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第一章 运动的描述
物理必修第一册 人教版2019
在我们周围，到处可以看到物体在运动：汽车在公路上行驶，巨轮在海上航行，飞机在天空中飞行，树叶在摇动，鸟儿在飞翔……就连我们脚下的地球，也在不停地自转、公转。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，叫作机械运动（mechanical motion）。在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫作力学（mechanics）。人们在力学的研究中，不仅认识了物体做机械运动的规律，而且还创立了科学研究的基本方法。这一章，我们学习机械运动的描述。
质点 参考系
01
时间 位移
02
速度 平均速度和瞬时速度
03
第一章 运动的描述
加速度
04
两种运动学图像初步应用
05
本章思维导图
第一章 运动的描述
考点01 质点 参考系
第一章 运动的描述
知识一 质点
1.对质点模型的理解
(1)质点是一种 物理模型，实际中并不存在。
(2)质点不同于几何中的“点”，它是 了物体的大小和形状的有质量的点，而几何中的“点”仅仅表示空间中的某一位置。
2.物体能否看成质点的判断方法
首先找出所要研究的问题，当物体的大小和形状对研究问题的影响可以 时，才能把物体看成质点，即物体能否看成质点由所研究问题决定，而不是依据物体自身大小和形状来判断。
理想化
忽略
忽略不计
知识二 参考系
1.定义：要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体作为 ，观察物体的位置相对于这个“其他物体”是否随时间 ，以及怎样变化。这种用来作为参考的物体叫作________。
2.参考系对观察结果的影响：参考系可以 选择，但选择不同的参考系来观察同一个物体的运动，观察结果可能______。
参考
变化
参考系
任意
不同
【例1】下列物体或人，可以看作质点的是（　　）
A．研究一列匀速运动的火车通过某电线杆所用的时间
B．研究汽车在斜坡上有无翻倒的危险
C．研究跳水冠军伏明霞在跳水比赛中的空中姿态
D．研究奥运冠军王军霞在万米长跑中的平均速度
一、 质点
D
一、 质点
【详解】
A．研究一列匀速运动的火车通过某电线杆所用的时间时，火车的长度不可以忽略，不可以看作质点，A错误；
B．研究汽车在斜坡上有无翻倒的危险时，汽车的大小和形状对有无翻到影响很大，不能把汽车看作质点，B错误；
C．研究跳水冠军伏明霞在跳水比赛中的空中姿态时，大小和形状不能忽略，不可以看作质点，C错误；
D．研究奥运冠军王军霞在万米长跑中的平均速度时，运动员的大小可忽略不计，可看作质点，D正确。
故选D。
【例2】如图所示是特技跳伞运动员的空中造型图。当运动员保持该造型向下落时，其中一名运动员A俯视大地时，看到大地迎面而来。下列说法正确的是（　　）
A．若运动员A以对面的运动员为参考系，他是运动的
B．若运动员A以旁边的运动员为参考系，地面是静止的
C．当他俯视大地时，看到大地迎面而来，是以大地为参考系的
D．以大地为参考系，运动员是运动的
二、 参考系
D
二、 参考系
【详解】
A．若运动员A以对面的运动员为参考系，他是静止的，故A错误；
B．若运动员A以旁边的运动员为参考系，地面是运动的，故B错误；
C．当他俯视大地时，看到大地迎面而来，是以他自己为参考系，故C错误；
D．以大地为参考系，运动员是运动的，故D正确。
故选D。
考点02 时间　位移
第一章 运动的描述
知识一 时刻和时间间隔
1.时刻：表示某一时间点，即瞬间，在时间轴上用____来表示。
2.时间间隔：表示某一时间段，在时间轴上用______来表示。
3.时刻与时间间时刻和时间间隔隔的联系：两个时刻之间的过程即为__________。
点
线段
时间间隔
知识二 位移和路程
位移 路程
区别 物理意义 表示物体的 变化 表示物体运动 的长度
大小 等于初位置到末位置的距离，与运动轨迹 。 按运动 计算的实际长度
标矢性 ，是矢量 ，是标量
联系 (1)两者单位相同， 在国际单位制中，其单位都是“米”(2)同一运动过程中路程不小于位移大小， 在 中，位移大小等于路程 位置
轨迹
无关
轨迹
有方向
无方向
单向直线运动
【例3】古往今来，圣哲先贤无一不惜时如金。如陶渊明《杂诗十二首·其一》中写到：“盛年不重来，一日难再晨。”下列关于时间的说法正确的是（　　）。
A．7:40上课，其中“7:40”指的是时间间隔
B．每天不得少于2小时室外锻炼，“2小时”指的是时刻
C．时间不会倒流，所以时间有方向，是矢量
D．“中华五千年”中的“五千年”指的是时间间隔
一、 时刻和时间间隔
D
一、 时刻和时间间隔
【详解】
A．7:40上课，其中“7:40”对应时间轴上的一个点，指的是时刻，故A错误；
B．每天不得少于2小时室外锻炼，“2小时”在时间轴上对应一段距离，指的是时间间隔，故B错误；
C．时间只有大小，没有方向，是标量，故C错误；
D．“中华五千年”中的“五千年”在时间轴上对应一段距离，指的是时间间隔，故D正确。
故选D。
【例4】手机给人民生活带来很多便利，某些出行软件极大地方便了自驾出行一族。关于图中的导航信息，下列说法正确的是（　　）
A．图中的“预计10：57到达”指的是时间间隔
B．图中的“25公里”“26公里”“32公里”指的是位移
C．图中的“1小时8分”“1小时5分”“1小时8分”指的是时间间隔
D．图中的“距离最短”方案驾车距离最短，其路程等于位移大小
二、 位移和路程
C
二、 位移和路程
【详解】
A．图中的“预计10：57到达”指的是时刻。A错误；
B．图中的“25公里”“26公里”“32公里”指的是路程；B错误；
C．图中的“1小时8分”“1小时5分”“1小时8分”指的是时间间隔。C正确；
D．图中的“距离最短”方案驾车距离最短，其路程大于位移大小。D错误。
故选C。
考点03　速度 平均速度和瞬时速度
第一章 运动的描述
知识一 速度
1.定义及物理意义：位移与发生这段位移所用时间______，表示物体运动的______和方向。
之比
快慢
3.单位：在国际单位制中，速度的单位是________，符号是m/s或m·s－1。常用单位还有__________(km/h或km·h－1)、厘米每秒(cm/s或cm·s－1)等。
4.矢量性：速度既有大小，又有方向，是______。速度v的方向与时间Δt内的__________的方向相同。
米每秒
千米每时
矢量
位移Δx
知识二 平均速度、瞬时速度和平均速率
平均速度 瞬时速度
区别 反映一段时间内物体运动 的 。 精确描述物体运动的快慢及方向
对应一段时间(位移)， 是 。 对应某一时刻(位置)，是 。
方向与 的方向相同，与运动方向不一定相同 方向就是该时刻物体的 ，不一定与位移方向相同
共同点 都是 ，单位都是m/s 联系 瞬时速度就是平均速度在时间趋于零时的极限值 平均快慢程度和方向
过程量
状态量
位移
运动方向
矢量
知识二 平均速度、瞬时速度和平均速率
注意：
(1)对于同一个运动过程，平均速度的大小通常 平均速率，只有在 运动中，平均速度的大小才 平均速率，但即便如此，也不能说平均速度的大小就是平均速率，因为概念不同。
(2)求解平均速度(率)时要明确哪段时间以及相应的位移(路程)。
(3)分析瞬时速度则要明确哪个时刻以及相应的位置。
小于
单方向的直线
等于
【例5】某人从甲地到乙地的平均速率为，然后又从乙地原路返回到甲地的平均速率为，则往返甲、乙两地的平均速度的大小和平均速率是（　　）
A．， B．，
C．0， D．0，
一、 平均速度
D
一、 平均速度
【详解】
某人往返一次，位移为零，则某人的平均速度的大小为设某人从甲地到乙地的路程为s， 运动的时间为，则从乙地原路返回到甲地的时间为，则则某人往返一次的平均速率为。
故选D。
【例6】—旅客坐高铁从北京西到广州南的G77次列车上午8：00点发车，当日下午16：00点到达，该次旅程约2200km。已知北京到广州的直线距离约为1980km，某次该旅客发现车厢内的显示屏上如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．旅客此次旅程的平均速率为237.5km/h，显示牌上的“301km/h”是平均速度的大小
B．旅客此次旅程的平均速率为237.5km/h，显示牌上的“301km/h”是瞬时速度的大小
C．旅客此次旅程的平均速率为275km/h，显示牌上的“301km/h”是平均速度的大小
D．旅客此次旅程的平均速率为275km/h，显示牌上的“301km/h”是瞬时速度的大小
二、 瞬时速度
D
二、 瞬时速度
【详解】
根据题意可得，乘坐G77从北京西到广州南所用时间t=16：00-8：00=8h运行里程s=2200km平均速率为显示牌上的“301km/h”是某一时刻的速率，即瞬时速度的大小。
故选D。
考点04　加速度
第一章 运动的描述
知识一 加速度
1.定义：速度的________与发生这一变化所用时间之比。即a＝ _______ 。
2.单位：在国际单位制中，加速度的单位是______________，符号是m/s2或m·s－2。
3.矢量性：加速度既有大小，又有方向，是矢量。
4.物理意义：表示物体速度__________的物理量，也叫速度对时间的变化率。
变化量
米每二次方秒
变化快慢
速度v 速度的变化量Δv 加速度a
表达式 Δv＝v2－v1
方向 v的方向与Δt内Δx的方向 。 Δv的方向由初、末速度 。 a的方向与Δt内Δv的方向 。
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
知识二 速度、速度的变化量、加速度的比较
相同
决定
相同
知识三 加速与减速的判断
同向
加速度与速度的方向关系
1.物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的 ，而不是看加速度的大小，加速度的大小只是反映速度变化的快慢。
①a与v （加速直线运动）
a不变，v随时间均匀增加
a增大，v增加的越来越快
a减小，v增加的越来越慢
知识三 加速与减速的判断
反向
②a与v （减速直线运动）
a不变，v随时间均匀减小
a增大，v减小的越来越快
a减小，v减小的越来越慢
2.a的正负，只表示加速度的方向与正方向的关系，不表示物体是加速还是减速。
【例7】蹦床是游乐场非常受欢迎的运动，一位小朋友从某高度落下，以大小为4m/s的竖直速度着网。与网作用后，沿着竖直方向以大小为6m/s的速度弹回。已知小朋友与网接触的时间，那么小朋友在与网接触的这段时间内，加速度的大小和方向分别为（　　）
A．，竖直向下
B．，竖直向上
C．，竖直向下
D．，竖直向上
一、 加速度的大小
D
一、 加速度的大小
【详解】
取着网前的速度方向为正方向，则，则加速度为负号说明加速度的方向与正方向相反，故运动员在与网接触的这段时间内加速度的大小为，方向向上。
故选D。
【例8】关于速度、速度的变化量和加速度，下列说法正确的是（　　）
A．物体运动的速度变化量越大，它的加速度一定越大
B．速度很大的物体，其加速度可能为零
C．某时刻物体的速度为零，其加速度不可能很大
D．加速度增大时，物体运动的速度一定变大
二、 速度、速度变化与加速度的关系
B
二、 速度、速度变化与加速度的关系
【详解】
A．根据可知，加速度a由速度的变化量和时间共同决定，虽然大，但a不一定大，A错误；
B．根据可知，物体的加速度跟速度的变化率成正比，与物体的速度的大小无关，如果物体速度很大，但做匀速直线运动，则加速度为零，B正确；
C．当物体的速度为零时，若物体所受的合外力不为零，其加速度不为零，可能很大，C错误；
D．物体加速度增大，只代表物体速度的变化加快，并不代表物体的速度变大，物体速度可以变大，也可以变小，D错误。
故选B。
【例9】物体某时刻的速度为，加速度为，它表示（　　）
A．物体的加速度方向与速度方向相同，速度在减小
B．物体的加速度方向与速度方向相同，速度在增大
C．物体的加速度方向与速度方向相反，速度在减小
D．物体的加速度方向与速度方向相反，速度在增大
三、 加速与减速的判断
C
三、 加速与减速的判断
【详解】
由题可知速度v和加速度a的方向相反，则速度在减小。
故选C。
考点05　两种运动学图像初步应用
第一章 运动的描述
x/m
400
300
200
100
0
5
10
15
20
t/s
A
B
1.可以读出任意一个时刻对应的 ，也可以读出物体在任意一个位置时所对应的时刻；
2.可以读出任意一段 所对应的时间；也可以求出任意一段时间内的位移；
3.x-t图像不是反映物体的运动 ，而是物体位移与时间的关系
知识一 位移时间(x-t)图像
位置
位移
轨迹
x/m
400
300
200
100
0
5
10
15
20
t/s
A
B
4.x-t图像的斜率物理意义：表示物体的 。
6.x-t图像的斜率为 ，说明物体沿正方向运动，图像向上倾斜；x-t图像的斜率为 ，说明物体沿负方向运动，图像向下倾斜。
5.x-t图像的斜率越大，说明速度 ，物体运动的越快。
知识一 位移时间(x-t)图像
速度
越大
正
负
x/m
400
300
200
100
0
5
10
15
20
t/s
A
B
7.x-t图像的斜率不变，说明物体做 直线运动，x-t图像的切线斜率变化，说明物体做的是 直线运动。
8.x-t图像平行于t轴，说明物体处于 状态。
9.两x-t图像相交于一点，说明此时刻两物体 。
知识一 位移时间(x-t)图像
匀速
非匀速
静止
相遇
知识二 速度时间（v-t）图像
速度随时间变化
1.可以读出任意一个时刻对应的速度，也可以读出物体在任意一个速度时所对应的时刻；
2.可以求出任意一段时间内的速度变化量；
3.v-t图像物体 的规律。
v(m/s)
4
3
2
1
0
5
10
15
20
t/s
6.v-t图像的斜率为 ，说明物体加速度方向与正方向一致，图像向上倾斜；
v-t图像的斜率为 ，说明物体加速度方向与正方向相反，图像向下倾斜。
知识二 速度时间（v-t）图像
加速度
越大
正
4.v-t图像的斜率物理意义：表示物体的 。
5.v-t图像的斜率 ，说明加速度越大，物体速度变化的越快。
v(m/s)
4
3
2
1
0
5
10
15
20
t/s
负
8.加速度方向：
①速度图像 倾斜，加速度为正；
②速度图像 倾斜，加速度为负。
知识二 速度时间（v-t）图像
上方
下方
向上
7.速度的方向：
①速度图像在t轴 ，速度为正；
②速度图像在t轴 ，速度为负。
v(m/s)
4
3
2
1
0
5
10
15
20
t/s
B
C
向下
【例10】如图所示为A、B两物体在同一直线坐标系中运动的图像，则下列关于物体运动的说法正确的是（　　）
A．A物体在0时刻至第8s末，运动方向改变2次
B．两物体在第5s末相遇
C．A物体在2~7s时间内位移为4m
D．0~5s内两物体的平均速度不相同
一、 x-t图像
B
一、 x-t图像
【详解】
A．由图像分析可知，A物体在0时刻至第8s末，运动方向改变了1次，故A错误；
B．当时，两物体都处于3m的位置，所以两物体在此刻相遇，故B正确；
C．分析图像可知，A物体在2~7s时间内的位移为-4m，故C错误；
D．0~5s内两物体的位移都为3m，所以根据平均速度的定义式可知，两物体的平均速度同，故D错误。
故选B。
【例11】某火箭由地面竖直向上发射时，其v-t图像如图所示，则下列表述正确的是（　　）
A．火箭在t2～t3时间内向下运动
B．火箭在t1～t2时间内加速度最大
C．0～t3时间内，火箭一直向上运动
D．火箭运动过程中的最大加速度大小为
二、 v-t图像
C
二、 v-t图像
【详解】
AC．由题图看出，火箭的速度一直为正值，说明火箭一直在上升，故A错误，C正确；
BD．由v-t图像的斜率等于火箭的加速度，知在t2～t3时间内加速度最大，最大加速度大小为故BD错误。
故选C。
　课堂巩固与总结
第一章 运动的描述
1．如图为某校田径运动会比赛时的场景，某同学参加比赛，此项目开始，该同学的比赛成绩为。已知操场跑道一圈为，下列说法正确的是（　　）
A．10：30为时间间隔
B．比赛过程中该同学的平均速度为
C．研究该同学跑步的姿势时，不可以将该同学看成质点
D．跑步途中该同学感觉自己在后退，他可能是以地面为参考系
C
课堂巩固
课堂巩固
【详解】
A．10：30为时刻，故A错误；
B．操场跑道一圈为，某同学参加比赛，位移为零，比赛过程中该同学的平均速度为0，故B错误；
C．研究该同学跑步的姿势时，不可以将该同学看成质点，故C正确；
D．跑步途中该同学感觉自己在后退，他可能是以身旁的同学为参考系，故D错误。
故选C。
2．在日常的驾车出行中，导航软件已经成为了重要的辅助工具。如图所示是某导航软件在导航过程中的画面截图，根据图中提供的信息，下列说法正确的是（　　）
A．在研究导航过程中车辆所处位置时不可以把车看作质点
B．图中的“5公里”表示该车在当前路段仍需行驶的位移
C．图中的“13：02”表示该车到达目的地所需的时间间隔
D．图中的“区间车速84”表示该车经过特定区间的平均速率为84km/h
D
课堂巩固
课堂巩固
【详解】
在研究导航过程中车辆所处位置时，汽车的大小和形状可忽略不计，则可以把车看作质点，A错误；图中的“5公里”表示该车在当前路段仍需行驶的路程，B错误；图中的“13：02”表示该车到达目的地的瞬间即时刻，C错误；图中的“区间车速84”表示该车经过特定区间的平均速率为84km/h，D正确。
故选D.
3．将一条长为的纸带扭转180°后连接两端就构成了一个莫比乌斯环，不考虑连接纸带时的长度损失。一只蚂蚁以恒定的速率从点沿纸带中线向前爬行，当其再一次来到点的整个过程中，蚂蚁的（　　）
A．路程为
B．位移的大小为
C．加速度始终不为零
D．平均速度不为零
C
课堂巩固
课堂巩固
【详解】
A．路程指运动轨迹的长度，可知，蚂蚁的路程为2L，故A错误；
B．位移指由始位置指向末位置的有向线段，题中始末位置相同，则蚂蚁的位移为0，故B错误；
C．图中蚂蚁速度大小一定，方向在变化，可知速度在变化，根据加速度定义式可知，蚂蚁的加速度始终不为零，故C正确；
D．平均速度等于总位移与总时间的比值，结合上述可知，蚂蚁的位移为零，则蚂蚁的平均速度为零，故D错误。
故选C。
4．下列几种运动中，不可能存在的是（　　）
A．汽车向东行驶，加速度的方向向西
B．汽车行驶过程中，速度逐渐增大，加速度逐渐减小
C．汽车行驶过程中，速度变化量的方向向东，加速度的方向向西
D．飞机飞行过程中的加速度小于自行车行驶过程中的加速度
C
课堂巩固
课堂巩固
【详解】
A．汽车向东行驶，如果做减速运动，则加速度的方向向西，该描述的运动可能存在，故A不符合题意；
B．汽车行驶过程中，速度逐渐增大，但是速度增大的越来越慢，则加速度逐渐减小，该描述的运动可能存在，故B不符合题意；
C．速度变化量的方向与加速度的方向一定相同，则汽车的速度变化量的方向向东，加速度的方向一定也向东，该描述的运动不可能存在，故C符合题意；
D．飞机飞行过程中的速度很大，若匀速飞行，加速度为零，则加速度可能小于自行车行驶过程中的加速度，该描述的运动可能存在，故D不符合题意。
故选C。
5．如图所示，图像和图像中，给出的四条图线1、2、3、4代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（　　）
A．图像中图线1表示物体做曲线运动
B．图像中时刻物体1的速度小于物体2的速度
C．图像中时间内物体4的平均速度大于物体3的平均速度
D．图像中，时刻物体4开始反向运动
C
课堂巩固
课堂巩固
【详解】
图像只能描述直线运动中位移与时间的关系，不是实际的运动轨迹，不能描述曲线运动，故A错误；
图像中时刻图线1的斜率大于图线2的斜率，则此时刻物体1的速度大于物体2的速度，故B错误；
图像中时间内，物体4的速度一直比物体3的大，故物体4的位移大于物体3的位移，时间相等，则物体4的平均速度大于物体3的平均速度，故C正确；
图像中，纵坐标的正，负表示速度方向，则由题图可知，时刻物体4的速度方向不变，故D错误。
故选C
课堂小结
1.重点：
质点、参考系、位移、平均速度、瞬时速度和加速概念的辨析和应用。
2.难点：
（1）物体加速度的计算和加速与减速的判断。
（2）x-t图像和v-t图像
谢谢观看

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