运动的描述 知识点

第一章运动的描述质点参考系和坐标系一物体和质点质点用来代替物体的有质量的点将物体看成质点的条件物体的大小形状对所研究问题的影响可以忽略不计时平动的物体注质点是理想化模型二参考系定义在描述物体的运动时另外选来作为参考的物体称为参考系用一物体选取不同的参考系其运动情况可能不同参考系的选择是任意的但应以观测方便和使运动的描述变得简单方便为原则研究地面上物体的运动时常选地面或相对于地面不动的物体为参考系三坐标系定义为了定量地描述物体的位置及位置的变化需要在参考系上建立适当的坐标系一维坐标系选某一位置为坐标原点以某一方向为正方西选择适当的标度建立一个坐标轴就构成了一维坐标系二维坐标系由两个互相垂直的坐标轴组成又称为平面直角坐标系三维坐标系由两个相互垂直的坐标轴组成又称为立体直角坐标系时间和位移一时刻和时间间隔时刻某一瞬时在时间轴上用点表示时间间隔一段时间在时间轴上用两点间的线段表示二路程和位移路程物体运动轨迹的长度位移从初位置到末位置的一条有向线段线段的长度表示位移的大小有向线段箭头的指向表示位移的方向位移的物理意义表示质点的位置变化联系在单向直线运动中位移的大小等于路程一般情况下位移的大小小于路程区别路程是标量位移是矢量三矢量和标量矢量既有大小又有方向的物理量如力位移速度加速度等标量只有大小没有方向的物理量如路程质量长度时间等标量的相加遵从算数加法的法则矢量的相加遵从平行四边形定则四直线运动的位置和位移位置用坐标轴上的一个点来表示位移用坐标轴上的一段有向线段表示的大小表示位移的大小的正负表示位移的方向运动快慢的描述速度一速度定义位移与发生这个位移所用时间的比值定义式单位等物理意义描述物体运动快慢和运动方向的物理量速度是矢量二平均速度和瞬时速度平均速度物体在一段时间内的平均快慢程度瞬时速度运动物体在某一时刻或某一位置的速度平均速度越小运动的描述越精确当时质点在这段时间内的运动可以认为是匀速的求的平均速度就等于质点通过该点的瞬时速度求瞬时速度我们采取无限取微逐渐逼近的方法三速度和速率瞬时速率瞬时速度的大小平均速率路程与所用时间的比值要点总结速度包括瞬时速度和平均速度都是矢量速率包括瞬时速率和平均速率都是标量平均速度是矢量其方向与对应的位移方向相同瞬时速度是矢量其方向与该时刻物体的运动方向相同无论速度方向如何瞬时速度的大小总等于该时刻的速率也叫瞬时速率平均速度是矢量平均速率是标量平均速度等于位移与所用时间的比值平均速率等于路程与所用时间的比值只有单向直线运动时平均速度的大小等于平均速率其他情况下平均速度均小于平均速率二者的关系类似于位移和路程实验用打点计时器测速度一打点计时器打点计时器是一种记录运动物体的位移和时间信息的仪器电磁打点计时器使用交流电源工作电压为一下当接通电源时在线圈和永久磁铁的作用下振片便振动起来振针周期性上下振动如果电源的频率为它每隔在纸带上打一个点电火花计时器使用时墨粉纸盘套在纸盘轴上接通交流电源按下脉冲输入开关时计时器发出的脉冲电流经过放电针墨粉纸盘到纸盘轴周期性产生火花放电当电源的频率是时每隔在纸带上打一个点二练习使用打点计时器实验操作注意事项清楚所使用的打点计时器的类型电磁打点计时器使用以下的学生交流电源电火花打点计时器使用的交变电压实验前应将打点计时器固定好以免拉动纸袋时晃动使用打点计时器时应先接通电源待打点计时器打点稳定后再拉动纸袋打点计时器不能连续工作时间太长打点结束后应立即关闭电源使用电磁打点计时器时应让纸带穿过限位孔压在复写纸下面使用电火花计时器时应注意把两条纸带正确穿好墨粉纸盘夹在两纸带之间使用电磁打点计时器应在纸带上打出清晰的小圆点如打出的点是短横线或双点应调整振针距复写纸的高度或调低电压三用打点计时器测量瞬时速度计算平均速度用刻度尺量出某两个点间的距离数出点子的个数求出打这两点的时间间隔由算出平均速度计算瞬时速度先测量包括某点在内的两点间的平均速度用来代替该点的瞬时速度这两点离该点越近平均速度越接近该点的瞬时速度四用图象表示速度以速度为纵轴时间为横轴在坐标纸上建立直角坐标系在坐标系中描点然后用平滑的曲线将这些点连接起来就得到了描述纸带运动的速度时间图象图象在确定坐标系横轴纵轴的单位长度时要根据实验数据的最大值最小值合理选取使描绘的图象能充满坐标平面的大部分空间速度变化快慢的描述加速度一加速度定义速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值定义式或单位在国际单位制中加速度的单位是米每二次方秒符号是或物理意义表示速度变化快慢的物理量加速度是矢量其方向与速度变化的方向相同在直线运动中如果速度增加加速度的方向与速度方向相同如果速度减小加速度的方向与速度方向相反二从图象看加速度图象反应了物体的速度随时间的变化规律在图象中从图线的倾斜程度就能判断加速度的大小比值就是加速度的数值倾斜程度图线与横坐标轴的夹角越大加速度越大三速度速度变化量加速度的比较物理量速度速度变化量加速度表达式或内涵反应运动的快慢速度变化的多少速度变化的方向方向同位移的方向相同来决定方向与方向一致而与方向无关大小位移与时间的比值位移对时间的变化量或速度变化量与时间的比值速度对时间的变化率