第4单元：机械运动加速度.doc

高一物理第4单元
机械运动加速度
内容黄金组
1．本课学习内容是第二章直线运动的第1节——第5节，即机械运动；运动快慢的描述——速度；速度改变快慢的描述——加速度。
2．本课学习目的是以下四点：
⑴理解关于机械运动的基本概念：参考系；质点；位移和路程，时间和时刻等。
⑵知道直线运动的图象和图象的意义，并知道公式和图象都是描述物理量之间关系的数学工具，它们各有所长，可以相互补充。
⑶理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。理解平均速度，知道瞬时速度的概念，知道速度和速率以及它们的区别。
⑷理解加速度的概念，知道加速度是表示速度变化快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道加速度是矢量，理解加速度和速度的区别。

要点大揭秘
关于机械运动的基本知识.
（1）参考系为研究物体的运动,常需假定某一物体是不动的.这个被假定为不动的物体被称为参考系.正在行驶的汽车中的人,若以路边树木为参考系,可认为自己和汽车一起运动；若以汽车或他自己为参考系,则可认为自己是静止的,而路旁的树木在后退.因此,选择不同的参考系,观察结果往往不同，在研究地球表面及其附近物体的运动时，我们常以地面为参考系.今后,我们在说某一个物体的运动时,如不特别指明是相对于某物的运动,则通常是以地面为参考系的.
（2）质点一个具有一定质量而没有大小和形状的物体称为质点.判断一个物体能否视为质点,不能只看其几何尺寸的大小,而要看物体的形状,大小对所研究的物体运动有无影响.地球虽然很大,但研究其公转时,完全可视为质点；原子虽小,但研究核外电子的绕核运动时,却不能视为质点.通常在下列两种情况下,我们可视研究对象为质点：①研究作平动的物体的运动时；②物体的大小与所研究的运动范围相比可忽略不计时.
（3）时间和时刻时间是两个时刻间的一段间隔，在时间轴上用一段线段表示。时刻指的是某一瞬时，在时间轴上用一个确定的点表示。两秒内指的时间，两秒末指的时刻。
（4）路程和位移．路程是运动物体所经过路径的实际长度,是标量.位移是从起点到终点的有向线段,既有大小,又有方向,是矢量.某质点沿半径为R的圆周从一直径的一端A运动到另一端B,其路程为πR,位移大小为2R,方向以A指向B,竖直向上抛出的物体上升5m高后又落回原地,其路程为10m,位移为零．只有质点作方向不变的直线运动时,路程与位移大小才相等.但此时仍不能认为位移就与路程相同,因为位移是矢量,而路程不是.⒉匀速直线运动的图象
位移—时间图象匀速直线运动中,位移和时间的关系为s＝vt,因此它的位移图象为一过原点的直线．有时，运动质点出发点不是我们所选定的起始位置，如与起始位置相距so,则位移一时间关系可表示为s＝sO＋vt,位移图象如图4-１中直线Ａ表示．

若有另一质点同时从选定的起始位置出发，以同一速度沿同一直
线运动，其位移图象显然可用图１中直线B表示．
比较A、B可知，在相同时间Δt内，它们的位移增量Δs相同.
实际上＝v就反映了它们的速度．图4-1

若沿同一直线运动的质点在第一段时间（0－t1）和第二段时
间（t1－t2）内作匀速直线运动的速率不同，则它的位移图象可
如图4-２所示．值得注意的是图线的形状并不能表示质点运动
的轨迹形状，质点始终是沿同一直线运动的．
（2）速度—时间图象图4-2

匀速直线运动时，速度是恒定的，不随时间t变化，因此它的图
象是一平行于t轴的直线．若质点先后沿同一直线作了速率不同的两
种运动，它的速度图象应为两段平行于t轴的直线．图4-2所示的运动
所对应的速度图象可如图4-3所示．图4-3中，矩形面积s1＝v1t1,正好与图4-3
时间0－t1内质点位移大小相等，而矩形DECB的面积s2＝v2(t2－t1).
正好与时间t1－t2内质点的位移大小相等．因此，可以得出结论：速
度图线与t轴所夹面积（指图线、过图线两端点所作t轴的垂线、t轴
所围面积）可表示位移．这一结论虽然是从最简单的匀速直线运动中推
出的，但对我们以后学习的变速直线
⒊平均速度和瞬时速度
⑴平均速度平均速度的表达式中，只由时间t及时间t内的位移s决定，与时间t内物体曾具有过哪几个数值的速度无确定关系，与物体的初速度和末速度也无确定的关系．对于一般的直线运动，不能用某几个速度的平均去求平均速度．

⑵瞬时速度瞬时速度是物体在某一时刻的速度或物体通
过某一位置的速度．如图4-４所示，在时刻t，沿x轴正方向作
变速直线运动的质点通过位置A．经时间Δt．质点经过B点，
设＝ΔS，则,表示质点A、B间的平均速度．由图4-４
于质点速度不断变化，故不等于质点的瞬时速度vA.设想不断减小Δt．对应的ΔS也不断减小，Δt内的平均速度与VA的差别将越来越小．因此可将质点过A点时的瞬时速度