1第一讲 运动的描述 匀速运动

第一章 运动的描述 匀变速直线运动

第一讲 运动的描述 匀速直线运动

教学目标：1．理解质点、位移、路程、时间、时刻、速度、加速度等概念；2．掌握匀速直线运动的基本规律 本讲重点：1．位移、速度、加速度等概念2．匀速直线运动的基本规律 本讲难点：理解概念的内涵，并运用基本概念解决、判断相关物理问题 考点点拨：1．时间与时刻的区别2．速度和加速度的区别3．速度与速率的区别

4．位移与路程的区别5．匀速直线运动规律的实际应用

第一课时

一、描述运动的基本概念 （一）知识点

1、质点：用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。它是一种理想模型，物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。

2、时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初，几秒末，几秒时。

时间：前后两时刻之差。时间坐标轴上用线段表示时间，例如，前几秒内、第几秒内。 3、位置：表示空间坐标的点；

位移：由起点指向终点的有向线段，位移是末位置与始位置之差，是矢量。 路程：物体运动轨迹之长，是标量。 注意：位移与路程的区别．

4、速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量，是位移对时间的变化率，是矢量。

平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，v = s/t（方向为位移的方向） 瞬时速度：对应于某一时刻（或某一位置）的速度，方向为物体的运动方向。 速率：瞬时速度的大小即为速率；

平均速率：质点运动的路程与时间的比值，它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。 注意：平均速度的大小与平均速率的区别．

5、加速度：描述物体速度变化快慢的物理量，a=△v/△t （又叫速度的变化率），是矢量。a的方向只与△v的方向相同（即与合外力方向相同）。

6、匀速直线运动：在任意相等的时间内物体的位移相等．它是速度为恒矢量的运动，加速度为零的直线运动．vs． t（二）疑难辩析 1、时间与时刻的区别

时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。例如几秒初，几秒末，几秒时。时间：前后两时刻之差。时间坐标轴上为一线段。例如，前几秒内、第几秒内，0～4s末。列车时刻表，不能称为时间表。

2、速度和加速度的区别

速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量，是位移对时间的变化率。加速度：描述速度变化快慢的物理量，a=△v/△t （又叫速度的变化率）。速度和加速度都是矢量。速度方向就是物体的运动方向，但加速度方向不是速度方向，二者没有必然联系。

点评1：

（1）加速度与速度没有直接关系：加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；

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（2）加速度与速度的变化量没有直接关系：加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。加速度是“变化率”——表示变化的快慢，不表示变化的大小。

点评2：物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。

（1）当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。

（2）当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。

3、速度与速率的区别

速度是位移与时间的比值。速率是瞬时速度的大小。速度是矢量，速率是标量。

平均速度是运动物体的位移和所用时间的比值，v = s/t（方向为位移的方向）；平均速率是物体运动的路程与时间的比值，它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。

4、位移与路程的区别

位移是矢量：由起点指向终点的有向线段。路程是标量：物体运动轨迹之长。一般情况下，物体的位移不等于路程，只有单一方向的直线运动，位移大小才等于路程。

二、知识要点精析 （一）参考系与物体的运动 ☆考点点拨

参考系的选取是任意的，一般来说，参考系不同则物体的运动情景不同。一般以地面上不动的物体为参照物。 【例1】甲向南走100米的同时，乙从同一地点出发向东也行走100米，若以乙为参考系，求甲的位移大小和方向？

【例2】某人划船逆流而上，当船经过一桥时，船上一小木块掉在河水里，但一直航行至上游某处时此人才发现，便立即返航追赶，当他返航经过1小时追上小木块时，发现小木块距离桥有5400米远，若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。试求河水的流速为多大？

☆考点精炼

1．敦煌曲子词中有这样的诗句：“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”。其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是 （ ）

A．船和山 B．山和船 C．地面和山 D．河岸和流水 （二）关于位移与路程概念的考查 ☆考点点拨

要准确掌握位移与路程的概念，其大小一般不等。只有单一方向的直线运动，位移大小才等于路程。 【例3】关于位移和路程，下列说法中正确的是（ ）

A．物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移B．物体沿直线运动，通过的路程等于位移的大小 C．物体通过一段路程，其位移可能为零D．物体通过的路程不等，位移可能相同

☆考点精炼

2．在与x轴平行的匀强电场中，场强为E=1.0×106V/m，一带电量q=1.0×10-8C、质量m=2.5×10-3kg的物体

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在粗糙水平面上沿着x轴作匀速直线运动，其位移与时间的关系是x=5-2t，式中x以m为单位，t以s为单位。从开始运动到5s末物体所经过的路程为 m，位移为 m。

（三）瞬时速度与平均速度的区别和联系 ☆考点点拨

瞬时速度：对应物体运动的某一时刻（或某一位置）的速度，方向为物体的运动方向。

平均速度：对应物体运动的一段位移（一段时间）。平均速度的大小一般不等于初、末速的平均值。只有匀变速直线运动中，平均速度的大小才等于初、末速的平均值。

【例4】某同学在百米比赛中，经50m处的速度为10.2m/s，10s末以10.8m/s冲过终点，他的百米平均速度大小为 m/s。

☆考点精炼

3．下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是 （ ） A．做变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的 B．瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度 C．平均速度就是初末时刻瞬时速度的平均值

D．某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止

4．物体M从A运动到B，前半程平均速度为v1，后半程平均速度为v2，那么全程的平均速度是：（ ）

2v12v22v1v2A．（v1+v2）/2 B．v1v2 C． D．

v1v2v1v2第二课时

（四）速度、速度的变化、加速度的区别和联系 ☆考点点拨

速度、速度的变化、加速度三者都是矢量。速度，描述物体运动的快慢和方向；速度的变化描述物体速度的改变，是末速度与初速度的矢量差。加速度，描述速度变化的快慢。

速度大，说明运动得快，但加速度不一定大，如匀速飞行的飞机，加速度为零，速度的变化量大，加速度不一定大，可能发生这一变化用的时间更长。速度为零，加速度不一定为零，如物体竖直上抛运动到最高点时，速度为零，但加速度为重力加速度g。因此，速度、速度的变化、加速度三者之间没有必然联系。

物体加速还是减速，决定于速度与加速度的方向，加速度的大小只影响速度变化的快慢，不影响物体是加速还是减速。

【例5】一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，经过1s后的速度的大小为10m/s，那么在这1s内，物体的加速度的大小可能为___________，位移的大小可能为_____________

☆考点精炼

5．关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是（ ）

A．速度变化越大，加速度就越大 B．速度变化越快，加速度越大

C．加速度大小不变，速度方向也保持不变 C．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小 （四）匀速直线运动规律的实际应用 ☆考点点拨

匀速直线运动的速度公式：vs，位移公式：svt t近年来，高考越来越多的考查匀速直线运动规律的实际应用，如2006年全国理综卷Ⅰ23题： 【例6】（2006年全国理综卷Ⅰ23）（16分）天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d=3.0km处进行一次爆炸，观测者听到

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由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差t=6.0s。试估算云层下表面的高度。已知空气中的声速v=

1km/s。 36．如图所示为高速公路上用超声测速仪测车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到信号间的时间差，测出被测物体速度，图中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2被汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，P1，P2之间的时间间隔Δt=1.0s，超声波在空气中传播的速度是340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图Ｂ可知汽车在接收P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是＿＿＿m，汽车的速度是_____m/s.

7．天文观测表明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自的速度远离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度（称为退行速度）越大；也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v=Hr，式中H为一恒量，称为哈勃常数，已由天文观测测定。为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个爆炸的大火球开始形成的，大爆炸后各星体即以各自不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心。由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为T= 。根据近期观测，哈勃常数H=3×10-2m/s﹒光年，由此估算宇宙的年龄约为 年。

三、考点落实训练

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．下面关于加速度的描述中正确的有

A．加速度描述了物体速度变化的多少 B．加速度在数值上等于单位时间里速度的变化

C．当加速度与位移方向相反时，物体做减速运动 D．当加速度与速度方向相同且又减小时，物体做减速运动 5．一辆汽车在一直线上运动，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）．

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8．人们工作、学习和劳动都需要能量，食物在人体内经消化过程转化为葡萄糖，葡萄糖在体内又转化为CO2

和 H2O，同时产生能量 E=2.80 ×106 J·mol1．一个质量为60kg的短跑运动员起跑时以1/6s的时间冲出1m远，

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他在这一瞬间内消耗体内储存的葡萄糖质量是多少？

9．（2002年春季上海高考试题）我国铁路列车第四次提速后，出现了“星级列车”，从下表中的第T14次列车时刻表可知，列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均速率为_______ km/h.

T14次列车时刻表

停靠站 上海 蚌埠 济南 北京 00 13 08：26 03：21 … 1463 22：34 03：966 到达时刻 … 00 22：484 开车时刻 18：里（km） 0 程10．（2001年“3+2”高考试题）某测量员是这样利用回声测距离的；他站在两平行峭壁间某一位置鸣枪，经过1.00 s第一次听到回声，又经过0.50 s再次听到回声.已知声速为340 m/s,则两峭壁间的距离为_______ m。

11．地震波既有纵波也有横波，纵波和横波在地表附近被认为是匀速传播的，传播速度分别是9.1 km/s和3.7 km/s，在一次地震观测站记录的纵波和横波到达该地的时间差是8 s，则地震的震源距这观测站有多远?

12．某大型商场的自动扶梯正在匀速向上运送顾客，现甲、乙两人先后沿着扶梯向上奔跑，甲、乙在扶梯上向上奔跑的速度分别为1.5 m/s和1.8 m/s，甲、乙登阶梯数分别为42级和45级，则自动扶梯匀速运动的速度为多少？若平均每级阶梯上都站有一名顾客，则站在此扶梯上的顾客为多少人？

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