物理必修 第一册第一章 运动的描述综合与测试优秀ppt课件
展开四个描述运动的物理量:
两个图象描述直线运动:
机械运动、质点、参考系.
时刻和时间间隔、位移、速度、加速度.
位移时间图象(x —t图), 速度时间图象(V—t图).
一个探究物体运动的实验
实验工具的使用,进行实验数据的分析及计算物体的速度
本章知识可分为四个组成部分
机械运动: 对于宏观物体来说,物体的空间位置随时间的变化,是自然界最简单、最基本的运动形态,叫机械运动,简称运动
二、质点(研究对象的理想模型)
1.质点:研究物体的运动时,在某些情况下,我们可以忽略物体的 ,而突出“物体具有质量”这个要素,把它简化为一个有 的点,这样的点称为质点.
2.物体可以看作质点的几种情况(1)物体的大小、形状对研究结果没有影响或影响可以忽略时.(2)只研究物体的平行移动,不研究物体的转动及具体形态动作时。
3、质点的理解:①质点的引入是为了研究问题的方便而进行的科学抽象;②质点实际上并不存在,是一个理想的物理模型;
1.关于质点的概念正确的是( )A. 只有质量很小的物体才可以看成质点B. 只要物体运动得不是很快,就一定可以把物体看成质点C. 质点是把物体抽象成有质量而没有大小的点D. 旋转的物体,肯定不能看成质点
解析 : A 、能否看作质点与物体的质量无关,故 A 错误;B 、能否看作质点要看物体的大小、体积对所研究的问题是否产生影响,物体的大小、体积能否忽略,与物体运动快慢无关,故 B 错误; C 、质点是物理学中的一个理想模型,用一个有质量的抽象点来代替有质量的物体,故 C 正确; D 、旋转的物体,若研究物体的旋转动作,则不能看做质点,若研究的问题和旋转无关,则可以看做质点,比如地球,若研究地球的公转,则地球本身的自转就可以忽略,可以把地球看成质点,故 D 错误. 故选 C .
三、参考系(观察运动的参照物体)
2、描述物体的位置及其变化时,总是相对其它物体而言→运动的相对性
1、自然界的一切物体都处于永恒的运动中,绝对静止的物体是不存在的→运动的绝对性
3、参考系:描述物体运动时,用来作参考(假定为不动)的另外的物体,就是参考系
4、参考系的选择是任意的(不能选择研究对象自身为参考系),但是要 以对运动的描述尽可能简单为原则。通常选取地面为参考系。
5、无论物体原来的运动状态如何,一旦这个物体被选为参考系,就假定它是静止的。
(1)参考系可以任意选取,但是在实际问题中,参考系的选取应以研究问方便、对运动的描述尽可能简单为基本原则。 (2)用来作参考的物体都是假定不动的。被研究的物体运动还是静止,都是相对于参考系而言的。 (3)参考系一定是研究对象以外的其他物体。
2. 如右图所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘,两条船运动状态是( )A.A船肯定是向左运动的 B.A船肯定是静止的C.B船肯定是向右运动的 D.B船可能是静止的
解析 :图中河岸上的旗杆相对于地面是静止的,旗向右飘,说明此时有向右吹的风. A 船上旗帜向右,有三种可能:一是 A 船不动,风把旗帜刮向右;二是 A 船向左运动,风相对于旗帜向右,把旗帜刮向右;三是 A 船向右运动但运动的速度小于风速,此时风仍能把旗帜刮向右.对于 B 船来讲情况相对简单,风向右刮,要使 B 船的旗帜向左飘,只有使甲船向右运动. 故选 C .
时间分为两类:时刻和时间间隔时刻:是指与某一瞬时相对应,在表示时间的数轴上,用点来表示,有先后早晚之分。时间间隔:是指是指两时刻的间隔△t(与某一段过程相对应),在表示时间的数轴上用线段来表示,时间间隔简称时间,有长短之分。在时间轴上找到时刻和时间间隔。时刻用t表示,时间间隔用∆t表示。
3. 参照如图所示的时间轴,下列关于时刻和时间间隔的说法正确的是:( )A. t2表示时刻,称为第2s末或第3s初,也可以称为2s内B. t2—t3表示时间间隔,称为第3s内C. t0—t2表示时间间隔,称为前2s或第2s内 D. tn-1—tn表示时间间隔,称为第(n-1)s内
解析 :t2表示时间轴上的一个点,所以表示时刻,称为第2 s 末或第3s初,但不是2s内, A 错误;t2 ~ t3表示时间轴上的一段距离,所以为时间间隔,称为第3s内, B 正确; t0 ~ t2 表示时间轴上的一段距离,所以为时间间隔:称为前2 s ,第2s内表示t1~ t2 , C 错误tn﹣1~ tn ,表示时间间隔,称为第 n s 内, D 错误. 故选 B .
1、坐标系的分类①一维坐标系(或直线坐标系):描述做直线运动的物体的位置及运动。②二维坐标系(或平面直角坐标系):描述物体在某平面内的位置及运动。③三维坐标系(或空间直角坐标系):描述物体在某空间内的位置及运动。
2、引入坐标系的目的为了定量地描述物体的位置,而在参考系上建立坐标系。
思考:如何用表达式表示在坐标轴上质点的位置?
结论:物体的位置用字母x表示
六. 位置、位移(位置的变化)
1.位置:质点所在空间的一点,可由坐标确定.
3.位移:描述物体位置的变化 ①定义:从物体运动的初位置指向末位置的有向线段 ; ②大小:初、末位置间有向线段的长度 ③方向:由初位置指向末位置
2. 路程:物体运动轨迹的实际长度
路程:只有大小没有方向
思考1:当物体运动时,其路程和位移的大小关系是什么?
位移的大小总是小于或等于路程
思考2:在什么样的运动中,路程和位移的大小相同?
(1)矢量: 既有大小,又有方向的物理量,例如:
(3)矢量的表示方法 用一条带箭头的线段来表示.线段的长度表示矢量的大小, 箭头的指向表示矢量的方向.
(2)标量: 只有大小,没有方向的物理量,例如:
(4)运算规律 标量的运算法则为算术法则,即初中所学的加、减、乘、除等运算方法;矢量的运算法则为以后学习到的平行四边形定则.
八、直线运动的位置和位移
思考:如何用物理表达式在坐标轴上表示位置和位移?
△x = x2 - x1
那么A-B点的位移呢?
结论:物体的位移用△x 表示,△x = x末 - x初
结论:物体的位移用字母∆x表示,∆x既表示位移的大小,又表示位移的方向
∆x的绝对值表示位移的大小
∆x的正负表示位移的方向
①Δx>0,表示位移的方向指向x轴的正方向;②Δx<0,表示位移的方向指向x轴的负方向。
4. 如图甲所示,一根细长的弹簧系着一小球,放在光滑桌面上,左端固定在墙壁上,手握小球把弹簧拉长,放手后小球便来回运动,图中 为小球向右到达的最远位置。小球某次经过 点开始计时,其有关时刻的位置如图乙所示,若测得OA=OC=7cm ,AB=3cm ,下列说法正确的是( )A.0.2s-0.8s内小球的位移大小是7cm,方向向右,经过的路程是13cmB.0.4s-0.8s内小球的位移大小是10cm,方向向左,经过的路程是10cmC.0.2s-0.6s内小球的位移大小是0cm, 经过的路程是0cmD.0.2s-1.0s内小球的位移大小是20cm, 方向向左,经过的路程是20cm
解析 :A.0.2s-0.8s内小球的位移大小是7cn,方向向左,经过的路程是13cm,选 项A错误;B.0.4s-0.8s内小球.的位移大小是10cm,方向向左,经过的路程是10cm, 选项B正确;C.0.2s-0.6s内小球的位移大小是0cm,经过的路程是6cm,选项C错误;D.0.2s-1.0s内小球的位移大小是14cm,方向向左,经过的路程是20cm, 故选项D错误。
九、平均速度与瞬时速度
(1)公式v=Δx/Δt (2)平均速度是矢量,方向与位移方向相同。 注意:物体做变速运动时,在不同阶段的平均速度一般不同,所以求平均速度时,首先明确求哪段时间或哪段位移的平均速度。
(1)运动物体在某一时刻(或通过某一位置)的速度,当Δt→0时,v=Δx/Δt趋近于那一时刻的瞬时速度。
(2)瞬时速度是矢量,瞬时速度的方向就是物体当前的运动方向。 注意: ①瞬时速度是精确描述物体运动快慢和方向的物理量。 ②在x-t图像中,某时刻的速度等于此时刻所对应的图线的斜率或图线切线的斜率。 ③匀速直线运动是各个时刻的瞬时速度都相同的运动。
3.瞬时速率:瞬时速度的大小,是标量。4.平均速率
(2)平均速率是标量。
(1)公式:v=s/t(s表示路程)。
5. 下列关于速度的说法正确的是( )A.速度是描述物体位置变化的物理量B.速度方向就是物体运动的方向C.平均速度就是速度的平均值,它只有大小,没有方向,是标量D.匀速直线运动的速度方向是可以改变的
解析 :A、速度是表示物体运动快慢的物理量,即物体位置变化快慢的物理量, 故A错误B、速度方向就是物体运动的方向,故B正确;C、平均速度时是矢量,即有大小,又有方向,故C错误D、匀速直线运动的速度方向与大小均不改变的,故D错误.
(1)定义:速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值,用a表示加速度。(2)表达式: (3)物理意义:加速度是表示速度变化快慢的物理量。(4)单位:米每二次方秒,符号是m/s2 (m·s-2)
速度、速度变化量和加速度的比较
物体的位移与所用时间的比值
物体的末速度与初速度的差值
物体的速度变化量与时间的比值
速度的方向就是物体运动的方向
Δv=a·Δt,Δv与a的方向相同
表示物体运动的快慢和方向
表示物体速度变化的大小和方向
表示物体速度变化的快慢和方向
解析 :AB.加速度的定义式 为比值定义法定义出的物理量,则加速度a的大小与 的大小无关,与时间 也无关;故AB均错误。CD. 为矢量式,则有加速度a的方向与速度变化量 的方向相同,加速度的大小等于速度的变化率;故C错误,D正确。
【解析】规定向下为正方向, 方向与正方向相同, 方向与正方向相反,根据加速度定义式 得 负号代表与正方向相反,即加速度方向向上
十一. 位移-时间图像
2.位移——时间图像的作用:
1.位移——时间图像的特点:
(4)求出做匀速直线运动物体的速度
(1)读出任一时刻物体所处的位置
(3)读出物体通过一段位移所用的时间
(5)在同一坐标系中比较两运动物体的快慢
(2)读出任一时间内物体通过的位移
匀速直线运动的“位移——时间”图像为一条倾斜的直线
十二. 速度时间图像的理解1、表示质点做直线运动时速度随时间变化的规律.并不是物体运动的轨迹。复习速度图像的定义。2、意义:表示物体的瞬时速度随时间变化的规律。3、速度图像的认识:①图线上点的含义:②图线与横轴的交点:③图线与纵轴的交点:④图线的斜率:⑤图线与图线的交点:
物体的加速度、正负表示方向。
某时刻两物体的速度相等
8. 下图是物体做直线运动的v-t图像,由图可知,该物体( )A.第1 s内和第3 s内的运动方向相反B.第3 s内和第4 s内的加速度相同C.第1 s内和第4 s内的位移大小不相等D.0~2 s和0~4 s内的平均速度大小相等
答案:B解析:因为第1 s内和第3 s内的图线的纵坐标均为正值,即运动方向相同,由此判断A错误;第3 s内和第4 s内的图线的斜率相同,所以加速度相同,B项正确;第1 s内和第4 s内的图线与横坐标围成的面积大小相同,故位移大小相等,C项错误;0~2 s和0~4 s内的图线与横坐标围成的面积大小相同,但所用时间分别为2 s和4 s,时间不相等,所以平均速度大小不相等,D项错误。
9. (多选)物体沿一条东西方向的水平线做直线运动,取向东为运动的正方向,其速度—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )A.在1 s末,物体速度为7 m/sB.0~2 s内,物体加速度为3 m/s2C.6~7 s内,物体做速度方向向西的加速运动D.10~12 s内,物体做加速度方向向东的加速 运动
答案:BC 解析:由所给图像知,物体1 s末的速度为9 m/s,A错误;0~2 s内,物体的加速度a= (12-6)/2 m/s2=3 m/s2,B正确;6~7 s内,物体的速度、加速度为负值,表明它向西做加速直线运动,C正确; 10~12 s内,物体的速度为负值,加速度为正值,表明它向西做减速直线运动,D错误。
十三、打点计时器测速度 1.两种打点计时器:电磁打点计时器用4~6 V交流电源,电火花计时器用220 V交流电源。 2.用打点计时器测速度v=Δx/Δt 根据纸带上点迹的疏密判断运动情况求两点间的平均速度:粗略地求瞬时速度:当"Δx"或"Δt"很小时, 等于某一时刻的瞬时速度
10.一物体以6 m/s的速度沿一光滑倾斜木板从底端向上滑行,经过2 s后,物体仍向上滑行,速度大小为1 m/s,若增大木板倾角,仍使物体以6 m/s的速度从底端向上滑行,经过2 s后,物体向下滑行,其速度大小变为1 m/s,以沿木板向上为正方向,用a1、a2分别表示物体在前后两种情况下的加速度,则以下选项正确的是( )A.a1=-2.5 m/s2,a2=-2.5 m/s2B.a1=-3.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2C.a1=-2.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2D.a1=3.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2
解析 题中规定以沿倾斜木板向上为正方向,则初速度v0=6 m/s,在木板倾角增大前后,物体在2 s末的速度分别为v1=1 m/s,v2=-1 m/s,根据加速度的定义式a=Δv/Δt,可得a1=-2.5 m/s2,a2=-3.5 m/s2,C项正确.
11. 一质点沿直线Ox方向做变速运动,它离开O点的距离x随时间变化的关系为x=5+2t3(m),它的速度随时间t变化的关系为v=6t2(m/s),该质点在t=0到t=2 s间的平均速度和t=2 s到t=3 s间的平均速度的大小分别为( )A.12 m/s,39 m/s B.8 m/s,38 m/sC.12 m/s,19.5 m/s D.8 m/s,13 m/s
解析 0~2 s内的位移为Δx1=x2-x1=(5+2×23) m-(5+2×03) m=16 m;2~3 s内的位移为Δx2=x3-x2=(5+2×33) m-(5+2×23) m=38 m;0~2 s内、2~3 s内的平均速度分别为v1=8 m/s,v2=38 m/s. 故选B
1.一质点沿x轴运动,如图所示,t1时刻质点位于x1=-3m处,t2时刻质点到达x2=5m处,t3时刻到达x3=-7m处,则:(1)物体在t1到t2这段时间内位移的大小和方向如何?(2)t2到t3这段时间内位移的大小和方向如何?(3)t1到t3这段时间内位移的大小和方向如何? 2. 下列说法正确的是( )A.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以地面或旗杆作为参考系的B.某同学参加学校田径运动会200 m决赛中的位移大小等于路程C.某中学每天早上开始上课的时间是8:00,“8:00”指的是时间间隔D.矢量都是有方向的,初中学过的电流是有方向的量,所以电流是矢量
3.我国的某新型潜航器在某次试航中,测试垂直急速下潜、上浮性能,水面舰艇上的测试员发现仪表上显示潜航器在某时刻的速度为负值,加速度也是负值并不断变化直到为零,则此过程中该潜航器的运动情况为( )A.速度先增大后减小,直到加速度等于零为止B.速度一直在增大,直到加速度等于零为止C.位移先增大,后减小,直到加速度等于零为止D.位移一直在增大,直到加速度为零为止
4.(多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s,在这1 s内该物体的加速度可能是( )A.大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相同 B.大小为6 m/s2,方向与初速度的方向相反C.大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相同 D.大小为14 m/s2,方向与初速度的方向相反
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