第一章匀变速直线运动概念解析与练习

第一章匀变速直线运动

本章学习提要

1．自然界中物质的运动形式是多种多样的，我们把物体空间位置随时间发生变化的现象叫做机械运动。描述物体运动的物理量有位移和路程、速度、平均速度和加速度等，理解这些物理量的物理意义是研究物体运动规律及其他物理规律的起点。

2．本章的重点是研究物体做匀变速直线运动的规律。要注重学习分析问题和归纳、综合运用知识的方法。在“学习包——自由落体运动”中，通过自主学习初步学会科学探究的方法。

3．通过质点概念的建立，知道在物理学中建立理想模型是必要的科学方法；通过对速度、加速度等物理量定义的学习，知道物理量定义常用“比”来表达。

4．本章学习开始运用数字化信息系统（DIS）进行实验研究，将运用DIS测定位移和速度；测定加速度。

5．感悟匀变速直线运动规律在社会生活中的现实意义和应用价值。

A 质点位移和时间

一、学习要求

通过本节的学习应知道什么是质点；怎样用坐标系表示质点的位置和位移；位移与路程的区别；矢量与标量的区别等，还要懂得在什么情况下物体可以看作质点，会计算位移和路程，了解“全球定位系统现实生活中的重要作用”。

二、要点辨析

1．什么情况下可把物体看作质点？

在两种情况下，可以把物体看作一个质点：

一是物体运动时，物体上所有点的运动都相同，可以把它看作一个质点。如我们研究列车在平直轨道上行驶，各节车厢的运动情况是一样的，因而可以把整个列车看作质点来考察，而不必去考虑各节车厢、各个部分的情况。

二是在研究两个物体相对运动时，如果两者间的距离远比物体本身的大小大得多，可将物体看作质例如研究人造卫星绕地球运动时，可以把卫星看成质点，但在研究卫星本身的自转运动时，就不能把卫星看成质点。可见，并不是物体要小到像一个点时，才能把它看作质点。

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2．位移与路程有什么区别？

位移是质点位置的变化，它的大小是起点至终点的距离，方向由起点指向终点，是一个矢量。路程是质点运动轨迹的长度，它只有大小没有方向，是一个标量，在单方向的直线运动中，位移的大小才等于路程，一般情况下路程都大于位移。

三、例题分析

【例1】一列火车长200m，在以下两种情况下，能不能把火车看作质点？（1）计算从上海行驶到北京约1400km路程所需的时间。（2）计算通过长300m的铁桥所需的时间。

【解答】（1）当计算火车从上海驶到北京约1400km路程所需时间时，火车的长度只是全路程的几千分之一，属于次要因素，可以忽略。这时可以把火车看作质点。

（2）当计算火车通过长为300m的铁桥所需的时间时，由于从车头上桥到车尾离桥都属于火车过桥的过程。所以火车过桥的实际路程是500m，这时火车的长度是重要因素，不能忽略，因此不能将火车看作质点了。

【例2】如图所示，坐标系中质点从A经O至B，质点的位移和路程分别为多少？

【解答】sA＝18cm，sB＝10cm。

s＝Δs＝sB－sA＝（10－18）cm＝－8cm， 即位移大小为8cm，沿s轴的负方向。 路程s?＝（18＋10）cm＝28cm。

四、基本训练

A组

1．什么是质点？在什么情况下可以将物体看作质点？自行车是否可以看作质点？

2．关于质点，以下说法中正确的是（）。 （A）体积很小的物体可以看作质点

（B）物体抽象为质点后。物体自身的大小和质量都可以忽略不计

（C）在某些情况下，月球可以看作一个质点；在某些情况下，小汽车却不能看作质点 （D）研究乒乓球旋转时，可以把它看作质点

3．如图所示的圆形大花坛，其道路半径为r，甲、乙两人均从A抵达B，甲沿直径走，乙绕半圆弧走，他们的位移和路程各是多少？

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4．如图所示，两批登山运动员从大本营A出发，分别沿两条不同路径（如图上虚线所示）到达顶峰B，所经过的________不同，但______是相同的。（均选填“位移”或“路程”）。

在图上画出登山运动员从大本营到山顶顶峰的位移矢量。

5．如图所示，游泳池中有一个人沿直线游泳。他以A为起点，先经过B点，后至池对岸C点后返回至D点。各段距离在图上已标明。

（1）以A为原点建立向右为正方向的坐标系。 （2）在坐标系中标明B、D的位置。

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（3）求出此人从B运动至D的位移。 （4）计算此人从B经C至D的路程。

6．用时间轴可以表示不同的时刻和经过的时间。如图所示，图中A点代表的时刻为_____，A、B两点间代表的时间间隔为_______。图中C、D两点间代表的时间间隔为_______。

7．某人向东行走6km，再向北行走10km，又向南行走2km，他行走的路程为____km，位移大小为______km，位移方向为________。

8．某人看见月亮从云层中穿出来时所取的参照物是（）。 （A）正在地面上行驶的车 （B）身旁的树木 （C）云层 （D）此人自己

B组

9．关于位移和路程的关系，下列说法正确的是（）。 （A）位移大小有可能大于它的路程 （B）位移大小一定不等于它的路程 （C）物体通过一段路程，位移可能为零

（D）物体沿直线向某一方向运动，那么通过的路程就是位移

10．上海至台北飞机直航的位移是多少？从上海经香港再飞往台北，路程又是多少？（通过查阅相关资料解答）

Ｂ匀速直线运动的图像

一、学习要求

本节学习要理解匀速直线运动的规律，要理解s-t图的物理意义，能通过图像求匀速直线运动的速度，从图线的斜率判断速度的大小，学习匀速直线运动的v-t图，要理解该图像的物理意义，知道图线与t轴间所围的“面积”的数值就等于位移的大小。感悟图像在描述物理规律时的形象、直观、简洁美。

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