第一章 运动的描述

1、第1节 质点、参考系和坐标系（1）机械运动物体的空间位置随时间的变化，是自然界中最简单最基本的运动形态分类：根据物体上各点速度的异同分为平动与转动；根据物体的运动轨迹分为直线运动与曲线运动（2）质点A、定义：用来代替物体的有质量的点B、基本属性：只占位置不占空间C、不同于几何上的点，与物体的大小轻重无关D、理想的物理模型，现实中不存在（3）质点判断A、物体的形状、大小对所研究问题的影响可以忽略不计（远远小于，100倍及以上）时（具体问题要具体分析）；B、跟质量的多少、形状的大小无关；跟平动、转动无关C、一个物体能不能看做质点不是绝对的（4）参考系A、定义：描述一个物体的运动时，选来作为标准的另

2、外一系列物体B、理解：静止性：选择哪个物体为参考系，就认为那个物体是静止的（假设自己在参考系上）相对性：说一个物体是运动还是静止，总是相对于另一个物体而言同异性：研究同一个物体，选择的参考系不同，运动状态有可能不同异同性：研究不同的物体，需要选择同一个参考系同同性：研究同一个物体不同的运动过程应选择同一个参考系任意性：参考系的选择是任意的最优性（地面）：应以观测方便、描述简单为原则（5）巧选参考系（相对运动与参考系）（6）坐标系目的：定量描述物体的位置和位置变化，需要在参考系上建立适当的坐标系如果物体沿直线运动，可以以这条直线为x轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。注意以下

3、几点：A、坐标系相对参考系是静止的。B、坐标的三要素：原点、正方向、单位长度C、用坐标表示质点的位置。D、用坐标的变化描述质点的位置改变。如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系（x轴），就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立二维平面直角坐标系（xy轴）来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维立体坐标系（xyz轴右手系）来描述正负号理解：不表示大小，表示在参考点（原点）的哪一侧第2节 时间和位移（1）时间与时刻时间：两时刻的间隔，是时间轴上的一段。对应位移，对应过程量时刻：某一瞬间，是时间轴上的一点。对应位置，对应状态量

4、单位：秒、分、小时测量工具：秒表、停表、电子表、打点计时器时 间时 刻区别物理意义是事物运动、发展、变化所经历的过程长短的量度是事物运动、发展、变化过程所经历的各个状态先后顺序的标志时间轴上的表示方法一段线段一个点表示方法3秒内，前3秒内，后3秒内，第一秒内，第一秒到第三秒等3秒末，第3秒末，第四秒初，八点半等联系1、两个时刻的间隔就是时间2、时间轴上的两个点无限靠近时，它们间的时间间隔就会趋近于0，时间间隔就趋近于时刻了3、时间间隔能够展示物体运动的一个过程，好比一段录像； 时刻可以显示物体运动的一个瞬间，好比一张照片； 即由一个个连续的照片可以组成录像，一系列连续时刻的积累就是时间（2）位

5、移与路程位置：概念：在坐标轴上，位移：表示质点在空间的位置的变化，是矢量。位移用有向线段表示，位移的大小等于有向线段的长度，位移的方向由初位置指向末位置，就是有向线段的方向。位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关，位移的正负仅仅表示位移的方向（规定正方向）路程：质点在空间运动轨迹的长度，是标量。在确定的两位置间，物体的路程不是唯一的，它与质点的具体运动过程有关。一般情况下，位移的大小并不等于路程，只有当质点做单方向直线运动时，二者才相等。位 移路 程区别定义方向性矢量、大小、方向、计算图示（曲线运动）联系都是长度单位，都是描述质点运动的物理量；单向直线运动，位移的大小等于路程，否则位移的大

6、小永远小于路程（3）匀速直线运动和变速直线运动匀速直线运动：物体沿直线运动时，在任意相等的时间内通过的位移相等变速直线运动：物体沿直线运动时，在任意相等的时间内通过的位移不相等（4）矢量和标量矢量：既有大小又有方向的物理量叫矢量；矢量相加遵循平行四边形定则。 矢量的正负只表示方向，矢量的比较实际上就是矢量绝对值的比较。标量：只有大小没有方向的物理量叫标量；标量相加遵从算术加法的法则。 位移是矢量，只与始末位置有关而与路径无关，而路程与路径有关.（5）运动示意图（6）数学知识求位移和路程第3节 运动快慢的描述速度（1）速度与速率速度定义：位移与它所用时间的比值公式（定义式、比值定义法）：物理意义

7、：描述物体运动方向和快慢的物理量单位：矢量：既有方向，也有大小速率定义：路程与它所用时间的比值公式（定义式、比值定义法）：单位：标量：只有大小，没有方向速度速率物理意义分类决定因素（公式）方向联系单位（2）匀速直线运动和变速直线运动匀速直线运动：速度不变的运动变速直线运动：速度大小变化、方向不变的运动（3）匀变速直线运动和非匀变速直线运动匀变速直线运动：物体沿直线运动，任意相等时间内速度的变化量相等非匀变速直线运动：物体沿直线运动，任意相等时间内速度的变化量不相等（4）平均速度和瞬时速度平均速度定义：位移与它所用时间的比值公式（定义式、比值定义法）：矢量：既有方向，也有大小注意：只能粗略描述物

8、体的运动；对于变速直线运动必须指明是哪段位移或者哪段时间的平均速度瞬时速度定义：运动物体在某一时刻或某一位置的速度物理意义：精确描述物体运动的快慢和方向矢量：既有方向，也有大小简称：速度大小：瞬时速率，简称速率平均速度瞬时速度对应关系位移、时间位置、时刻物理意义粗略描述精确描述矢量性与某段时间或某段位移的运动方向相同与某个时刻或某个位置的运动方向相同大小关系平均速度为0，瞬时速度不一定为0；平均速度很大，瞬时速度不一定很大；瞬时速度为0，平均速度不一定为0；瞬时速度很大，平均速度不一定很大。联系；匀直中相等（5）瞬时速率和平均速率瞬时速率 定义：瞬时速度的大小，简称速率标量：只有大小，没有方向

9、平均速率定义：路程与它所用时间的比值公式（定义式、比值定义法）：标量：只有大小，没有方向一般不小于平均速度的大小（6）xt图像t轴平行线：静止倾斜的直线：匀速直线运动（向上倾斜：沿正方向的匀速直线运动；向下倾斜：沿负方向的匀速直线运动）是否过原点：初位置物理意义：表示的是位移随时间的变化，不是物体的运动轨迹K：反映直线运动的快慢，即速度第4节 实验：用打点计时器测速度（1）了解计时器的构造和工作原理电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器。工作电压为4 V6 V。当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点.通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面.当接通电

10、源时，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹簧钢制成）磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中.由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02 s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来.这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点.电火花计时器，它可以代替电磁打点计时器使用，也可以与简易电火花描迹仪配套使用.使用时电源插头直接插在交流220 V插座内，将裁成圆片（直径约38 mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20 mm700 mm）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且

11、要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本.电磁打点计时器电火花打点计时器交流电源46v220v电源频率50Hz每隔0.02s打一个点记录纸带运动的时间阻力比较小，实验误差较小注意事项：会装复写纸或者墨粉纸盘打点稳定后拖动纸带；打完立即关闭电源打不出点或颜色过淡的处理调整打点计时器电源使复写纸或墨粉纸盘均匀被使用，纸

12、带不要浪费（2）练习使用实验步骤：打点计时器固定，穿过纸带连接电源打开电源，拖动纸带取下纸带，关闭电源若有N个点，则有N-1个间隔：用刻度值测量利用求平均速度匀速变速的判断：连续两点间的距离相等，匀速；不相等，变速注意事项：打出轻重合适的小圆点先接通电源，待打点计时器工作稳定后，在释放纸带释放纸带前，应使物体停在靠近打点计时器的位置纸带的正确放置（3）数据处理平均速度瞬时速度（4）vt图像表达运动质点的速度随时间的变化关系某时刻的瞬时速度的大小，可从图像直接读取速度的方向：时间轴t轴平行线求位移K：运动性质（5）测速方法传感器；数字计时器和气垫导轨；频闪照相第5节 速度变化快慢的描述加速度（1

13、）加速度A、定义：加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用的时间的比值.B、表达式（定义式）：其中是速度的变化量（矢量），速度变化多少（标量）就是指的大小；单位时间内速度的变化量是速度变化率，就是 ，即a。C、单位及符号：米/秒2 m/s2(国际单位制) 厘米/秒2 cm/s2D、物理意义：速度的快慢，就是速度的大小；速度变化的快慢就是加速度的大小；E、矢量F、平均加速度、瞬时加速度（2）速度、速度变化量（速度变化大小）、速度变化率（速度变化快慢）关系（比较和不一定）速度速度变化量加速度物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量，是状态量描述物体速度改变大小程度的物理量，是过程量描述物体速度变化快慢

14、和方向的物理量，是性质量定义式单位决定因素由v0、a、t决定由F、m决定方向大小位移与时间的比值位移对时间的变化率xt图像斜率速度对时间的变化率速度改变量与所用时间的比值vt图像斜率联系无必然联系 速度大，加速度不一定大；速度小，加速度不一定小；加速度大，速度不一定大；加速度小，速度不一定小；速度为零，加速度不一定为零；加速度为零，速度不一定为零；速度变化量大，加速度不一定大；速度变化量小，加速度不一定小；加速度大，速度变化量不一定大；加速度小，速度变化量不一定小；负加速度不一定小于正加速度；加速度为负，物体不一定做减速运动；加速度为正，物体不一定做加速运动；加速度减小，速度不一定减小；加速度增大，速度不一定增大；速度大小不变，加速度不一定为0；加速度不一定与速度共线。（3）匀变速直线运动和非匀变速直线运动匀变速直线运动：物体做直线运动，加速度不变的运动 a，v同向，匀加速直线运动；a，v