粗略描述运动物体在一段时间或一段位移中的平均快慢;瞬时速度是准确描述运动物体在某一时刻或某一位置的运动快慢的状态参量。
(2)求平均速度时要明确对应的过程,求瞬时速度时要明确对应的状态。
(3)平均速度与瞬时速度都是矢量,与平均速率、瞬时速率是完全不同的概念。知识点一知识点二变式训练1 (多选)跨栏教练员对运动员某次训练中跑110米栏全程的录像带进行分析,测得:他在前7 s跑了51 m,7 s末到7.1 s末跑了0.89 m,跑到终点共用了13.09 s,则下列说法正确的是( )
A.全过程的平均速度为8.40 m/s
B.前7 s的平均速度为7.29 m/s
C.在7 s末的瞬时速度约为8.9 m/s
D.无法估计7 s末的瞬时速度
解析:由平均速度的定义计算后可知选项A、B正确。从7 s到7.1 s仅有较短时间0.1 s,这段时间内的平均速度近似等于7 s末的瞬时速度,选项C正确,选项D错误。
答案:ABC知识点一知识点二位移图像和速度图像
问题导引
右图是一个物体运动的v-t图像,请回答:
(1)物体是从静止开始运动的吗?
(2)物体速度的大小和方向是否变化?怎样变化?
要点提示:(1)由题图知t=0时v≠0,所以物体具有一定的初速度。(2)速度的大小发生变化,0~t1时间内逐渐增大,t1~t2时间内速度大小不变,t2~t3时间内速度逐渐减小,在t3时刻速度为零,t3时刻以后,速度反向,但大小在逐渐增大。知识点一知识点二知识归纳
1.s-t图像知识点一知识点二2.v-t图像 知识点一知识点二典例剖析
【例2】如图是在同一条直线上运动A、B两质点的位移—时间图像,由图可知( )
A.t=0时,A在B后面
B.B物体在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面
C.在0~t1时间内B的运动速度比A大
D.A物体在0~t1做加速运动,之后做匀速运动
解析:由题图可知,t=0时,B在A后面,故A错误;B物体在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面,B正确;在0~t1时间内B的斜率小于A,故B的运动速度比A小,C错误;A物体在0~t1做匀速运动,故D错误。
答案:B知识点一知识点二规律方法位移—时间图像的运用技巧
(1)正确分析物理图像的前提是建立清晰的物理情景,要将图像与实际运动情况结合起来,不要就图论图,纸上谈兵。
(2)理解并熟记五个对应关系:图像斜率的正负对应运动的方向,纵截距对应计时零时刻的位置,横截距对应位移为零的时刻,两时刻的坐标值之差即两个时刻的位置变化对应该段时间的位移,两图像的交点表示相遇。知识点一知识点二变式训练2(多选)物体甲的位移与时间图像和物体乙的速度与时间图像分别如图所示,则这两个物体的运动情况是( )
?
A.甲在整个t=6 s时间内有来回运动,它通过的总位移为零
B.甲在整个t=6 s时间内运动方向一直不变,它通过的总位移大小为4 m
C.乙在整个t=6 s时间内静止不动,它通过的总位移为零
D.乙在整个t=6 s时间做匀速直线运动,它通过的总位移大小为12 m知识点一知识点二解析:从图甲的s-t图可知,在t=0时,甲的位置在坐标轴上s=-2 m处;t=3 s时,甲的位置在坐标轴上s=0 m处;t=6 s时,甲的位置在坐标轴上s=2 m处;因此甲在整个6 s内总位移大小为4 m、方向沿正方向,A错误,B正确。从图乙的v-t图知,物体乙以恒定的速度v=2 m/s运动6 s,它通过的位移s=2 m/s×6 s=12 m,由此可知C错误,D正确。
答案:BD12341.(多选)下列关于瞬时速度的说法中正确的是( )
A.瞬时速度可以精确地描述物体运动的快慢,但不能反映物体运动的方向
B.瞬时速度等于运动的物体在一段非常短的时间内的平均速度
C.瞬时速度的方向与位移的方向相同
D.某物体在某段时间内的瞬时速度都为零,则该物体在这段时间内静止
答案:BD12342.某个台风登陆时,持续风速235 km/h,中心最大风速达到314 km/h。其中的两个速度数值分别是指( )
A.平均速度,瞬时速度 B.瞬时速度,平均速度
C.平均速度,平均速度 D.瞬时速度,瞬时速度
解析:平均速度对应的是一段时间或一段位移,而瞬时速度对应的是某时刻或某位置,由“持续”知,235 km/h指的是一段时间的平均速度,314 km/h是指瞬时速度,故A正确。
答案:A12343.(多选)如图为甲、乙两个物体在同一直线上运动时的位移—时间图像,由图像可知( )
A.乙开始运动时,两物体相距20 m
B.在0~10 s这段时间内,两物体间的距离逐渐减小
C.在10~25 s这段时间内,两物体间的距离逐渐减小
D.两物体在10 s时相距最远,在25 s时相遇
解析:甲的出发地离乙的出发地相距20 m,乙比甲晚出发10 s,10 s内两者之间的距离逐渐增大,乙出发时距离甲的位置大于20 m,A、B错误;10~25 s这段时间内,乙的速度大于甲的速度,两者之间距离逐渐减小,25 s时,两者相遇,C、D正确。
答案:CD12344.(多选)利用速度传感器与计算机结合,可以自动作出物体运动的图像。某同学在一次实验中得到的运动小车的速度—时间图像如图所示,以下说法正确的是 ( )
A.小车先做加速运动,后做减速运动
B.小车运动的最大速度约为0.8 m/s
C.小车前10 s朝正方向运动,10 s后朝负方向运动
D.小车做曲线运动
解析:由v-t图像可以看出,小车的速度先增大后减小,最大速度约为0.8 m/s,故A、B均正确。小车的速度先增大后减小,一直朝正方向运动,C错误。图线弯曲表明小车速度变化不均匀,不表示小车做曲线运动,故D项错误。
答案:AB课件24张PPT。1.4 怎样描述速度变化的快慢自主阅读自我检测一、什么是加速度
1.定义:在物理学中,把物体速度的变化跟发生这一变化所用时间的比值,叫做加速度。
2.表达式:
3.物理意义:表示速度变化快慢的物理量。
4.单位:国际单位制中,是“米每二次方秒”,符号为m/s2(m·s-2),常用的单位还有cm/s2(cm·s-2)。
5.方向性:既有大小又有方向,方向和速度改变量的方向相同。自主阅读自我检测6.用v-t图像表示加速度
?
如图所示,图线的斜率就表示物体运动的加速度。图线的斜率越大,说明物体的加速度越大,图中aB>aA。
7.物体甲的加速度a1=2 m/s2,物体乙的加速度a2=-5 m/s2。比较甲、乙两物体的加速度的大小关系。
提示:加速度是矢量,“-”表示方向,而不表示大小,因此a1
1.定义:物体做直线运动时,它的加速度大小、方向都不变,这种运动就叫做匀变速直线运动。
2.匀变速直线运动的特点:加速度是恒量(选填“恒量”或“变量”)。
3.匀变速直线运动的加速度的测量方法:利用打点计时器打出的纸带进行测量。
(1)如图所示是打点计时器打出的纸带,0、a、b、c、d、e为相隔T=0.1 s的计时点,则各时间间隔内的平均速度为(2)若将各段平均速度看为各段中间时刻的瞬时速度,则加速度可表示为自主阅读自我检测1.正误辨析
(1)加速度就是增加的速度。 ( )
(2)在直线运动中若加速度的方向与速度的方向相同,则速度一定增加。 ( )
(3)加速度的方向与速度的方向一定相同。 ( )
(4)匀变速直线运动是加速度均匀变化的直线运动。 ( )
(5)v-t图像中,图线的斜率表示加速度。 ( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√自主阅读自我检测2.关于匀变速直线运动中的加速度方向,下列说法正确的是( )
A.加速度的方向总是与初速度的方向相同
B.加速度的方向总是与末速度的方向相同
C.加速度的方向总是与速度变化的方向相同
D.加速度的方向总是与位移的方向相同
解析:加速度的方向总是与速度变化的方向相同,故A、B、D错,C对。
答案:C自主阅读自我检测3.汽车紧急刹车时,在2 s内速度从10 m/s减小到0,汽车2 s内速度的改变量是多少?加速度是多少?加速度的方向与速度改变量的方向有什么关系?
解析:vt-v0=0-10 m/s=-10 m/s,为负值,说明Δv的方向与速度v方向相反。
,也为负值,说明a的方向与v的方向相反,但加速度的方向与速度改变量的方向相同。
答案:见解析知识点一知识点二正确理解速度v、速度的变化量Δv和加速度a
问题导引
火箭发射时,10 s内速度能增加到约102 m/s。以8 m/s的速度飞行的蜻蜓,能在0.7 s内停下来。在图中,两物体的速度都发生了变化,你采用什么办法来比较谁的速度随着时间的变化快呢?
?
要点提示:相同时间看谁的速度变化大或相同的速度变化看谁用的时间少。知识点一知识点二知识点一知识点二3.速度v、速度变化量Δv和加速度a的比较 知识点一知识点二典例剖析
【例1】 关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是 ( )
A.物体运动的速度改变量很大,它的加速度一定很大
B.速度很大的物体,其加速度可以很小,可能为零
C.某时刻物体的速度为零,其加速度一定为零
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大
解析:由 知,速度改变量vt-v0很大,它的加速度不一定很大,A错误。沿直线匀速飞行的飞机,速度很大,加速度为零,B正确。做变速运动的物体一定有加速度,但它的速度有时可能为零,C错误。弹药爆炸瞬间,炮弹的加速度很大,但速度较小,D错误。
答案:B知识点一知识点二规律方法关于速度、速度变化量、加速度的五点提醒
(1)速度大,速度变化量、加速度不一定大。
(2)速度变化量大,加速度、速度不一定大,它们之间无直接关系。
(3)加速度大,速度不一定大。
(4)加速度的方向与速度变化量的方向一定相同。
(5)加速度的大小等于速度的变化率。加速度的大小决定于力的大小。知识点一知识点二变式训练1雨滴从高空由静止下落,由于空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到变为零,在此过程中雨滴的运动情况是( )
A.速度不断减小,加速度为零时,速度最小
B.速度不断增大,加速度为零时,速度最大
C.位移越来越小
D.速度变化率越来越大
解析:雨滴做加速直线运动,加速度减小,雨滴下落的速度增加得越来越慢;加速度为零时,雨滴的速度最大,A错,B对;雨滴一直下落,位移逐渐增大,C错。加速度即为速度变化率,加速度减小,故速度变化率减小,D错。
答案:B知识点一知识点二匀变速直线运动v-t图像的理解
问题导引
某物体的速度—时间图像如图所示,试说明物体做什么运动?
要点提示:由于物体的v-t图像是一条倾斜直线,首先确定该物体做匀变速直线运动;又由于它的速度逐渐增大,所以说物体的运动性质为匀加速直线运动。知识点一知识点二知识归纳
1.利用v-t图像分析加速度
?
(1)v-t图像的斜率表示加速度大小。
如图所示的v-t图像中,图线的倾斜程度(斜率) ,物体的斜率越大,加速度越大;斜率越小,加速度越小;斜率为零,加速度为零,即速度保持不变。
(2)斜率的正负表示加速度的方向。
斜率为正,表示加速度的方向与正方向相同;斜率为负,表示加速度的方向与正方向相反。知识点一知识点二2.从速度—时间(v-t)图像可以得到的信息
(1)物体运动的初速度,即图像中的纵轴截距。
(2)根据 计算出加速度的大小。
(3)物体是加速运动,还是减速运动。
(4)物体在某一时刻的速度或物体达到某一速度所需要的时间。
(5)物体在某一段时间内的位移。图线与坐标轴或坐标线围成的面积即该段时间内的位移大小。知识点一知识点二典例剖析
【例2】 (多选)某物体沿直线运动,其v-t图像如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.第1 s内和第2 s内物体的速度方向相反
B.第1 s内和第2 s内物体的加速度方向相反
C.第3 s内物体的速度方向和加速度方向相同
D.第2 s末物体的加速度为零
解析:由图像可知,在第1 s内和第2 s内物体的速度都大于零,说明这2 s内的速度方向相同,选项A错误;物体在第1 s内的加速度a1= m/s2=2 m/s2,在第2 s内的加速度a2= m/s2=-2 m/s2,选项B正确;第3 s内,物体沿与正方向相反的方向做加速运动,速度方向与加速度方向一定相同,选项C正确;物体在第2 s末的加速度仍为-2 m/s2,选项D错误。
答案:BC知识点一知识点二规律方法应用v-t图像分析物体运动的方法
(1)选取图线中的一段为研究过程,依据纵坐标的绝对值分析速度的大小情况,利用纵坐标的正、负了解速度的方向。
(2)利用v-t图像中图线的斜率分析加速度的大小,由 求出加速度,a的正、负反映了a的方向与正方向的关系。知识点一知识点二变式训练2(多选)甲、乙两个物体在同一直线上运动,它们的v-t图像如图所示,则在t1时刻( )
A.甲、乙运动的速度大小相等,方向相反
B.甲、乙运动的速度大小相等,方向相同
C.甲、乙运动的加速度大小不等,方向相同
D.甲、乙运动的加速度大小不等,方向相反
解析:由题图知,甲、乙直线的斜率大小不等,且一正一负,所以甲、乙在t1时刻速度相同,加速度大小不等,方向相反。
答案:BD12341.(多选)关于加速度,下列说法正确的是( )
A.速度变化越大,加速度一定越大
B.速度变化所用的时间越短,加速度一定越大
C.速度变化越快,加速度一定越大
D.单位时间内速度变化越大,加速度一定越大
解析:由加速度的定义式 可知,加速度的大小是由速度的变化量和发生这一变化量所用的时间共同决定的。速度变化越大,所用的时间不确定,加速度不一定越大,选项A错误;速度变化所用时间越短,但速度的变化量大小不确定,故不能确定加速度一定越大,选项B错误;加速度是描述速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度一定越大,选项C正确;单位时间内速度变化越大,加速度一定越大,选项D正确。
答案:CD12342.(多选)根据给出的速度和加速度的正、负,对下列运动性质的判断正确的是( )
A.v0>0,a<0,物体做加速运动
B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.v0<0,a>0,物体做减速运动
D.v0>0,a>0,物体做加速运动
解析:物体运动的速度、加速度的方向是任意规定的,当速度的方向和加速度的方向相同时,做加速运动;方向相反时做减速运动。不能只根据加速度的正、负来判断物体是做加速运动还是做减速运动。正确答案是B、C、D。
答案:BCD12343.甲、乙两个物体在同一直线上运动,它们的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.在0~t1时间内,甲的加速度大于乙的加速度,且方向相反
B.在0~t1时间内,甲、乙加速度方向相同
C.在0~t2时间内,甲、乙运动方向相同
D.在0~t2时间内,甲的加速度大于乙的加速度,且方向相同
解析:由v-t图像的斜率可知,0~t2时间内,甲的加速度小于乙的加速度,两者的加速度方向相同,A、D错,B对。0~t2时间内,甲一直向正方向运动,0~t1时间内,乙向负方向运动,t1~t2时间内,乙向正方向运动,C错。
答案:B12344.爆炸性的加速度往往是跑车的卖点,某品牌跑车由静止加速至100 km/h只需4.2 s。
(1)求该品牌跑车的平均加速度的大小。
(2)假设普通私家车的平均加速度为3 m/s2,它需要多长时间才能由静止加速至100 km/h?课件16张PPT。本 章 整 合第一章 怎样描述物体的运动本章知识可分为四个组成部分。第一部分:基本概念;第二部分:描述运动的物理量;第三部分:运动图像;第四部分:实验。
一、基本概念二、描述运动的物理量 三、运动图像 四、实验
利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度一、速度与速率 【例1】 (多选)下列说法正确的是( )
A.瞬时速度可看作时间趋于无穷小时的平均速度
B.平均速度即为速度的平均值
C.瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度
D.加速度的方向就是速度的方向
解析:瞬时速度可看作时间趋于无穷小时的平均速度,A正确;平均速度是位移与时间的比值,不一定是速度的平均值,B错误;瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度,C正确;加速度的方向与速度方向不一定相同,D错误。
答案:AC方法技巧1.瞬时速度是运动物体在某一时刻或在某一位置时的速度,瞬时速度能够准确地描述物体在各个时刻的运动情况。
2.平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度,它与一段位移或一段时间相对应。
3.在变速直线运动中,平均速度的大小跟选定的时间或位移有关,不同时间段内或不同位移上的平均速度一般不同。二、从v-t图像或s-t图像判断物体的运动情况
s-t图像和v-t图像中的比较【例2】 (多选)如图所示是A、B两个物体做直线运动的v-t图像,则下列说法正确的是 ( )
A.物体A做加速直线运动
B.物体B做减速直线运动
C.物体A的加速度大于B的加速度
D.物体B的速度变化比A的速度变化快
解析:由两物体的速度图像可知,两物体速度的绝对值都在增大,都在做加速运动,A对,B错。由两物体运动图线的斜率可知,物体A的加速度为1 m/s2,物体B的加速度为-2 m/s2,所以B的加速度大于A的加速度,从而B的速度变化比A的速度变化快,C错,D对。
答案:AD方法技巧1.s-t图像:它表示做直线运动的物体位移随时间变化的规律,图像上某点的切线的斜率表示该时刻物体的速度。
2.v-t图像:它表示做直线运动的物体速度随时间变化的规律,图像上某点的切线的斜率表示该时刻物体的加速度。
3.形状同样的图线,在不同图像中所表示的物理规律不同,因此在应用时要特别注意看清图像的纵、横轴表示的物理量。三、正确处理打点计时器及纸带问题
【例3】打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器,图甲、乙所示是高中物理实验中常用的两种,请回答下面的问题:(1)甲图是 打点计时器,电源采用的是 。?
(2)乙图是 打点计时器,电源采用的是 。(3)在“练习使用打点计时器的实验中”,记录的纸带如图所示,图中前几个点模糊不清,从A点开始每5个点取1个计数点,则小车通过D点时速度是 m/s,小车运动的加速度是 m/s2(打点计时器的电源频率是50 Hz)。?解析:(1)甲图是电磁打点计时器,电源采用的是4~6 V低压交流电源。
(2)乙图是电火花计时器,电源采用的是220 V交流电源。
(3)在研究物体的运动性质时,在Δt很小时,通常用一段时间的平均速度代替其某点的瞬时速度,由题意知相邻两计数点的时间间隔为T=0.1 s答案:(1)电磁 4~6 V低压交流电源
(2)电火花 220 V交流电源 (3)1.44 2.05