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第一章 运动的描述基本概念
知识点一 ：机械运动及质点
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运动是绝对的，静止是相对的。
②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。
知识点一 ：机械运动及质点
（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。
注意
知识巩固：
例题1：（多选）神舟十四号飞行乘组在中国空间站开设了“天宫课堂”第三课，航天员刘洋演示了“水球变‘懒’”实验，对比吞入钢珠前后水球的形变情况；航天员陈冬演示了“会调头的扳手”实验，对比两把扳手在空中的不同旋转情况。水球和扳手简化如图所示，则下列说法不正确的是（　　）
A．观察水球的形变时可以将水球看成质点
B．研究两把扳手的旋转情况时可以将扳手看成质点
C．由于空间站体积大，任何时候都不能看成质点
D．研究空间站绕地球运行的轨迹时可以把空间站看成质点
例题2：下列关于运动员的叙述正确的是（　　）
A．研究高山滑雪运动员滑行快慢时，不能把运动员视为质点
B．研究自由式滑雪空中动作时，可以把运动员视为质点
C．研究速度滑冰运动员过弯道技术可以把运动员视为质点
D．裁判员给花样滑冰运动员打分，不能把运动员视为质点
例题1；答案ABC
【详解】A．水球的体积和形状不能忽略，不能看成质点，故A错误；
B．研究两把扳手的旋转情况时，扳手的体积和形状不能忽略，不能看成质点，故B错误；
CD．空间站体积虽然大，但其体积对于所研究的问题无影响或可以忽略时（比如研究空间站绕地球的运动时）可以看成质点，故D正确，C错误。故选ABC
例题2：答案D
【详解】A由于滑行距离远大于运动员自身大小，能把其视为质点，故选项A错；
B．研究自由式滑雪空中运动时，需要考虑到身体不同部位的动作，不可以把运动员视为质点，故选项B错误；
C．研究速度滑冰运动员过弯道技术时，需要考虑到身体不同部位的动作，不可以把运动员视为质点，故选项C错误；
D．裁判员给花样滑冰运动员打分，需要考虑到身体不同部位的动作，不能把运动员视为质点，故选项D正确。
知识巩固：
知识点二：参考系
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
（1）必需性：研究物体的运动，必需选择参考系。
（2）任意性：参考系的选取是任意的。
（3）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。
（4）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。
知识巩固：
例题3:003号航母“福建舰”已经正式下水，服役后我国可在紧急时刻组成三支航母战斗群。如图所示是舰载机在“辽宁舰”上起飞的情景，下列说法正确的是（　　）
A．选舰载机为参考系，“辽宁舰”是静止的
B．选舰载机为参考系，舰载机驾驶员是运动的
C．选“辽宁舰”为参考系，舰载机是运动的
D．选舰载机驾驶员为参考系，“辽宁舰”是静止的
例题4:(多选）甲、乙、丙三人各自乘一架直升机。甲看到楼房匀速上升；乙看到甲机匀速上升；丙看到乙机匀速下降；甲看到丙机匀速上升。那么甲、乙、丙相对于地面的运动情况不可能是（　　）
A．甲、乙匀速下降，且v乙>v甲，丙停在空中
B．甲、乙匀速下降，且v乙>v甲，丙匀速上升
C．甲、乙匀速下降，且v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙D．甲、乙匀速下降，且v乙>v甲，丙匀速下降，且v丙>v甲
例题3【答案】C
【详解】A．选舰载机为参考系，“辽宁舰”是运动的。故A错误；
B．选舰载机为参考系，舰载机驾驶员是静止的。故B错误；
C．选“辽宁舰”为参考系，舰载机在“辽宁舰”上起飞过程，舰载机是运动的。故C正确；
D．选舰载机驾驶员为参考系，“辽宁舰”是运动的。故D错误。
故选C。
例题4【答案】D
【详解】AB．甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地匀速下降。乙看到甲匀速上升，说明乙匀速下降，而且v乙>v甲。甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，丙可能停在空中，也可能匀速上升；故AB正确；
CD．甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降，丙可能匀速下降，且v丙故选D
知识巩固：
知识点三：时刻与时间
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=t2-t1。
知识点三：时刻与时间
注意
要注意严格区分时间间隔（时间）和时刻
例如，“第5秒末”、“第6秒初”、“5秒末”等指的都是时刻而不是时间。“第5秒末”、“第6秒初”、“5秒末”指的是同一时刻，在时间轴上都是指t=5s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，为1秒。
知识巩固：
例题5:（多选）下列计时数据指时间间隔的是（　　）
A．2022年9月6日10时24分，酒泉卫星发射中心成功将微厘空间一号S3/S4试验卫星发射升空
B．某同学在校运动会上110m跨栏成绩是14. 10s
C．一辆汽车在第10开始行驶了200m。
D．我们12时15分开始吃午饭
例题6:下列关于时刻和时间说法不正确的是（　　）
A．时刻对应位置、时间对应位移
B．第3秒内指的是第2秒末到第3秒末这1秒的时间内
C．第3秒指的是3秒的时间
D．2秒末就是3秒初，指的是时刻
知识巩固：
例题5【答案】BC
【详解】A．2022年9月6日10时24分，酒泉卫星发射中心成功将微厘空间一号S3/S4试验卫星发射升空，2022年9月6日10时24分是时刻，故A错误；
B．某同学在校运动会上110m跨栏成绩是14. 10s，14. 10s是时间间隔，故B正确；
C．一辆汽车在第10s开始行驶了200m，第10s是时间间隔，故C正确；
D．我们12时15分开始吃午饭，12时15分是时刻，故D错误。
故选BC。
例题6【答案】C
【详解】A．时刻是某个瞬间对应某个位置，在时间轴上是指某个点，时间是指一段时间，对应一个过程即某个位移，在时间轴上是一段距离，所以A正确；
BC．第3秒内指的是第2秒末到第3秒末这1秒的时间内，所以B正确；C错误；
D．2秒末就是3秒初，指的是同一时刻，所以D正确；
故选C。
知识点四：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。
知识点四：位置、位移和路程
注意
（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”
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）。
知识巩固：
例题7多选：于位置坐标的变化量，下列说法中不正确的是（　　）
A．位置坐标的变化量表示物体运动的路程
B．位置坐标的变化量的正负表示运动的方向
C．位置坐标的变化量的正负表示位移的方向
D．位置坐标的变化量表示物体运动的位移
例题8多选：关于位移和路程，下列说法:正确的是（　　 ）
A．在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体一定是静止的
B．在某一段时间内物体运动的路程为零，则该物体一定是静止的
C．在直线运动中，物体的位移大小可能等于其路程
D．在曲线运动中，物体的位移大小一定小于路程
例题7【答案】AB
【详解】位移是指从初位置指向末位置有向线段的长度，是位置坐标的变化量，所以位置坐标的变化量表示物体运动的位移，变化量的正负表示位移的方向，故CD正确，AB错误。
知识巩固：
例题8【答案】BCD
【详解】A．位移为矢量，只看初末位置，则在某一段时间内，物体可能是初末位置相同，但中间时间处于运动状态，故A错误；
B．路程为标量，则在某一段时间内物体运动的路程为零，说明物体速率始终为零，则该物体一定是静止的，故B正确；
C．在直线运动中，当物体做单向直线运动时，物体的位移大小等于其路程，故C正确；
D．位移为矢量，只看初末位置，则在曲线运动中，物体的位移大小一定小于路程，故D正确。
故选BCD。
知识点五：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）物理意义：描述物体运动快慢和方向的物理量。
（3）单位：国际单位：m/s。常用单位：km/h，cm/s。1km/h=0.28 m/s；1 m/s =3.6km/h。
（4）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.
注意：
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。
知识点五：平均速度与瞬时速度
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运动。公式 （适用于一切运动）。
（2）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
注意
（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。
知识点五：平均速度与瞬时速度
注意
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。
知识巩固：
例题9（多选）关于速度的说法，下列各项中不正确的是(　　)
A．速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快
B．速度描述物体的位置变化快慢，速度大表示物体位置变化大
C．速度越大，位移也就越大
D．速度的大小就是速率，速度是矢量，速率是标量
例题10（多选）关于瞬时速度和平均速度，下列说法中正确的是 （　　）
A．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都为零
B．对于匀速直线运动，其平均速度跟哪段时间（或哪段位移）无关
C．极短时间内的平均速度可认为等于瞬时速度
D．平均速度越大，瞬时速度就越大
知识巩固：
例题9【答案】BC
【详解】A．由速度的物理意义知，速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示物体运动得快，A正确；
BC．速度大物体位置变化不一定大，位移不一定大，还与时间有关，BC错误；
D．速度的大小就是速率，速度是矢量，速率是标量，D正确。
故选BC。
例题10【答案】BC
【详解】A．若物体在某段时间内的平均速度等于零，它在这段时间内任一时刻的瞬时速度不一定都为零，比如物体匀速运动一周，故A错误。
B．对于做匀速直线运动的物体，其平均速度是恒定不变的，跟哪段时间（或哪段位移）无关，故B正确
C．确极短时间内的平均速度可认为等于瞬时速度，故C正确.
D．平均速度是位移与时间的比值，平均速度大瞬时速度不一定大，故D错误；
故选BC。

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