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运动的描述运动的描述第一节第一节第一节第一节 运动学的基本概念运动学的基本概念运动学的基本概念运动学的基本概念 匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动1一、基本概念一、基本概念1、机械运动：一个物体相对于另一个物体的、机械运动：一个物体相对于另一个物体的 改改变叫机械运动变叫机械运动,简称简称 。它包括平动、转动和振动。它包括平动、转动和振动等运动形式。等运动形式。位置位置运动运动运动是绝对的，静止是相对的。运动是绝对的，静止是相对的。2、参考系：为了研究物体的运动而假定为、参考系：为了研究物体的运动而假定为 的物的物体叫参考系，同一个物体由于选择的参考系体叫参考系，同一个物体由于选择的参考系 ，观，观察的结果往往是不同的，所以研究运动时，必须指明察的结果往往是不同的，所以研究运动时，必须指明 ，通常取，通常取 作为参考系。作为参考系。不动不动不同不同参考系参考系大地大地3、质点：用来代替物体的有质量的点叫质点。、质点：用来代替物体的有质量的点叫质点。它是一种它是一种 。物体能简化成质点的条件是：在研究的问题中，物体只做物体能简化成质点的条件是：在研究的问题中，物体只做平动，或物体的平动，或物体的 对研究物体运动无影响，才可对研究物体运动无影响，才可以把物体简化为质点。以把物体简化为质点。理想化模型理想化模型形状和大小形状和大小24、路程和位移、路程和位移（1）路程：物体）路程：物体 的长度，是标量。的长度，是标量。（2）位移：描述物体）位移：描述物体 变化的物理量，是从物体变化的物理量，是从物体运动的运动的 指向指向 的有向线段，是矢量。的有向线段，是矢量。位移大小位移大小:位移方向：位移方向：如果物体做如果物体做单方向直线运动单方向直线运动，则，则位移大小位移大小就等于就等于路程路程。运动轨迹运动轨迹位置位置初位置初位置末位置末位置初位置到末位置的距离初位置到末位置的距离由初位置指向末位置由初位置指向末位置35、时刻与时间、时刻与时间 时刻指的是某一瞬时，在时间轴上用一个点来表示。对时刻指的是某一瞬时，在时间轴上用一个点来表示。对应的是位置、速度、动量、动能等应的是位置、速度、动量、动能等 量。量。时间是两个时刻间的间隔，在时间轴上用一段长度来表时间是两个时刻间的间隔，在时间轴上用一段长度来表示。对应的是位移、路程、冲量、功等示。对应的是位移、路程、冲量、功等 量。量。状态状态过程过程初始时刻零时刻第3秒末第4秒初第1秒前2秒第3秒后2秒46、速度和速率、速度和速率（1）平均速度：运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这）平均速度：运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度，即段时间内的平均速度，即 ，平均速度是矢量，其方，平均速度是矢量，其方向跟向跟 的方向相同。的方向相同。速度速度:是描述物体运动方向和运动是描述物体运动方向和运动 的物理量的物理量快慢快慢位移位移（2）瞬时速度：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速）瞬时速度：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫瞬时速度。瞬时速度精确描述物体在某一时刻（或某一度，叫瞬时速度。瞬时速度精确描述物体在某一时刻（或某一位置）的运动快慢。位置）的运动快慢。（3）速率：瞬时速度的）速率：瞬时速度的 叫速率。是标量。叫速率。是标量。大小大小（4）平均速率：物体在某段时间内通过的）平均速率：物体在某段时间内通过的 与所用时与所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速率，它是标量，它并不是间的比值，叫做这段时间内的平均速率，它是标量，它并不是平均速度的大小。平均速度的大小。路程路程 在变速运动中，在变速运动中，随随x或或t选取的不同而不同，它只能粗略选取的不同而不同，它只能粗略地描述这段位移上或这段时间内运动的快慢程度。地描述这段位移上或这段时间内运动的快慢程度。57、加速度、加速度 是描述速度变化是描述速度变化 的物理量，是矢量。的物理量，是矢量。是速度变化和所用时间的比值是速度变化和所用时间的比值加速度加速度a的方向与速度变化的方向与速度变化v的方向相同。的方向相同。快慢和方向快慢和方向当当a与与v方向相同时加速方向相同时加速当当a与与v方向相反时减速方向相反时减速 重力加速度重力加速度g：物体只受：物体只受 而产生的加速度而产生的加速度 方向：方向：大小大小:不同位置不同位置g的数值一般不同的数值一般不同重力重力竖直向下竖直向下68、匀速直线运动、匀速直线运动 物体在一条直线上运动，如果在物体在一条直线上运动，如果在任意任意相等的时间内相等的时间内 相等，这种运动就叫做匀速直线运动。相等，这种运动就叫做匀速直线运动。位移位移议一议：若物体在第议一议：若物体在第1秒内的位移为秒内的位移为1m，第，第2秒内的位移为秒内的位移为1m，第，第3秒内的位移为秒内的位移为1m，依次类推。这个物体的运动时，依次类推。这个物体的运动时匀速直线运动吗？匀速直线运动吗？答：不一定。答：不一定。定义中的定义中的“相等时间相等时间”应理解为：应理解为：任意的相等时间任意的相等时间。匀速直线运动的特点：匀速直线运动的特点：速度时刻保持不变速度时刻保持不变。匀速直线运动中，物体的位移与时间成正比，即匀速直线运动中，物体的位移与时间成正比，即x=v t7二、概念理解二、概念理解1、对质点概念的深入理解、对质点概念的深入理解 一个物体能否看作质点，并非依物体自身大小来判断，而一个物体能否看作质点，并非依物体自身大小来判断，而是要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是属于主要因素还是要看物体的大小、形状在所讨论的问题中是属于主要因素还是次要因素。若属次要因素，即使物体很大，也能看作质点。是次要因素。若属次要因素，即使物体很大，也能看作质点。例：在研究地球公转问题中，地球就可以看作质点。例：在研究地球公转问题中，地球就可以看作质点。相反，若物体的大小、形状属于主要因素，即使物体很小，相反，若物体的大小、形状属于主要因素，即使物体很小，也不能看作质点。也不能看作质点。例：研究乒乓球的弧旋球技术中，乒乓球就不能看作质点。例：研究乒乓球的弧旋球技术中，乒乓球就不能看作质点。一个物体能否看作质点是相对的。一个物体能否看作质点是相对的。例：研究火车从广州开往北京的时间，可以把火车看成例：研究火车从广州开往北京的时间，可以把火车看成质点；但如果是研究火车通过一座桥的时间，就不能把火车质点；但如果是研究火车通过一座桥的时间，就不能把火车看成质点了。看成质点了。8例：下列物体中，可当作例：下列物体中，可当作“质点质点”的有（的有（）A、做花样滑冰的运动员、做花样滑冰的运动员B、远洋航行的巨轮、远洋航行的巨轮C、环绕地球的人造卫星、环绕地球的人造卫星D、转动着的砂轮、转动着的砂轮BC92、位移与路程的区别，平均速度与平均速率的区别、位移与路程的区别，平均速度与平均速率的区别关于平均速度的大小与平均速率关于平均速度的大小与平均速率（1）当物体做单向直线运动时，二者才相等）当物体做单向直线运动时，二者才相等（2）当物体做直线运动，但方向有改变时，由于路程大于）当物体做直线运动，但方向有改变时，由于路程大于位移的大小，这时平均速度的大小要小于平均速率。位移的大小，这时平均速度的大小要小于平均速率。（3）物体做曲线运动时，位移的大小要小于路程，故平均）物体做曲线运动时，位移的大小要小于路程，故平均速度的大小要小于平均速率。速度的大小要小于平均速率。例例1：如图所示，三个物体甲、乙、丙相对于同一质点沿同一：如图所示，三个物体甲、乙、丙相对于同一质点沿同一直线作直线运动的位移图像，在时间直线作直线运动的位移图像，在时间t1内，内，（1）三者位移关系）三者位移关系（2）三者路程关系）三者路程关系（3）三者平均速度关系）三者平均速度关系（4）三者平均速率关系）三者平均速率关系甲甲=乙乙=丙丙甲甲=乙乙=丙丙甲甲乙乙=丙丙甲甲乙乙=丙丙10例例例例2 2一实心的长方体，三边长分别是一实心的长方体，三边长分别是一实心的长方体，三边长分别是一实心的长方体，三边长分别是a a、b b、c c（a ab bc c），如图所示有一质点，从顶点），如图所示有一质点，从顶点），如图所示有一质点，从顶点），如图所示有一质点，从顶点A A沿表面沿表面沿表面沿表面运动到长方体的对角运动到长方体的对角运动到长方体的对角运动到长方体的对角B B，求：（，求：（，求：（，求：（1)1)质点的最短路程质点的最短路程质点的最短路程质点的最短路程（2)2)质点的位移大小质点的位移大小质点的位移大小质点的位移大小ABabc解析：将长方体的上表面向前翻转900,跟其前表面在同一平面内，A、B的连线是直线时，质点通过的路程最短质点的位移就是过A、B的长方体的对角线。（1 1）(2(2）113、速度、速度v、速度的变化量、速度的变化量v、加速度、加速度a 加速度不是速度的增加，加速度是描述速度变化快慢与变加速度不是速度的增加，加速度是描述速度变化快慢与变化方向的物理量，也叫速度的变化率化方向的物理量，也叫速度的变化率（1）a的大小是由的大小是由v和和t 两个因素共同决定的，两个因素共同决定的，a与与v、v大小无关。大小无关。（2）从本质上讲，加速度是由作用在物体上的合外力和物）从本质上讲，加速度是由作用在物体上的合外力和物体的质量两个因素决定的。体的质量两个因素决定的。（3）a的方向一定与的方向一定与v的方向相同，也一定与物体所受合外的方向相同，也一定与物体所受合外力的方向相同；而与速度方向没有必然的联系。力的方向相同；而与速度方向没有必然的联系。可见，速度、速度的变化量和速度变化率（即加速度）可见，速度、速度的变化量和速度变化率（即加速度）为三个不同的物理量，没有直接关系。为三个不同的物理量，没有直接关系。12例：以下说法中正确的是（例：以下说法中正确的是（）A、物体速度越大，加速度一定越大、物体速度越大，加速度一定越大B、物体速度变化越快，加速度一定大、物体速度变化越快，加速度一定大C、物体加速度不断减小，速度一定越来越小、物体加速度不断减小，速度一定越来越小D、物体在某时刻速度为零，加速度也一定为零、物体在某时刻速度为零，加速度也一定为零B133/1/202414三、题型分析三、题型分析1、对平均速度公式的理解、对平均速度公式的理解例例1：一个物体作直线运动，前一半路程的平均速度为：一个物体作直线运动，前一半路程的平均速度为v1，后，后一半路程的平均速度为一半路程的平均速度为v2，则全程的平均速度为多少？，则全程的平均速度为多少？解：解：例例2：一个朝着某方向做直线运动的物体，在时间：一个朝着某方向做直线运动的物体，在时间t内的平均内的平均速度为速度为v，紧接着，紧接着t/2时间内的平均速度为时间内的平均速度为v/2，则物体在这段，则物体在这段时间内的平均速度为多少？时间内的平均速度为多少？解：解：152、位移、速度、加速度的矢量性问题、位移、速度、加速度的矢量性问题例例1、一物体做匀变速直线运动，某时刻的速度大小为、一物体做匀变速直线运动，某时刻的速度大小为4m/s，1s后速度的大小变为后速度的大小变为10m/s，则在这，则在这1s内该物体（内该物体（）A、位移大小可能小于、位移大小可能小于4mB、位移大小可能大于、位移大小可能大于10mC、加速度的大小可能小于、加速度的大小可能小于4m/s2 D、加速度的大小可能小于、加速度的大小可能小于10m/s2 AD例例2、篮球以、篮球以10m/s的速度水平地撞击篮板后以的速度水平地撞击篮板后以8m/s的速度的速度反向弹回，球与板的接触时间为反向弹回，球与板的接触时间为0.1s，则篮球在水平方向，则篮球在水平方向的平均加速度为的平均加速度为 m/s2，方向为，方向为 。180与与8m/s方向相同方向相同163、巧选参考系，解决运动的相对性问题、巧选参考系，解决运动的相对性问题例例1、太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象，这些条件是（以看到太阳从西边升起的奇妙现象，这些条件是（）A、时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速率、时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速率必须较大必须较大B、时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速率、时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速率必须较大必须较大C、时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速率、时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速率必须较大必须较大D、时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速率、时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速率不能太大不能太大C解决此类问题解决此类问题,可设身处地可设身处地(把你所处的环境比作题中环境把你所处的环境比作题中环境)地想地想.17例例2、一游艇匀速沿河流逆水航行，在某处丢失一个救生圈，、一游艇匀速沿河流逆水航行，在某处丢失一个救生圈，丢失后经丢失后经t秒才发现，于是游艇立即返航去追赶，结果在丢失秒才发现，于是游艇立即返航去追赶，结果在丢失点下游距丢失点点下游距丢失点s处追上。设水流速度恒定，游艇往返的划行处追上。设水流速度恒定，游艇往返的划行速率不变，游艇调头的时间不计，求水速。速率不变，游艇调头的时间不计，求水速。解析解析：以水流为参考系。则救生圈静止不动，游艇往返速率：以水流为参考系。则救生圈静止不动，游艇往返速率不变，故返航追上救生圈的时间也为不变，故返航追上救生圈的时间也为t秒，从丢失到追上的时秒，从丢失到追上的时间为间为2t秒。秒。在在2t秒内，救生圈运动了秒内，救生圈运动了s，故水速，故水速18例例3、一列长为、一列长为l的队伍，行进速度为的队伍，行进速度为v1，通讯员从队尾以速，通讯员从队尾以速度度v2赶到排头，又立即以速度赶到排头，又立即以速度v2返回队尾，求这段时间里队返回队尾，求这段时间里队伍前进的距离。伍前进的距离。解析解析：若以队伍为参考系，则通讯员从队尾赶到排头这一：若以队伍为参考系，则通讯员从队尾赶到排头这一过程中，相对速度为（过程中，相对速度为（v2-v1）；再从排头返回队尾的过程）；再从排头返回队尾的过程中，相对速度为（中，相对速度为（v2+v1）。则）。则 整个运动时间整个运动时间则队伍在这段时间相对地面前进的距离则队伍在这段时间相对地面前进的距离s为为193/1/202427