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高中物理·必修一·第一章 运动的描述
@yem434
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第一章——运动的描述
1. 机械运动
（1）定义：物体的空间位置随时间的变化。
（2）基本形式：平动、转动
（3）注意事项：植物的生长不是机械运动
2. 质点
（1）定义：用来代替物体的具有质量的点
（2）基本属性：只占有位置而不占空间，具有被代替物体的全部质量。
（3）可看成质点的条件：物体能否视为质点，取决于所研究的问题，而不
是其物体本身。 只有当物体的大小、形状 等 对其 所研究的问题 没有影响或
影响很小时，才可以将物体视为质点。例如：相同的一列火车，研究其由上海到
达北京所用的时间时可视为质点，但是当研究这列火车通过一个路标所用的时间
则可以视为质点。
（4）判断能否视为质点可从以下方面入手：
a. 动作
b. 转动，旋转
c. 物体各部分运动状态不同
（5）以上的因素并不是判断物体能否视为质点的依据，要分析这些因素对
其所研究的问题的影响是否微乎其微。
（6）质点是一个理想化的物理模型，实际上并不存在。是实际物体的一种
近似，为了研究问题的方便进行的科学抽象，是复杂的问题得到简化。所以研究
质点所得到的结论可应用于实际物体。
（7）质点不同于只表示空间位置的几何点。（因为质点具有质量，几何点没
有）
（8）在高中必修课中，如果没有特殊说明都可以物体视为质点处理。
3. 参考系
（1）定义：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的某个物体叫
参考系。也就是参照物。
（2）参考系的选择原则
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a. 任意性原则：参考系的选取是任意的，选择不同的参考系描述同一
物体的运动，其结果可能不同。
b. 简单方便原则：应以观察方便和运动的描述简单为原则。我们通常
选地面或相对地面静止的物体作为参考系。
c. 统一性原则：当比较两个或多个物体的运动情况时，必须选择统一
参考系。
（3）物体的运动是相对于参考系而言的，这是运动的相对性。所以提到运
动都应明确它是相对哪个参考系而言的。
（4）无论物体原来的运动如何，一旦把它选为参考系，就视为它是静止的。
4. 坐标系
（1）物体做机械运动时，其位置发生了变化，为了定量的描述物体的位置
和位置的变化，需要在参考系上建立坐标系。
（2）如图 A 点坐标-2m，B点坐标 1m，可以有两种理解，但殊途同归！
a. A、B两点的位置坐标是-2m、1m，是 初末 xxx ??? 之中的 末初和xx
而不是位移 x? 。
b. 参考系（坐标原点）到 A、B 两点的位移是-2m、1m，也就是
mmxxx 20)2 ???????? （初末 之中的 x? 。
c. 所以有时使用 x? 表示位移，有时直接用 x表示位移，其道理如
上，只是侧重点不同，如果我们定义他们的初点为坐标原点，那么位移
xx ?? ，时间 t，速度 v 也是同样。
d. 坐标系是建立在参考系上的，参考系是坐标系中的坐标原点。
（3）坐标系的分类：直线坐标系、平面直角坐标系、空间直角坐标系。坐
标要带单位
5. 时刻和时间间隔
（1）定义：在表示时间的数轴上，时刻用点表示，时间间隔用线段表示
（2）时间是时间间隔的简称，时间不是时间间隔和时刻的统称！
x/m0 1 2-1-2
A BO
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（3）理解第几秒内、前几秒，几秒初、几秒末
6. 矢量和标量
（1）矢量：满足平行四边形法则，并且有大小和方向
（2）标量：满足算数法则，有大小，也可能有方向（例如：电流 I）
（3）关于矢量和和标量的说法：（存在争议！）
a. 既有大小又有方向的量就是矢量。
b. 矢量既有大小又有方向。
c. 只有大小没有方向的量是标量。
d. 标量只有大小没有方向。
（4）电流是标量但有方向；电势等标量没有方向但是有正负
（5）矢量的正负表示方向，标量的正负表大小。
（6）两个矢量比较大小时，要去掉正负号，因为矢量的正负号表示方向不
表示大小。
7. 路程 s
（1）定义：物体实际运动的轨迹的长度。
（2）矢量性：路程为标量，只有大小没有方向，遵循算数法则。
（3）单位：就是长度的单位，长度的国际单位是米（m）。
（4）路程的大小与路径有关，但路程不能描述物体位置的变化。例如：质
点环绕一周，其路程不为零，但其位置没有发生变化，因而其位移为零。
（5）路程大于等于位移的大小。
8. 位移 x
（1）定义：从初位置到末位置的有向线段。线段的长短表示大小，有向线
段的指向表示方向。
（2）矢量性：位移是矢量，既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则。
位移的正负号仅表示方向不表示大小。
（3）单位：位移和路程的单位都是长度的单位，m，km，mm 等。
（4）位移与路径无关只与始末位置有关。
（5）物理意义：描述质点位置变化的物理量。
（6）路程与位移没有可比性，位移的大小?路程，单项直线运动的路程等于
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位移的大小。
9. 速度 v
（1）定义：速度 v等于物体运动的位移 x? 跟发生这段位移所用时间 t? 的比
值。
（2）表达式：
t
xv
?
?
?
（3）矢量性：矢量，其大小在数值上等于单位时间内位移的大小，方向与 x?
的方向相同。
（4）单位：国际单位制中速度的单位是“米每秒” sm / ，常用单位： sm / ，
hkm / 等， hkmsm /6.3/1 ? 。
（5）物理意义：描述物体运动快慢及方向的物理量。
（6）只说速度或速率默认为瞬时速度或瞬时速率。
（7）平均速度：
a. 定义：运动的物体的位移 x? 跟发生这段位移所用时间 t? 的比值，
叫做平均速度。
b. 表达式：
t
xv
?
?
?
_
c. 矢量性：矢量，方向与这段时间发生的位移 x? 的方向相同。
d. 平均速度描述的是某一段时间或某一段时间内的平均快慢程度。
只能粗略的描述的描述物体的运动。不用时间（或不同位移）内
的平均速度一般不同。例如：物体沿一条直线运动，下列说法正
确的是（）
A．物体在某时刻的速度为 3m/s，则物体在 1s 内一定走 3m
B．物体在某 1s 内的平均速度是 3m/s，则物体在这 1s 内的位移一定
是 3m
C．物体在某段时间内的平均速度是 3m/s，则物体在 1s 内的位移一
定是 3m
D．物体在发生某段位移过程中的平均速度是 3m/s，则物体在这段位
移的一半时的速度一定是 3m/s
解析：
t
xv
?
?
?
_
具有对应性，在某时刻的速度是 3m/s，但在 1s 内的平均速度不一
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定是 3m/s，所以这 1s 的位移也就不一定是 3m。若某 1s 内的平均速度为 3m/s，
则在这 1s 的位移一定是 3m，但在其他的一秒内位移不一定是 3m，故 A 错误，
B 正确。某段时间的平均速度是 3m/s，但其中 1s 的平均速度不一定为 3m/s，故
C 错误。平均速度是 3m/s，中间位置的瞬时速度不一定为 3m/s，D 错误。
（7）瞬时速度：
a.定义：运动物体在某一时刻或某一位置的速度。
b.表达式：
t
xv
t ?
?
?
?? 0
lim
c.矢量性：矢量，方向为物体所在位置的运动方向，也就是路程轨迹
的切线方向。
d.瞬时速度能够精确的描述物体运动的快慢程度和方向。
（8）瞬时速率和平均速率
a.瞬时速率就是瞬时速度的大小，但是平均数率不是平均速度的大小，
平均速率与平均速度的大小是两个完全不同的概念。
b.平均速率是物体运动的路程与时间的比值。
10. 打点计时器（作用：计时、打点）
计时器类别 工作电源 打点方式 阻力来源
电磁打点计时器 4~6v 交流电 振针打点
限位孔和复写纸对纸带的摩
擦；指针与纸带间的摩擦较
大，所以误差较大。
电火花打点计时器 220v 交流电 电火花打点
限位孔和墨粉盘对纸带的摩
擦；误差较小。
（1）计时器的打点周期
f
T 1? ，当 Hzf 50? 时，T=0.02s ，首先要确定好
电源的频率。
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（2）计时点：打点计时器实际打的点迹；计数点：人为选定的点，例如每
隔 4 个计时点选取一个计数点。
（3）在测量计数点间的距离时要用长刻度尺一次读出各组计数点间的距
离，而不要用短刻度尺一段段的测量各计数点间的距离。
（4）错误分析：
a.打点的周期不稳：电源的频率不稳
b.纸带上是短线：电压偏大；振针偏低
c.打双点：振针松动
d.没有点或不清晰：电压偏低；振针偏高；复写纸或墨粉盘使用太久
（5）实验步骤的注意事项：
a.先开电源再拉动纸带，先关电源再取下纸带。
b.电火花打点计时器最好使用两条纸带
（6）估计某点的瞬时速度：用该点左右两侧的点的平均速度代替（原因？）
（7）电火花打点计时器的原理
11. 加速度
（1）定义：加速度是速度的变化量与这一变化所用时间的比值，通常用 a表
示。（也就是速度的变化率）
（2）表达式：
0
0
tt
vv
t
va
?
?
?
?
?
?
（3）单位： 22/ ?? smsm 或 ，读作米每二次方秒。
（4）矢量性：矢量，方向与 v? 的方向相同，与v的方向无关。
（5）物理意义：描述速度改变快慢的物理量，速度的改变包括大小和方向。
（6）只说加速度时代表瞬时加速度。按表达式计算的加速度应为平均加速
度，但是高中我们研究的是匀变速运动（其平均加速度和瞬时加速度相同）
（7）求加速度时要注意规定正方向，然后确定初末速度。
（8） a和 0v 同向?加速运动? a增大， v增大的快； a减小， v增大的慢。
a和 0v 反向?减速运动? a增大， v减小的快； a减小， v减小的慢。
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比较项目 速度 v（矢量）
速度的变化量
v? （矢量）
加速度a（矢量） 联系
定义式
t
x
t
xv
?
?
? 或 0vvv ??? t
vv
t
va 0??
?
?
?
三者无必然
联系， v很
大，速度的
变化量可能
很小，甚至
为 0，a也可
大可小。
物理意义
表示物体运动的
快慢和方向的物
理量（状态量）
表示物体速度
的改变量
表示物体速度
改变快慢的物
理量
决定因素
v的大小由 0v 、
a和 t决定
v? 由 v与 0v
决定，而且
tav ???? 也
由 a与 t? 决定
a不是由
tvv ?? ，， 来决
定的， a由
mF， 决定（后
续学习）
方向 物体运动的方向
矢量运算 v?
的方向
v? 的方向相同
大小
1.位移对时间的
变化率
2.位移与时间的
比值
3. tx ? 图象在该
点的切线的斜率
0vvv ???
1.速度对时间的
变化率
2.速度与时间的
比值
3. tv ? 图象在该
点切线斜率
（9）对加速的的理解
a.物体的速度大，加速度不一定大。
b.物体的速度很小，加速度不一定很小。
c.物体的速度为零，加速度不一定为零。
d.物体的速度变化很大，加速度不一定大。
e.负加速度不一定小于正加速度。
f. 加速度为负，物体不一定做减速运动。
g.加速度不断减小，速度不一定减小。
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h.加速度不断增大，速度不一定增大。
i. 物体速度大小不变，加速度不一定为零。
j. 加速度的方向不一定与速度在同一直线上。
12. 运动图象的理解和应用
tx ? 图象 tv ? 图象
?
?
?
④
⑤
t
x
?
?
?
④
⑤
t
v
1 初速度不为 0的匀速直线运动
2 表示物体在正位置出静止
3 从正位置向负方向做匀速直
线运动
4 在原点处静止
5 从正位置出发，速度为负，到
达远点后继续运动
tx ? 图象的斜率表速度
1 初速度为正的匀加速直线运动
2 匀速直线运动
3 匀减速直线运动
4 静止
5 匀减速直线运动，减为零后匀
加速直线运动
tv ? 图象的斜率表加速度

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