運動的描述基本概念

授課類型運動的描述基本概念1、理解質(zhì)點、參考系、時間間隔、時刻、位移、速度、加速度等概念，理解相關(guān)知識間教學(xué)目的2、掌握勻變速直線運動規(guī)律及其公式、圖像;教學(xué)目的2、掌握勻變速直線運動規(guī)律及其公式、圖像;3、掌握如何巧選參考系方便解決問題。教學(xué)內(nèi)容同步I.課堂導(dǎo)入考點分析:(1)考查重點：勻變速直線運動的規(guī)律及應(yīng)用、x-t圖像、v-t圖像的理解及應(yīng)用，“探究速度隨時間的變化規(guī)律”的實驗中，測定速度和加速度⑵2016高考考向前瞻：運動圖像?？疾閺膱D線斜率、面積、正負、交點等判斷物體的運動情況，并近而延伸至對受力和功能關(guān)系的綜合分析。1.質(zhì)點的定義1.質(zhì)點的定義用來代替物體的有質(zhì)量的點。它是一種理想化模型。物體可看做質(zhì)點的條件研究物體的運動時，物體的形狀和大小對研究結(jié)果的影響可以忽略。物體可視為質(zhì)點主要有以下三種情形⑴物體各部分的運動情況都相同時(如平動)。當(dāng)問題所涉及的空間位移遠遠大于物體本身的大小時，通常物體自身的大小忽略不計，可以看做質(zhì)點。物體有轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)動對所研究的問題影響很小(如研究小球從斜面上滾下的運動)。［試一試］下列關(guān)于質(zhì)點的說法中，正確是( )質(zhì)點是一個理想化模型，實際上并不存在，所以，引入這個概念沒有意義地球不能看作質(zhì)點，而原子核可以看作質(zhì)點研究一列火車通過長江大橋所需的時間時，火車可看作質(zhì)點研究北京奧運會乒乓球男單冠軍馬琳打出乒乓球的旋轉(zhuǎn)方向時，不能把乒乓球看成質(zhì)點解析：選D質(zhì)點是一個理想化模型，實際上并不存在，引入這個概念便于我們研究問題，有一定的意義，故A錯誤；物體能否看成質(zhì)點看物體的形狀、大小對所研究的問題有沒有影響，不是看物體的大小，地球公轉(zhuǎn)時可以看成質(zhì)點，故B錯誤；研究一列火車通過長江大橋所需的時間時，火車的長度相對大橋的長度不能忽略，所以火車不可看作質(zhì)點，故C錯誤；研究北京奧運會乒乓球男單冠軍馬琳打出乒乓球的旋轉(zhuǎn)方向時，乒乓球的形狀、大小不可忽略，所以不能把乒乓球看成質(zhì)點，故D正確。\參考系參考系的定義在描述物體的運動時，假定一不動，用來做參考的物體。參考系的四性標(biāo)準(zhǔn)性：選作參考系的物體都假定不動，被研究的物體都以參考系為標(biāo)準(zhǔn)。任意性：參考系的選取原則上是任意的。(3)統(tǒng)一性：比較不同物體的運動應(yīng)選擇同一參考系。差異性：對于同一物體選擇不同的參考系結(jié)果一般不同。

［試一試］1?圖是F—22A猛禽戰(zhàn)斗機在空中加油的情景，以下列的哪個物體為參考系，可以認為加油機是運動的（）F—22A猛禽戰(zhàn)斗機地面上的房屋加油機中的飛行員F—22A猛禽戰(zhàn)斗機里的飛行員解析：選B空中加油時加油機與戰(zhàn)斗機保持相對靜止，以F-22A猛禽戰(zhàn)斗機、加油機中的飛行員、F-22A猛禽戰(zhàn)斗機里的飛行員為參考系，加油機都是靜止的；以地面上的房屋為參考系，加油機是運動的。故B正確。如圖所示，飛行員跳傘后飛機上的其他飛行員（甲）和地面上的人（乙）觀察跳傘飛行員的運動后，引發(fā)了對跳傘飛行員運動狀況的爭論，下列說法正確的是（）甲、乙兩人的說法中必有一個是錯誤的他們的爭論是由于選擇的參考系不同而引起的研究物體運動時不一定要選擇參考系參考系的選擇只能是相對于地面靜止的物體解析：選B飛行員甲以自己為參考系，跳傘飛行員在沿豎直方向下落，地面上的人以地面為參考系，跳傘飛行員做曲線運動，A錯誤，B正確；研究物體運動時一定要選參考系，但不一定是相對地面靜止的物體，C、D錯誤。'時刻和時間間隔定義區(qū)別聯(lián)系時刻是指一瞬間（1） 時刻在時間坐標(biāo)軸上為一點，時間間隔在時間坐標(biāo)軸上為一段；（2） 時刻對應(yīng)的是狀態(tài)量（如位置、速度、動量、動能），時間間隔對應(yīng)的是過程量（如位移、路程、沖量、功）。我們平時說的''時間”有時是指時刻，有時是指時間間隔，要根據(jù)上下文認清其含義。時間間隔是一個時刻到另一個時刻之間的一段時間［試一試］關(guān)于時間和時刻，下列說法錯誤的是( )物體在第5s時指的是物體在第5s末時，指的是時刻物體在5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時間物體在第5s內(nèi)指的是物體在4s末到5s末這1s的時間第4s末就是第5s初，指的是時刻解析：選B第5秒時，也即第5秒的末，指的時間軸的坐標(biāo)是5的地方，是一個點，故是時刻，故A正確；5秒內(nèi)，指從0到5這段時間，時長是5秒，故B錯誤；第5秒內(nèi)，指時間軸上的4(第4s末)到5(第5s末)的這段時間，時長1秒.故C正確；第4秒末是下一秒的初，即是第5秒的初，是一個點，故是時刻.故D正確11\位移和路程定義區(qū)別聯(lián)系位移位移表示質(zhì)點位置的變化，可用由初位置指向末位置的有向線段表示位移是矢量，方向由初位置指向末位置；路程是標(biāo)量，沒有方向位移與路徑無關(guān)，路程與路徑有關(guān)在單向直線運動中，位移的大小等于路程一般情況下，位移的大小小于路程路程路程是質(zhì)點運動軌跡的長度［試一試］湖中O點有一觀察站，一小船從O點出發(fā)向東行駛4km,又向北行駛3km,則在O點的觀察員對小船位置的報告最為精確的是()小船的位置變化了7km小船向東北方向運動了7km小船向東北方向運動了5km小船的位置在東偏北37°方向，距離O點5km處解析：選D小船位置的變化不是取決于其具體的運動路徑，而是取決于它的初末位置，即位移。位移不但有大小，還有方向，小船雖然運動了7km，但在O點的觀察員看來，它離自己的距離是J42+32km=5km，方向要用3角度表示，sin0=5=06，所以〃=37。，故D正確。/〃//.■對罰修//////根據(jù)材料，結(jié)合已學(xué)的知識，判斷下列說法正確的是（）甲 乙 丙甲圖為我國派出的軍艦護航線路圖，總航程4500海里，總航程4500海里指的是位移甲圖為我國派出的軍艦護航線路圖，總航程4500海里，總航程4500海里指的是路程乙圖所示是奧運火炬手攀登珠峰的線路圖，由起點到終點火炬手所走線路的總長度是火炬手的位移丙圖所示是高速公路指示牌，牌中“25km”是指從此處到下一個出口的位移是25km解析：選B4500海里的總航程指路程，B正確，A錯誤；火炬手所走路線總長度指路程，C錯誤；25km指從此處到下一出口的路程，D錯誤。速度1.速度（單位：m/s）（1） 平均速度：定義：運動物體的位移與所用時間的比值。Ay定義式：V=A。方向：跟物體位移的方向相同。（2） 瞬時速度：定義：運動物體在某位置或某時刻的速度。物理意義：精確描述物體在某時刻或某位置的運動快慢。Ax計算方法：令A(yù)t非常小，通過簫計算物體的瞬時速度③速率：物體運動的瞬時速度的大小。/////,，斜■時軻體///////遮光條/光電門用如圖所示的計時裝置可以近似測出氣墊導(dǎo)軌上滑塊的瞬時速度。已知固定在滑塊 ￡斤上的遮光條的寬度為4.0mm,遮光條經(jīng)過光電門的遮光時間為0.04s。則滑塊經(jīng)過光電門" /位置時的速度大小為（）A.0.1m/s B.100m/s C.4.0m/s D.0.4m/s、 、 x4.0x10-3解析：選A遮光時間t=0.04s，t值很小，則由速度定義可知滑塊經(jīng)過光電門時的速度大小為v=；=—0"04—m/s=0.1m/s,選項A正確。2.加速度(1)定義式:2.加速度(1)定義式:Ava=At，單位是m/s2o物理意義：描述速度變化的快慢。方向：與速度變化量的方向相同。根據(jù)a與v方向間的關(guān)系判斷物體在加速還是減速。么么＜針對翻修么么^4.(2014?宜興模擬)如圖所示，小球以V］=3m/s的速度水平向右運動，碰一墻壁經(jīng)At=0.01s后以v2=2m/s的速度沿同一直線反向彈回，小球在這0.01s內(nèi)的平均加速度是()A.100m/s2，方向向右 B.100m/s2,方向向左 電C.500m/s2，方向向左 D.500m/s2,方向向右Av v—(—v)2—(—3)解析：選C小球初始速度與末速度方向不同，假設(shè)水平向左為正方向，則由a=At得，a= —1='0Q1m/s2=500m/s2，方向與v2方向相同，水平向左，故C正確。速度、速度變化量和加速度的比較比較項目速度速度變化量加速度物理意義描述物體運動快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量描述物體速度改變的物理量，是過程量描述物體速度變化快慢和方向的物理量，是狀態(tài)量定義式xAv=v^eAv_口0a At At單位m/sm/sm/s2方向與位移x同向，即物體運動的方向由Av=v—v0或a的方向決定與Av的方向一致，由F的方向決定，而與v0、v方向無關(guān)關(guān)系三者無必然聯(lián)系，v很大，Av可以很小，甚至為0,a也可大可小，也可能為零［試一試］4.(多選)(2014?中山模擬)關(guān)于加速度的方向，下列說法中正確的是()總與初速度的方向一致總與平均速度的方向一致總與速度變化的方向一致

與物體運動的方向無關(guān)解析：選CD加速度的方向與速度變化的方向一致，與物體的運動方向無關(guān)，故C、D正確，A、B解析：選CD考點一1對質(zhì)點概念的理解|我豊蠶［例1］下列物體能夠看做質(zhì)點的是 體積很小的原子核繞太陽公轉(zhuǎn)的地球用GPS確定在大海中位置的航空母艦⑷正在表演娛樂節(jié)目的海獅研究直升機上正在轉(zhuǎn)動的螺旋槳研究上坡時有無翻倒可能的三輪車研究落地時正面朝上還是朝下的硬幣［答案］⑵⑶氓曰規(guī)律總結(jié)】庇氓氓熙氓汩曲氓圧氓氓氓氓汪氓三氓質(zhì)點是只有質(zhì)量沒有大小和形狀的點，是一種理想化模型，實際上并不存在。物體看做質(zhì)點的條件是物體的形狀和大小對所研究的問題的結(jié)果影響可以忽略。不能以物體的質(zhì)量大小或體積大小來確定物體能否看做質(zhì)點。同一物體有時可以看做質(zhì)點，有時不能看做質(zhì)點。////人「豺蜀■軻侏//////下列情況可看做質(zhì)點的是()研究花樣游泳運動員的動作研究百米賽跑運動員的起跑動作研究運動員在射擊時，子彈從射出到擊中靶心所用時間研究對方運動員打過來的乒乓球的轉(zhuǎn)動解析：選C首先，要明確題目中給定的每個運動的研究目的，如動作、速度、時間、轉(zhuǎn)動等；然后，看物體本身的大小和形狀對所研究的運動是否有影響。以研究運動員的動作、姿勢是否優(yōu)美為目的，運動員的身軀、四肢是研究對象，不能看成質(zhì)點，選項A、B錯誤；以研究子彈擊中靶子所用時間為目的，子彈本身的形狀大小可忽略不計，可以看成質(zhì)點，選項C正確；以研究乒乓球的轉(zhuǎn)動為目的，乒乓球的形狀大小不可忽略，不能看成質(zhì)點，選項D錯誤。

考點二1平均速度與瞬時速度I牆黑AB、ABC、［例2］ (2014.宿遷模擬AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡運動所用的時間分別是：1s、2s、3s、4s。確的是()A.物體在AB段的平均速度為1m/sB.物體在ABC段的平均速度為字m/sC.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物體處于A點時的瞬時速度D.物體在B點的速度等于AC段的平均速度［審題指導(dǎo)］第一步：抓關(guān)鍵點關(guān)鍵點獲取信息物體沿曲線軌跡運動確定物體在AB段、ABC段的位移大小時間分別為1s、2s、3s、4s確定某過程平均速度對應(yīng)的時間第二步：找突破口 Ay根據(jù)平均速度定義式e=At可知，只要求出對應(yīng)時間段At時間內(nèi)的位移Ax,即可求出平均速度大小。只有勻變速直線運動，中間時刻的瞬時速度與這段時間內(nèi)的平均速度才相等。［解析］選D由方可得：=1m/s=1m/s,v“=羊m/s,故A、B均正確；所選取的過程離A點越近,t AB1 AC2其階段的平均速度越接近A點的瞬時速度，故C正確；由A經(jīng)B到C的過程不是勻變速直線運動過程，故B點雖為中間時刻，但其速度不等于AC段的平均速度，D錯誤。氓曰規(guī)律總結(jié)】氓汪氓熙汪曲盜氓圧圧氓氓氓氓氓氓三平均速度與瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別：平均速度與位移和時間有關(guān)，表示物體在某段位移或某段時間內(nèi)的平均運動快慢程度；瞬時速度與位置或時刻有關(guān)，表示物體在某一位置或某一時刻的運動快慢程度。聯(lián)系：瞬時速度是運動時間At—0時的平均速度。平均速度與平均速率的區(qū)別平均速度的大小不能稱為平均速率，因為平均速率是路程與時間的比值，它與平均速度的大小沒有對應(yīng)關(guān)系。計算平均速度時應(yīng)注意的兩個問題①平均速度的大小與物體不同的運動階段有關(guān)，求解平均速度必須明確是哪一段位移或哪一段時間內(nèi)的平均速度。

②e=心是平均速度的定義式，適用于所有的運動。/////^對制修//////一質(zhì)點沿直線Ox方向做減速直線運動，它離開O點的距離x隨時間變化的關(guān)系為x=（6t-2t3）m，它的速度e隨時間t變化的關(guān)系為e=（6—6t2）m/s，則該質(zhì)點從t=0到t=2s間的平均速度、平均速率分別為（）A.—2m/s、6m/s B.—2m/s、2m/sC.—2m/s、一18m/s D.6m/s、6m/s解析：選A由質(zhì)點的速度一時間關(guān)系式e=6-6t2，可知物體經(jīng)時間1s速度減為0。由x隨時間t變化關(guān)系可、一Ax知在t=0到t=2s內(nèi)發(fā)生的位移為Ax=-4m,所以t=0到t=2s間的平均速度為e=心=-2m/s,由x隨時間t變化的關(guān)系可知在t=0到t=1s內(nèi)發(fā)生的位移為x1=4m,所以從t=0到t=2s內(nèi)通過的路程為s=12m,所以t=0到t=2s間的平均速率為e=At=6m/s,A對。考點三1加速度與速度的關(guān)系|號器瀟［例3］圖是火箭點火升空瞬間的照片，關(guān)于這一瞬間火箭的速度和加速度的判斷，下列說法正確的是：）火箭的速度很小，但加速度可能較大火箭的速度很大，加速度可能也很大火箭的速度很小，所以加速度也很小火箭的速度很大，但加速度一定很?。劢馕觯葸xA火箭點火升空瞬間速度很小，但火箭得到的反沖力很大，加速度可能較大，A正確，B、D錯誤；速度的大小與加速度的大小無必然聯(lián)系，故C錯誤。［例4］（2014.江南十校摸底）關(guān)于速度、速度的變化和加速度的關(guān)系，下列說法中正確的是（）速度變化的方向為正，加速度的方向為負物體加速度增大，速度一定越來越大速度越來越大，加速度一定越來越大加速度可能既不與速度同向，也不與速度反向［解析］選D由加速度的定義可知，速度變化的方向為正，加速度的方向為正，A錯誤；物體做減速運動時，物體加速度增大，速度反而越來越小，B錯誤；若物體做加速度逐漸減小的加速運動，速度越來越大，加速度反而越來越小，C錯誤；在曲線運動中，加速度既不與速度同向，也不與速度反向，可以與速度方向垂直，D正確。對加速度大小和方向的進一步理解

口械小，速度變化越來越慢豐H決定速度變化加

速

度

2^±1［快慢社出加

速

度

2甘與砂同向，加速運動尊彈益1亟鯉虬與甘反向，減速運動

r護“-樣號只表示加遠度的方向，不表示大小C.專題方法技巧專題化”系列之（一）方法技巧專題化”系列之（一）巧選參考系解決勻速直線運動問題選取原則：選取參考系時，應(yīng)以觀測方便和使運動的描述盡可能簡單為原則，一般應(yīng)根據(jù)研究對象和研究對象所在的系統(tǒng)來決定。不特殊說明，一般以地球為參考系。［典例］一船夫劃船逆流而上，駕船沿河道逆水航行，經(jīng)過一橋時，不慎將心愛的酒葫蘆落入水中，被水沖走，但一直劃行至上游某處時才發(fā)現(xiàn)，便立即返航經(jīng)過1小時追上葫蘆時，發(fā)現(xiàn)葫蘆離橋5400m遠，若此船向上游和向下游航行時相對靜水的速率是相等的，試求河水的速度。［常規(guī)解法］設(shè)船在靜水中的速度為v，酒葫蘆從落水到發(fā)現(xiàn)的時間為t，返航追上葫蘆的時間為t=3600s,舟 12以地面為參考系，船逆流時相對地面的速度為v~v，順流而下的速度為v+v，則有：(v-v)t.+5400m=舟水 舟水 舟水1(vA+v)t，v(t+t)=5400m，以上兩式聯(lián)立可解得：t=t=3600s。v=0.75m/s。舟水2水12 1 2 水［巧思妙解］以河水作為參考系，船相對于水向上游和向下游的速度相同，而葫蘆相對于水靜止其速度與水速相同)，因此船返航經(jīng)過1小時追上葫蘆，葫蘆落水后，船向上游也一定經(jīng)過1小時，可知，葫蘆順流而下走5400m用時2小時，故河水的速度v=1 m/s=0.75m/s。水2X3600［答案］0.75m/s［題后悟道］合理地選取參考系，可以簡化問題的解答過程，選取不同的參考系，對運動的描述不同，但求解結(jié)果是相同的。II.典例精講已知在一個空間高度h=2.5m的電梯天花板，有一個可以認為是質(zhì)點的小球。電梯帶著小球一起勻速直線向上運動，速度V=5m/s。某時刻，小球從電梯天花板脫落。如果電梯仍然以V繼續(xù)向上勻速運動，已知重力加速度g,不計空氣阻力，求小球落到電梯的地板上的時間？（g=10m/s2）解析：不計空氣阻力，并不代表小球做自由落體。由于慣性，小球脫落時有向上的速度V。又因為小球受重力,所以有加速度a=重力加速度go以電梯為參考系，小球做初速度為0加速度為豎直向下的g,位移為h的勻加速直線運動。設(shè)落到地板的時間為t,貝I」12h=2gt解得t=〒s答案:蛙s一列長為l的隊伍，行進速度為q，通訊員從隊伍尾以速度趕到排頭，又立即以速度勺返回隊尾。求這段時間里隊伍前進的距離。解析：以隊伍為參考系，則通訊員從隊尾趕到排頭這一過程中，相對速度為（V2-V］）;通訊員再從隊頭返回隊尾的這一過程中相對速度為（V］+V2），則整個運動時間l lt= +~7~V-VV+V2112則隊伍在這段時間相對地面前進的距離x為2-2-v2°21+V1+答案:2V1V2l2——v221I.I.檢測定位1.（2014.江陰質(zhì)檢）下列說法正確的是（）高速公路上限速牌上的速度值是指平均速度運動員在處理做香蕉球運動的足球時，要將足球看成質(zhì)點運動員的鏈球成績是指鏈球從離開手到落地的位移大小選取不同的參考系，同一物體的運動軌跡可能不同解析：選D高速公路上限速牌上的速度值指的是瞬時速度，A錯；只有旋轉(zhuǎn)的足球才能做香蕉球運動，而當(dāng)運動員處理旋轉(zhuǎn)的足球時不能將其看成質(zhì)點，B錯；鏈球成績是指起始線到落地點的直線距離，C錯；選取不同運動狀態(tài)的物體作為參考系，同一物體的運動軌跡可能不同，D對。關(guān)于質(zhì)點，下列說法中正確的是（）質(zhì)點一定是體積和質(zhì)量極小的物體因為質(zhì)點沒有大小，所以與幾何中的點沒有區(qū)別研究運動員在3000米長跑比賽中運動的快慢時，該運動員可看做質(zhì)點欣賞芭蕾舞表演者的精彩表演時，可以把芭蕾舞表演者看做質(zhì)點解析：選C質(zhì)點可以是質(zhì)量很大的物體，如地球，質(zhì)點有質(zhì)量，與幾何中的點不同，A、B均錯誤；物體能被看做質(zhì)點，其形狀、大小對所研究的問題的結(jié)果影響很小，可以忽略，故C正確，D錯誤。紅軍長征途中一支100m長的隊伍勻速前進，通信兵從隊尾趕到隊前傳達命令，然后立即返回，當(dāng)通信兵回到隊尾時，隊伍已前進了200m,在這個過程中，通信兵的位移大小是（）A.400m B.100m C.200m D.300m解析：選C在這個過程中，通信兵從隊尾出發(fā)，最后又回到隊尾，故通信兵的位移大小與隊伍前進的位移大小相等，C正確。有研究發(fā)現(xiàn)，轎車的加速度變化情況將影響乘客的舒適度：即加速度變化得越慢，乘坐轎車的人就會感到越舒適；加速度變化得越快，乘坐轎車的人就會感到越不舒適。若引入一個新物理量來表示加速度變化的快慢，則該物理量的單位應(yīng)是（）

A.m/s B.m/s2C.m/s3 D.m2/s、 、 Aa 、解析：選C由題意表述可知：加速度的變化率為心，而加速度Aa的單位是m/s2，時間At的單位是s,則加速度的變化率的單位就是m/s3，C正確，A、B、D錯誤。5.（2014.安徽名校聯(lián)考）以下說法中正確的是（）做勻變速直線運動的物體，ts內(nèi)通過的路程與位移的大小一定相等質(zhì)點一定是體積和質(zhì)量極小的物體Ax速度的定義式和平均速度公式都是v=A，因此速度就是指平均速度速度不變的運動是勻速直線運動解析：選D只有做單向直線運動的物體，ts內(nèi)通過的路程與位移的大小不一定相等，選項A錯誤；質(zhì)點不一Ax定是體積和質(zhì)量極小的物體，選項B錯誤；速度的定義式和平均速度公式都是v=，但是速度是指平均速度在時間趨近于零時的極限值，選項C錯誤；速度不變的運動是勻速直線運動，選項D正確。6.某人向正東方向運動了s米，然后再沿東偏北60°方向又運動了s米，則該人運動的位移大小為（）A.s米 B.V2s米C.V3s米 D.2s米解析：選C其運動情景如圖所示。該人的位移大小為：2scos30°=p3s米，C項正確。7?在街頭的理發(fā)店門口，?？梢钥吹接羞@樣的標(biāo)志：一個轉(zhuǎn)動的圓筒，外表有彩色螺旋斜條紋，我們感覺條紋在沿豎直方向運動，但實際上條紋在豎直方向并沒