專題04運(yùn)動的基本概念解析版

專題04運(yùn)動的基本概念.機(jī)械運(yùn)動：一個物體相對于另一個物體的位置的改變叫做機(jī)械運(yùn)動，簡稱運(yùn)動。它包括平動、轉(zhuǎn)動和振動等運(yùn)動形式。.參考系：為了研究物體的運(yùn)動而假定為不動的物體，叫做參考系。對同一個物體的運(yùn)動，所選擇的參考系不同，對它的運(yùn)動的描述就會不同。從原則上說 ，參考系可以任意選定，但一般應(yīng)從解決問題的方便出發(fā)選擇合適的物體作參考系。在不加特別說明的情況下，研究地面上物體的運(yùn)動時(shí)，通常都取地面為參考系。.質(zhì)點(diǎn)：質(zhì)點(diǎn)是一種物理模型，用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)。實(shí)際物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，并不是由物體的大小來決定的。如在研究原子核外電子的運(yùn)動時(shí)，微小的原子不能看作質(zhì)點(diǎn)。而在研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)運(yùn)動的規(guī)律時(shí)，巨大的地球卻可以看作質(zhì)點(diǎn)。這是一種突出主要因素、忽略次要因素的研究問題的科學(xué)思想方法。例題領(lǐng)路（做后再看答案，效果更好）例1:下列說法正確的是（ ）運(yùn)轉(zhuǎn)中的地球不能看作質(zhì)點(diǎn)，而原子核可以看作質(zhì)點(diǎn)研究火車通過路旁一根電線桿的時(shí)間時(shí)，火車可看作質(zhì)點(diǎn)研究奧運(yùn)會乒乓球男單冠軍孔令輝打出的乒乓球時(shí)，不能把乒乓球看作質(zhì)點(diǎn)研究在平直的高速公路上飛馳的汽車的速度時(shí)，可將汽車看作質(zhì)點(diǎn)【答案】CD解析】當(dāng)研究地球公轉(zhuǎn)時(shí)，由于地球的直徑比地球與太陽間的距離要小得多，可以忽略不計(jì)，可以把地球當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)研究地球的自轉(zhuǎn)引起的晝夜交替等現(xiàn)象時(shí)，就不能夠忽略地球的大小和形狀，當(dāng)然不能把地球看作質(zhì)點(diǎn)了.研究電子繞原子核的運(yùn)動情況，因?yàn)樵雍说陌霃街幌喈?dāng)原子半徑的萬分之一，所以可以把原子核看作質(zhì)點(diǎn)；但若研究有關(guān)原子核結(jié)構(gòu)的問題，就不能把原子核看成質(zhì)點(diǎn)，故 A錯.研究火車通過路旁的一根電線桿的時(shí)間時(shí)，因電線桿的粗細(xì)比火車的長度小得多，故電線桿可看作質(zhì)點(diǎn)，而火車不能看作質(zhì)點(diǎn)，故B錯?奧運(yùn)會冠軍孔令輝打出的乒乓球雖小，但飛旋多變，不能看作質(zhì)點(diǎn)， C正確?在水平的高速公路上飛馳的汽車，盡管車輪在轉(zhuǎn)動，但我們研究的是汽車的速度，對整個汽車的運(yùn)動來說，車輪的轉(zhuǎn)動不是研究的主要問題，可將汽車看作質(zhì)點(diǎn)，D正確?！军c(diǎn)評】：只要是物體的大小和形狀對所研究的問題來講是次要因素，可以被忽略，物體就可以看成質(zhì)點(diǎn) .例2：第一次世界大戰(zhàn)期間，一名法國飛行員在 2000m的高空飛行時(shí)，發(fā)現(xiàn)臉旁有一個小東西，他以為是一只小昆蟲，便敏捷的把它一把抓了過來，令他吃驚的是，抓到的竟是一顆子彈 .飛行員能抓到子彈，是因?yàn)椋ǎ〢?飛行員的反應(yīng)快 B.子彈的速度很小C.子彈相對于飛行員是靜止的 D.飛行員有手勁【答案】C【解析】在日常生活中，我們經(jīng)常去拾起掉在地上的物品，或者去拿放在桌子上的物品，其實(shí)，地面上靜止的物體（包括人）都在永不停息的隨地球自轉(zhuǎn)而運(yùn)動，在地球的赤道處，其速度大約為 465m/s.正因?yàn)橄鄬τ诘孛骒o止的物體都具有相同的速度，相互保持相對靜止?fàn)顟B(tài)，才使人們沒有覺察到這一速度的存在 .當(dāng)飛行員的飛行速度與子彈的飛行速度相同時(shí)，子彈相對于飛行員是靜止的，因此飛行員去抓子彈，就和我們?nèi)ツ梅旁谧郎系奈锲返母杏X和道理一樣.故選C.點(diǎn)評：靜止是相對的，運(yùn)動是絕對的 .其實(shí)地面上靜止的物體（包括人）都在永不停息地隨地球自轉(zhuǎn)而運(yùn)動例3：A、B兩輛汽車在一條東西方向的直路上向東行駛，若以地球?yàn)閰⒖枷担?A速度為6m/s，B速度為10m/s。求：⑴若以A為參考系，B的速度多大？方向如何？⑵若以B為參考系，A的速度多大？方向如何？⑶以A或B為參考系，地面的運(yùn)動情況如何？【解析】⑴B的速度大小為4m/s（=10m/s-6m/s），方向向東。⑵A的速度大小也為4m/s（=10m/s-6m/s），方向向西。（也可以說成A的速度為-4m/s，方向向西。）⑶以A為參考系，地面的運(yùn)動速度向西，大小6m/s；以B為參考系，地面的運(yùn)動速度也是向西， 大小10m/s。【拓展】我們看到，參考系選擇不同，結(jié)論也不同，為了避免每次都要說明參考系，一般約定，研究地面上物體的運(yùn)動，如果不指明參考系，就默認(rèn)地面為參考系。高中知識（需要理解）坐標(biāo)”?坐標(biāo)系：在參照系中，為確定空間一點(diǎn)的位置，按規(guī)定方法選取的有次序的一組數(shù)據(jù)，這就叫做坐標(biāo)”在某一問題中規(guī)定坐標(biāo)的方法，就是該問題所用的坐標(biāo)系。中學(xué)物理學(xué)中常用的坐標(biāo)系，為直角坐標(biāo)系。?時(shí)刻和時(shí)間：時(shí)刻指的是某一瞬時(shí) ?在時(shí)間軸上用一個點(diǎn)來表示。對應(yīng)的是位置、速度、動量、動能等狀態(tài)量。時(shí)間是兩時(shí)刻間的間隔。在時(shí)間軸上用一段線段來表示。對應(yīng)的是位移、路程、沖量、功等過程量。.是矢量（有方向?位移和路程：位移描述物體位置的變化，是從物體運(yùn)動的初位置指向末位置的有向線段的物理量）。路程是物體運(yùn)動軌跡的長度，是標(biāo)量。.是矢量（有方向［注意］:①在一直線上運(yùn)動的物體，路程就等于位移大小 ?（為［位移是矢量，路程是標(biāo)量，只有在單方向直TOC\o"1-5"\h\z線運(yùn)動中，路程大小才等于位移大小 ］②物體的位移可能為正值，可能為負(fù)值，且可以描述任何運(yùn)動軌跡例題領(lǐng)路（做后再看答案，效果更好 ?）例1：如圖所示，質(zhì)點(diǎn)由西向東運(yùn)動，從 A點(diǎn)出發(fā)到達(dá)C點(diǎn)再返回B點(diǎn)靜止若AC=100m，BC=30m,以B點(diǎn)為原點(diǎn)，向東為正方向建立直線坐標(biāo)系，則：出發(fā)點(diǎn)的位置為 m，B點(diǎn)位置是 m，C點(diǎn)的位置為 m，A到B的位置變化是 m，方向 .C到B的位置變化為 m，方向 .A R C■ ■ ■I^-0 M【答案】一70 0+30 +70向東一30向西【解析】以B點(diǎn)為原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系，如圖（ b）所示，A（-70m）,B（0m）,C（+30m）,A到B的位置變化+70m,方向向東；C到B的位置變化為一30m，方向向西.點(diǎn)評：建立坐標(biāo)系確定物體的位置時(shí)，首先要確定原點(diǎn)的位置及坐標(biāo)軸的正方向，再確定研究對象所處的坐標(biāo)位置以及位置變化的情況即可 ?例2.如圖所示，物體沿兩個半徑為 R的半圓弧由A運(yùn)動到C,則它的位移和路程分別是（ ）AA.0,0C.4nR向東，4R【答案】D【解析】位移是位置的變化為例3?分清幾個概念和說法。B.4R向左，2nR向東D.4R向東，2nR4R,向東；路程是實(shí)際走過的線段為 2nR，選D以后，我們在研究運(yùn)動時(shí)，常常會要求出 物體在1秒末、2秒末（或第1秒末、第2秒末）的速度及位置”，也會要求物體在1秒內(nèi)、2秒內(nèi)（或第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)）的位移和平均速度”。請問：（1）其中哪個表示時(shí)刻、哪個表示時(shí)間間隔?2秒內(nèi)”和“第2秒內(nèi)”的位移（以及平2）“1秒內(nèi)”和“第2秒內(nèi)”和“第2秒內(nèi)”的位移（以及平（3）“第2秒末的速度”與“第2秒內(nèi)的平均速度”相同嗎？【解析】（1）“1秒末、2秒末（或第1秒末、第2秒末）”表示時(shí)刻；“1秒內(nèi)、2秒內(nèi)（或第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)）”表示時(shí)間間隔。（2）“1秒內(nèi)”和“第1秒內(nèi)”的位移（以及平均速度）是同一概念?！?秒內(nèi)”和“第2秒內(nèi)”的位移（以及平均速度）不是同一概念?！?秒內(nèi)的位移”表示2秒長的時(shí)間里的位移，“第2秒內(nèi)的位移”表示“第2秒”這1秒長的時(shí)間里的位移。（3）不相同。前者是瞬時(shí)速度；后者是平均速度。【拓展】時(shí)間間隔At=t2-tl，如果初始時(shí)刻tl取為零時(shí)刻，則At=t2，也就是說在這種情況下時(shí)間間隔 準(zhǔn)就等于末時(shí)刻t2；反之，一般情況下時(shí)間間隔 At不等于末時(shí)刻t2。高中單元練習(xí)嘗試（做后再看答案，效果更好.）一、不定項(xiàng)選擇題1、下列說法中，關(guān)于時(shí)間的是（ ），關(guān)于時(shí)刻的是（）A．學(xué)校上午8點(diǎn)開始上第一節(jié)課，到8點(diǎn)45分下課B?小學(xué)每節(jié)課只有40分鐘C.我走不動了，休息一下吧D．奧運(yùn)會女子10000m冠軍，成績是30分24秒36【答案】BCDA【解析】A、“學(xué)校上午8點(diǎn)開始上第一節(jié)課，到8點(diǎn)45分下課”，8：45是指時(shí)間點(diǎn)，即是時(shí)刻，；B、 小學(xué)每節(jié)課只有40分鐘”，40分鐘是指時(shí)間的長度，是指時(shí)間；C、 我走不動了，休息一下吧，休息一下是指時(shí)間的長度，是指時(shí)間；D、 “30分24秒36”是指時(shí)間長度，是時(shí)間；故關(guān)于時(shí)間的是BCD，關(guān)于時(shí)刻的是A。2、 下列說法中，正確的是（ ）A.質(zhì)點(diǎn)一定是體積極小的物體B?當(dāng)研究一列火車全部通過橋所需的時(shí)間時(shí)，可以把火車視為質(zhì)點(diǎn)C?研究自行車的運(yùn)動時(shí)，因?yàn)檐囕喸谵D(zhuǎn)動，所以無論研究哪方面問題，自行車都不能視為質(zhì)點(diǎn)D．地球雖大，且有自轉(zhuǎn)，但有時(shí)仍可被視為質(zhì)點(diǎn)【答案】CD【解析】A、當(dāng)物體的形狀、大小對所研究的問題沒有影響時(shí)，我們就可以把它看成質(zhì)點(diǎn)，是否是質(zhì)點(diǎn)與體積無關(guān)，故A錯誤；B、當(dāng)研究一列火車全部通過橋所需的時(shí)間時(shí)，火車的長度與橋相比不能忽略，故 B錯誤；C、 研究自行車的運(yùn)動時(shí)，因?yàn)檐囕喸谵D(zhuǎn)動，如果研究車輪的轉(zhuǎn)動情況，不能看成質(zhì)點(diǎn)，但是如果研究自行車通過很遠(yuǎn)一段距離的時(shí)間，可以看成質(zhì)點(diǎn)，故C錯誤；D、地球雖大，且有自轉(zhuǎn)，但研究公轉(zhuǎn)時(shí)可被視為質(zhì)點(diǎn)，故 D正確?3、下列關(guān)于位移和路程的說法，正確的是（ ）A?位移是矢量，路程是標(biāo)量，但位移的大小和路程總是相等B．位移描述直線運(yùn)動，路程描述曲線運(yùn)動C?位移僅取決于始末位置，而路程取決于實(shí)際運(yùn)動路線D?在某一運(yùn)動過程中，物體經(jīng)過的路程總大于或等于物體位移的大小【答案】CD【解析】A、只有在單向直線運(yùn)動中，位移大小等于路程，其余都是位移大小小于路程，位移是矢量，路程是標(biāo)量，故A錯誤；B、位移和路程都可以描述直線運(yùn)動，也都可以描述曲線運(yùn)動，故 B錯誤；C、位移的大小由初末位置決定，路程等于運(yùn)動軌跡的長度.故 C正確.D、 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動，位移的大小等于路程，其他情況下，位移的大小小于路程?所以位移大小和路程的關(guān)系是位移大小W路程，故D正確。4、某人坐在甲船中，他看到乙船在運(yùn)動，那么相對河岸兩船的運(yùn)動情況不可能是（ ）A?甲船不動，乙船在運(yùn)動 B?甲船運(yùn)動，乙船不動C?甲、乙兩船都在運(yùn)動 D?甲、乙兩船運(yùn)動方向一樣，且運(yùn)動快慢相同【答案】D【解析】A、若甲船不動，乙船運(yùn)動，則人坐在甲船中看到乙船是在運(yùn)動，故 A正確.B、若甲船運(yùn)動，乙船不動，則人坐在甲船中看到乙船是在運(yùn)動，故 B正確.C、若甲、乙兩船都在運(yùn)動，速度不同時(shí)，則人坐在甲船中看到乙船也是在運(yùn)動，故 C正確.D、若甲、乙兩船以相同速度同向運(yùn)動，則人坐在甲船中看到乙船是靜止的，故 D錯誤.本題選不可能的，故選：D5、下列情況中的運(yùn)動物體，一定不能被看成質(zhì)點(diǎn)的是A?研究繞地球飛行的航天飛機(jī)B?研究飛行中直升飛機(jī)上的螺旋槳C?研究從北京開往上海的一列火車D?研究在水平推力作用下沿水平地面運(yùn)動的木箱【答案】B【解析】A、航天飛機(jī)的大小相對于地球來說是很小的，它的大小可以忽略，此時(shí)可以看成是質(zhì)點(diǎn)，所以 A錯誤；B、直升飛機(jī)上的螺旋槳是飛機(jī)的動力的來源，研究螺旋槳的轉(zhuǎn)動的情況的時(shí)候，是不能把它看成質(zhì)點(diǎn)的，所以B正確；C、火車的大小相對于北京到上海的距離來說是很小的，可以忽略，所以能夠看成是質(zhì)點(diǎn)，所以C錯誤；研究在水平推力作用下沿水平面運(yùn)動的木箱時(shí)，木箱的各個點(diǎn)的運(yùn)動情況相同，可以被看成質(zhì)點(diǎn)，故D正確。二、填空題6、在描述一個物體的運(yùn)動時(shí)，選來作為 的另一個物體叫做參考系。電影閃閃的紅星”中有歌詞：小小竹排江中游，巍巍群山兩岸走”，描述竹排的運(yùn)動是以 為參考系的，描述群山的運(yùn)動是以 為參考系的?！敬鸢浮繀⒖?地面竹排【解析】在描述一個物體的運(yùn)動時(shí)，選來作為參照的物體，的那一個物體叫做參考系。電影 閃閃的紅星”中有歌詞：小小竹排江中游，巍巍群山兩岸走 ”，描述竹排的運(yùn)動是以地面為參考系的， 描述描述群山的運(yùn)動是以船為參考系的.7、一個皮球從2m高處落下，與地面相碰后反彈跳起0.5m，則此過程中皮球通過的路程為 m,位移TOC\o"1-5"\h\z為m,該球經(jīng)過與地面多次碰撞后，最終停在地面上，則在整個運(yùn)動過程中，皮球的位移是 m.【答案】2.5 1.5 2【解析】皮球從2m高的地方落下，碰撞又反彈起0.5m，通過的路程s=2m+0.5m=2.5m;位移為2m-0.5m=1.5m,經(jīng)過一系列碰撞后，最終停在地面上，在整個運(yùn)動過程中皮球的位移是 2m。8、 美國發(fā)射的哈勃望遠(yuǎn)鏡在宇宙空間繞著地球沿一定軌道高速飛行，因出現(xiàn)機(jī)械故障，用航天飛機(jī)將宇航員送上軌道對哈勃望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行維修?以 作參照系，宇航員相對靜止時(shí)就可以實(shí)行維修工作；以 作參照系時(shí)，宇航員是在做高速運(yùn)動.【答案】哈勃望遠(yuǎn)鏡 地球【解析】宇航員是在太空中繞地球做高速圓周運(yùn)動，說他靜止，應(yīng)是以與他有相同速度的同一軌道的哈勃望遠(yuǎn)鏡做參考系，故相對太空望遠(yuǎn)