描述运动的基本概念

描述运动的基本概念

一、机械运动

一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等运动形式．

二、参照物

为了研究物体的运动而假定为不动的物体，叫做参照物．

对同一个物体的运动，所选择的参照物不同，对它的运动的描述就会不同，灵活地选取参照物会给问题的分析带来简便；通常以地球为参照物来研究物体的运动．

三、质点

研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，对问题的研究没有影响或影响可以忽略，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体．用来代管物体的有质量的做质点．像这种突出主要因素，排除无关因素，忽略次要因素的研究问题的思想方法，即为理想化方法，质点即是一种理想化模型．

四、时刻和时间

时刻：指的是某一瞬时．在时间轴上用一个点来表示．对应的是位置、速度等状态量．

时间：是两时刻间的间隔．在时间轴上用一段长度来表示．对应的是位移、路程等过程量．时间间隔=终止时刻－开始时刻。

五、位移和路程

位移：描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的矢量．

路程：物体运动轨迹的长度，是标量．只有在单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程。

六、速度

描述物体运动的方向和快慢的物理量．

1．平均速度：物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即V＝S/t，单位：m／s，其方向与位移的方向相同．它是对变速运动的粗略描述．公式V=（V0＋V t）/2只对匀变速直线运动适用。

2．瞬时速度：运动物体在某一时刻（或某一位置）的速度，方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧．瞬时速度是对变速运动的精确描述．瞬时速度的大小叫速率，是标量．

七、匀速直线运动

1．定义：在相等的时间里位移相等的直线运动叫做匀速直线运动．

2．特点：a＝0，v=恒量．

3．位移公式：S＝vt．

八、加速度

1、速度的变化：△V=V t－V0，描述速度变化的大小和方向，是矢量

2、加速度：描述速度变化的快慢和方向的物理量，是速度的变化和所用时间的比值：a＝ΔV/Δt，单位：m／s2．加速度是矢量，它的方向与速度变化（ΔV）的方向相同．

3、速度、速度变化、加速度的关系：

①方向关系：加速度的方向与速度变化的方向一定相同。在直线运动中，若a的方向与V0的方向相同，质点做加速运动；若a的方向与V0的方向相反，质点做减速运动。

②大小关系：V、△V、a无必然的大小决定关系。

1、灵活选取参照物

【例1】甲、乙两辆汽车以相同的恒定速度直线前进，甲车在前，乙车在后，甲车上的人A和乙车

上的人B各用石子瞄准对方，以相对自身为v0的初速度同时水平射击对方，若不考虑石子的竖直

下落，则

A、A先被击中；

B、B先被击中；

C、两同时被击中；

D、可以击中B而不能击中

2、明确位移与路程的关系

【例2】关于路程与位移，下列说法中正确的是（）

A．位移的方向就是质点运动的方向B．路程等于位移的大小

C．位移的值不会比路程大D．质点运动的位移为零时，其运动的路程也为零

【例3】一实心的长方体，三边长分别是a、b、c（a＞b＞c），如图所示．有一质

点，从顶点A沿表面运动到长方体的对角B，求：（1)质点的最短路程．（2)质点

的位移大小．

3、充分注意矢量的方向性

【例4】物体在恒定a1作用下，从A点由静止开始运动，经时间t到达B点。这时突然撤去a1，改

为恒定a2作用，又经过时间2t物体回到A点。求a1、a2大小之比。

4、匀速运动的基本规律应用

【例5】如图所示，声源S和观察A都沿x轴正方向运动，相对于地面的速率分别为V s和v A，空气

中声音传播的速率为v P，设V s＜v P,v', v A＜v P，空气相对于地面没有流动．（1)若声源相继发出两个声信号，时间间隔为Δt，请根据发出的这两个声信号从声源传播到观察

者的过程，确定观察者接收到这两个声信号的时间间隔Δt/．

(2)请利用（1)的结果，推导此情形下观察者接收到的声波频率与声源发出的声波频率间的关系式．

A

B

a

b

c

【例6】图为某郊区部分道路图，一歹徒在A地作案后乘车沿AD道路逃窜，警方同时接到报警信息，并立即由B地乘警车沿道路BE拦截。歹徒到达D点后沿DE道路逃窜，警车．恰好在E点追上了歹徒。已知警方与歹徒车辆行驶的速度均为 60 km/h， AC＝4 km， BC= 6 km，DE＝5 km。则歹徒从A地逃窜至E点被抓获共用时（）

A． 12min B． 10min C． 8min D． 6min

课后练习

1．对于质点的运动，下列说法中正确的是（）

A．质点运动的加速度为零，则速度为零，速度变化也为零

B．质点速度变化率越大，则加速度越大

C．质点某时刻的加速度不为零，则该时刻的速度也不为零

D．质点运动的加速度越大，它的速度变化越大

2．某质点做变速运动，初始的速度为3 m／s，经3 s速率仍为3 m／s测（）A．如果该质点做直线运动，该质点的加速度不可能为零

B．如果该质点做匀变速直线运动，该质点的加速度一定为2 m／s2

C．如果该质点做曲线运动，该质点的加速度可能为2 m／s2

D．如果该质点做直线运动，该质点的加速度可能为12 m／s2

3．关于物体的运动，不可能发生的是（）

A．加速度大小逐渐减小，速度也逐渐减小

B．加速度方向不变，而速度方向改变

C．加速度和速度都在变化，加速度最大时，速度最小

D．加速度为零时，速度的变化率最大

4.两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知

A.在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同

B.在时刻t1两木块速度相同

C.在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块

速度相同

D.在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同

5．一辆汽车在一直线上共运动4s，第1s内通过5m，第2s内通过10 m，第3 s内通过20 m，4 s内通过5 m，则最初两秒的平均速度是m／s，最后两秒的平均速度是＿＿m／s，全部时间的平均速度是＿＿＿＿＿＿m／s．

6．在离地面高h处让一球自由下落，与地面碰撞后反弹的速度是碰前3／5，碰撞时间为Δt，则球下落过程中的平均速度大小为＿＿＿＿＿，与地面碰撞过程中的平均加速度大小为＿＿＿＿＿＿＿。（不计空气阻力）．

7．物体以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直线运动，经4 s滑回原处时速度大小仍为5 m／s，则物体的速度变化为＿＿＿＿＿，加速度为＿＿＿＿＿．（规定初速度方向为正方向）．

8.一位观察者站在一列火车的第一节车厢的前端旁的站台上进行观察,火车从静止开始作匀加速直线运动,第一节车厢全部通过需时8秒,试问:

(1)16秒内共有几节车厢通过？

(2)第2节车厢通过需要多少时间？

9．某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，突然受到强大的垂直气流的作用，使飞机在10 s内下降高度为1800 m，造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究在竖直方向上的运动，且假设这一运动是匀变速直线运动.

（1）求飞机在竖直方向上产生的加速度多大？

（2）试估算成年乘客所系安全带必须提供多大拉力才能使乘客不脱离座椅.(g取10 m/s2)

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