认识运动时间和位移.doc

　高一物理讲义（第35期）
第一讲 认识运动、时间和位移
一．认识运动
探究点1. 参考系
1. 机械运动
（1）定义：物体相对于其他物体的位置变化，叫做机械运动，简称为运动。
宇宙中没有不动的物体，一切物体都在不停地运动，运动是绝对的，静止是相对的。
（2）分类：按轨迹可分为直线运动和曲线运动，按速度的特征可分为匀速运动和变速运动。
2. 参考系
（1）概念：要描述一个物体的运动，就必须选择另外一个物体作参考，这个用来作参考的物体就叫做参考系。一个物体一旦被选为参考系，就认为它是静止的。
（2）参考系的选择
①任意性
②研究地面上物体运动时，通常把地面或者相对于地面静止不动的物体作参考系。
名师释疑 “小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”，是电影《闪闪的红星》中的两句歌词。这其中分别描述了两种运动情景，那么它们分别是以什么为参考系的？
例1. 下列有关参考系的说法中，正确的是（ ）
A. 只有静止的物体才能被选作参考系　　　　B. 对物体运动的描述与参考系的选择无关
C. 描述一个物体的运动时，一定要选择参考系
D. 做曲线运动的物体，无论选哪个物体为参考系，其运动轨迹不可能为一直线
探究点2. 质点
1. 概念：物体大小和形状在研究问题中可以忽略，物体可简化为一个点，这个点称为质点。
2. 物体视为质点的条件
（1）物体的大小、形状对所研究的问题无影响或可以忽略不计的情况下，可看成质点。
（2）只研究物体的运动轨迹时，可以把物体看做质点；研究转体、翻滚等高难度动作，不能看成质点。

名师释疑 若要计算一列火车从北京到上海的运动时间，是否可以忽略火车的长度将其视为质点？若要计算一列火车经过一座大桥的时间，是否可以忽略火车的长度，将其视为质点？
例2. 下列关于质点的说法，错误的是（ ）
A. 顺水漂流的小船可以视为质点
B. 研究火车通过路旁一根电线杆时，火车可以看做质点
C. 研究奥运会乒乓球运动员打出的弧圈球时，不能把乒乓球看做质点
D. 研究奥运会跳水运动员跳水动作时，不能将运动员看做质点
基础训练
1. 下列哪些现象不属于是机械运动（ ）
A. 神州5号飞船绕着地球运转 B. 西昌卫星中心发射的运载火箭在上升过程中
C. 钟表各指针的运动 D. 煤燃烧的过程
2. 关于“运动和静止”的概念，下列叙述错误的是（ ）（双选）
A. 运动和静止都是相对的
B. 相对于不同的参考系来描述同一物体的运动情况，其结果可能是不同的
C. 我们说某物体是静止时，是说该物体相对于参考系的位置没有发生变化
D. 我们说地球是运动的，那么所选的参考系可以是地球上不动的物体
3. 关于质点，下列说法正确的是（ ）（双选）
A. 质点就是一个体积很小的小球 B. 只有很小的物体才能比视为质点
C. 质点不是实际存在的物体，只是一种理想模型 D. 大的物体有时也可以被视为质点
4. 下列情况中的物体可以看做质点的是（ ）（双选）
A. 地面上放一只木箱，在上面的箱角处用水平力推它，当研究它是先滑动还是先翻转的时候
B. 上述木箱，在外力作用下在水平面上沿直线运动时
C. 对于汽车的后轮，在研究车所受的牵引力的来源时
D. 人造地球卫星，在研究其绕地球运动时
5. 子弹沿水平方向射出，如果要计算子弹从枪口飞到靶心所需要的时间，________（填“可以”或“不可以”）把子弹看成质点；如果要计算子弹穿过一张薄纸所需的时间，_____________
（填“可以”或“不可以”）把子弹看成质点。
6. 在平直公路上，甲乘自行车以4m/s的速度运动，乙乘汽车以8m/s的速度运动，有关甲、乙的运动下面说法正确的是（ ）（双选）
A. 同向行驶时，甲看乙以4m/s的速度向前运动
B. 同向行驶时，乙看甲以4m/s的速度向前运动
C. 反向行驶时，甲看乙以12m/s的速度向甲运动的相反方向运动
D. 反向行驶时，乙看甲以12m/s的速度向乙运动的相同方向运动
二. 时间 位移
探究点1. 时间与时刻
1. 时间和时刻
（1）时刻：对应着时间轴上的一点，表示某一瞬间。
（2）时间：对应着时间轴上的一个线段，表示一段过程。
2. 时刻和时间的区别与联系
（1）从时间轴上看：时刻用点表示，时间用线段表示。
（2）从对物体运动的描述看：时间能展示物体运动的一个过程，好比一段录像；时刻只能展示运动的一个瞬间，好比一张照片。
（3）时间和时刻的关系：，其中和分别表示两个时刻，表示两个时刻间的时间。
例1. 关于时刻和时间，下列说法错误的是（ ）
A. 物体在5s时指的是物体在5s末时，是时刻
B. 物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间
C. 物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间
D. 第4 s末就是第5s初，指的是时刻
探究点2. 路程和位移
1. 路程：物体运动轨迹的长度叫路程。它只有大小。
2. 位移及几何表示
位移：用来表示物体（质点）位置变化的物理量，从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段。有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向，如图1-2-2所示。

名师释疑 位移和路程有哪些区别与联系？

位移
路程
意义
表示位置变化
表示路径长度
大小
从初位置到末位置的有向线段的长度
轨迹的长度
方向
从初位置指向末位置
无方向
联系
在单向直线运动中位移的大小等于路程。一般地，路程不小于位移的大小
3. 单位
位移和路程的国际单位是米，用符号m来表示。常用单位：千米、厘米等，符号为km，cm。
4. 矢量和标量
标量：只有大小没有方向的物理量，如：长度、质量、时间、路程、温度、能量等；
矢量：既有大小又有方向的物理量；如力、速度等。
例2. 一质点沿着一条直线先由A点运动到B点，再由B点返回运动到C点。已知AB=30cm，BC=40cm，如图1-2-3所示，试分别写出质点从A到B；从B到C；从A经B到C三段的路程和位移。

基础训练
1. 下列物理量中是矢量的是（ ）
A. 温度 B. 路程 C. 位移 D. 时间
2. 关于时刻和时间，下列说法正确的是（ ）（双选）
A. 时刻表示时间极短，时间表示时间较长 B. 时刻对应位置，时间对应位移
C. 作息时间表上的数字一般表示时刻 D. 1min只能分成60个时刻
3. 下列哪种情况下指的是位移（ ）（双选）
A. 机动车里程表上所显示的千米数
B. 标准田径场跑道的周长是400m
C. 乘火车或飞机由北京到上海的直线距离约为1080km
D. 计量跳远运动员的比赛成绩
4. 物体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s表示物体的位移。如图1-2-8所示，一个物体从A运动到C，它的位移=4m5m=9m；从C运动到B，它的位移为=1m(4m)=5m。下列说法中正确的是（ ）（双选）
A. C到B的位移大于A到C的位移，因为正数大于负数
B. A到C的位移大于C到B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，所以这两个矢量大小无法比较
D. 物体由A到B的合位移s=+
5. 一个质点在x轴上运动，其位置坐标如表：
t/s
0
1
2
3
4
5
……
x/m
2
0
－4
－1
－7
6
……
（1）该质点前2s的位移大小是_________，方向是_________。
（2）该质点第3s内的位移大小是_________，方向是_________。
（3）该质点5s的总位移大小是_________，方向是_________。
课后小测　　　
成绩：_____________
1. 某校高一的新同学分别乘坐两辆汽车去市公园游玩，当两辆汽车在平直公路上行驶时，甲车内的人看见窗外树木向东移动，乙车内的人发现甲车没有运动，如果以地面为参考系，那么，上述观察说明（ ）（8分）
A. 甲车向西运动，乙车不动　　　　B. 乙车向西运动，甲车不动
C. 甲车向西运动，乙车向东运动
D. 甲、乙两车以相同的速度都向西运动
2. 如图1-1-2所示，某NBA球员在篮球比赛中投出的篮球________（填“可以”或“不可以”）看做质点。（8分）
3. 公路上向左匀速行驶的汽车经过一棵果树附近时（如图1-1-3），恰有一颗果子从树上自由落下，图1-1-4是其运动的轨迹，则地面
上的观察者看到的运动轨迹是
________，车中人以车为参考系看到的果子的运动轨迹是________。（不计阻力）（16分）
4. 2008年大阪田径大奖赛，中国飞人刘翔以13秒19夺得110米栏冠军，实现了五连冠。下列说法正确的是（ ）（双选）（12分）
A. 刘翔在飞奔110米时，可以看成质点　B. 教练为了分析其动作要领，可以将其看做质点
C. 无论研究什么问题，均不能把刘翔看成质点
D. 是否能将刘翔看成质点，决定于我们所研究的问题
5. 下面计时数据指的是时间的是（ ）（双选）（12分）
A. 运动员跑完100m用了10s B. 中央电视台《焦点访谈》节目19时38分开播
C. 小丽吃完巧克力用了30s D. 特快列车12时18分18秒进站
6. 关于位移和路程，下面理解正确的是（ ）（双选）（12分）
A. 沿直线运动的物体，位移的大小和路程是相等的
B. 质点沿不同的路径由A到B，其路程可能不同而位移是相同的
C. 质点通过一段路程，其位移可能是零
D. 质点运动的位移大小可能大于路程
7. 某人从高为5m处以某一初速度竖直向下抛一小球，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，在这段过程中（ ）（8分）
A. 小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7m
B. 小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为7m
C. 小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3m
D. 小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为3m
8. 下列关于矢量和标量的说法正确的是（ ）（8分）
A. 取定正方向，做直线运动的甲、乙两物体的位移=3m，=5m，因为甲的位移为正，乙的位移为负，所以>
B. 甲、乙两运动物体的位移大小均为50m，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
9. 一位同学从操场中心出发，向北走了40m，到达C点，然后又向东走了30m，到达B点。用有向线段表明他第一次。第二次的位移和两次行走的合位移（即代表他的位置变化的最后结果的位移），三个位移的大小各是多少？总路程又是多少？（16分）
附加题
1. 太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象。但在某些条件下，在纬度较高的地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象，这些条件是（ ）
A. 时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
B. 时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大
C. 时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
D. 时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大
2. 撑杆跳高是一项非常刺激的体育运动项目。如图1-1-6所示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。讨论并回答下列问题，体会质点模型的建立过程。

（1）教练员针对训练录像纠正运动员的错误动作时，能否将运动员看成质点？
（2）分析运动员的助跑速度时，能否将其看成质点？
（3）测量其所跳高度（判断其是否打破记录）时，能否将其看成质点？
3. 我国在2003年10月成功进行了首次载人航天飞行，请说出图1-2-9中“神舟”5号飞船飞行中的时间和部分重要的时刻。

4. 阅读下面的对话：
甲：请问市图书馆怎么走？
乙：从你所在的市中心向南走400m到一个十字路口，再向东走300m就到了。
甲：谢谢！
请你求出甲要经过的路程及位移的大小并在图1-2-10表示出来。