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文档简介
1、1.质点参考系和坐标系知识纲要导引核心素养目标(1)理解质点的概念,知道参考系和坐标系的概念.(2)理解质点是理想化模型,会判断物体能否看作质点,会选择参考系描述物 体的运动,能建立坐标系定量描述物体的位置及位置变化.(3)体会物理模型在探索自然规律中的作用.时因昌图 I夯褥I提花I I川川川川川川卅川川川川“川川I川川川I川川川W川川川川,知识点一质点1.定义:用来代替物体的有质量的点叫作质点.2.属性:(1)没有大小和形状.(2)只占有位置而不占空间.(3)具有所代替物体的全部质量.(4)是一种理想化模型.3.将物体看作质点的条件:物体的大小和形状对所研究问题的影响很小可 以忽略时,可以把
2、物体简化为质点.思考1如图所示,在研究运动员的动作时,能否将运动员视为质点?提示:不能在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的“物理模 型”,是研究问题常用的科学方法.知识点二参考系1 .定义:在描述物体的运动时,被用来做参考、假定为不动的其他物体.2 .意义:观察被研究的物体相对于参考系的位置是否随时间变化以及如何 变化.3 .影响:同一个物体的运动,选取不同的参考系,所得出的结果可能是不 同的.4 .选取原则:参考系的选取是任意的,但应以方便观测和使运动的描述尽 可能简单为原则.思考2选择的参考系不同,物体的运动情况一定不同吗?提示:不一定,选择不同的参考系,物体的运动情
3、况一般不同,但有时候也 相同,如图,车中的乘客,选择司机和选择汽车作为参考系,都是静止的.(1)任何物体(运动的或静止的)均可做参考系.(2)物体被选为参考系后,就认为该物体是静止的.(3)在没有特别说明的情况下,一般选大地为参考系.知识点三坐标系1 .引入坐标系的目的:为了定量描述物体的位置和位置变化.2 .引入坐标系的意义:定量描述物体在某一时刻的位置和在某一段时间的 位置变化.3 .坐标系的三要素:原点、正方向、单位长度.4 .常见的两种坐标系:(1)直线坐标系:物体在一条直线上运动,只需建立直线坐标系.(2)平面直角坐标系:物体在某一平面内运动伽"州伽伽用"川川加州
4、"出"时川"川加州师|生|瓦|历1串川加州川加川州出用"出出1串出"出"川加川川出川卅八 核心一物体能否看成质点的判断1.建立质点模型的两个关键点(1)质点是对实际物体的抽象,是研究物体运动时对实际物体的近似,真正的 质点并不存在.(2)明确题目要研究的问题,同一物体有时可以看成质点,有时则不能,取决 于所研究问题的性质.(1)质点是一种理想化的模型,是从实际物体中抽象出的.(2)判断一个物体能否被看成质点,不取决于物体自身的大小,而取决于物体 自身大小对所研究的问题的影响是否可以忽略.2.物体能否看成质点的常见示例研究对象可以看做质
5、点的情景不能看做质点的情景火车研究从北京到上海的运行时间研究火车通过一座大桥的时 间;研究火车车轮的运动等汽车、 自行车研究行驶的车的速度; 确定车的位置研究车通过路旁一根电线杆 的时间;研究车轮的转动等地球研究地球的公转研究地球的自转(春、夏、秋、 冬的变化等)球足球比赛中,队员抛出的球的 运动弧线研究乒乓球的旋转例1 2019杭州七校高一期末联考如图是利用无人飞机进行航拍的情景, 下列情况中能把无人机看成质点的是()A.观察飞机飞行姿势B.观察飞机翻滚动作C.改变飞机摄像头拍摄角度D.改变飞机离被拍摄物的高度【解析】无人飞机航拍时,研究飞行姿势和翻滚的动作时不能忽略飞机的 形状,不能看做质
6、点,改变拍摄角度时不能忽略飞机的大小和形状.飞机的形状 对改变拍摄高度没有影响,所以D正确.【答案】 D训练1下列关于质点的说法正确的是()A.研究跳水运动员在空中的翻转动作时,运动员可当作质点B.研究航天器绕地球运动的运行轨道时,航天器可当作质点C.研究地球自转时,地球可当作质点D.研究火车车轮的转动时,车轮可当作质点解析:研究高台跳水运动员空中翻转动作时,运动员的形状和大小在所研究 的问题中不可以忽略,运动员不可以看作质点,A错误;研究航天器绕地球运动 的运行轨道时,航天器的形状和大小在所研究的问题中可以忽略,航天器可当作 质点,B正确;研究地球自转时,地球的形状和大小在所研究的问题中不可
7、以忽略, 不可当作质点,C错误;研究火车车轮的转动时,车轮的形状和大小在所研究的问 题中不可以忽略,不可当作质点,D错误.答案:B两点注意:(1)由于运动的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对于哪个参 考系而言的.(2)如果选取地面为参考系,可以不指明,但若选其他物体为参考系时,必须 指明.核心二参考系的选取与物体的运动参考系的四性相对性用来做参考系的物体都是假定不动的,被研究的物体是运动还是静止, 都是相对于参考系而言的任意性参考系的选取具有任意性,但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单 为原则.研究地面上物体的运动时,常选地面为参考系统一性在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或
8、同一个物体的不同阶段的 运动,必须选择同一参考系差异性同一运动选择不同的参考系,观察结果一般不同例2请根据图片中的情况判断下列说法正确的是()A.风可能是向左吹的B.由图中情况可以判断风速大于小红的速度C.小红的头发相对小红是向右运动的D.小红向左运动,风是向右吹的,但无法判断小红的速度与风速的大小关系判断判断【解题指导】(1)通过烟的飘向风向右吹;(2)通过自行车的方向小红是向左运动的.【解析】 通过烟囱冒出烟的偏向,可以得出风是向右吹的,A错误;小红 是向左运动的,但是无法判断小红的速度与风速的大小关系,B错误、D正确;小 红的头发相对小红静止,C错误.【答案】D训练2下列有关运动的描述中
9、,参考系的选取符合描述的是()A.诗句“飞流直下三千尺”是以“飞流”作为参考系的B.钱塘江观潮时,观众只觉得潮水扑面而来,是以“潮水”为参考系的C. “两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山”描写“轻舟”是以“万重山”为 参考系的D.升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“国旗”为参考系的解析:A错:诗句“飞流直下三千尺”是以“山体”为参考系的.B错:钱 塘观潮时,观众只觉得潮水扑面而来,是以“堤岸”为参考系的.C对:“两岸猿 声啼不住,轻舟已过万重山”描写“轻舟”是以“万重山”为参考系的.D错: 升国旗时,观察到国旗冉冉升起,观察者是以“旗杆”为参考系的.答案:C判断物体运动或静止的方法(1)确定
10、研究对象;(2)根据题意确定参考系并假定参考系是不动的;(3)分析被研究的物体相对于参考系有没有发生位置的变化,若位置发生变 化,说明物体是运动的;若位置不变,说明物体是静止的.核心三坐标系的建立1 .建立坐标系的物理意义借助适当的坐标系可以定量地描述物体的位置及位置变化.2 .建立坐标系的原则(1)坐标原点要相对于参考系静止.(2)坐标轴方向的选取要使对物体运动规律的描述尽量简洁.3 .画坐标系时的两点注意(1)画坐标系时,必须标上原点、正方向和单位长度.(2)坐标值的绝对值表示离原点的距离,正负表示相对原点的方位.例3 一个小球从距地面4 m高处落下,被地面弹回,在距地面1m高处被 接住.
11、坐标原点定在释放点正下方2 m处,竖直向下为坐标轴正方向.则小球的 释放点、落地点、接住点的位置坐标分别是-2 4-10 B1 C2 x/m()A. 2 m, -2 m, -1 mB. -2 m2 ml mC. 4 mO. 1 m D. -4m0, 1 m【解析】 根据题意建立如图所示的坐标系,A点为释放点,坐标为一2m, B点为坐标原点,D点为落地点,坐标为2 m, C点为接住点,坐标为1 m,所以 选项B正确.【答案】B常用坐标系(1)直线坐标系Q Q 、 A-203 x/m(2)平面直角坐标系v/m2. A2 x/m训练3如图所示,某人从学校门口 A处开始散步,先向南走50米到达5处,再
12、向 东走100米到达C处,最后向北走150米到达D处,若以校门口 A点为坐标原点, 则A、B、C、。各点的位置如何表示?10050A-50v/m50 100.r/m解析:本题考查坐标系的建立方法.以A点为坐标原点,向东为x轴的正方 向,向北为y轴的正方向建立平面直角坐标系,如左图所示,则各点的位置坐标 为 A(00), B(Q, 50 m), C(100 m, 50 m), D(100 mlOO m).答案:见解析W川川川川“川川川川川川WWW川川川“川川川川川川1川川h 囱圜陶圆 I学I业I达I相 “出川川川川川"W川川川"川川川川川川川川川川川川川,1 .在研究物体的运
13、动时,力学中引入“质点”的概念,从科学方法上来说 属于()A.极限分析物理问题的方法 B.观察实验的方法C.建立理想物理模型的方法D.等效替代的方法解析:质点的引入是忽略次要因素,抓住主要因素,是一种建立理想物理模 型的方法.答案:C2 .在考查下图所示运动员的比赛成绩时,可视为质点的是( )A.马拉松B.跳水C.击剑D.体操解析:A对:马拉松比赛时,由于路程长,运动员的大小和形状可以忽略, 可以看成质点.B错:跳水比赛时,要关注运动员的动作,所以运动员的大小和形 状不能忽略,不能看成质点.C错:击剑比赛时要注意运动员的肢体动作及击中点 的位置,不能看成质点.D错:体操比赛中主要根据运动员的肢
14、体动作评分,不 能忽略运动员的大小和形状,不能看成质点.答案:A3 . 2013年12月15日4时35分,嫦娥三号着陆器与巡视器(“玉兔号”月 球车)成功分离,登陆月球后“玉兔号”月球车将在月球上开展3个月巡视勘察.若 以着陆器所在地为坐标原点,以月球车运动方向为x轴的正方向,建立一个一维 坐标系.月球车从距离原点5 m处出发,沿直线运动,经过一段时间后到达距离 出发点15 m处.月球车最初位置坐标和最终位置坐标分别是()A. 015 m B. 5 ml5 mC. 020 m D. 5 m20 m解析:根据题意建立的坐标系,出发点距离原点5 m,坐标为5 m,末位置 距离原点20 m,坐标为2
15、0 m,所以D正确.答案:D4 .第十一届中国国际航空航天博览会在广东珠海举行,博览会还迎来了英 国皇家空军“红箭”特技飞行表演队的中国航展首秀.如图所示,9架表演机保持 队形不变飞过观礼台.下列关于“红箭”特技飞行表演的说法正确的是( )A.地面上的人看到飞机飞过,是以飞机为参考系B.飞行员看到观礼台向后掠过,是以地面为参考系C.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的D.以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的解析:地面上的人看到飞机是相对于地面飞过,是以地面为参考系,A错误; 飞行员看到观礼台向后掠过,是以飞机为参考系,B错误;以编队中某一飞机为参 考系,所有飞机的位置相对不变,其他
16、飞机是静止的,C正确、D错误.答案:C2.时间和位移知识纲要导引核心素养目标(1)理解时刻和时间间隔、路程和位移的概念,认识矢量和标量.(2)能区别日常生活中所说的时间的含义,掌握路程和位移的区别与联系,知 道矢量和标量遵从不同的运算法则,能在坐标系中定量描述直线运动的位置和位 移.(3)初步体会数学知识在物理学中的应用.WHH勿川川I川川川川川川川WIW川川"川川川川川川川I川川/ I 羽基 I姻能I 2««««« 知识点一时刻和时间间隔1.时刻:(1)定义:某一瞬时.(2)表示方法:在时间轴上用一个点来表示,如第1 s末,第1 s
17、初等,如图 所示:第3 s初第5 s初第1、初(第15末)(先夕末)(勒§末)L_-2 d 4 、第4 s初(第3s末)关键词:“初”、“末”、“时”,是时刻对应着物体运动过程中的某个位置,显示 运动的一个瞬间,拍摄的照片就是对应某个时刻的.2 .时间间隔:(1)定义:指的是两个时刻之间的间隔.(2)表示方法:在时间轴上用一段线段来表示,如第2 s内,前2 s内等,如 图所示:2s5*第4s内/ I 第1,内(1 S内)第2 '内第2 s末到第5 s初3 .时间的单位:时间的国际单位是秒,符号是S,日常生活中还常常用分钟 (min)、小时(h)作为时间的单位.关键词:“内”、
18、“经历”、“历时”,数值后跟“内”、“中”一般为时间两个时 刻之间的间隔,表示用时多少,对应着运动的一个过程,好比是一段录像.思考1下表是北京到深圳的列车时刻表.车次发站一到站发时一到时运行时间T107北京西一深圳20: 1219: 5023小时38分K105北京西一深圳23: 4504: 4028小时55分哪些是时刻?哪些是时间间隔?提示:各个列车发时和到时对应的都是时刻,运行时间对应的都是时间间隔.知识点二路程和位移物体从A运动到8,不管沿着什么轨迹,它的位移都是一样的,可以用有方向(笳头)的线段/表示.1 .路程:表示物体运动轨迹的近度(如右图).2.位移:(1)定义:从初位置指向末位置
19、的有向线段(如右图A-B有向线段).(2)物理意义:表示物体(质点)的位置变化.(3)大小:初、末位置间线段的长度.(4)方向:由初位置指向末位置.路程和位移是从不同角度描述物体运动的.(1)路程能反映物体沿不同路径的差别.(2)位移不能反映这个差别,位移是针对位置变化引入的.思考2如图所示,一小孩在公园内游玩,由所在位置经如图所示的路径向塔行走. 在此过程中小孩的位移的大小和通过的路程是否相等? 提示:小孩的位移的大小和路程不相等.位移是矢量,有方向;路程是标量,没有方向,且位移的大小与路程并不- 定相等.知识点三矢量和标量1 .标量:(1)定义:只有大小而没有方向的物理量.(2)运算法则:
20、算术运算法则.2 . 矢量:(1)定义:既有大小又有方向的物理量.(2)表示方法:用有向线段表示.(3)大小:其绝对值的大小.(4)运算法则:不是简单的算术法则,而是后面要学到的平行四边形定则.思考3图书馆教学楼在右图中,A处两个同学分别沿图中直线走到仇图书馆)、。(操场)两个不同 位置,经测量知,路程是相同的,位移相同吗?提示:位移不同,原因是方向不同.知识点四直线运动的位置和位移1.直线坐标系中物体的位置:直线运动中物体的位置在直线坐标系中可以 用某点的坐标表示,如图中的XA和XB表示物体在A点和B点位置.? . 4 ._天1'"""O x/rn2 .
21、直线运动中物体的位移:如图所示,一个物体沿直线从A点运动到8点, 在这段时间内的位移为xa,若图中的单位长度为1 m,则无a=2m, xb 3 m,xa=-3 m-2 m = -5 m.位移对应坐标变化量,位移的方向从初位置指向末位置,位移的大小等于坐 标变化量的数值.中"""川附川川""""卅"卅"卅"卅"川""川川川咫|国目图| .师生:|动|卅川"""""""""&quo
22、t;卅"卅"卅|川"""卅皿""川川*在国际单位制中,时间和时刻的单位都是秒,符号是s,常用的单位还有min、h,换算关系是 1 h=60min=3 600s.核心一时刻和时间间隔的区别与判断1.时刻和时间间隔的区别与联系时刻时间间隔区别(1)时刻指一瞬间,对应于物体所处 的位置;(2)在时间轴上用一个点表示;(3)只有先后、早迟的区别,没有长 短之分(1)时间间隔指两时刻之间的间隔, 对应于物体的一段路程或位移; (2)在时间轴上用线段表示; (3)有长短之分联系(1)用力和12分别表示先后两个时刻, Ar表示两个时刻之间
23、的时间间隔,则。=这一力;(2)时间轴上的两个点无限靠近时, 它们之间的时间间隔就会趋于0,时 间间隔就趋于时刻了3 .生活中的“时间”我们在日常生活中所说的“时间”,有时指的是时刻,有时指的是时间间隔, 应根据具体情况和上下文的语言环境来判断.在物理学中二者的物理意义不同, 必须严格区分,物理学中所说的时间指的是时间间隔.区分时刻和时间间隔的方 法例1以下计时数指时间间隔的是()A.中央电视台新闻联播每晚19: 0()开播B.某中学早上7: 30开始上第一节课C.老师没控制好时间,这节课上了 41分钟D.我得早走,去赶6: 00的 头班车【解析】 中央电视台新闻联播每晚19: 00开播,“1
24、9: 00”是时刻,A 错误;某中学早上7: 30开始上第一节课,“7: 30”是时刻,B错误;老师没控 制好时间,这节课上了 41分钟,“41分钟”是时间间隔,C正确;我得早走,去 赶6: 00的头班车,“6: 00”是时刻,D错误.【答案】 C(1)利用上下文判断:分析所给的说法,根据题意体会.(2)利用时间轴判断:画出时间轴,把所给的时刻或时间间隔标出来,时刻对 应一个点,时间间隔对应一条线段.训练1 一列火车从上海开往北京,下列叙述中,指时间间隔的是()A.火车早上6点10分从上海出发B.火车一共运行了 12小时C.火车在9点45分到达中途南京站 D.火车在10点10分离开南京解析:火
25、车在早晨6点10分从上海站开出,对应一个瞬间,是时刻,A错 误;由于时间间隔是连续的,火车共运行了 12小时,对应一段时间间隔,B正确; 火车在9点45分到达终点站,对应一个瞬间,是一个时刻,C错误;火车在10 点10分离开南京,对应一个瞬间,是时刻,D错误.答案:B核心二位移和路程位移和路程的区别与联系位移路程区 别物理意义表示物体的位置变化表示物体运动轨迹的长度大小等于物体由初位置到末位置 的距离,与运动轨迹无关按运动轨迹计算的实际长 度标矢量矢量标量联系(1)二者都是为了描述物体的运动而引入的物理量,它们的 单位相同,国际单位制中的单位是m;(2)同一运动过程的路程不小于位移大小,在单向
26、直线运动 中,位移大小等于路程(1)位移方向不一定是运动方向.(2)位移的大小不一定等于路程.位移的大小小于或等于路程.例2 (多选)关于位移和路程的关系,下列说法正确的是()A.物体沿直线只向某一方向运动,那么通过的路程就是位移B.物体沿直线只向某一方向运动,那么通过的路程等于位移的大小C.物体通过的路程不等,则它的位移一定不同D.物体通过一段路程,但位移可能为0【解析】 A错,B对:物体只有沿直线向某一方向做单向运动时,它通过 的路程才等于位移的大小,但路程与位移是两个不同的物理量,两者此时虽大小 相等,但并不完全相同.C错:物体沿不同路径从甲地运动到乙地,路程不同,但 位移相同.D对:物
27、体运动后又回到出发点,物体通过一段路程,但位移为0.【答案】BD(1)找到研究的过程.(2)确定过程的初位置和末位置.(3)作出从初位置到木位置的有向线段就是位移.(4)画出物体运动轨迹示意图,实际路线总长度就是路程.如图表示垒球场的内场,它是一个边长为16.77 m的正方形,四角分别为本 垒和一、二、三垒.一位球员击球后由本垒经一垒、二垒跑到三垒,他的位移是 多少?方向怎样?经过的路程是多少?【解析】 明确运动员的轨迹及其初、末位置,运动员由本垒经一垒、二垒 到达三垒,则初位置是本垒,末位置是三垒,故位移大小x=16.77 m,方向由本 垒指向三垒.路程s=16.77 mX3=50.31 m
28、.【答案】16.77 m 方向由本垒指向三垒50.31 m拓展该运动员在由本垒经一垒、二垒跑到三垒过程中,他的最大位移是 多少?方向如何?经过的最大路程是多少?【解析】 当运动员跑到二垒时,其位移最大,Xmax = V2L = V2 X 16.77 0123.72 m,方向由本垒指向二垒;运动员只要运动,路程会越来越大,故运动 员跑到三垒时,路程最大,Smax = 50.31 m.【答案】23.72 m方向由本垒指向二垒50.31 m训练2 2019池州高一检测党的十九大报告指出,广泛开展全民健身活动, 加快推进体育强国建设.当全民健身上升为国家战略后,百姓以各种方式强身健 体,获得幸福感.某
29、人晨练,按图所示走半径为尺的中国古代八卦图,中央S部 分是两个直径为R的半圆,BD、CA分别为西东、南北指向.他从A点出发沿曲 线A8COAOC行进,则当他到。点时,他的路程和位移大小及位移的方向分别为 ()4A. 2nR,/R向西南B. 4兀/?向东南C. 2.571/?,也R向东南 D. 3兀/?, R向西北解析:位移的大小等于首末位置的距离,方向由初位置指向末位置,路程等 于运动轨迹的长度.从A点出发沿曲线ABCOAOC行进.当他走到。点时,路程 为s=7iR+2/+竽=2.5tiR位移大小为正转=啦此方向为南偏东45。.故选C.答案:C位移和路程的确定方法核心三直线运动中物体的位移直线
30、运动中位移的求解步骤(1)确定物体的初位置和末位置的坐标值XI、X2.(2)位移等于物体位置坐标的变化即Ax=X2XI(3)Ar的绝对值表示位移的大小,故的正负表示位移的方向.矢量的“+”、 “一”号(1)矢量的“ + ” “一”号不表示矢量的大小,只表示矢量的方向与规定的正 方向相同或相反;(2)有的标量也带有“ + ” “一”号,如温度的“ + ” “一”号表示的是比零 摄氏度高还是低.例4 一质点沿x轴运动,如图所示,门时刻质点位于xi = -3 m处,2时刻 质点到达X2=5m处,n时刻到达X3=-7 m处,则:彳3-ri Ox2 xlm(1)物体在大到门这段时间内位移的大小和方向如何
31、?(2)/2到h这段时间内位移的大小和方向如何?(3)/1到/3这段时间内位移的大小和方向如何?【解题指导】解答本题时可以按以下思路分析:【解析】(1)物体在外到尼这段时间内位移Axi=X2X1=5 m (3 m) =8 m,为正值,说明位移方向为x轴正方向.(2)也到心这段时间内的位移为Ax2=X3X2 =7 m5 m= -12 m,为负值, 说明位移方向为x轴负方向.(3)/1到f3这段时间内位移为At3=X3xi = - 7 m(3) m= -4 m,为负值, 说明位移方向为x轴负方向.【答案】(1)8 m 与x轴同向(2)12 m 与x轴反向(3)4 m 与x轴反向训练3 (多选)物体
32、做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置,用 坐标的变化量表示物体的位移.如图所示,一个物体从A运动到C,它的位移An =-4 m5 m=-9 m;从C运动到8,它的位移&«= 1 m(4 m)=5 m.下列 说法中正确的是()-6 -4 -20246 .v/mA. C到8的位移大于A到C的位移,因为正数大于负数B. A到。的位移大于C到3的位移,因为符号表示位移的方向,不表示大 小C.因为位移是矢量,所以这两个矢量的大小无法比较D.物体由A到B的合位移Ax=Axi+Ax2解析:位移是矢量,比较位移的大小时,只需比较数值,正负号表示方向, 选项A、C错误;选项B正确;因
33、An=xcxa, Ax2=xbxc,所以物体由A到B 的合位移At=xbX4=Ari+Ax2,选项D正确.答案:BD附"""""川"""""""""川川川川卅卅"加, 囱圜陶圆 |学|业|达|相 “出川川川川川"W川川川"川川川川川川川川川川川川川,(多选)由天津去上海,可以乘火车,也可以乘轮船,如图所示,曲线AC8和 虚线ADB分别表示天津到上海的铁路线和海上路线,线段AB表示天津到上海的 直线距离,则下列说法中正确的是()
34、A.乘火车通过的路程等于位移的大小B.乘轮船通过的路程大于位移的大小C.乘火车与轮船通过的位移相等D.乘火车与轮船通过的位移不相等答案:BC2 .下列关于矢量和标量的说法正确的是()A.规定正方向,做直线运动的甲、乙两物体位移x甲=3 m, x乙=-5 m,则 X甲X乙B.甲、乙两运动物体的位移大小均为50 m,这两个物体的位移必定相同C.温度计读数有正有负,所以温度也是矢量D.温度计读数的正、负号表示温度高低,不表示方向,温度是标量解析:直线运动中位移的正、负号表示方向,不表示大小,故选项A错误; 两个矢量大小相等、方向相同时,它们才相同,故选项B错误;温度是标量,温 度的正负号表示温度的高
35、低,故选项C错误,选项D正确.答案:D3 .下列各选项中的计时数据,其中指时刻的有()A.学校运动会上,小明用14 s跑完了 100 mB.跳伞运动员从飞机上跳下,第5 s内下降的高度为40 mC.从深圳开往合肥的某次列车每天早上5点30分到达南昌站D.某人骑自行车,在30 min内行驶了 6 km解析:时刻指的是某一瞬时,是时间轴上的一点,对应于位置这一状态量, 故选项C中的计时数据是指时刻.时间间隔是两个时刻间的间隔,是时间轴上的 一段,对应于位移、路程等过程量,故选项A、B、D中的计时数据均指时间间隔.答案:C4 .如图所示,一个可看成质点的物体沿两个半径分别为R和r的相连接的 半圆弧轨
36、道从A点经6点运动到C点,A、B、C三点共线,则物体从A运动到CB. 2R2nR 2R2r, nR-nr的位移大小和路程分别为(A. Rr, R+rC. 2R-2r2R+2r D.解析:位移大小等于由初位置指向末位置的有向线段的长度,故由A到。的 位移大小为2/?2广,路程为实际轨迹长度,对应路程为兀R+口.故选项D正确.答案:D5 .小英从家门口打车到车站接上同学后,立即随车回到家,出租车票如图 所示,则此过程中出租车的位移和行驶的路程分别是()错误!A. 00 B. 12.3 kmOC. 012.3 km D. 12.3 kml2.3 km解析:由题意可知,出租车返回出发地,初位置和末位置
37、重合,故位移为零;由车票可知,汽车经过的路程为12.3 km, C正确,A、B、D错误.答案:C知识纲要导引3.运动快慢的描述速度与位移方向相同速率与该时刻运动方向相同坐标与坐标的变化量)大小方向大小平均速度与平均速先方向核心素养目标(1)理解速度的概念和矢量性,理解速率的概念,会区别平均速度和瞬时速度.(2)会用速度公式解决实际问题,理解位移一时间图象描述直线运动的方法, 理解极限分析的思想.(3)体会图象在物理中的应用,养成良好的思维习惯和科学的价值观.I川川川I川川川川川川川卅川川勿川川川川川川川川川川川川儿 蜀团国图国比提能“H川川川川川川川”川川I川卅川川川川川川川川川川川川h知识点
38、一坐标与坐标的变化量1 .直线坐标系:直线坐标轴上每一点的数值表示该点的坐标,两个坐标的 差值表示坐标的变化量,不同含义的坐标轴上坐标的变化量具有不同的物理意义.计算坐标的变化量时,,应该用后来的坐标减去原来的坐标.(适用于直线运动)2 .位移:物体沿直线运动,以这条直线为x坐标轴,则位移用坐标的变化 量表示,即&c=X2xiAr的大小表示位移的大小,Ar的正负表示位移的方囱,如 图甲.;.生_H上一J-" O' 为力m Oa/2 r/s甲乙3.时间:在时间轴上坐标变化量表示!±回,即-=/2 九,如图乙.知识点二速度1 .物理意义:表示物体运动的快慢.2
39、.定义:位移与发生这段位移所用时间的比值.3 .定义式:v=.4 .单位:国际单位制单位:米每秒,m/s或ns-I常用单位:千米每小时(km/h 或knvh-i)、厘米每秒(cm/s或cnvs、)等.5 .矢量性:速度既有大小又有方向,是矢量.(1)大小:在数值上等于单位时间内物体位移的大小.(2)方向:就是物体运动的方向.Ar(1)。=器是采用比值法定义速度的,不能认为。8.,。的大小与心无关;(2)单位换算关系:1 m/s=3.6 km/h.思考1一辆汽车沿直线行驶,从出发地到目的地用时1.5h,行程90km,则它的 速度是多少?提示:根据。=近得 o=yy km/h = 60 km/h.
40、知识点三平均速度和瞬时速度2 .平均速度:(1)定义:在变速直线运动中,位移Ax跟发生这段位移所用时间。的比值叫 作变速直线运动的平均速度.(2)公式:Ax(3)物理意义:反映了物体在某段时间内运动的快慢,它是对物体运动快慢的 粗略描述.(4)矢量性:平均速度是矢量,它的方向与。时间内发生的位移右方向相同.平均速度与Ar和A/是严格时应的,同一物体在运动过程中选取不同的位移 或时间段,平均速度一般不同.2.瞬时速度:(1)定义:物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度.(2)物理意义:精确地描述物体运动的快慢.(3)矢量性:跟物体的运动方向相同.思考2三个人从A地分别沿三条不同的路线到B地,所用
41、时间如图所示,他们的平 均速度一样吗?提示:不一样,大小不相等.知识点四位移一时间图象1 . x-f图象的建立:在平面直角坐标系中,用横轴表示时间3用纵轴表示位移X,根据给出的(或 测定的)数据描出几个点,用直线将几个点连接起来,则这条直线就表示物体的位 移随时间变化特点,这种图象就叫作位移一时间(x-r)图象,简称位移图象.2 .意义:反映了物体的位移随时间变化的规律.3 .从无T图象看物体的运动:(1)图象为倾斜直线时,表示物体做匀速直线运动,如图中的a、b所示.(2)直线的斜率表示物体的速度.(l)x”图象只能用来描述直线运动.(2)在同一个坐标平面上,XT图象越陡,即斜率越大,表示速度
42、越大.“川拼川川”卅川川州楣加州用"拼叫"出"加州"川州*密通囱图 |阑生|瓦|动|卅卅川川卅卅卅川H川川出川川卅川川川川川川川“川川川h核心一平均速度与平均速率平均速度与平均速率的区别与联系平均速率平均速度定义式,一一位移 平均速度=湍平均速率-器标矢量矢量标量物理意义粗略描述物体运动的快慢和方向仅描述物体运动的快慢联系单位相同;(2)跟位移和路程关系相类似,平均速度 的大小一般不等于平均速率,只有在单 一方向直线运动中,平均速度的大小才 等于平均速率.例1 (多选)下列说法中正确的是()A.平均速率是平均速度的大小B.瞬时速率是瞬时速度的大小C.瞬时
43、速度是指较短时间内的平均速度D.对于匀速直线运动,平均速度与瞬时速度相等【解析】B对:瞬时速度是指物体在某一位置(或某一时刻)的速度,即 弋,当&趋近于零时的速度值.由于趋近于零时,Ax已足够小,无论运动 的轨迹是直线还是曲线,位移的大小与路程的差别消失,因而瞬时速率是指瞬时 速度的大小.D对:值得注意的是,加趋近于零,不能认为是较短时间,对于匀 速直线运动,因为速度的大小、方向始终不变,所以平均速度与瞬时速度相等.【答案】BD平均速率是路程与时间的比值,不是平均速度的大小.只有在单向直线运动 中平均速率才等于平均速度的大小.瞬时速率就是瞬时速度的大小.训练1 (多选)下列说法中,正确
44、的是()A.物体沿半径为R的圆周运动一周,平均速度为零B.物体沿半径为R的圆周运动一周,平均速率为零C.物体某时刻速度为。,则该物体下一时刻的速度也为。D.物体某时刻速度为则该物体下一时刻的速度不一定为。解析:物体沿半径为R的圆周运动一周,物体位移为零,路程大小等于圆周 周长,根据定义,平均速度为零,平均速率不为零;物体不一定做匀速直线运动, 所以某时刻的速度为。,不代表下一时刻的速度也为。.答案:AD核心二瞬时速度与平均速度平均速度与瞬时速度的区别和联系平均速度瞬时速度区 别定义运动物体的位移与所用 时间的比值运动物体在某一时刻或某一位置 的速度物理意义粗略描述物体运动的快慢精确描述物体运动
45、的快慢方向与Ax方向一致与某时刻或某位置运动方向一致联系(1)瞬时速度可看做当加一0时,加内的平均速度;(2)在匀速直线运动中,瞬时速度和平均速度始终相同判断瞬时速度和平均速度的方法(1)从时间上看,与时刻对应的是瞬时速度,与时间对应的是平均速度.(2)从空间上看,与位置对应的是瞬时速度,与位移对应的是平均速度.例2下面几个速度中属于平均速度的是()A.子弹射出枪口的速度是800 m/sB.子弹以790 m/s的速度击中目标C.汽车通过站牌时的速度是72 km/h D.小球第3秒内的速度是5 m/s 【解析】子弹射出枪口的速度和击中目标的速度对应的都是某一位置,是 时刻,A、B错误;汽车通过站
46、牌时的速度对应的是站牌所在位置,为瞬时速度, C错误;小球第3秒内的速度对应的是一段时间间隔,为平均速度,D正确.【答案】D例3在伦敦奥运会上,“世界飞人”博尔特分别以9秒63和19秒32的成 绩夺得男子100 m和200 m的冠军,继北京奥运会后再次蝉联双冠王,下列说法 不正确的是()A.博尔特在百米比赛中的平均速度是10.38 m/sB.博尔特在百米比赛中的平均速率是10.38 m/sC.博尔特在200米比赛中的平均速度是10.35 m/sD.博尔特在200米比赛中的平均速率是10.35 m/s,平均速率=平均速度=【解题指导】第一步:抓关键点关键点获取信息100m比赛跑道是直线,位移大小
47、=路程=100 m200 m比赛跑道一部分为弯道,位移大小路程= 200 m第二步:找突破口位移路程【解析】100 m比赛中,位移大小和路程都等于100 m,平均速度的大小 和平均速率相等,即。尸摆襁=10.38 m/s,故A、B对;在200m比赛中,路程是200 m,位移小于200 m,故平均速率V2=、j型m/s =10.35 m/s且大于平均 速度的大小,故C错、D对.【答案】C平均速度的计算方法平均速度对应一段时间或一段位移,对于一般的变速运动,根据定义式亍= 学求解是基本方法.训练2 一个朝着某方向做直线运动的物体,在时间,内的平均速度是。,紧 tV接耐内的平均速度是了则物体在这段时
48、间内的平均速度是()235A. v B甲 C.” D.记解析:位移工总="+5*(,时间总=1+5,平均速度答案:D核心三位移一时间图象位移一时间图象的信息(1)由XT图象各时刻纵坐标的坐标值可判断各个时刻物体的位置.(2)由XT图象与X轴的交点的纵坐标值,可判断运动的初位置.(3)由x-f图象可判断物体的运动性质,当图象是一条倾斜的直线时,表 示物体做匀速直线运动;当XT图象是平行于时间轴的直线时,表示物体静止.(4)由x-r图象的斜率可判断物体的速度.速度大小等于XI图线的斜率大小, 速度方向由斜率的正、负确定.XT图象中图线的斜率为正,则物体向正方向运动;斜率为负,则物体向负
49、方向运动.(5)x-f图象的交点表示在同一直线上运动的两个物体相遇.如图所示,两个 物体在t时刻相遇.例4如图所示是一辆汽车做直线运动的XI图象,对线段04、AB、BC.8所表示的运动,下列说法正确的是()A. 0A段汽车运动的速度最大B. AB段汽车做匀速运动C. CO段汽车的运动方向与初始运动方向相反D.汽车运动4 h的位移大小为30 km【解题指导】T由纵坐标确定某时刻的位置 )用.r-,图象分 析运动过程(由斜率分析运动速度的大小及方向) (由N轴上的截距确定初始位置坐标) (由两图线交点确定物体相遇时刻)【解析】XT图象的斜率表示速度,斜率越大,速度越大,从图象中可以 看出CD段的斜
50、率最大,速度最大,选项A错误;AB段斜率为零,速度为零,汽 车静止,选项B错误;0A段的斜率为正,说明汽车的运动方向与正方向相同,CQ 段的斜率为负,说明汽车的运动方向与正方向相反,即与初始运动方向相反,选 项C正确;运动4 h汽车的位移大小为零,选项D错误.【答案】分析x -1图象的技巧观察图线是直线还是曲线.(2)判断物体开始运动的初始位置(f=0时的位置,即纵轴的截距).(3)分析物体运动的速度.斜率等于物体运动的速度,其正负表示速度的方向.训练3如图折线是表示物体甲从A地向8地运动的龙图象,直线表示物 体乙从B地向A地运动的x-f图象,则下列说法正确的是()A.在26 s内甲做匀速直线
51、运动B.乙做匀速直线运动,其速度大小为5m/sC.从计时开始至甲、乙相遇的过程中,乙的位移大小为60 mD.在t=8s时,甲、乙两物体的速度大小相等解析:位移时间图象的斜率表示运动的速度,故乙做匀速直线运动,甲在0 2 s内做匀速直线运动,26 s内处于静止状态,A错误;乙做匀速直线运动的速度为v1=if m/s=-5 m/s,负号表示朝着负方向运动,B正确;在z=8 so604,0时,甲、乙相遇,此时甲的斜率即速度为。甲=一 m/s=10 m/s,乙的速度为-5 m/s,所以两者的速度不相等,相遇时乙的位移大小为40 m, C、D均错误.答案:BC物体通过的位移等于x的变化量.川川川川川川出
52、川川川川川川川川川川川卅川川州川八 国圜国E1 国垂国 )川川川川川川川IW川川川川川出川川川川川川川川川川W,1 .下列说法正确的是()A.平均速度就是速度的平均值B.若物体在某段时间内的平均速度等于零,但它在这段时间内任一时刻的 瞬时速度不一定等于零C.火车以速度。经过某一段位移,是指瞬时速度D.子弹以速度。从枪口射出,是指平均速度解析:A错:平均速度为位移与时间的比值,不一定等于速度的平均值.B 对:某段时间内的平均速度等于零时,任一时刻的瞬时速度不一定等于零,例如 质点往复运动再次回到出发点时. C错:火车经过某段位移时对应的速度是指平均 速度.D错:子弹从枪口射出时的速度是指瞬时速度
53、.答案:B2 .中国越来越多的城市提供了共享单车的服务,极大地方便了日常出行.小 明在某个停放点取了一辆单车,骑行10 min回到原停放点,共行驶3 km.小明在此 过程中()A.位移为3 kmB.路程为3 kmC.平均速度为5m/s D.最大速度为5m/s解析:初位置与末位置为同一点,位移为0,平均速度为0,平均速率为5 m/s, 最大速度无法确定.答案:B3 .(多选)如图所示是某物体在010s内的x-/图象,下列说法中正确的是246810 心A.物体在第1 s内的位移为4 m8 .物体在第5 s内的位移为8 mC.物体在前5 s内的位移为8 mD.物体在后5 s内的位移为16 m解析:由
54、题中图象可知,物体在02s内位移从。均匀增加到8m,即每秒 钟发生的位移是4 m, A正确;物体在第5 s内是静止的,位移为零,B错误;物 体在前5 s内的位移即为前2s内的位移,等于8m, C正确;物体在后5s内的位 移为610s的位移,等于8m, D错误.答案:AC4.图甲是一种应用传感器检测轨道运行的实验装置.在轨道某处设置监测 点,当车头达到传感器瞬间和车尾离开传感器瞬间,信号发生器各发出一个脉冲 信号,由记录仪记录.假如轨道车长度为22 cm,记录仪记录的信号如图乙所示, 则轨道车经过该监测点的速度为()信号发生器u脉冲脉冲0031.0 冰乙A. 0.20 cm/s B. 2.0 c
55、m/sC. 22cm/s D. 220cm/s解析:由题图可知车头到达该监测点与车尾离开该监测点的时间间隔为1.0Xs,即轨道车运行车身长度的位移时所用时间为1.0 s,故车速为0=7=22 cm/s, C 项正确.答案:C4.实验:用打点计时器测速度知识纲要导引, 实验:用打点计凶器测速发,)(电磁打&计时器)(,电火花计时器)(象) (练习向II打点计时器)(用打点计时器测量瞬时速度)核心素养目标(1)掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这 一近似方法.(2)掌握用图象研究物理问题的方法.(3)会正确使用打点计时器.(4)会根据纸带上的点迹来分析物体的运动情
56、况.(5)养成良好的实验习惯和实验态度.喟川“川川川川川川川川川川卅川川川川川川I川川川川川Wh 时因昌图 I夯褥I提花I I川川川川川川卅川川川川“川川I川川川I川川川W川川川川, (1)电磁打点计时器是一种计量时间的仪器.(2)连接低压交流电,工作电压是6V以下,它每隔0.02 s打一次点.(3)利用电磁打点计时器记录物体的运动特点.知识点一打点计时器的构造和工作原理1 .电磁打点计时器:(1)构造:如图甲.如图是电磁打点计时器的结构示意图,请写出图中各部件的名称:接线柱 限位孔复写纸纸带(2)工作条件:该打点计时器使用的是交速电源,电压是在6V以下.(3)工作原理:接通电源后,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便振动起来, 带动其上的振针上下振动,这时如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下 一行小点,当电源的频率是50 Hz时,1秒钟打5
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