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文档简介

第1讲运动的描述基本概念——划重点之复习强化精细讲义系列考点1机械运动及质点考点2参考系考点3时刻和时间考点4位置、位移和路程考点5平均速度与瞬时速度考点6加速度考点1:机械运动及质点一.机械运动1.定义:一个物体相对于另一个物体的位置变化,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。2.说明:=1\*GB3①运动是绝对的,静止是相对的。=2\*GB3②宏观、微观物体都处于永恒的运动中。二.质点1.定义:用来代替物体的有质量的点。是一个是简化出来的理想的、抽象的模型,实际上不存在。2.一个物体可以看成质点的条件:物体的大小和形状在所研究的问题中能忽略不计时,可将物体视为质点,并非依据物体自身大小来判断。3.理想化方法突出主要因素,忽略次要因素,将实际问题简化为物理模型,是研究物理学问题的基本思维方法之一,这种思维方法叫理想化方法。质点就是利用这种思维方法建立的一个理想化物理模型。(1)质点的突出特点是“具有质量”和“占有位置”,但没有大小。(2)物理中的“质点”跟几何学中的点——相同点是都无大小和形状,不同点是一个有质量,一个无质量。(3)物体能否看做质点只需要重点关注所研究的问题,不能根据物体的大小,形状以及运动状态来判断是否看做质点。(4)“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象,实际并不存在。【典例1】下列说法正确的是()A.分析铅球运动的距离,可以把铅球视为为质点B.分析竞技体操男子双杠运动,可以把运动员视为质点C.分析跳台跳水运动的技术动作,可以把运动员视为质点D.分析竞技体操吊环运动,可以把运动员视为质点【典例2】以下情境中,划线的物体可以看作质点的是()A.计算火车通过大桥的时间B.分析宇宙飞船绕地球运动时的姿态控制问题C.研究车轮边缘的速度D.用北斗系统确定正在南极考察的科考队员的位置【典例3】关于质点,下列说法正确的是()A.质点一定是很小的物体B.质点是实际存在的有质量的点C.质点就是物体的重心D.质点是研究物体运动时的一种理想化模型【典例4】(多选)为了提高枪械射击时的准确率,制造时会在枪膛上刻上螺旋形的槽。这样,当子弹在枪管中运动时,会按照旋转的方式前进。离开枪管后,子弹的高速旋转会降低空气密度、侧风等外部环境对子弹的影响,从而提高子弹飞行的稳定性。下列关于子弹运动的说法正确的是()A.当研究子弹的旋转对子弹飞行的影响时可以把子弹看作质点B.当研究子弹射击百米外的靶子所用的时间时可以把子弹看作质点C.无论研究什么问题都可以把子弹看作质点D.能否将子弹看作质点,取决于我们所研究的问题考点2:参考系1.定义:在描述一个物体的运动时,用来作为标准(参考、假定为不动)的物体。2.说明:描述一个物体是否运动,决定于它相对于所选的参考系的位置是否发生变化,由于所选的参考系并不是真正静止的,所以物体运动的描述只能是相对的。参考系可以运动,也可以静止,但一个物体一旦被选做参考系就必须认为它是静止的。3.特性必需性研究物体的运动,必需选择参考系。任意性参考系的选取是任意的。统一性在同一个问题中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动,则必须选取同一个参考系。差异性描述同一个物体运动时,如果以不同的物体为参考系,观察结果可能不同。4.选取原则:除了研究对象外可任意选取。原则是以使研究物体的运动情况简单为原则;一般情况下如无说明,则以地面或相对地面静止的物体为参考系。【典例5】如图为甲、乙、丙三艘客船在一个码头上的情景图,其中甲船上的乘客看到乙船向东运动,乙船上的乘客看到丙船和码头都向东运动,丙船上的乘客看到甲船向西运动,那么码头上的人看到三艘船的运动情况是()A.三艘船都向东运动 B.甲船向东运动,其余两艘船向西运动C.丙船可能向东运动,也可能向西运动 D.乙船可能向东运动【典例6】如图所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河岸上的两条船上的旗帜分别向右向左飘,两条船运动状态是()A.A船肯定向右运动B.A船肯定是静止的C.B船肯定是向右的D.B船可能是静止的【典例7】如图所示,一人跳伞后飞机上的飞行员(甲)和地面上的人(乙)观察跳伞者的运动后,引发了对跳伞人员运动状况的争论,下列说法正确的是(

A.甲、乙两人的说法中必有一个是错误的 B.他们的争论是由于参考系的选择不同而引起的C.研究物体运动时不一定要选择参考系 D.参考系的选择只能是相对于地面静止的物体考点3:时刻和时间1.时刻:指某一瞬间.在时间轴上用一个点表示,如8:00上班指时刻。时刻与物体所处的状态(或位置)对应.如上图所示,第n秒末与第(n+1)秒初是指同一个时刻。2.时间间隔时间间隔指的是两时刻的间隔,在时间轴上用一段线段来表示,从开始到结束的时间,如一节课45分钟指时间。时间间隔与物体经历的过程(或位移)对应。如上图所示,“n秒内”是指n秒的时间,“第n秒内”是指第n个1秒的时间。“1s内”和“第1s内”表达的意义相同,都是时间轴上“0”至“1s”的时间间隔,“2s内”和“第2s内”表达的意义不同。用t1、t2等符号表示时刻,△t表示两个时刻的时间间隔,△t=t2t1。要注意严格区分时间间隔(时间)和时刻例如,“第6秒末”、“第7秒初”、“6秒末”等指的都是时刻而不是时间。“第6秒末”、“第7秒初”、“6秒末”指的是同一时刻,在时间轴上都是指t=6s这一点。“第4秒内”、“前2秒内”都是指时间间隔。其中“第4秒内”就是“第4秒初”(或“第3秒末”)到“第4秒末”这两个时刻之间的时间间隔,时间长度为1秒,在时间轴上指t=3s到t=4s两点间的时间间隔。【典例8】(多选)高铁开通后,从铁路售票网12306查询到G232次列车的信息如图所示,用电子地图测距工具测得青岛站到上海虹桥站的直线距离约为530.3km,下列说法正确的是()A.图中16:10表示时间间隔B.图中6时48分表示时间间隔C.530.3km表示青岛站到上海虹桥站的路程D.研究列车在地图上的位置,可视列车为质点【典例9】关于时刻和时间间隔,下列说法错误的是(

)A.物体在5s时指的是物体在5s末时,是指时刻B.物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔C.物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间间隔D.第4s末就是第5s初,指的是时刻【典例10】(多选)在如图所示时间轴上表示第1s初,第1s末,第2s初,第2s末,第2s内,前2s内,如图所示,时间数轴上标注的线段和点分别指下列哪些时间间隔和时刻()A.1s、5s B.1s、第5s末C.第2s内、第6s初 D.第3s内、第5s末考点4:位置、位移和路程1.位置:质点所在空间对应的点。建立坐标系后,质点的位置可以用坐标来表示,在一维、二维、三维坐标系中表示为s(x)、s(x,y)、s(x,y,z)。2.位移(1)质点位置坐标的变化量表示质点运动的位移。(2)位移是矢量,物体的位移仅由初、末位置决定,而与运动过程无关。位移的大小等于物体的初位置到末位置的直线距离;位移的方向是由初位置指向末位置。如图所示,不管物体(质点)自A点经路径Ⅰ、路径Ⅱ还是路径Ⅲ运动到B点,其位移都相同,都可用有向线段AB来表示。注意:位移的方向不一定是质点运动方向。如竖直上抛物体下落时,位移仍位于抛出点上方。3.路程:描述物体运动轨迹长度,是标量。物体一旦运动,路程就不会为零,且随着运动不断增大。(1)计算位移时,位置坐标要带符号运算.(2)位置坐标是相对的,是质点在某时刻所在的空间的一点.物体的位置坐标与坐标系的建立有关。同一位置,建立坐标系的原点不同或规定的正方向不同,物体的位置坐标就不同。(3)位移是绝对的。质点的末位置减初位置,物体的位置变化与坐标原点和正方向的选取无关。(4)位移与路程的区别与联系位移路程区别①物理意义不同:位移描述物体位置的变化;路程描述物体运动轨迹的长度。②决定因素不同:位移由初、末位置决定;路程由实际的运动路径决定。③运算法则不同:位移应用矢量的平行四边形定则;路程应用标量的代数运算。联系位移x与路程s的大小关系为x≤s,只有物体做单向直线运动时,其位移大小才等于路程。位移和路程永远不可能相等(类别不同,不能比较)。【典例11】关于位移和路程,下列四种说法中正确的是()A.位移其实就是路程B.位移用来描述直线运动,路程用来描述曲线运动C.位移取决于物体的始末位置,路程取决于物体实际通过的路线D.物体只要做直线运动,位移和路程在大小上就相等,只是位移有方向,是矢量,路程无方向,是标量【典例12】如图,一只篮球从离地H=2.5m高度处由静止下落,与地面发生碰撞后反弹至离地ℎ=1.8A.4.3m,0.7m B.4.3m,−0.7m【典例13】如图,从高出地面3m的A点竖直向上抛出一个小球,它上升5m后到达B点,然后回落,最后到达地面C。以竖直向上为正方向,下列叙述正确的是()A.若取地面C为坐标原点,A点的坐标xA=3m,整个过程中,小球的位移为0B.无论选择A、B、C中的哪一点作为坐标原点,整个过程中,小球的位移都等于3mC.从A到B的位移大于从B到C的位移,因为正数大于负数D.因为位移是矢量,从A到B的位移与从B到C的位移的大小无法比较【典例14】(多选)如图所示,某人沿着倾角为45°的楼梯从一楼A位置走到了二楼B位置,如果楼梯间的宽度为L,则人的位移大小和路程分别为()A.2L,5L B.2L,(1+2C.5L,2L D.5L,(1+2考点5:平均速度与瞬时速度1.速度:(1)定义:位移与发生这段位移所用时间的比值。(2)定义式:。(3)物理意义:描述物体运动快慢和方向的物理量。(4)单位:国际单位:m/s。常用单位:km/h,cm/s。1km/h=0.28m/s;1m/s=3.6km/h。(5)是矢量,既有大小,又有方向,速度的方向(物体运动的方向)和位移方向相同.①比较两个速度是否相同时,既要比较其大小是否相等,又是比较其方向是否相同。②分析物体运动速度时,既要计算速度的大小,又要确定速度的方向,不可只关注速度的大小。2.平均速度(1)定义:在变速运动中,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。(2)定义式:(适用于一切运动)。(3)意义:平均速度表示做变速直线运动的物体在某一段时间内的平均快慢程度,只能粗略地描述物体的运动。它与一段时间或一段位移相对应。(1)解题时必须指明求出的平均速度对应哪段时间或哪段位移,不指明对应过程的平均速度是没有意义的.(2)速度是矢量,正负号只表示速度的方向是否与正方向相同,与速度的大小无关.速度的大小只看绝对值,速度的绝对值相等,则速度的大小相等.(3)平均速度的大小一般不等于初、末速度大小的平均值,不能用直接计算,要根据定义式计算。(4)平均速度的方向与对应的时间内发生的位移的方向相同,与某一时刻的运动方向不一定相同.3.瞬时速度(1)定义:运动物体在某一时刻(或经过某一位置)时的速度。对应的是某一时刻,或者说某一瞬时、某一位置。(2)瞬时速度是矢量,大小等于运动物体从该时刻开始做匀速运动时速度的大小。方向:方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧。瞬时速度的大小称作瞬时速率(简称速率),是标量。(3)意义:精确地描述物体运动快慢。(4)瞬时速度的计算:粗略计算时我们可以用很短时间内的平均速度来求某时刻的瞬时速度。(1)平均速度与瞬时速度区分①一般由v=算出的是平均速度而不是瞬时速度。②平均速度过程量,与某一过程的位移、时间相对应;而瞬时速度是状态量,与某一瞬间的位置、时刻相对应。③平均速度是粗略描述质点运动快慢的物理量,而瞬时速度能精确地描述质点运动的快慢和方向。以某时刻(或某位置)为中心,选取包含该时刻(或该位置)的某一小段时间(或某一小段位移)计算出平均速度。当所选取的这一小段时间(或位移)越来越短时,计算出来的平均速度也就越能表示该时刻(或该位置)的瞬时速度。④平均速度的方向与所对应时间内位移方向相同,瞬时速度方向与质点所在位置的运动方向一致(就是该位置的切线方向),瞬时速度的方向与物体的运动方向完全一致。(2)平均速度、平均速率、瞬时速度及速率的区别与联系对比项平均速度平均速率瞬时速度速率(瞬时速率)公式标矢性矢量标量矢量标量方向与所对应时间内位移方向相同—瞬时速度方向与质点所在位置的运动方向一致—意义粗略地描述物体位置变化(或运动)快慢和方向的物理量粗略描述物体运动快慢的物理量精确地描述物体位置变化(或运动)快慢和方向的物理量精确地描述物体运动快慢联系(1)通常平均速率大于平均速度的大小,只有物体沿单向直线运动时,平均速率才等于平均速度的大小;(2)只要物体运动,平均速率就不可能为零,而平均速度却可能为零;(3)应明确平均速率不是平均速度的大小,它们的大小没有必然关系.速率表示瞬时速度的大小【典例15】关于速度和速率,下列说法正确的是(

)A.平均速度是物体通过的路程与所用时间的比值 B.瞬时速率就是瞬时速度的大小C.平均速率就是平均速度的大小 D.平均速度的方向就是物体运动的方向【典例16】有关瞬时速度、平均速度、平均速率,以下说法正确的是()A.平均速度是物体在一段时间内位移与所用时间的比值,方向沿运动轨迹的切线方向B.瞬时速度是指物体在某一位置或某一时刻的速度C.做匀速直线运动的物体,瞬时速度的大小不变,方向可能变化D.物体做变速运动时,平均速度是指物体通过的路程与所用时间的比值【典例17】关于速度的定义式v=ΔxΔA.物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移Δx成正比,与运动时间ΔB.速度v的大小与运动的位移Δx和时间ΔC.此速度定义式适用于任何运动D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量【典例18】在一次爬山比赛中,某人从山脚爬上山顶,然后又沿原路回到山脚。上山的平均速率为v1,下山的平均速率为v2,则此人往返一次的平均速度的大小和平均速率是(A.v1+v22,v1+【典例19】深中通道是国家重大工程和世界级跨海集群工程,全长约24千米,北距虎门大桥约30千米,小明计划周末从家坐车去深圳宝安机场,他事先用导航软件搜索路线,若选择走A路线,经过虎门大桥,路程约103千米,耗时约1小时50分钟;若选择走B路线,经过深中通道,路程约53千米,耗时约1小时10分钟,假设汽车实际行驶路程和时间与导航软件预计的相同,则下列说法正确的是()A.汽车通过两条路线的平均速度相同 B.汽车通过A路线的平均速度更大C.汽车通过A路线的位移更大 D.汽车通过A路线的平均速率更大【典例20】(多选)如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:1s、2s、3s、4s,下列说法正确的是()A.物体在AB段的平均速度为1m/sB.物体在ABC段的平均速度为52C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物体处于A点时的瞬时速度D.物体在B点的速度等于AC段的平均速度考点6:加速度1.速度变化量(1)物理意义:描述物体速度变化大小和方向的物理量,是过程量。(2)定义式:Δv=v-v0。(3)决定因素:Δv由v与v0进行矢量运算得到,由Δv=aΔt知Δv由a与Δt决定。(4)方向:由Δv或a的方向决定,与速度方向不一定相同。2.加速度(1)物理意义:描述运动物体速度变化快慢和方向的物理量。(2)速度的变化与发生这一变化所用时间的比值,也叫速度的变化率。(3)定义式:a=(即数值上等于单位时间内速度的变化)。决定因素:a不是由v、Δt、Δv来决定,而是由eq\f(F,m)来决定。(4)加速度是矢量现象上其方向与速度变化量方向相同,本质上与质点所受合外力方向一致。(1)加速度与速度、速度变化量的关系相关量比较项速度速度变化量△v=v2v1加速度定义物体的位移与所用时间的比值物体的末速度与初速度的差值速度变化量与所用时间的比值方向速度的方向就是物体运动的方向△v=a·△t,△v与a的方向相同a与△v的方向相同物理意义表示物体运动的快慢和方向表示物体速度变化的大小和方向表示物体速度变化的快慢和方向关系①v大,△v不一定大,a也不一定大,例如飞机飞行速度v很大,a可能等于0;②△v大,a也不一定大,a与v,△v没有直接的关系,例如列车由静止到高速行驶,△v很大,但经历时间也很长,故a不大;③a大,v不一定大,例如刚发射的火箭,v几乎是零,但a很大;④a的方向与△v方向一定相同,与v的方向不定相同(2)总结:①加速度、速度、速度变化量在大小上无任何关系;在方向上,加速度的方向和速度变化量的方向相同。②加速度的方向和初速度的方向相同,物体做加速运动;加速度的方向和初速度的方向相反,物体做减速运动。【典例21】根据加速度的定义式a=ΔA.速度越大,物体的加速度越大B.速度变化量越大,物体的加速度越大C.加速度的负号代表着物体一定在做减速运动D.物体的速度变化量为负时,加速度也一定为负【典例22】京张高铁(如图)是2022年北京冬奥会的重要交通保障设施,于2019年12月30日8时30分开始运营,全程长约为174km,最高设计速度为350km/h,从北京北站到张家口站只需56分钟,开启了世界智能高铁的先河。将动车组视为质点,某时刻速度为v1,沿直线运动经过一小段时间Δt后速度变为v2。用Δv表示动车组在这段时间内速度的变化量,用a表示动车组在这段时间内的加速度,下列说法正确的是()A.若Δv>0,则动车组一定做加速运动B.若Δv<0,则动车组一定做减速运动C.a的方向一定与Δv的方向相同D.a的方向可能与Δv的方向相反【典例23】(多选)一物体做加速度不变的直线运动,某时刻速度的大小为4m/s,1s后速度的大小为10m/s。则在这1s内,下列说法中正确的是()A.速度变化量的大小一定等于6m/s B.速度变化量的大小可能等于6m/sC.加速度的大小一定等于14m/s2 D.加速度的大小可能等于14m/s2【典例24】(多选)关于速度、速度的变化量和加速度,正确的说法是()A.物体运动时,速度的变化量越大,它的加速度一定越大B.速度很大的物体,其加速度不一定为零C.某时刻物体的速度为零,其加速度可能很大D.加速度很大时,运动物体的速度一定很快变大【典例25】(多选)关于加速度,下列说法正确的是()A.速度变化越大,加速度一定越大B.物体运动的加速度大,其速度不一定大C.若物体的速度变化,则其运动状态一定发生变化D.加速度不断减小,速度变化量也一定不断减小E.加速度的方向与∆v的方向一定相同F.速度变化所用时间越短,加速度一定越大G.速度变化越快,加速度一定越大H.速度为零,加速度一定为零;物体的加速度为零,其速度也一定为零I.加速度是描述速度变化快慢的物理量J.运动物体速度变化量的大小与速度变化快慢在实质上是同一个意思K.物体的加速度不断减小,则该物体的速度一定不断减小L.物体的加速度不为零时,它的速度一定变化M.加速度方向保持不变,速度方向也一定保持不变N.加速度为正值,则速度增加;加速度为负值,则速度减小一、单选题1.下列问题中;可以将物体看作质点的是()A.研究空中跳水运动员的动作 B.研究地球的自转C.研究飞船的最佳运行轨道 D.研究一列火车通过长江大桥所需的时间2.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。要看到这一现象需满足的条件是()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3.研究物体的运动时,在一定条件下可以将物体视为质点,在物理学中,这种研究方法属于理想化模型。以下比赛项目中,可将运动员视为质点的是()A.体操的动作 B.蹦床技巧C.自行车4千米追逐赛 D.花样游泳4.京津城际铁路是中国建成的第一条高速铁路,它于2008年8月1日正式开通运营。在该铁路上,动车组运行的最高速度可达110m/s。在某次试验中,动车组的速度从10m/s增加到A.10m/s2 B.8m/5.关于质点,下列叙述中正确的是()A.质量很小的物体都可以看作质点B.体积很小的物体都可以看作质点C.某些情况下地球可看作质点D.以上都不对6.赵凯华教授说过“加速度是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念……”下列关于加速度说法中正确的是()A.速度大,加速度一定大B.物体做减速运动时,加速度的方向与速度变化量的方向相反C.速度正在变大,则加速度也一定在变大D.物体可能做加速度正在减小的加速运动7.下列关于运动的基本概念的说法,正确的是()A.为方便研究物理问题,体积小的物体均可以视为质点B.加速度a=ΔC.速度v=ΔD.由速度v=ΔxΔt可知,当8.杜甫的《八阵图》中写到“功盖三分国,名成八阵图”,八阵图在民间影响极为深远。一个人晨练,按图示路线做半径R=8m的八阵图运动,中央的“S”部分是两个直径为R的半圆。他从A点出发沿曲线ADCOABC行进,则从出发到他第二次经过C点时的位移x为(

A.x=16m,正南方向 B.x=24πm,东偏南C.x=24πm,正南方向 D.x=16m,东偏南9.如图所示,物体沿边长为x的正方形由A如箭头所示的方向运动到D,则它的位移和路程分别是()A.0,0 B.3x向下,3x向下C.x向上,3x D.0,3x向上10.煤矿安检员在一次巡检中,乘坐矿井电梯从A井竖直向下运动了120m到达井底,然后在井底又沿着水平隧道向东走了160m到达B井,最后从B井乘坐电梯竖直向上返回地面。若A、B两个井口恰在同一水平面上,则此次巡检中安检员()A.发生的位移是200m,方向向东;通过的路程是160mB.发生的位移是400m,方向向东;通过的路程是160mC.发生的位移是160m,方向向东;通过的路程是400mD.发生的位移是160m,方向向东;通过的路程是200m11.下列说法中正确的是()A.速度不变的运动是匀速直线运动B.对于匀速直线运动来说,路程就是位移C.物体的位移越大,平均速度一定越大D.物体在某段时间内的平均速度越大,在这段时间内任意一个时刻的瞬时速度也一定越大12.下列关于速度的说法中正确的是()A.速度是表示物体运动快慢的物理量,它既有大小,又有方向,是矢量B.平均速度就是速度的平均值,它只有大小没有方向,是标量C.瞬时速率有时简称速率,它表示瞬时速度的大小,是矢量D.若物体在某段时间内的平均速度等于零,则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零13.汽车在平直的路面上做直线运动,初速度是v1,经过一段时间Δt后速度变为v2,用Δv表示Δt时间内速度的变化量,用有向线段表示速度的变化量Δv。则下图中能正确表示汽车做减速运动的是()A. B.C. D.14.小华绕着周长为400米的运动场,跑了一圈,又回到了起始位置,总共用时1分20秒,下列说法正确的是(

)A.小华运动的位移为400米 B.小华运动的路程为零C.小华的平均速度为5m/s15.在如图所示的时间轴上,以t0=0为计时起点,下列说法中正确的是(A.t2表示时刻,称为第2s末或前3s初B.t1~t2表示时间间隔,称为第1s内C.t0~t2表示时间间隔,称为前2s或第2s内D.tn1~tn表示时间间隔,称为第ns内16.下列关于位移和路程的说法正确的是()A.位移和路程总是大小相等,但位移是矢量,路程是标量B.位移是描述直线运动的,路程是描述曲线运动的C.位移只取决于初末位置,而路

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