第一节、质点 参考系和坐标系.doc

一质点1. 定义：_.2. 物体可以看成质点的条件：_3. 理想模型：_二参考系定义：2选择不同的参考系来观察同一个运动，得到的结果_3参考系的选择：描述一个物体的运动时，参考系可以_，选取参考系时要以_,_为原则。在不说明参考系的情况下，通常应认为是以为参考系的。问题：1能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？ 2研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？ 3原子核很小，可以把原子核看作质点吗？讨论与交流 1地球是一个庞然大物，直径约为12 800km，与太阳相距15Xl08 km研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点?研究地面上各处季节变化时，能不能把它看成质点? 2某同学从家中走1km到学校，能不能看作质点？该同学作课间操，能不能看作质点？例一下列情况中的物体，哪些可以看成质点（ ）A研究绕地球飞行时的航天飞机。B研究汽车后轮上一点的运动情况的车轮。C研究从北京开往上海的一列火车。D研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱。例二人坐在运动的火车中，以窗外树木为参考系，人是_的。以车厢为参考系，人是_的。例三对于参考系，下列说法正确的是（ ）A参考系必须选择地面。B研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情况是一样的。C选择不同的参考系，物体的运动情况可能不同。D研究物体的运动，必须选定参考系。课堂训练：1下述情况中的物体，可视为质点的是（ ） A研究小孩沿滑梯下滑。 B研究地球自转运动的规律。 C研究手榴弹被抛出后的运动轨迹。 D研究人造地球卫星绕地球做圆周运动。2.下列各种情况中，可以所研究对象（加点者）看作质点的是（）A 研究小木块的翻倒过程。B研究从桥上通过的一列队伍。C研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱。D汽车后轮，在研究牵引力来源的时。甲物体以乙物体为参考系是静止的，甲物体以丙物体为参考系是运动的，那么，以乙物体为参考系，丙物体是（）A 一定是静止的。 B一定是运动的。C有可能是静止的或运动的 D无法判断。关于机械运动和参照物，以下说法正确的有（ ） A. 研究和描述一个物体的运动时，必须选定参照物。 B. 由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参照物。 C. 一定要选固定不动的物体为参照物。 D. 研究地面上物体的运动时，必须选地球为参照物。阅读材料: 理想模型及其在科学研究中的作用在自然科学的研究中，“理想模型”的建立，具有十分重要的意义。第一，引入“理想模型”的概念，可以使问题的处理大为简化而又不会发生大的偏差。把现实世界中，有许多实际的事物与这种“理想模型”十分接近。在一定的场合、一定的条件下，作为一种近似，可以把实际事物当作“理想模型”来处理，即可以将“理想模型”的研究结果直接地应用于实际事物。例如，在研究地球绕太阳公转的运动的时候，由于地球与太阳的平均距离(约为14960万公里)比地球的半径(约为6370公里)大得多，地球上各点相对于太阳的运动可以看做是相同的，即地球的形状、大小可以忽略不计。在这种场合，就可以直接把地球当作一个“质点”来处理。在研究炮弹的飞行时，作为第一级近似，可以忽略其转动性能，把炮弹看成一个“质点”；作为第二级近似，可以忽略其弹性性能，把炮弹看成一个“刚体”。在研究一般的真实气体时，在通常的温度和压强范围内，可以把它近似地当作“理想气体”，从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处理。第二，对于复杂的对象和过程，可以先研究其理想模型，然后，将理想模型的研究结果加以种种的修正，使之与实际的对象相符合。这是自然科学中，经常采用的一种研究方法。例如：“理想气体”的状态方程，与实际的气体并不符合，但经过适当修正后的范德瓦尔斯方程，就能够与实际气体较好地符合了。第三，由于在“理想模型”的抽象过程中，舍去了大量的具体材料，突出了事物的主要特性，这就更便于发挥逻辑思维的力量，从而使得“理想模型”的研究结果能够超越现有的条件，指示研究的方向，形成科学的预见。例如：在固体物理的理论研究中，常常以没有“缺陷”的“理想晶体”作为研究对象。但应用量子力学对这种“理想晶体”进行计算的结果，表明其强度竟比普通金属材料的强度大一千倍。由此，人们想到：既然“理想晶体”的强度应比实际晶体的强度大一千倍，那就说明常用金属材料的强度之所以减弱，就是因为材料中有许多“缺陷”的缘故。如果能设法减少这种“缺陷”，就可能大大提高金属材料的强度。后来，实践果然证实了这个预言。人们沿着这一思路制造出了若干极细的金属丝，其强度接近于“理想晶体”的强度，称之为“金胡须”。总之，由于客观事物具有质的多样性，它们的运动规律往往是非常复杂的，不可能一下子把它们认识清楚。而采用理想化的客体(即“理想模型”)来代替实在的客体，就可以使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去认识和掌握它们。一、时刻和时间间隔1时刻和时间间隔可以在时间轴上表示出来。时间轴上的用表示不同的时刻，时间轴上用表示一段时间间隔。二、路程和位移路程定义：，它大小方向，是量。 2位移定义：，大小和方向，是量。它是用一条的有向线段表示，位移的大小等于，位移的方向由指向，位移只取决于，与运动路径无关。一般来说，位移的大小路程。只有时位移大小才等于路程。三、矢量和标量矢量：标量：四、直线运动的位置和位移讨论与交流 我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行10月15日09时0分，“神舟”五号飞船点火，经9小时40分50秒至15日18时40分50秒，我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗，再经11小时42分10秒至16日06时23分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻?例一下列说法中指的是时间的有_,指的是时刻的有_,并在数轴上画出A第5秒内 B.第6秒初 C.前2秒内 D.3秒末 E.最后一秒内 F.第三个2秒 G.第五个1秒的时间中点。例二中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角分别设本垒和一、二、三垒一位球员击球后，由本垒经一垒、一垒二垒跑到三垒他运动的路程是多大？位移是多大？位移的方向如何？课堂训练：1以下说法中正确的是（）A两个物体通过的路程相同，则它们的位移的大小也一定相同。B两个物体通过的路程不相同，但位移的大小和方向可能相同。C一个物体在某一运动中，位移大小可能大于所通过的路程。D若物体做单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。2如图甲，一根细长的弹簧系着一个小球，放在光滑的桌面上手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右到达的最远位置小球向右经过中间位置O时开始计时，其经过各点的时刻如图乙所示。若测得OA=OC=7cm，AB=3cm，则自0时刻开始：a0.2s内小球发生的位移大小是_，方向向_，经过的路程是_b0.6s内小球发生的位移大小是_，方向向_，经过的路程是_c0.8s 内小球发生的位移是_，经过的路程是_d1.0s内小球发生的位移大小是_，方向向_，经过的路程是_3关于质点运动的位移和路程，下列说法正确的是（）A质点的位移是从初位置指向末位置的有向线段，是矢量。B路程就是质点运动时实际轨迹的长度，是标量。C任何质点只要做直线运动，其位移的大小就和路程相等。D位移是矢量，而路程是标量，因而位移不可能和路程相等。4下列关于路程和位移的说法，正确的是（ ） A位移就是路程。 B位移的大小永远不等于路程。 C若物体作单一方向的直线运动，位移的大小就等于路程。 D位移是矢量，有大小而无方向，路程是标量，既有大小，也有方向。5关于质点的位移和路程，下列说法正确的是（ ）A位移是矢量，位移的方向就是质点运动的方向。 B路程是标量，也是位移的大小。C质点做直线运动时，路程等于其位移的大小。 D位移的数值一定不会比路程大。6下列关于位移和路程的说法，正确的是（ ）A位移和路程的大小总相等，但位移是矢量，路程是标量。B位移描述的是直线运动，路程描述的是曲线运动。C位移取决于始、末位置，路程取决于实际运动路径。D运动物体的路程总大于位移。关于时间和时刻，下列说法正确的是（）A物体在5s时就是指物体在5s末时，指的是时刻。B物体在5s时就是指物体在5s初时，指的是时刻。C物体在5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s时间。D物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时间。一 匀速直线运动1 定义：_.二位移时间图象（x-t图）：1表示_的图象，叫位移-时间图象，简称位移图象2物理意义：。3坐标轴的含义：横坐标表示，纵坐标表示。由图象可知任意一段时间内的位移或发生某段位移所用的时间。4匀速直线运动的x-t图：匀速直线运动的x-t图象是，或某直线运动的x-t图象是倾斜直线则表示其作匀速直线运动。x-t图象中斜率（倾斜程度）大小表示物体_，斜率（倾斜程度）越大，_越快。x-t图象中直线倾斜方式（方向）的不同，意味着_相反。x-t图象中，两物体图象在某时刻交点表示。x-t图象若平行于t轴，则表示物体。x-t图象物体的运动轨迹，二者不能混为一谈。x-t图只能描述直线运动。5变速直线运动的x-t图象为曲线。6图象的应用：（1）求各时刻质点的位移和发生某一位移对应时间 （2）求速度： （3）判断物体的运动性质：例一物体在一条直线上运动，关于物体运动的以下描述正确的是（）A只要每分钟的位移大小相等，物体一定是作匀速直线运动。B在不相等的时间里位移不相等，物体不可能作匀速直线运动。C在不相等的时间里位移相等，物体一定是作变速直线运动。D无论是匀速还是变速直线运动，物体的位移都跟运动时间成正比例二某同学以一定速度去同学家送一本书，停留一会儿后，又以相同的速率沿原路返回家，图3中哪个图线可以粗略地表示他的运动状态？例三如图所示为甲、乙两物体相对于同一原点运动的x-t图，下列说法正确的是：( )A、在0-t2时间内甲和乙都做匀变速直线运动B、甲、乙运动的出发点相距S1C、乙比甲早出发t1时间D、乙运动的速率大于甲运动的速率例四如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的x-t图。由图可知：_物体作匀速直线运动，_物体作变速直线运动。三个物体运动的总路程分别是_,_,_。课堂训练：1下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（）A匀速直线运动是速度不变的运动。 B匀速直线运动的速度大小是不变的。C任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。2关于质点作匀速直线运动的位移时间图象以下说法正确的是（）A图线代表质点运动的轨迹。 B图线的长度代表质点的路程。C图象是一条直线，其长度表示质点的位移大小，每一点代表质点的位置。D利用xt图象可知质点任意时间内的位移，发生任意位移所用的时间。3如图示，是A、B两质点沿同一条直线运动的位移图象，由图可知（）A质点A前2s内的位移是1m 。 B质点B第1s内的位移是2m。C质点A、B在8s内的位移大小相等。D质点A、B在4s末相遇。课后作业:1 下列关于匀速直线运动的说法中正确的是 （）A匀速直线运动是速度不变的运动。 B匀速直线运动的速度大小是不变的。C任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。2如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移时间图象，由图象可知（）A甲、乙两质点在1s末时相遇。B甲、乙两质点在1s末时的速度大小相等。C甲、乙两质点在第1s内反方向运动。D在第1s内甲质点的速率比乙质点的速率要大。一、坐标与坐标的变化量： 二、速度和速率：（一）速度1.定义：_。2.定义式：_3.物理意义：_。4.单位： 国际单位：_或写成 常用单位：_5.标矢性：_量。速度的大小在数值上等于_的大小，速度的方向就是的方向。 （二）速率1.平均速率定义：，表达式：_2.跟速度的区别：只有无，是量。3.瞬时速率定义：_汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的读数实际是汽车的。日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。三、平均速度和瞬时速度：1平均速度：描述变速直线运动的物体在_（或某段位移S）内的平均快慢与运动方向（运动速度）。不是速度的平均值，它等于_与发生这段_所用时间的比值，即v= _。对做变速直线运动的物体，不同位移或不同时间段的平均速度一般不同。所以平均速度只有指明了是哪段位移，或哪段时间内的平均速度才有意义。对做匀速直线运动的物体，位移与时间的比值_，所以做匀速直线运动的物体的平均速度就是物体的速度。2。瞬时速度：描述运动物体经过_（或某一位置）的速度，简称速度。在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时运动方向_。它的大小叫瞬时速率。在技术上通常用速度计来测瞬时速率。在匀速直线运动中，各时刻瞬时速度都_，且与各段时间内的平均速度都相等。在位移时间图象中，图线的倾斜程度表示速度的，斜率越大，速度越大。斜率为正，表示速度方向与所选正方向，斜率为负，表示与所选正方向相反。在以后的叙述中，“速度”一词有时是指平均速度，有时指瞬时速度，要根据上下文判断。例一下列关于速度和速率的说法中正确的是（）A速度是矢量，用来描述物体运动的快慢。B平均速度是速度的平均值，它只有大小没有方向。C汽车以速度v1经过某路标，子弹以速度v2从枪筒射出，两速度均为平均速度。D平均速度就是平均速率。例二如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的 x-t图。由图可知：_物体作匀速直线运动，_物体作变速直线运动。三个物体位移大小分别为_,_,_。三个物体的平均速度分别为_m/s,_m/s,_m/s,三个物体运动的，总路程分别是_,_,_,它们的平均速率分别为_,_,_。课堂训练：1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速度是描述物体位置变化大小的物理量。C速度是描述物体运动快慢的物理量。D速度是描述物体运动路程与时间的关系的物理量。2下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（）A匀速直线运动是速度不变的运动 。 B匀速直线运动的速度大小是不变的。C任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。D速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。3对作变速直线运动的物体，有如下几种叙述：（ ）A物体在第1s内的速度是3m/s。 B物体在第1s末的速度是3 m/s。C物体在通过其路径上某一点的速度为3 m/s 。 D物体在通过一段位移s时的速度为3 m/s4已知直线AC的中点为B点，物体沿AC做变速直线运动，在AB段的平均速度为6 m/s，在BC段的平均速度为4m/s，那么它在AC段的平均速度是（）A4.8 m/s B5.0 m/s C5.2 m/s D m/s5一列火车沿平直轨道运行，先以10米/秒的速度匀速行驶15分，随即改以15米/秒的速度匀速行驶10分，最后在5分钟又前进1000米而停止，则该火车在前25分钟及整个30分内的平均速度各为多大？它最后通过2000米的平均速度是多大？6一个朝某方向做直线运动的物体，在t时间内的平均速度为v，紧接着t/2时间内的平均速度是v/2，则这段时间内的平均速度是多少？7一质点沿直线运动，先以4m/s运动10s，又以6m/s运动了12m，全程平均速度是？8物体做直线运动若前一半时间是速度为v1的匀速运动，后一半时间是v2的匀速运动，则整个运动平均速度是?若前一半路程是速度为v1的匀速运动，后一半路程是速度为v2的匀速运动，则整个运动平均速度是？一打点计时器的应用：打点计时器分类及构造构造：_分类：_.电磁打点计时器是一种使用_的计时仪器，它的工作电压是_。电源频率是50Hz时，它每隔_打一个点。. 电火花计时器是利用时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用时，套在上，把穿过。当接通v交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的、到接负极的产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔打一次点。二、注意事项：电磁打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。使用计时器打点时，应先接通，待打点计时器稳定后，再释放。释放物体前，应使物体停在打点计时器的位置。使用电火花计时器时，应注意把纸带穿在墨粉纸盘夹的，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸。三、对打上点的纸带进行数据处理目的是研究的运动况。求一段时间内的平均速度：设打点计时器打点的时间间隔为T，那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是T。如果数出纸带上一系列点的总数为N，则打这些点所用的总时间为t=。如果测出这N个点之间的总距离s，则t时间内纸带运动的平均速度为如果纸带做匀速直线运动，此式计算出来的就是纸带的运动速度。求某一时刻的瞬时速度：课堂训练：1电磁打点计时器是一种使用_(交流?直流?)电源的_仪器，它的工作电压是_伏特。当电源频率是50赫兹时，它每隔_s打一次点。2根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是( )A时间间隔 B位移 c加速度 D平均速度。课后作业：1关于计数点的下列说法中，哪些是正确的? ( )A用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差。B相邻计数点间的时间间隔应是相等的。 C相邻计数点间的距离应当是相等的。D计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。2本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有 ( )A每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为010秒。B每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是O08秒。C每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为008秒。D每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为010秒。E每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为008秒。3打点计时器振针打点的周期，决定于： ( )A交流电压的高低。 B交流电的频率。C永久磁铁的磁性强弱。 D振针与复写纸的距离。4如图所示的四条纸带，是某同学练习使用打点计时器得到的纸带的右端后通过打点计时器。从点痕的分布情况可以断定：纸带_是匀速通过打点计时器的，纸带_是越走越快的，纸带_是先越走越快，后来又越走越慢。5若所用电源频率是50z，图中D纸带，从A点通过计时器到B点通过计时器，历时_s，位移为_米，这段时间内纸带运动的平均速度是_ms。BC段的平均速度是_ms，而AD段的平均速度是_ms。一、加速度1定义；加速度等于的比值。用_表示。2定义式：a=或.t表示；0表示；表示3单位：国际单位：，读作：.4物理意义：表示的物理量，是速度对时间的变化率，数值上等于单位时间内的变化量。5加速度的标矢性：大小：等于。匀变速直线运动是加速度的运动。匀速直线运动是加速度为的变速直线运动。方向：加速度的方向始终与（vt-v0或v）的方向相同。在变速直线运动中速度的方向始终在上。若规定v0为正方向，若物体加速运动，vt-v0为（填正或负），a为（填正或负），a与v0方向（填相同或不同）。若物体减速运动vt-v0为，a为，a 与v0方向。在单向直线运动中速度是增大还是减小由决定，不是由加速度大小决定注：加速度不是增加的速度，不是速度变化的多少。加速度大，表示速度变化，并不表示速度大，也不表示速度变化大，加速度与速度，速度变化无直接因果关系。加速度很大时，速度可能很小，加速度很小时，速度可能很大。二、从v-t图象看加速度在v-t图象中，图线的斜率表示。斜率为正，表示加速度方向与所设正方向；斜率为负表示与所设正方向相反；斜率不变，表示加速度。问题：1物体的速度越大，加速度也越大吗? 2物体的速度变化越大，加速度也越大吗? 3加速度的方向一定跟物体的速度方向相同吗?例一下列关于速度和加速度的说法中正确的是( ) A物体运动的速度越大，它的加速度也一定越大。 B物体运动的加速度为零时，它的速度可能很大。 C加速度就是“加出来的速度”。D物体的加速度减小时，速度可能在增大。例二计算物体在下列时间段内的加速度1一辆汽车从车站出发做匀加速运动，经l0s速度达到108Kmh。 以40ms的速度运动的车，从某时刻起开始刹车，经8s停下。 沿光滑水平地面以10ms运动的小球，撞墙后以原速大小反弹，与墙壁接触时间为02s。例三物体做匀加速直线运动，已知加速度为2ms2。，那么在任意ls内 ( )A物体的末速度一定等于初速度的2倍。B物体的末速度一定比初速度大2ms。C物体