1.1几个基本概念

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1、第一章运动的描述第一节几个基本概念【问题引入】塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，在沙漠中，远眺不见边际，抬头不见飞鸟。沙漠中布满了100m—200m高的沙丘，像大海中的巨浪，所以人们把它称为“死亡之海”。许多想穿越这个沙漠的探险者往往会在沙漠中迷路，甚至因此而丧生。归结他们失败的原因，都是因为在沙漠中搞不清楚三个问题：我在哪里？我要往哪里走？选哪条路径最佳？这三个问题便涉及到运动的研究。你能解决下面三个问题吗？1.如何确定“我在哪里”？2.如何判断“我要往哪里走”？3.如何选择最佳路径？【知识衔接】1．机械运动：物体体相对于其他物体位置的变化叫机械运动，简称为

2、运动．宇宙间的一切物体，大到宇宙天体，小到分子、原子都处在永恒的运动中，所以运动是绝对的．平常说的静止，是指这个物体相对于其他另一个物体的位置没有发生变化，所以静止是相对的．机械运动按照运动轨迹的曲直可分为直线运动和曲线运动两种．2．模型化后的研究对象：质点不考虑物体的大小和形状，把物体简化成一个有质量的点。质点是一种科学的抽象，是一种理想化的模型。物体在什么情况下可以看成质点，并不完全取决于物体的大小，而是由研究的问题所决定的。当物体的形状和大小对所要研究的结果影响很小时，可以忽略物体的形状和大小。这是我们解决问题时经常采用的“抓住主要矛盾，忽略次要矛盾”

3、的哲学思想的体现。思考：地球可以看成质点吗？蚂蚁可以看成质点吗？电子呢？3．参考系：在描述一个物体的运动时，选来作为标准的另外的物体。静止时相对的，运动时绝对的。任何物体的运动离开参考系均毫无意义。②、描述同一物体的运动时，若以不同的物体作为参照物，观察的结果可能不同。②、参照物的选择的任意的。在实际问题中，以研究问题方便、对运动的描述尽可能简单为原则。在未指明参照物时，通常是以地面（或相对地面静止或匀速直线运动的物体）作为参照物的。4．坐标系一般选择平面直角坐标系来描述物体的空间位置。物体做直线运动时，用一维坐标系描述，如图1所示。图1物体在平面内运动时，

4、用二维直角坐标系描述物体的位置，如图2。图2若物体在三维空间中运动，用三维直角坐标系描述物体的位置，如图3。图35．时间与时刻图4物体运动和时间是密切相关的，在物理学中，时间间隔和时刻表达的含义是不同的。时刻指某一个瞬时，在时间轴（如图4）上，时刻是上面的某一个点，而时间间隔是一条线段。时间的单位有秒（s）、分（min）、时（h）等，秒（s）是时间的国际单位制中的单位。测量时间的工具有时钟、秒表、打点计时器（后面会学习到）等。图55．位移和路程如图5，一辆汽车沿着马路由A地出发，经B、C地到达D，A、C、D恰好在一条直线上。则汽车行驶的路程是多少？汽车的位置

5、朝什么方向发生变化？变化了多少？问题思考：你是如何将汽车位置的变化描述清楚的？路程l：路程是物体实际运动轨迹的长度，有大小，但没有方向，这种物理量称之为“标量”。位移S：位移是表示物体位置变化的物理量，可用由运动物体初位置指向末位置的有向线段来表示，既有大小又有方向，这种物理量称之为“矢量”。位移S和路程l在国际单位制中单位皆为米（m）。【名著选读】节选《物理学的进化》——爱因斯坦和英费尔德合著“如果长度已经测量出来，那么这结果可以用若干个单位来表示。一根棍的长度也许是307厘米；某件东西的重量也许是2003克；而时间间隔则是多少分多少秒。这里在每一种情况里

6、，测量的结果都是用一个数来表示的。但是单用一个数还不足以表示某些物理概念，认识到这一点是科学研究中的一大进步。”例如对表征位置变化（位移）来说，方向和大小都是同样重要的。既有数值又有方向的这种量称为矢量，表示它的符号通常是带箭头的线段。位置变化（位移）就可以加用一个箭头来表示，更简单他说，位置的变化（位移）是用矢量来表示；它的长度是某种选定单位的长度的若干倍，用以表示位置变化（位移）的数值，它的方向就是位置变化（位移）的方向。图6【方法衔接】1.直线运动中的位移和路程：可用一维坐标系来描述。如图6所示，一质点无论从A点运动到B点，还是从B点运动到A点，路程为

7、m描述位移则有不同，若质点从A到B，其位移为m若质点从B到A，其位移为m位移中的“+”、“—”反映了位移的方向，S1为正，表示位置变化的方向沿x轴正方向；S2为负，表示位置变化的方向为x轴负方向。即在直线运动中，矢量的方向可以用“+”、“—”号来表示。2.示意图在解决问题中的应用。天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面上与观测者的距离为d=3.0km处进行一次爆炸，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差t=6.0s。试估算云层下表面的高度。已知空气中的声速v=km/s。【能力训练】1.小明站在楼顶从O点竖直向上抛出一

8、个小球，小球上升的最大高度为20m，然后落到抛出点下