描述物體運動的幾個基本本概念
◎知識梳理
1.機械運動：一個物體相對于另一個物體的位置的改變叫做機械運動，簡稱運動，它包括平動、轉動和振動等形式。
2.參考系：被假定為不動的物體系。
對同一物體的運動，若所選的參考系不同，對其運動的描述就會不同，通常以地球為參考系研究物體的運動。
3.質點：用來代替物體的有質量的點。它是在研究物體的運動時，為使問題簡化，而引入的理想模型。僅憑物體的大小不能視為質點的依據(jù)，如：公轉的地球可視為質點，而比賽中旋轉的乒乓球則不能視為質點。 ’
物體可視為質點主要是以下三種情形：
(1)物體平動時;
(2)物體的位移遠遠大于物體本身的限度時;
(3)只研究物體的平動，而不考慮其轉動效果時。
4.時刻和時間
(1)時刻指的是某一瞬時，是時間軸上的一點，對應于位置、瞬時速度、動量、動能等狀態(tài)量，通常說的“2秒末”，“速度達2m/s時”都是指時刻。
(2)時間是兩時刻的間隔，是時間軸上的一段。對應位移、路程、沖量、功等過程量.通常說的“幾秒內”“第幾秒內”均是指時間。
5.位移和路程
(1)位移表示質點在空間的位置的變化，是矢量。位移用有向線段表示，位移的大小等于有向線段的長度，位移的方向由初位置指向末位置。當物體作直線運動時，可用帶有正負號的數(shù)值表示位移，取正值時表示其方向與規(guī)定正方向一致，反之則相反。
(2)路程是質點在空間運動軌跡的長度，是標量。在確定的兩位置間，物體的路程不是唯一的，它與質點的具體運動過程有關。
(3)位移與路程是在一定時間內發(fā)生的，是過程量，二者都與參考系的選取有關。一般情況下，位移的大小并不等于路程，只有當質點做單方向直線運動時，二者才相等。
6.速度
(1).速度：是描述物體運動方向和快慢的物理量。
(2).瞬時速度：運動物體經(jīng)過某一時刻或某一位置的速度，其大小叫速率。
(3).平均速度：物體在某段時間的位移與所用時間的比值，是粗略描述運動快慢的。
①平均速度是矢量，方向與位移方向相同。
②平均速度的大小與物體不同的.運動階段有關。
③v=是平均速度的定義式，適用于所有的運動，
(4).平均速率：物體在某段時間的路程與所用時間的比值，是粗略描述運動快慢的。
①平均速率是標量。
②v=是平均速率的定義式，適用于所有的運動。
③平均速度和平均速率往往是不等的，只有物體做無往復的直線運動時二者才相等。
◎ 例題評析
【例1】物體沿直線向同一方向運動，通過兩個連續(xù)相等的位移的平均速度分別為v1=10m/s和v2=15m/s，則物體在這整個運動過程中的平均速度是多少?
【分析與解答】設每段位移為s，由平均速度的定義有 ==12m/s
[點評]一個過程的平均速度與它在這個過程中各階段的平均速度沒有直接的關系，因此要根據(jù)平均速度的定義計算，不能用公式=(v0+vt)/2，因它僅適用于勻變速直線運動。
【例2】.一質點沿直線ox方向作加速運動，它離開o點的距離x隨時間變化的關系為x=5+2t3(m)，它的速度隨時間變化的關系為v=6t2(m/s)，求該質點在t=0到t=2s間的平均速度大小和t=2s到t=3s間的平均速度的大??
【分析與解答】當t=0時，對應x0=5m，當t=2s時，對應x2=21m，當t=3s時，對應x3=59m，則:t=0到t=2s間的平均速度大小為=8m/s
t=2s到t=3s間的平均速度大小為=38m/s
[點評]只有區(qū)分了求的是平均速度還是瞬時速度，才能正確地選擇公式。
【例3】一架飛機水平勻速地在某同學頭頂飛過，當他聽到飛機的發(fā)動機聲音從頭頂正上方傳來時，發(fā)現(xiàn)飛機在他前上方與地面成600角的方向上，據(jù)此可估算出此飛機的速度約為聲速的多少倍?
【分析與解答】設飛機在頭頂上方時距人h，則人聽到聲音時飛機走的距離為：h/3
對聲音：h=v聲t
對飛機：h/3=v飛t
解得：v飛=v聲/3≈0.58v聲
[點評]此類題和實際相聯(lián)系，要畫圖才能清晰地展示物體的運動過程，挖掘出題中的隱含條件，如本題中聲音從正上方傳到人處的這段時間內飛機前進的距離，就能很容易地列出方程求解。