張?zhí)m鋒

一、機械運動

機械運動是自然界中最簡單、最基本的運動形態(tài)。在物理學里，一個物體相對于另一個物體的位置，或者一個物體的某些部分相對于其他部分的位置，隨著時間而變化的過程叫作機械運動，簡稱為運動。

二、描述物體運動的物理量

1.參考系

（1）定義：由于一切物體都在運動，在研究一個物體的運動時，首先要確定物體的運動是相對于哪一個物體來說的，被選來作為參考標準的物體，叫作參考系。

（2）參考系的選?。?/p>

①一個物體一旦被選為參考系，就認為它是靜止的。

②選擇不同的參考系來觀察同一個物體的運動，觀察的結果可能會有所不同。

③在運動學中，參考系的選擇是任意的，但在實際選擇參考系時應以運動的描述盡可能簡單為原則，如描述地面上物體的運動時，通常選地面或相對于地面靜止不動的其他物體作為參考系。

④分析物體的運動時，可以巧取參考系，簡化對復雜運動的分析。

例1 我們描述某個物體的運動時，總是相對一定的參考系的，下列說法正確的是（ ）。

A.我們說“太陽東升西落”，是以地球為參考系的

B.我們說“地球圍繞太陽轉”，是以地球為參考系的

C.我們說“同步衛(wèi)星在高空靜止不動”，是以太陽為參考系的

D.坐在火車上的乘客看到鐵路旁的樹木、電線桿迎面向他飛奔而來，乘客是以火車為參考系的

解析 “太陽東升西落”是相對于我們居住的地球而言的，是以地球為參考系的，所以A正確；“地球圍繞太陽轉”是以太陽為參考系的，所以B不正確；“同步衛(wèi)星在高空靜止不動”是相對于地球而言的，是以地球為參考系的，所以C不正確；火車上的乘客看到鐵路旁的樹木、電線桿迎面向他飛奔而來，是以火車或他自己為參考系的，所以D正確。

2.質點

（1）定義：質點是動力學中用來代替物體的有質量的點。質點是一個物理抽象，也是一個理想化模型。

（2）物體能看作質點的條件：

當物體的形狀和大小對所研究的問題影響可以不計時，物體可以看作質點。這是判斷物體能否作為質點的唯一條件。

運動物體上任意兩點所連成的直線，在整個運動過程中，始終保持平行，這種運動叫作“平動”。在同一時刻，平動物體上各點的運動情況都相同。如果運動物體上任意兩點所連成的直線，在整個運動過程中，不能始終保持平行，這種運動叫作“轉動”。在同一時刻，轉動物體上各點的運動情況不盡相同。

在實際中，一般平動的物體，其大小遠小于運動的距離時，可以視為質點。研究物體的轉動時，不能把物體看作質點。但物體的轉動不是我們所要研究的主要問題時，物體本身的形狀和大小變成了次要因素，則可看作質點。

結論：①物體質量的大小，或體積的大小不能作為物體能否視為質點的標準。②同一個物體在一種問題中不能看作質點，而在另一種問題中能看作質點，所以要具體問題具體分析。

例2 下列情況下的物體可以看作質點的是（ ）。

A.研究軌道上正在與“天宮一號”對接的“神舟十號”飛船時

B.研究“八一”飛行隊飛行表演的飛機時

C.放在地面上的木箱，在上面的箱角處用水平推力推它，木箱可繞下面的箱角轉動時

D.研究“蛟龍?zhí)枴毕聺摰?000 m深度過程中的速度時

解析 A項，對接過程中要考慮飛船的飛行姿態(tài)等，故不能看作質點。B項，人們關注的是飛機表演的各種花樣，故不能看作質點。C項，若把箱子看作質點的話，就不存在箱子角了。D項，研究下潛過程中的速度時，不必考慮“蛟龍?zhí)枴钡膸缀涡螤?，可以看作質點。答案為D。

3.坐標系

為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼怠?/p>

4.時刻和時間間隔

（1）時刻：指某一瞬時，在表示時間的數(shù)軸上，用點來表示。

（2）時間間隔：指兩時刻的間隔，在表示時間的數(shù)軸上用線段來表示。時間間隔簡稱時間。

5.路程和位移

質點從空間的一個位置運動到另一個位置，運動軌跡的長度叫作質點在這一運動過程所通過的路程。路程是沒有方向的量。

物體在某一段時間內，如果由初位置移到末位置，則由初位置到末位置的有向線段叫作位移。它的大小是運動物體初位置到末位置的直線距離；方向是從初位置指向末位置。位移只與物體運動的始末位置有關，而與運動的軌跡無關。

位移與路程是兩個不同的物理量。在直線運動中，路程是直線軌跡的長度；在曲線運動中，路程是曲線軌跡的長度。當物體在運動過程中經過一段時間后回到原處，路程不為零，位移則等于零。

例3 關于位移和路程，下列說法中正確的是（ ）。

A.在某一段時間內物體運動的位移為零，則該物體不一定是靜止的

B.在某一段時間內物體運動的路程為零，則該物體一定是靜止的

C.在直線運動中，物體的位移大小等于其路程

D.在曲線運動中，物體的位移大小小于路程

解析 路程是物體運動軌跡的總長度，故當路程等于零時，物體就一定是靜止的，B選項正確。位移是矢量，大小等于在一段時間內初、末位置間的距離，方向由初位置指向末位置。當物體一直不動或運動一段時間后又回到初始位置時，位移都可以為零，故A選項正確。直線運動的軌跡為直線，其運動方向可能一直不變，也可能是運動一段時間后又反向運動，故在直線運動中，物體的位移可能小于路程，故C選項錯誤。物體做曲線運動時，其軌跡長度（路程）一定大于軌跡上任兩點間的連線長度（位移大?。?，故D選項正確。答案為ABD。

6.矢量和標量

在物理學中，像位移、力、力矩這樣的物理量，既有大小又有方向，叫作矢量；而質量、密度、溫度、功、功率、動能、勢能、路程、速率、體積、時間、熱量、電阻等物理量，只有大小，沒有方向，叫作標量。

7.坐標與坐標的變化量

直角坐標系上每一點的數(shù)值表示該點的坐標，兩個坐標的差值表示坐標的變化量，物理量及其變化量可以用坐標和坐標的變化量表示。

8.物體運動快慢的描述——速度

（1）定義：物體的位移與發(fā)生這個位移所用時間的比值，速度是矢量。

（2）定義式：v=Δx/Δt。

（3）物理意義：用來描述物體運動快慢的物理量。

例4 關于速度的說法，下列各項中正確的是（ ）。

A.速度是描述物體運動快慢的物理量，速度大表示物體運動得快

B.速度可以描述物體位置的變化，速度大表示物體位置變化大

C.速度越大，位置變化越快，位移就越大

D.速度與位移方向總是相同

解析 速度是描述物體運動快慢的物理量，不能描述物體位置的變化，物體位置的變化用位移來描述，故選項B錯誤。由x=vt可以看出，位移大小取決于v和t的乘積，不能說速度大位移就大，故選項C錯誤。速度與位移方向并不總是相同，故選項D錯誤。答案為A。

9.平均速度和瞬時速度

（1）平均速度：表示物體在一段時間內運動的快慢和方向，用公式表示為v=Δx/Δt。平均速度只能粗略地描述運動的快慢。

（2）瞬時速度：表示物體在某一時刻或某一位置的運動快慢和方向，用于精確地描述物體運動的快慢。

例5 關于瞬時速度、平均速度，以下說法中正確的是（ ）。

A.瞬時速度可以看成時間趨于零時的平均速度

B.做變速運動的物體在某段時間內的平均速度，一定和物體在這段時間內各個時刻的瞬時速度的平均值大小相等

C.物體做變速運動時，平均速度的大小就是平均速率

D.物體做變速運動時，平均速度是指物體通過的路程與所用時間的比值

解析 當時間非常短時，物體的運動可以看成在這段很短時間內的勻速運動，平均速度等于瞬時速度，故A正確；平均速度是位移跟發(fā)生這段位移所用時間的比值，而不是各時刻瞬時速度的平均值，故B錯誤；根據(jù)定義，平均速度的大小不是平均速率，平均速度是位移與時間的比值，而平均速率是路程與時間的比值，故C錯誤；根據(jù)平均速度的定義，D也是錯誤的。

10.速度和速率

（1）速率是指瞬時速度的大小。

（2）速率是標量，只有大小沒有方向。

側6 物體在勻速直線運動中，下列說法中正確的是（ ）。

A.速度等于速率

B.速度的大小和方向始終不變

C.位移等于路程

D.物體的平均速度等于瞬時速度

解析 速度和位移都為矢量，既有大小又有方向，而速率和路程都是標量，只有大小沒有方向，因此在任何情況下，也不能講速度等于速率，位移等于路程，故選項A、C均錯。勻速直線運動是指在任意相等時間內通過的位移都相等，即速度始終保持不變，平均速度等于瞬時速度，故選項B、D正確。

11.速度變化快慢的描述——加速度

（1）物理意義：描述物體運動速度改變快慢的物理量。

（2）定義：速度的變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值或者說等于單位時間內速度的改變。

例7 下列關于加速度的描述中正確的是（ ）。

A.加速度在數(shù)值上等于單位時間里速度的變化

B.當加速度與速度方向相同且又減小時，物體做減速運動

C.速度方向為正，加速度方向一定為正

D.速度變化越快，加速度越小

解析 根據(jù)加速度定義式a=Δv/Δt知，A正確；當加速度與速度方向相同時，物體做加速運動，加速度減小時，物體的速度增加得越來越慢了，B錯誤；速度、加速度的方向是根據(jù)問題人為規(guī)定的，兩者之間沒有必然的聯(lián)系，C錯誤；加速度是描述速度變化快慢的物理量，速度變化越快，加速度越大，D錯誤。答案為A。

作者單位：河南鄢陵縣第一高級中學

（責任編輯 趙平）