本章复习与测试教学设计案例

运动的描述

目标认知

学习目标

1、理解质点及参考系的概念。知道物体在什么情况下可以看成质点，知道参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。

2、学会在参考系上建立坐标系来定量确定物体的位置及位置的变化。

3、知道位移的概念，知道它是表示质点位置变动的物理量，知道它是矢量，知道位移和路程的区别。

4、知道时间和时刻的含义以及它们的联系和区别，学会计算时间。

5、理解速度、平均速度、瞬时速度的概念，知道速率是速度的大小。

6、理解加速度的概念，理解速度和加速度的区别与联系。

学习重点和难点

1、理解质点及参考系的概念。

2、位移和路程、时间和时刻、速度和加速度的概念及它们的区别与联系。

知识要点梳理

知识点一——运动、时间和空间

要点诠释：

1．机械运动

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，称为机械运动，简称运动。

运动是一切物体的固有属性，是物体的存在形式，宇宙中的一切物体，大到天体，小到分子、原子,都处在永恒的运动中。

2．参考系

（1）概念：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体，叫做参考系。

选择不同的参考系来观察同一个运动，观察的结果会有不同。例如坐在行驶的车中的乘客，若

以车厢作为参考系，观察到自己是静止的，若以地面作为参考系则观察到自己是运动的。所以说运动是绝对的，静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系而言的。要比较两个物体的运动情况时，必须选择同一个参考系。

（2）选取参考系的原则：

参考系可以任意选取，但在不同参考系中描述同一个物体的运动，繁简程度不一样，因此选取参考系应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则。

例如研究地球公转的运动情况，一般选太阳作为参考系；研究月亮或人造卫星的运动，应选取地球为参考系；研究地面上物体的运动时，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系；研究物体在运动的火车上的运动情况时，通常选火车为参考系。

注意：参考系本身既可以是运动的物体也可以是静止的物体，在讨论问题时，被选为参考系的物体，我们常假定它是静止的。在今后的学习中如不特别说明，均认为是以地球作为参考系。

3．空间位置的描述

（1）坐标系：为了定量地描述物体的位置以及位置的变化需要在参考系上建立适当的坐标系。

（2）常见坐标系：

①直线坐标系：

物体沿直线运动，要确定物体的运动情况需建立直线坐标系。建立直线坐标系时，必须确定原点，规定正方向、设定单位长度（标度），一般选物体的运动轨迹为坐标轴，运动的方向为坐标的正方向。

例：如图所示的直线坐标系中，试确定物体在A、B、C三点的位置以及由A点到B点和由B点到C点的位置变化。

解析：物体在A、B、C点的位置分别为：=2 m、=4 m、=－2 m

由A点到B点的位置变化：4m－2m=2 m

由B点到C点的位置变化：－2 m－4 m=－6 m。

②平面直角坐标系：研究物体在某一平面内运动时需建立平面直角坐标系。

如图所示，a、b、c三点有相同的横坐标，A、B、C三点有相同的纵坐标。由图可知，如果仅仅确定某点的横坐标或纵坐标，该点的位置并不能唯一确定。如果同时确定某点的横坐标和纵坐标，则该点位置唯一确定。

③多维坐标系（如三维立体空间坐标系）：当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述物体的运动情况。

知识点二——时间与时刻

要点诠释：

1、时刻

某一瞬间，在时间坐标轴上对应于一点，与状态量相对应．

2、时间

（1）时间是两个时刻间的间隔，在时间坐标轴上对应于一段，与过程量相对应．

（2）时刻和时间的关系：时间＝末时刻－初时刻。

（3）单位及符号

时间的国际单位是秒，另外还有分、时等，符号分别是s、min、h。

（4）实验室中测量时间的方法：①用秒表；②用打点计时器测量和记录很短的时间。

3、时间与时刻的区别

意义

时间轴表示

对应运动量

通常说法（举例）

时刻

一瞬间

轴上一点

状态量

第几秒末、第几秒初、第几秒时

一段时间，两时前（头）几秒内，后几秒内、第时间

轴上一段

过程量

刻间隔

几秒内

特别提醒：平常所说的“时间”，有时指时刻，有时指时间间隔，例如：我们开始上课的“时间”8：00就是指的时刻；下课的“时间”8：45也是指的时刻,这样每个活动开始和结束的那一瞬间都是指时刻；我们上一堂课时间需要45分钟，课间是10分钟休息时间，做眼保健操时间需要5分钟，这些都是指时间间隔，即每一个活动所经历的一段时间都是指时间间隔．

例：在如图所示的时间坐标轴上找到：①第3s初

②第3s末

③第4s初

④第3s内

⑤前3s

⑥第n秒。

解析：在时间坐标轴上时刻用点表示，时间用一段距离表示。故D点既表示第3s末，又表示第4s初；C点既表示第3s初，又表示第2s末； CD段表示第3s内；AD段表示前3s内， MN段表示第ns内。

注意：“前3s内”也可称为“3s内”是包含计时开始后的一段时间，“第

3s内”不包含计时开始后的一段时间。

知识点三——物体和质点

要点诠释：

1．质点

我们在研究物体的运动时，在某些特定情况下，可以不考虑物体的形状和大小，把它简化为一个有质量的点，这个用来代替物体的有质量的点称为质点。

2．说明

（1）质点是只有质量而无大小和形状的点；质点占有位置但不占有空间。

（2）质点是一个理想化的模型，是对实际物体科学的抽象，是研究物体运动时，抓住主要因素、忽略次要因素而对实际物体进行的近似，真正的质点是不存在的。

3．物体能简化为质点的条件

在所研究的问题中，物体的形状和大小对所研究运动的影响可以忽略不计时，都可视该物体为质点。一个物体能否被看成质点，与物体的大小无关。

（1）平动的物体通常可视为质点。所谓平动，就是物体上任意一点的运动与整体的运动有相同特点的运动，如水平传送带上的物体随传送带的运动。

（2）有转动，但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点。如汽车在运行时，虽然车轮转动，若我们关心的是车辆整体的运动快慢时汽车可看成质点。

（3）物体的大小和形状对所研究运动的影响可以忽略不计时，不论物体大小如何，都可将其视为质点。

4.物理中的“质点”与几何中的“点”的区别

（1）物理中的“质点”是一个科学抽象的“理想模型”，忽略其大小及形状，但是有质量。看成质点的物体，体积可能很大（如公转中的地球），也可能很小（如运动的电子）。

（2）几何中的“点”是绝对的，无大小、形状和质量的，仅表示在空间的位置。

知识点四——位移和路程

要点诠释：

1．路程

路程是指质点实际运动轨迹的长度。与运动路径有关，可能是直线也可能是曲线，还可能是折线。路程只有大小，没有方向。

2．位移

位移是用来描述物体位置改变的物理量，它是由初位置指向末位置的有向线段，既有大小，又有方向。位移的大小与运动路径无关，只由初、末位置来决定。

3. 直线运动的位置和位移

时刻与质点的位置相对应，即某一时刻质点在某一个位置上；时间与质点运动位移或路程相对应，即在某段时间内，质点通过了一段路程或发生了一段位移。

在直线坐标系中，位移=末位置―初位置，即。

4．矢量和标量

既有大小又有方向的物理量，叫矢量，如速度、位移、力。

只有大小没有方向的物理量，叫标量，如路程、时间、时刻等。

5.位移和路程的区别和联系

位移

概念

区别

联系

位移是表示质点的位置变化的物位移是矢量，是由初位置指向在单向直线运动中，路理量

末位置的有向线段；路程是质程等于位移的大小

它是质点由初位置指向末位置的点运动所通过的实际轨迹的长有向线段，是矢量

度。一般情况下，路程不等于路程是质点运动轨迹的长度，是位移的大小

标量

路程

例：一个人骑自行车沿途必须经过A、B、C、D四村，才能从甲地到达乙地。然后再返回，返回时又经过D、C、B、A村。那么这个人从甲地到乙地时，他的路程的大小、位移的大小和方向如何变化？到他返回时路程大小、位移大小和方向又如何变化？

解析：质点运动的实际轨迹的长度即路程，它只表示大小，而没有方向，是标量。而位移是物理学中表示质点位置变动的物理量，是从始位置指向末位置的有向线段，是矢量。所以这个人从甲地到乙地经A、B、C、D村庄时，它的位置是从甲地（初位置）指向乙地（末位置），大小是从甲分别到A、B、C、D的线段的长度，所以位移越来越大，路程大小也越来越大。返回甲地经过D、C、B、A村庄时，它的位置仍是从甲地（初位置）指向乙地（末位置）方向没有变，大小是从甲分别到D、C、B、A的线段的长度，所以位移越来越小，但路程大小仍在增大。