第一节质点参考系与坐标系.docx

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第一节质点参考系与坐标系

一．质点

1.概念：

___________________________.

2.物体能够看成质点的条件：

____________________________________________．

3.理想模型：

___________________________________________．

二．参考系

１．概念：

2．选择不同的参考系来观察同一个运动，取得的结果___________________．

3．参考系的选择：

描述一个物体的运动时，参考系能够__________，选取参考系时要以______,_______为原则。

在不说明参考系的情形下，通常应以为是以＿＿＿＿为参考系的。

问题：

1．可否把物体看做质点，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，可否把汽车看做质点？

要研究这辆汽车车轮的转动情形，可否把汽车看做质点？

3．原子核很小，能够把原子核看做质点吗？

[讨论与交流]

1．地球是一个庞然大物，直径约为12800km，与太阳相距1．5Xl08km．研究地球绕太阳的公转时，能不能把它看成质点?

研究地面上遍地季节转变时，能不能把它看成质点?

2．某同窗从家中走1km到学校，能不能看做质点？

该同窗作课间操，能不能看做质点？

例一．下列情形中的物体，哪些能够看成质点（）

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形的车轮。

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。

以车箱为参考系，人是__________的。

例三．对于参考系，下列说法正确的是（）

A．参考系必需选择地面。

B．研究物体的运动，参考系选择任意物体其运动情形是一样的。

C．选择不同的参考系，物体的运动情形可能不同。

D．研究物体的运动，必需选定参考系。

课堂训练：

1．下述情形中的物体，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.下列各类情形中，能够所研究对象（加点者）看做质点的是（　）

A．研究小木块的翻倒进程。

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。

３．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．必然是静止的。

　B．必然是运动的。

C．有可能是静止的或运动的　D．无法判断。

４．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，必需选定参照物。

B.由于运动是绝对的，描述运动时，无需选定参照物。

C.必然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，必需选地球为参照物。

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”的成立，具有十分重要的意义。

第一，引入“理想模型”的概念，能够使问题的处置大为简化而又不会发生大的误差。

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。

在必然的场合、必然的条件下，作为一种近似，能够把实际事物看成“理想模型”来处置，即能够将“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14960万千米）比地球的半径（约为6370千米）大得多，地球上各点相对于太阳的运动能够看做是相同的，即地球的形状、大小能够忽略不计。

在这种场合，就可以够直接把地球看成一个“质点”来处置。

在研究炮弹的飞行时，作为第一级近似，能够忽略其转动性能，把炮弹看成一个“质点”；作为第二级近似，能够忽略其弹性性能，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，能够把它近似地看成“理想气体”，从而直接地运用“理想气体”的状态方程来处置。

第二，对于复杂的对象和进程，能够先研究其理想模型，然后，将理想模型的研究结果加以各种的修正，使之与实际的对象相符合。

这是自然科学中，常常采用的一种研究方式。

例如：

“理想气体”的状态方程，与实际的气体并非符合，但通过适当修正后的范德瓦尔斯方程，就可以够与实际气体较好地符合了。

第三，由于在“理想模型”的抽象进程中，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“缺点”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，那就说明常常利用金属材料的强度之所以减弱，就是因为材料中有许多“缺点”的缘故。

若是能设法减少这种“缺点”，就可能大大提高金属材料的强度。

后来，实践果然证明了那个预言。

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超级复杂的，不可能一下子把它们熟悉清楚。

而采用理想化的客体（即“理想模型”）来代替实在的客体，就可以够使事物的规律具有比较简单的形式，从而便于人们去熟悉和掌握它们。

一、时刻和时刻距离

1．时刻和时刻距离能够在时刻轴上表示出来。

２．时刻轴上的用＿＿表示不同的时刻，时刻轴上用＿＿＿＿表示一段时刻距离。

二、路程和位移

１．路程概念：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，它＿＿＿大小＿＿＿方向，是＿＿量。

2．位移概念：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿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。

３．一般来讲，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月成功地进行了第一次载人航天飞行．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域成为着陆．在上面给出的时刻或时刻中，哪些指的是时刻，哪些又指的是时刻?

例一．下列说法中指的是时刻的有_____________,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秒内秒末E.最后一秒内F.第三个2秒G.第五个1秒的时刻中点。

例二．中学的垒球场的内场是一个边长为16.77m的正方形，在它的四个角别离设本垒和一、二、三垒．一名球员击球后，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必然相同。

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，放在滑腻的桌面上．手握小球把弹簧拉长，放手后小球便左右来回运动，B为小球向右抵达的最远位置．小球向右通过中间位置O时开始计时，其通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：

a．内小球发生的位移大小是____，方向向____，通过的路程是_____．

b．内小球发生的位移大小是_____，方向向____，通过的路程是____．

c．内小球发生的位移是____，通过的路程是____．

d．内小球发生的位移大小是____，方向向______，通过的路程是____．

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，因此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．位移的大小永久不等于路程。

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．位移的数值必然不会比路程大。

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。

７．关于时刻和时刻，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时刻。

D．物体在第5s内就是指物体在4s末到5s末的这1s的时刻。

一．匀速直线运动

1．概念：

___________________________________________________.

二．位移—时刻图象（x-t图）：

1．表示___________________的图象，叫位移-时刻图象，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刻内的位移或发生某段位移所用的时刻。

4．匀速直线运动的x-t图：

①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。

②x-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。

③x-t图象中直线倾斜方式（方向）的不同，意味着____________________相反。

④x-t图象中，两物体图象在某时刻交点表示＿＿＿＿＿＿＿＿。

⑤x-t图象若平行于t轴，则表示物体＿＿＿＿＿＿＿。

⑥x-t图象＿＿＿＿＿＿物体的运动轨迹，二者不能混为一谈。

⑦x-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名移对应时刻

（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，物体必然是作匀速直线运动。

B．在不相等的时刻里位移不相等，物体不可能作匀速直线运动。

C．在不相等的时刻里位移相等，物体必然是作变速直线运动。

D．无论是匀速仍是变速直线运动，物体的位移都跟运动时刻成正比

例二．某同窗以必然速度去同窗家送一本书，停留一会儿后，又以相同的速度沿原路返回家，图3中哪个图线能够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时刻内甲和乙都做匀变速直线运动

B、甲、乙运动的起点相距S1

C、乙比甲早动身t1时刻

D、乙运动的速度大于甲运动的速度

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别离是_____,_____,_____。

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．任意相等时刻内通过的位移都相同的运动必然是匀速直线运动。

D．速度方向不变的运动必然是匀速直线运动。

2．关于质点作匀速直线运动的位移－时刻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x－t图象可知质点任意时刻内的位移，发生任意位移所用的时刻。

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．任意相等时刻内通过的位移都相同的运动必然是匀速直线运动。

D．速度方向不变的运动必然是匀速直线运动。

2．如图所示为甲、乙两质点作直线运动的位移－时刻图象，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内甲质点的速度比乙质点的速度要大。

一、坐标与坐标的转变量：

二、速度和速度：

（一）速度

1.概念：

_________________________________________。

2.概念式：

____________

3.物理意义：

___________________________。

4.单位：

国际单位：

________或写成＿＿＿＿常常利用单位：

______________

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）速度

1.平均速度概念：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿，表达式：

__________

2.跟速度的区别：

只有＿＿＿＿无＿＿＿＿，是＿＿＿量。

3.瞬时速度概念：

___________________．

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”有时是指速度。

三、平均速度和瞬时速度：

1．平均速度：

①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）。

②不是速度的平均值，它等于_____与发生这段_____所历时刻的比值，即v=______。

③对做变速直线运动的物体，不同位移或不同时刻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，或哪段时刻内的平均速度才成心义。

④对做匀速直线运动的物体，位移与时刻的比值_______，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：

①描述运动物体通过__________（或某一名置）的速度，简称速度。

②在直线运动中，瞬时速度的方向与物体通过某一名置时运动方向________。

它的大小叫瞬时速度。

在技术上通常常利用速度计来测瞬时速度。

③在匀速直线运动中，各时刻瞬时速度都________，且与各段时刻内的平均速度都相等。

在位移———时刻图象中，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。

④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，要按照上下文判断。

例一．下列关于速度和速度的说法中正确的是（　　　）

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通过某路标，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度。

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。

三个物体位移大小别离为________,_______,______。

三个物体的平均速度别离为______m/s,______m/s,______m/s,三个物体运动的，总路程别离是_____,_____,_____,它们的平均速度别离为________,_______,______。

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转变的物理量。

B．速度是描述物体位置转变大小的物理量。

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刻的关系的物理量。

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．任意相等时刻内通过的位移都相同的运动必然是匀速直线运动。

D．速度方向不变的运动必然是匀速直线运动。

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3m/s。

C．物体在通过其路径上某一点的速度为3m/s。

D．物体在通过一段位移s时的速度为3m/s

4．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6m/s，在BC段的平均速度为4m/s，那么它在AC段的平均速度是（　　）

A．4.8m/sB．5.0m/sC．5.2m/sD．

m/s

5．一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时刻内的平均速度为v，紧接着t/2时刻内的平均速度是v/2，则这段时刻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

①若前一半时刻是速度为v1的匀速运动，后一半时刻是v2的匀速运动，则整个运动平均速度是?

②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

１：

打点计时器分类及构造

构造：

_____________________________

分类：

_____________________________

２.电磁打点计时器是一种利用___________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。

３.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，使历时，＿＿＿＿＿＿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：

①电磁打点计时器在纸带上应打出轻重适合的小圆点，如碰到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。

②利用计时器打点时，应先接通＿＿＿，待打点计时器稳固后，再释放＿＿＿＿。

③释放物体前，应使物体停在＿＿＿打点计时器的位置。

④利用电火花计时器时，应注意把纸带穿在墨粉纸盘夹的＿＿＿，利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置

目的是研究＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的运动况。

求一段时刻内的平均速度：

设打点计时器打点的时刻距离为T，那么纸带上相邻两个点所表示的时刻距离就是T。

若是数出纸带上一系列点的总数为N，则打这些点所用的总时刻为t=＿＿＿＿＿。

若是测出这N个点之间的总距离s，则t时刻内纸带运动的平均速度为＿＿＿＿＿＿＿若是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：

ＶＤ＝＿＿＿＿＝＿＿＿＿＿＝＿＿＿＿＿＿＿＿

课堂训练：

1．电磁打点计时器是一种利用_________（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．按照打点计时器打出的纸带，咱们能够从纸带上直接取得的物理量是（）

A．时刻距离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．相邻计数点间的时刻距离应是相等的。

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当选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。

2．本实验中，关于计数点间时刻距离的下列说法中正确的有（）

A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时刻距离为0．10秒。

B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时刻距离是O．08秒。

C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时刻距离为0．08秒。

D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时刻距离为0．10秒。

E．每五个点取一个计数点，则计数点间的时刻距离为0．08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，是某同窗练习利用打点计时器取得的纸带的右端后通过打点计时器。

从点痕的散布情形能够判定：

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50Ｈz，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，这段时刻内纸带运动的平均速度是______m／s。

BC段的平均速度是_____m／s，而AD段的平均速度是_______m／s。

一、加速度

1．概念；加速度等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的比值。

用_____表示。

2．概念式：

a=＿＿＿或＿＿＿＿＿.Ｖt表示＿＿＿；Ｖ0表示＿＿＿；△Ｖ表示＿＿＿

3．单位：

国际单位：

＿＿＿＿＿，读作：

＿＿＿＿＿＿＿.

4．物理意义：

表示＿＿＿＿＿＿＿的物理量，是速度对时刻的转变率，数值上等于单位时刻内＿＿＿＿的转变量。

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：

①加速度的方向始终与＿＿＿＿＿（vt-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＿＿＿＿＿＿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仍是减小由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿决定，