第一讲运动的描述匀速直线运动课件-高一上学期物理人教版

第一讲运动的描述

匀速直线运动考点一：质点考点二：参考系考点三：时刻与时间间隔考点四：路程和位移考点五：速度

平均速度

瞬时速度考点六：加速度考点七：匀速直线运动的x–t图像和v–t图像考点一：质点质量考点一、质点1．定义：用来代替物体的有质量的点。2．判定条件：一个物体能否看成质点是由问题的性质决定的。当物体的大小、形状和体积对我们所研究的问题的影响可以忽略不记时，此时这个物体可以当作质点去处理。3．理解：（1）质点是一种“理想化物理模型”，实际中并不存在。（2）质点不同于几何中的“点”，它是忽略了物体的大小和形状的有质量的点。（3）质点不一定是很小的物体，很大的物体也可简化为质点。如地球是很大的，但在研究其绕太阳公转时可把它看做质点，研究地球的自转时则不能看成质点。（4）同一个物体有时可以看作质点，有时又不能看作质点，要具体问题具体分析。【典型例题】2023年5月30日，搭载着3名航天员的“神舟十六号”载人飞船顺利进入太空，开启了为期约5个月的巡天之旅任务。在下列情况中，可将飞船或核心舱看作质点的是

（）A．确定飞船离地球的高度时B．飞船飞行过程中调整姿态时C．飞船与“天和”核心舱进行对接时D．航天员给同学们介绍“天和”核心舱内部情况时【答案】A【解析】由于飞船离地球高度远大于飞船本身大小，故在确定飞船离地球的高度时，可将飞船看作质点，A正确；在飞船飞行过程中调整姿态时，飞船与“天和”核心舱进行对接时及航天员给同学们介绍“天和”核心舱内部情况时，飞船或核心舱的大小和形状对所研究的问题有影响，这些情况下不能看作质点，B、C、D错误。考点二：参考系“参照物“——”参考”“坐标系”——“位置”考点二、参考系1．定义：在描述一个物体的运动，被选定做参考、假定为不动的其他物体叫做参考系。2．特性：（1）任意性：参考系的选取是任意的，任何物体都可以选作参考系，但不能选研究对象为参考系。（2）标准性：某物体被选作参考系后，就认为该物体是静止的，其他物体的运动情况就以该物体为参考标准进行分析。（3）相对性：对于同一个物体，选择不同的参考系，观察结果可能会有所不同。物体相对于参考系静止运动看“位置”距离方向但凡有一个变化3．选择原则：以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。例如研究火车上物体的运动时，一般选取火车作为参考系；研究地面上物体的运动时，一般选取地面或相对于地面静止的物体作为参考系。在比较不同物体的运动时，应选择同一参考系。【典型例题1】行驶在海面上的游轮中，座位上的乘客认为自己是静止的，他所选择的参考系可能是

（）A．船舱外的海面 B．远处的海岛C．船舱内的座椅 D．航道旁的灯塔【答案】C【解析】乘客相对于船舱内的座椅是静止的，故他选择的参考系是船舱内的座椅；而他相对于海面、海岛、灯塔等都是运动的，故选项C正确，A、B、D错误。【典型例题2】如图所示，我国自行研制的运油-20加油机正在给歼-16战机加油，歼-20战机正靠近运油-20准备加油，加油成功的关键是加、受油机保持队形稳定。下列以哪个物体为参考系时运油-20是运动的

（）A．歼-20战机

B．歼-16战机C．歼-16战机的飞行员

D．运油-20的飞行员【答案】A【解析】运油-20加油机正在给歼-16战机加油，运油-20、运油-20的飞行员、歼-16战机和歼-16战机的飞行员之间都是相对静止的，故B、C、D错误；歼-20战机正靠近运油-20准备加油，所以以歼-20战机为参考系时运油-20是运动的，故A正确。考点三：时刻与时间间隔考点三、时刻与时间间隔时刻：表示某一瞬间（点）例：早上7：00时间间隔（时间）：表示一段时间（线段）例：物理考试一个半小时t/s012345678第1秒（内）第1秒末第2秒初第5秒（内）前4秒【典型例题1】如图所示的时间轴，下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是

（）A．t0~t2表示时间间隔，称为最初2秒内或第2秒内B．t3表示时间间隔，称为第3秒C．tn-1~tn表示时间间隔，称为第（n-1）

s内D．t2表示时刻，称为第2秒末或第3秒初，也可以称为前2秒末【答案】D【解析】第2秒内为t1~t2时间段，故A错误；t3表示时刻，故B错误；tn-1~tn表示时间间隔，称为第ns内，故C错误；t2表示时刻，称为第2秒末或第3秒初，也可以称为前2秒末，故D正确。【典型例题2】在某校举行的创新设计大赛上，某班“科技之光”兴趣小组设计了一种音乐钟，该音乐钟每隔一段相等的时间就发出一段1分钟的美妙乐声。已知上午9时和9时41分发出乐声。下列有关该音乐钟的说法正确的是

（）A．上午9时和9时41分发出乐声，9时和9时41分指的是时间间隔B．该音乐钟每隔40分钟发出一次乐声，40分钟指的是时间间隔C．该音乐钟持续发出1分钟的美妙乐声，1分钟指的是时刻D．该音乐钟在上午10时22分时会再次发出乐声，10时22分指的是时间间隔【答案】B【解析】9时和9时41分在时间轴上均对应一个点，所以表示时刻，故A错误；40分钟在时间轴上对应一个时间段，所以表示时间间隔，故B正确；1分钟对应一个时间段，表示时间间隔，故C错误；10时22分对应时间点，表示时刻，故D错误。矢量/标量/变化量/变化率标量矢量大小方向大小正负矢量=矢量-矢量标量=标量-标量矢量标量矢量=标量标量标量=方向相同Δ——变化量Δ=末-初变化率——变化的快慢ΔΔt考点四：路程和位移考点四、路程和位移1．路程：物体运动轨迹的长度，它只有大小没有方向，是标量。2．位移：由初位置指向末位置的有向线段，是矢量【注意】（1）如果某段时间内某物体通过的路程为零，则这段时间内物体一定静止，位移也一定为零。（2）如果某段时间内物体的位移为零，则这段时间内物体不一定静止，可能是运动又回到了出发点，路程一定不为零。（例如圆周运动）3．路程和位移的区别：位移与路程是两个不同的概念。位移是描述物体位置变化的物理量，而路程则是描述物体运动路径（轨迹）长短的物理量。位移既有大小又有方向，而路程只有大小没有方向。位移的大小与运动路径无关；而路程是按运动路径计算的实际长度。由于物体运动的路径可能是直线，也可能是曲线，两点间又以直线距离为最短，所以物体位移的大小只能小于、最多等于路程，不可能大于路程。只有质点做方向不变（单向）的直线运动时，位移大小才等于路程。如物体做匀速直线运动、匀加速直线运动。【典型例题1】煤矿安检员在一次巡检中，乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120m到达井底，然后在井底又沿着水平隧道向东走了160m到达B井，最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面。若A、B两个井口恰在同一水平面上，则此次巡检中安检员

（）A．发生的位移是200m，方向向东；通过的路程是160mB．发生的位移是400m，方向向东；通过的路程是160mC．发生的位移是160m，方向向东；通过的路程是400mD．发生的位移是160m，方向向东；通过的路程是200m【答案】C【解析】由于初位置在A井口，末位置在B井口，故位移大小为160m，方向向东，通过的路程为s=160m+120m+120m=400m，故选C。

考点五：速度平均速度瞬时速度

方向是由对应Δt时间内位移Δx的方向决定

实例分析初始位置(m)末了位置(m)经过时间(s)A.自行车沿平直道路行驶0200

40B.公共汽车沿平直道路行驶020020C.火车沿平直轨道行驶5055020(1)比较A和B,可以得到怎样的结论?

快(2)比较B和C,可以得到怎样的结论?

快(3)比较A和C,你有何感想?

快BCC比较物体运动的快慢归纳总结：如何判断谁运动的快?方法二：时间t相同，比较位移x的大小。方法一：位移x相同，比较时间t的大小。可以用单位时间内的位移来描述物体运动的快慢。3.平均速度(3)物理意义：粗略地描述物体在某段时间内的平均快慢程度。(1)定义：位移与发生这个位移所用时间的比值，叫做物体在这段时间（或这段位移）内的平均速度。(2)公式：(4)方向：与某段时间内位移的方向一致。【典型例题】一个运动员在百米赛跑中，50m处的速度是6m/s，16s末到达终点时的速度为7.5m/s，则整个赛跑过程中他的平均速度的大小是()

A.6m/sB.6.25m/sC.6.75m/sD.7.5m/s答案B

解题心得：平均速度不等于速度的平均(1)定义：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。(3)物理意义：精确地描述物体运动的快慢。(2)当△t

非常非常小，△x/△t

就可以看做某时刻（或某位置）的瞬时速度。(4)方向：这一时刻物体的运动方向。4.瞬时速度极限思想(5)

在匀速直线运动中，平均速度等于瞬时速度。(6)瞬时速度的大小叫做瞬时速率，为标量。

(1)定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。(2)公式：(3)平均速率为一标量。3.平均速率【典型例题】某同学用手机计步器记录了自己从家到公园再回到家的锻炼情况，如图所示，则下列说法正确的是（）A．图中的速度5.0千米/小时为平均速度 B．图中的速度5.0千米/小时为瞬时速度C．图中的速度5.0千米/小时为平均速率 D．图中的速度5.0千米/小时为平均速度的大小C【典型例题】一无人机在同一水平面内运动，初始时悬停于空中，开始运动后在5s内向东沿直线飞行了40m

，接着又经过5s向北沿直线飞行了30m

，再次悬停。无人机的运动轨迹俯视图如图所示，则无人机在

整个飞行过程中(

)A

．平均速率为5m/sB

．平均速率为6m/s

C

．平均速度大小为5m/s

D

．平均速度大小为7m/sC【典型例题】如图所示，在1000m体能测试中，小明沿周长为400m的圆形跑道从A点出发，其成绩为3分40秒，下列说法正确的是

（）A．小明的平均速率约为0.58m/sB．小明的平均速率约为0.91m/sC．小明的平均速度大小约为0.91m/sD．小明的平均速度大小约为0.58m/s

知识点六、匀速直线运动的x–t图像和v–t图像1．匀速直线运动的x–t图像（1）意义：匀速直线运动的x−t图象是描述做匀速直线运动物体的位移随时间变化的规律，但并不表示物体的运动轨迹。（2）匀速直线运动的x−t图象是一条倾斜的直线，如图中甲、乙两条图线。（3）图象反映的信息①判断运动性质：平行于t轴的直线—静止；倾斜线—匀速直线运动；抛物线—匀变速直线运动。

②判断运动方向：斜率为正—正方向；斜率为负—负方向。③知道某一时刻物体的位置；还可知道物体在任意一段时间内的位移或发生某一段位移所用的时间。直线是否过原点，取决于开始计时的位置是否作为位移的起始点。④求速度：图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小；斜率的正负表示速度的方向，是与选定的正方向相同还是相反。⑤在同一位移图象中，可以比较两物体运动快慢。越陡（斜率越大），速度越大，运动越快。两条图线的交点表示两个物体在该时刻具有相同的位置，即两个物体在该时刻相遇。⑥在位移图象中，图线在x轴上的截距表示物体在开始计时前已发生的位移（即初位移，开始计时时的位置），在t轴上的截距表示计时一段时间后物体才开始运动。【典型例题1】一质点运动的x-t图像如图所示，下列说法正确的是

（）A．0~6s内位移为-4mB．2~4s内位移为4mC．0~6s内路程为4mD．2~4s与4~6s运动方向相反【答案】A【解析】由题图可知，质点开始时位置坐标为0，6s末位置坐标为-4m，则0~6s内位移为-4m-0=-4m，故A正确；2s末位置坐标为4m，4s末位置坐标为0，则2~4s内位移为0-4m=-4m，故B错误；0~6s内路程为4m+4m+4m=12m，故C错误；由题图可知，2~6s内质点一直向同一方向运动，故D错误。【典型例题2】如图所示为做直线运动的甲、乙两质点的v-t图像。有关甲、乙两质点的运动，下列说法中正确的是

（）A．质点甲、乙的速度相同B．质点甲沿选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反C．不管质点甲、乙是否从同一地点开始运动，它们之间的距离一定越来越大D．在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同B【典型例题3】沿同一直线运动的A、B两物体，相对同一参考系的x-t图像如图所示，下列说法正确的是

（）A．前5s内，A、B的位移均为10mB．两物体由同一位置开始运动，物体A比B迟3s才开始运动C．在前5s内两物体的位移相同，5s末A、B相遇D．从第3s末开始，两物体的运动方向相同【答案】D【解析】5s末A、B到达同一位置，两者相遇，在前5s内，A的位移为10m，B的位移为5m，A、C错误；A从原点出发，而B从x=5m处出发，A在B运动3s后开始运动，B错误；由题图可知，前3s内A静止，从第3s末开始，两物体的位移越来越大，且均为正值，故两物体均沿正方向运动，运动方向相同，D正确。知识点七、加速度1．速度的变化量（1）速度的变化量∆v等于末速度v减去初速度v0，即∆v=v−v0。（2）在直线运动中，要先选定正方向，然后把矢量运算转化为代数运算。（3）速度的变化量是矢量：∆v>0，表示速度变化量的方向与所选的正方向相同；∆v<0，表示速度变化量的方向与所选的正方向相反。（4）速度变化量的大小与速度的大小及速度变化快慢没有必然的联系。速度大，速度变化量不一定大，速度的变化也不一定快。2．加速度（1）定义；加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。用a表示。（2）定义式：a＝

。（3）对加速度定义式a＝

的理解①a＝

只是加速度a的定义式，不是决定式，加速度a与v、Δv没有必然的联系。②v大，a不一定大，比如匀速飞行的飞机速度很大，但加速度却为零；v小，a也不一定小，如射击时火药爆炸瞬间，子弹的速度v可以看做零，这时加速度却很大。③速度变化量Δv大，加速度a不一定大，比如列车由静止到高速行驶，速度变化量很大，但经历时间也长，所以加速度并不大。④大，表示单位时间内速度变化快或速度变化率大，加速度才大。加速度又叫速度的变化率。（4）单位：国际单位：m/s2，读着：米每二次方秒。（5）物理意义：表示速度改变快慢的物理量，是速度对时间的变化率，数值上等于单位时间内速度的变化量。（6）加速度是矢量，不仅有大小，也有方向。大小：等于单位时间内速度的改变量。匀变速直线运动是加速度不变的运动。匀速直线运动是加速度为零的变速直线运动。方向：①加速度的方向始终与速度变化v−v0或△v的方向相同。②在变速直线运动中速度的方向始终在一条直线上。若规定v0为正方向，若物