1.1运动学基本概念及匀速直线运动

1．1运动学基本概念及匀速直线运动

【学习目标】

1、理解并掌握质点、位移、速度、加速度等基本概念 2、清楚相似物理量之间的区别与联系

【课前预习】

1、机械运动：定义： 。 宇宙间的一切物体，大到宇宙天体，小到分子、原子都处在永恒的运动中，所以运动是 的． 平常说的静止，是指这个物体相对于其他另一个物体的位置没有发生变化，所以静止是 的． 2、参考系：

⑴定义：为了研究物体的运动而 的物体。

⑵同一个运动，如果选不同的物体作参考系，观察到的运动情况可能不相同。例如：甲、乙两辆汽车由西向东沿同一直线，以相同的速度15m／s并列行驶着．若两车都以路旁的树木作参考系，则两车都是以15m／s速度向东行驶；若甲、乙两车互为参考系，则它们都是 的．

⑶参考系的选取原则上是任意的，但在实际问题中，以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为原则；研究地面上运动的物体，一般选取 为参考系。 3、质点：

⑴定义：

⑵是否大的物体一定不能看成质点，小的物体一定可以看成质点？试讨论物体可看作质点的条件：

⑶它是一种科学的抽象，一种理想化的物理模型，客观并不存在。 4、位移：

⑴定义： ⑵位移是 量（“矢”或“标”）。

⑶意义：描述 的物理量。 ⑷位移仅与 有关，而与物体运动 无关。 5、路程：

⑴定义：指物体所经过的 。 ⑵路程是 量（“矢”或“标”）。 注意区分位移和路程：

位移是表示质点位置变化的物理量，它是由质点运动的起始位置指向终止位置的矢量。位移可以用一根带箭头的线段表示，箭头的指向代表 ，线段的长短代表 。而路程是质点运动路线的长度，是标量。只有做直线运动的质点始终朝着一个方向运动时，位移的大小才与运动路程相等

6、时间：定义： 7、时刻：定义： 注意区分时刻和时间：

时刻：表示某一瞬间，没有长短意义，在时间轴上用点表示，在运动中时刻与位置想对应。 时间间隔（时间）：指两个时刻间的一段间隔，有长短意义，在时间轴上用一线段表示。在研究

物体运动时，时间和位移对应。如：第4s末、第5s初（也为第4s末）等指的是 ；

4s内（0至第4s末）、第4s内（第3s末至4s末）、第2s至第4s内（第2s末至第4s末）等指的是 。

8、速度：描述物体 ，是 量（“矢”或“标”）。 （1）速率： ，是 量 （2）瞬时速度：

①定义： ，是 量

②瞬时速度与一个时刻或一个位置相对应，故说瞬时速度时必须指明是哪个时刻或通过哪个位置时的瞬时速度，瞬时速度精确反映了物体运动的快慢。 （3）平均速度：

①定义： 。 ②定义式：

③平均速度是 量，其方向与 方向相同。

④平均速度与一段时间或一段位移相对应，故说平均速度时必须指明是哪段时间或位移内的平均速度。 9、加速度：

①定义： ②定义式： ③加速度是 量，其方向与 相同

④物体做加速还是减速运动看 与 方向间的关系。若a与v0方向相同，则物体做 ，若a与v0方向相反，则物体做 。 ⑤速度的变化率、速度变化的快慢和加速度都是同一个意思。 注意速度、加速度的区别和联系：

加速度是描述速度变化快慢的物理量，是速度的变化量和所用时间的比值，加速度a的定义式是矢量式。加速度的大小和方向与速度的大小和方向没有必然的联系。只要速度在变化，无论速度多小，都有加速度；只要速度不变化，无论速度多大，加速度总是零；只要速度变化快，物体的加速度就大，无论此时速度是大、是小或是零。

【课堂导学】

【要点一】

1. 质点是没有形状、大小，而具有质量的点.

2. 质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在.它是科学抽象的结果，是对实际物体的近似. 3. 一个物体能否看成质点，并不取决于这个物体的大小，而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素，要具体问题具体分析. 4. 实际问题中把物体看成质点的常见的两种情况： (1) 各部分运动情况都相同的物体.

(2) 物体的大小与物体运动的距离相比较要小得多，此时物体各部分位置变化的区别对描述整个物体的位置变化已无什么影响.

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【典题演示1】（多选）在下列各运动的物体中，可视为质点的有（ ） A. 做高低杠表演的体操运动员

B. 沿斜槽下滑的小钢球，研究它沿斜槽下滑的速度 C. 人造卫星，研究它绕地球的转动

D. 水平面上的木箱，研究它在水平力作用下是先滑动还是先滚动

【变式训练】（多选）世人瞩目的2008北京奥运会上，中国代表团参加了包括田径、体操、柔道在内的28个大项的比赛，并取得了51块金牌，这是中国代表团在奥运史上的最好成绩.下列几种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是（ ）

A. 在撑杆跳高比赛中研究运动员手中的支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时 B. 帆船比赛中规定帆船在大海中的位置时 C. 跆拳道比赛中研究运动员的动作时

D. 铅球比赛中研究铅球被掷出后在空中的飞行时间时

【变式训练】（多选）关于位移和路程，下列说法正确的是（ ） A. 沿直线运动的物体，位移和路程相等

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，其位移可能是零 D. 质点运动的位移大小可能大于路程

【要点四】

速度、平均速度、瞬时速度、平均速率、 瞬时速率的区别

1. 速度、平均速度、瞬时速度是矢量，平均速率、瞬时速率是标量.

2. 平均速度是位移与时间的比值，平均速率是路程与时间的比值，意义不一样. 3. 瞬时速率是瞬时速度的大小.

【典题演示4】（单选）下列说法正确的是（） A. 物体做变速直线运动，平均速度就是平均速率

B. 物体在做变速运动时，平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值 C. 瞬时速度可以看成是时间趋于无穷小的平均速度

D. 做变速运动的物体在某段时间内的平均速度一定和物体在这段时间内各个时刻瞬时速度的平均值大小相等 【变式训练1】（单选）在2008年北京奥运会上，牙买加选手博尔特是公认的世界飞人，在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9.69s和19.30s的成绩打破两项世界纪录，获得两枚金牌.关于他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是（） A. 200m决赛的位移是100m决赛的两倍 B. 200m决赛的平均速度约为10.36m/s C. 100m决赛的平均速度约为10.32m/s D. 100m决赛的最大速度约为20.64m/s

【变式训练2】上海到南京的列车已迎来第六次大提速，速度达到v1=180km/h，为确保安全，在铁路与公路交叉的道口处需安装自动信号灯.当列车还有一段距离就要到达公路道口时，道口应亮出红灯，警告未越过停车线的汽车迅速制动，已越过停车线的汽车赶快通过.如果汽车通过道口的速度v2=36km/h，停车线至道口栏杆的距离s0=5m，道口宽度s=26m，汽车长l=15m（如下图），并把火车和汽车的运动都看成匀速直线运动.问： 列车离道口的距离L为多少时亮红灯，才能确保已越过停车线的汽车安全驶过道口？

【要点二】

参考系的选取

同一物体的运动相对于不同的参考系，描述是不相同的.怎样选取合适的参考系？ 1. 在没有特别说明的情况下，一般取大地为参考系.

2. 对于复杂的运动物体，应选取能最简单描述物体运动情况的其他物体为参考系. 【典题演示2】（多选）下列说法中正确的是（） A. 参考系必须选择地面

B. 研究物体的运动时，必须选择参考系

C. 研究物体的运动时，选择任意物体作参考系，其运动情况是一样的 D. 选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同 【变式训练】（多选）甲、乙、丙三人各乘一艘飞艇，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲艇匀速上升，丙看到乙艇匀速下降，甲看到丙艇匀速上升，则甲、乙、丙三艇相对于地球的运动情况可能是（） A. 甲和乙匀速下降，且v乙＞v甲，丙静止 B. 甲和乙匀速下降，且v乙＞v甲，丙匀速上升 C. 甲和乙匀速下降，且v乙＞v甲，丙匀速下降 D. 甲匀速下降，乙匀速上升，丙静止不动

【要点三】

路程和位移的异同

1. 路程是标量，只有大小没有方向，是物体实际通过的路径的长度.计算时，直接将多个路程相加减.

2. 位移是矢量，既有大小又有方向，是从起点指向终点的一条有向线段.计算时，要遵循矢量运算法则，即平行四边形定则，不能直接相加减.两者在大小上可能相等（无往返的直线运动中），但绝对不是一回事.

【典题演示3】一质点自A点开始，绕半径为R的圆周运动了一周，则其位移大小为 ，路程是 .

3若质点运动了14周，其位移大小是 ，路程是 ，运动过程中最大位移是 .

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