第3课 运动的描述 讲义
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《运动的描述》讲义一、什么是运动在我们的日常生活中,运动无处不在。
从我们行走的步伐,到地球围绕太阳的公转,从分子的热运动,到天体的运行,运动以各种形式展现着它的存在。
运动,简单来说,就是一个物体相对于另一个物体位置的变化。
当我们观察周围的世界时,会发现物体的位置、状态或者性质在不断地改变,这就是运动的表现。
例如,一个在操场上跑步的人,他的位置相对于操场在不断地改变;一辆行驶中的汽车,它相对于道路和周围的建筑物在移动;甚至一片飘落的树叶,也在从树枝的位置向下坠落,这都是运动的实例。
二、运动的分类运动的形式多种多样,为了更好地理解和研究运动,我们可以对其进行分类。
1、直线运动和曲线运动直线运动是指物体沿着一条直线进行的运动。
比如,在平直轨道上行驶的火车,自由落体的物体等。
而曲线运动则是物体沿着弯曲的路径进行的运动,像扔出的铅球、在弯道上行驶的汽车等。
2、匀速运动和变速运动匀速运动是指物体在运动过程中速度保持不变。
比如,一个以恒定速度直线行驶的汽车。
变速运动则是物体运动的速度在不断变化,像加速行驶的汽车、自由落体的物体等。
3、机械运动、热运动、电磁运动等机械运动是指物体在空间中的位置变化,这是我们日常生活中最常见的一种运动形式。
热运动是指组成物体的分子在不停地做无规则运动,温度越高,分子的热运动越剧烈。
电磁运动则与电荷、电场和磁场有关,比如电流在导体中的流动。
三、描述运动的物理量为了准确地描述运动,科学家们引入了一些物理量。
1、位移位移是描述物体位置变化的物理量。
它是从初位置指向末位置的有向线段。
位移不仅有大小,还有方向,是一个矢量。
例如,一个人从 A 点走到 B 点,位移就是从 A 点指向 B 点的有向线段。
2、路程路程是物体运动轨迹的长度。
它只有大小,没有方向,是一个标量。
比如,一个人在操场上跑了一圈,他经过的路径长度就是路程。
需要注意的是,位移和路程在数值上不一定相等。
只有在物体做单向直线运动时,位移的大小才等于路程。
《运动的描述》精品课件pptxx年xx月xx日•课程概述•运动的描述相关知识点•运动描述的应用目录•学习方法与技巧•教学反思与总结01课程概述课程目标掌握运动模型的建立和描述方法理解运动的概念和分类理解运动过程中速度、加速度等物理量的变化规律能够使用基本物理量对运动进行分析和计算介绍运动的概念、分类及运动模型的建立和描述方法,重点讲解直线运动、曲线运动和转动运动的基本规律及其在生产和生活中的实际应用。
通过本次课程,学生应能够掌握运动学的基础知识,为后续课程的学习打下良好的基础。
学情分析本课程面向大学一年级理工科学生开设,学生具有一定的物理学基础知识,但对于运动学的知识掌握程度参差不齐。
在教学过程中,应注重基本概念的讲解和实际应用案例的分析,帮助学生建立正确的运动学思维方式和实际应用能力。
教学内容教学内容与学情分析VS02运动的描述相关知识点定义物体位置的变化称为机械运动。
分类平动、转动、振动、波动等。
机械运动定义及分类参照物的选择任意物体,一般选择地面或地面上静止的物体。
参照物的概念观察物体运动时所选择的参照物体。
参照物的判断判断物体是否运动,需要选择一个参照物,若相对于参照物的位置发生变化,则物体运动;若相对于参照物的位置没有发生变化,则物体静止。
参照物选择与判断物体运动时所经过的路径。
运动轨迹速度方向判断方法物体运动的瞬时速度的方向。
通过物体在每个时刻的位置和速度可以判断其运动轨迹和速度方向。
03运动轨迹及速度方向判断020103运动描述的应用1用运动描述解决实际问题23描述卫星轨道、着陆位置等,帮助航天器精确对接和着陆。
航天科技描述车辆行驶轨迹和交通流量,优化交通管理和拥堵治理。
交通管理描述地震波传播路径和速度,预测地震时间和地点。
地震预测描述物体运动状态和受力情况,研究运动规律和力学原理。
力学研究描述电荷和电流的运动轨迹和分布情况,研究电磁场的分布和变化。
电磁学研究描述分子运动和热能传递情况,研究热力学性质和规律。
课题运动的描述
教学目标掌握描述运动的物理量、掌握简单运动的规律
重点、难点
运动规律的掌握、物理量的意义、运动图像问题
教学内容
◎知识梳理
1.1 认识运动
1、一个物体对另一个物体相对位置变化的运动称之为,简称运动。
按运动的轨迹分为
和。
2、参照物:被(假定为不动的物体)系。
3、比较两个物体的运动时必须选择同一参考系,比较才有意义。
4、物体的形状、体积和,对研究问题的影响可以忽略不计时,可以用来代替物体的有质量的点叫做。
5、质点是人们为了使实际问题简化而引入的理想化模型。
1.2 时间位移
1、钟表指示的一个读数对应着某一瞬间,称为;两个时刻之间的间隔称为。
它们的单位都是,符号是。
2、物体运动轨迹的长度叫,它是;从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段叫,它是。
它们的单位都是,符号是。
3、标量是的物理量;矢量是的物理量。
4、位移的大小与路程的关系是:位移≤路程。
1.3物体运动的描述
(1)速度
①定义:表达式,是描述物体的物理量。
②瞬时速度和平均速度的关系:如果时间t∆非常小时,就可以认为平均速度表示的是物体在时刻t的瞬时速度。
③速度既有大小又有方向,是量,其方向与一段时间t∆内发生的方向相同。
瞬时速度的方向就是物体此时刻的运动方向,即物体运动轨迹在该点的方向。
速度大小表示的是运动的快慢。
④ 平均速度必须明确是哪段时间或哪段位移上的平均速度,取不同的时间段或位移段平均速度一般是 不同 的。
(2)平均速率是质点运动的 路程 与 时间 的比值;仅表示 运动快慢 ,是 标量 。
(3)平均速度大小一般小于平均速率,仅 时两者大小才相等。
(4)瞬时速率是瞬时速度的 ;仅描述物体运动快慢,是 量。
1.4 速度变化的快慢 加速度
1、速度由0v 经一段时间t 后变为v ,那0v v -的差值即是 。
用v ∆表示。
2、加速度定义:速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值:a=
物理意义是指 ;单位:米/秒2(m/s 2) ;加速度是 矢量 ,方向与速度变化的方向相同;a 不变的运动叫做 匀变速运动 。
匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。
3、加速度的正、负号只表示其 ,而不表示其 大小 。
加速运动:假设v 为正向:0v v >,v ∆为正值,a 0>,a 与0v 方向一致。
减速运动:0v v <,v ∆为负值,a 0<,a 与0v 方向相反。
1.5 图象问题
2.位移和速度都是时间的函数,因此描述物体运动的规律常用位移一时间图像(s —t 图)和速度一时间图像(v 一t 图)。
1.6 匀变速直线运动
1.匀变速运动三个基本公式有:○
1 ○
2 ○3
以速度为10 m/s 匀速运动的汽车在第2 s 末关闭发动机,以后为匀减速运动,第3 s 内平均速度是9 m/s ,则汽车
加速度是_______ m/s2,汽车在10 s内的位移是_______ m.
2.匀变速直线运动的实验原理公式:○4
○5位移差公式:()
某次实验中的纸带如图所示,取O点为起点位置,每隔5个间隔为一个计数点。
实验所用的电源是50Hz的低压交流电源,其中OA=0.60cm,OB=2.40cm,OD=9.60cm。
已知物体在相等时间内位移的增量相同,则OC的距离是cm。
打点计时器所用电源的频率为50Hz,某次实验中得到的一条纸带,用刻度尺测量情况如图所示,纸带在A、C 间的平均速度为 m/s,在A、D间的平均速度为 m/s,B点的瞬时
速度更接近于 m/s。
1.7 自由落体运动
1.定义:物体从静止开始下落,并只受重力作用的运动。
2.规律:初速为0的匀加速运动,位移公式:,速度公式:
在现实生活中,雨滴大约在1.5km左右的高空中形成并开始下落。
计算一下,若该雨滴做自由落体运动,到达地面时的速度是多少?你遇到过这样快速的雨滴吗?据资料显示,落到地面的雨滴速度一般不超过8m/s,为什么它们之间有这么大的差别呢?
练习题
1.在研究匀变速直线运动规律的实验中,
如图所示为一次记录小车运动情况的纸带。
图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻
计数点的时间间隔为T=0.1秒,则: D点的
瞬时速度大小为 m/s,运动小车的加速度大小为 m/s2
2.(8分)某汽车以20m/s的速度行驶,司机突然发现前方34m处有危险,采取制动措施。
若汽车制动后做匀减速直线运动,产生的最大加速度大小为10m/s2,为保证安全,司机从发现危险到采取制动措施的反应时间不得超过多少?
3.如图所示为打点计时器所打的纸带,数据单位为cm,己知牵引纸带的物体沿水平方向向右做匀变速直线运动,相邻两计数点间还有四个点没有标出来,由图可知BC=_______cm;物体运动加速度的大小a= m/s2。
4.如图所示,在国庆阅兵演习中,某直升飞机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命,接上级命令,要求该机10时58分由静止状态沿水平方向作匀加速直线运动,10时58分50秒到达B位置,然后就进入BC段的匀速受阅区,10时59分40秒准时通过C位置,已知S BC =10km。
问:
(1)直升飞机在BC段的速度大小是多少?
(2)直升飞机在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小是多少?
(3)AB段的距离为多少?
A B C。