各个击破
【例1】 关于时刻和时间,下列说法中正确的是( )
A. 时刻表示时间较短,时间表示时间较长 B. 时刻对应位置,时间对应位移
C. 作息时间表上的数字表示时刻 D.1 min内有60个时刻
思路分析:本题是考查区别时刻和时间间隔.时刻与时间是完全不同的概念,时刻无长短之说,在描述物体运动时,时刻对应物体的位置,时间对应物体的位移.因此,位移是一个过程物理量, 简称过程量;位置是一个状态物理量,简称状态量.
解析:由时间和时刻的定义及位置、位移与时刻、时间的对应关系,可知B 、C 正确,A 错. 一段时间内有无数个时刻,因而D 错.
答案:BC
类题演练1
以下的计时数据指时间的是( )
A. 满洲里开往天津的625次列车于13时35分从满洲里发车
B. 某人用15 s跑完100 m
C. 中央电视台新闻联播节目19时开播
D.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权
解析:A 、C 、D 中的数据都是指时刻,在B 中15 s对应的是跑完100 m这一运动过程,是时间.
答案:B
【例2】 如图1-2-4所示,一个物体从A 运动到B ,初位置的坐标是x A =-2 m ,末位置的坐标是x B =3 m,它的坐标变化量Δx为多少?位移是多少?
图1-2-4
解析:Δx=x B -x A =[3-(-2)] m =5 m,Δx也是物体的位移,沿Ox 轴的正方向. 答案:5 m 5 m
温馨提示:直线运动中,设定其中某一方向为正方向,则另一方向为负方向,就用“+”“-”号来表示位移的方向,可以用代数运算的法则来计算.
【例3】 某学生参加课外体育活动,他在一个半径为R 的圆形跑道上跑步,从O 点沿圆形跑道逆时针方向跑了43圈到达A 点,求它通过的位移和路程. 4
思路分析:位移是矢量,求某一过程的位移,既要求出大小,还要标明方向.描述物体的平面曲线运动,需要建立平面直角坐标系.当物体做曲线运动时,其位移的大小与路程是不等的,且路程大于位移的大小.
图1-2-6
解析:如图1-2-6所示,有向线段OA 即为该学生通过的位移,
s=(x A -x O ) +(y A -y O ) =2R , 22
位移的方向为:tanφ=y A -y O =1,φ=45°. x A -x O
319×2πR=πR. 42
19πR. 2 通过的路程为:s′=4×2πR+答案:位移大小为R ,方向为φ=45°, 由O 指向A 路程为
类题演练2
一个皮球从5 m高的地方落下,若碰到地面后又反弹起1 m高,则皮球通过的路程是多少?皮球的位移又是如何?若皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,则在整个运动过程中皮球的位移又是多少?
解析:计算位移时,只需关注物体的初、末两位置;而计算路程时必须关注物体的运动过程. 皮球从5 m高的地方落下,碰到地面后又反弹起1 m高,则皮球通过的路程是5 m+1 m=6 m;皮球运动到了初始位置下方5 m-1 m=4 m处,故皮球位移的大小等于4 m,方向竖直向下.
若皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,则皮球运动到了初始位置下方5 m 处,故皮球位移的大小等于5 m,方向仍是竖直向下.
答案:6 m,4 m、竖直向下 5 m、竖直向下
【例4】 图1-2-8是做直线运动的甲、乙两个物体的位移—时间图象,由图象可知( )
图1-2-8
A. 乙开始运动时,两物体相距20 m
B. 在0—10 s这段时间内,两物体间的距离逐渐增大
C. 在10—25 s这段时间内,两物体间的距离逐渐变小
D. 两物体在10 s时相距最远,在25 s时相遇
解析:由图象可知,乙在10 s时刚开始运动,此时两物体间的距离已超过20 m.在0—10 s这段时间内,两物体纵坐标的差值逐渐增大,说明两物体间的距离逐渐增大.在10—25 s 这段时间内,两物体纵坐标的差值逐渐减小,说明两物体间的距离逐渐变小.因此,两物体在10 s 时相距最远.在25 s 时,两图线相交,两物体纵坐标相等,说明它们到达同一位置而相遇.
答案:BCD
类题演练3
图1-2-10是M 、N 两个物体做直线运动的位移—时间图象,由图可知( )
图1-2-10
A.M 物体做匀速直线运动 B.N 物体做曲线运动
C.t 0秒内M 、N 两物体的位移相等 D.t 0秒内M 、N 两物体的路程相等 解析:由图可知:M 物体的位移随时间均匀变化,N 物体的位移随时间不均匀变化,所以M 物体做匀速直线运动,N 物体做变速直线运动,选项A 正确、B 错误.t 0秒内,M 、N 两物体的位移都是s 0,所以t 0秒内两物体的位移相等;随着时间的增加,位移一直在变大,说明M 、N 的运动方向没变,路程和位移的大小相等,所以t 0秒内两物体的路程也相等. 答案:ACD
【例5】 关于位移和路程,正确的说法是( )
A. 位移和路程是相同的物理量
B. 路程是标量,即表示位移的大小
C. 位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向
D. 若物体做单一方向的直线运动,位移的大小等于路程
思路分析:本题主要是考查对路程与位移基本概念的理解. 关键是正确区分二者的区别. 解析:位移是由初始位置指向终止位置的有向线段,是矢量. 位移的大小等于这段直线段的长度. 路程是标量,是物体运动轨迹的总长度,只有质点一直向着单一方向运动时,位移的大小才等于路程.
答案:D
【例6】 一操场跑道全长400 m,如图1-2-11所示,其中CD 和FA 为100 m长的直道,弯道ABC 和DEF 均为半圆形,长度各为100 m.一运动员从A 点开始起跑,沿弯道ABC 和直道CD 跑到D 点,求该运动员在这段时间内的路程和位移.
图1-2-11
解析:设半圆形弯道半径为R ,则有:πR =100 m,所以R =
22100π m =31.85 m.运动员的位移大小为:s =s CD +(2R ) =118.56 m,位移方向由A 指向D ,与AF 成夹角φ,则有:
tan φ=2R =0.637 0,查三角函数表得:φ=32.50°.运动员的路程为:s ′=s ABC +s CD =s CD
100 m+100 m=200 m.
答案:路程为200 m,位移为118.56 m,方向与AF 成32.50°.
各个击破
【例1】 关于时刻和时间,下列说法中正确的是( )
A. 时刻表示时间较短,时间表示时间较长 B. 时刻对应位置,时间对应位移
C. 作息时间表上的数字表示时刻 D.1 min内有60个时刻
思路分析:本题是考查区别时刻和时间间隔.时刻与时间是完全不同的概念,时刻无长短之说,在描述物体运动时,时刻对应物体的位置,时间对应物体的位移.因此,位移是一个过程物理量, 简称过程量;位置是一个状态物理量,简称状态量.
解析:由时间和时刻的定义及位置、位移与时刻、时间的对应关系,可知B 、C 正确,A 错. 一段时间内有无数个时刻,因而D 错.
答案:BC
类题演练1
以下的计时数据指时间的是( )
A. 满洲里开往天津的625次列车于13时35分从满洲里发车
B. 某人用15 s跑完100 m
C. 中央电视台新闻联播节目19时开播
D.1997年7月1日零时中国对香港恢复行使主权
解析:A 、C 、D 中的数据都是指时刻,在B 中15 s对应的是跑完100 m这一运动过程,是时间.
答案:B
【例2】 如图1-2-4所示,一个物体从A 运动到B ,初位置的坐标是x A =-2 m ,末位置的坐标是x B =3 m,它的坐标变化量Δx为多少?位移是多少?
图1-2-4
解析:Δx=x B -x A =[3-(-2)] m =5 m,Δx也是物体的位移,沿Ox 轴的正方向. 答案:5 m 5 m
温馨提示:直线运动中,设定其中某一方向为正方向,则另一方向为负方向,就用“+”“-”号来表示位移的方向,可以用代数运算的法则来计算.
【例3】 某学生参加课外体育活动,他在一个半径为R 的圆形跑道上跑步,从O 点沿圆形跑道逆时针方向跑了43圈到达A 点,求它通过的位移和路程. 4
思路分析:位移是矢量,求某一过程的位移,既要求出大小,还要标明方向.描述物体的平面曲线运动,需要建立平面直角坐标系.当物体做曲线运动时,其位移的大小与路程是不等的,且路程大于位移的大小.
图1-2-6
解析:如图1-2-6所示,有向线段OA 即为该学生通过的位移,
s=(x A -x O ) +(y A -y O ) =2R , 22
位移的方向为:tanφ=y A -y O =1,φ=45°. x A -x O
319×2πR=πR. 42
19πR. 2 通过的路程为:s′=4×2πR+答案:位移大小为R ,方向为φ=45°, 由O 指向A 路程为
类题演练2
一个皮球从5 m高的地方落下,若碰到地面后又反弹起1 m高,则皮球通过的路程是多少?皮球的位移又是如何?若皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,则在整个运动过程中皮球的位移又是多少?
解析:计算位移时,只需关注物体的初、末两位置;而计算路程时必须关注物体的运动过程. 皮球从5 m高的地方落下,碰到地面后又反弹起1 m高,则皮球通过的路程是5 m+1 m=6 m;皮球运动到了初始位置下方5 m-1 m=4 m处,故皮球位移的大小等于4 m,方向竖直向下.
若皮球经过一系列碰撞后,最终停在地面上,则皮球运动到了初始位置下方5 m 处,故皮球位移的大小等于5 m,方向仍是竖直向下.
答案:6 m,4 m、竖直向下 5 m、竖直向下
【例4】 图1-2-8是做直线运动的甲、乙两个物体的位移—时间图象,由图象可知( )
图1-2-8
A. 乙开始运动时,两物体相距20 m
B. 在0—10 s这段时间内,两物体间的距离逐渐增大
C. 在10—25 s这段时间内,两物体间的距离逐渐变小
D. 两物体在10 s时相距最远,在25 s时相遇
解析:由图象可知,乙在10 s时刚开始运动,此时两物体间的距离已超过20 m.在0—10 s这段时间内,两物体纵坐标的差值逐渐增大,说明两物体间的距离逐渐增大.在10—25 s 这段时间内,两物体纵坐标的差值逐渐减小,说明两物体间的距离逐渐变小.因此,两物体在10 s 时相距最远.在25 s 时,两图线相交,两物体纵坐标相等,说明它们到达同一位置而相遇.
答案:BCD
类题演练3
图1-2-10是M 、N 两个物体做直线运动的位移—时间图象,由图可知( )
图1-2-10
A.M 物体做匀速直线运动 B.N 物体做曲线运动
C.t 0秒内M 、N 两物体的位移相等 D.t 0秒内M 、N 两物体的路程相等 解析:由图可知:M 物体的位移随时间均匀变化,N 物体的位移随时间不均匀变化,所以M 物体做匀速直线运动,N 物体做变速直线运动,选项A 正确、B 错误.t 0秒内,M 、N 两物体的位移都是s 0,所以t 0秒内两物体的位移相等;随着时间的增加,位移一直在变大,说明M 、N 的运动方向没变,路程和位移的大小相等,所以t 0秒内两物体的路程也相等. 答案:ACD
【例5】 关于位移和路程,正确的说法是( )
A. 位移和路程是相同的物理量
B. 路程是标量,即表示位移的大小
C. 位移是矢量,位移的方向即质点运动的方向
D. 若物体做单一方向的直线运动,位移的大小等于路程
思路分析:本题主要是考查对路程与位移基本概念的理解. 关键是正确区分二者的区别. 解析:位移是由初始位置指向终止位置的有向线段,是矢量. 位移的大小等于这段直线段的长度. 路程是标量,是物体运动轨迹的总长度,只有质点一直向着单一方向运动时,位移的大小才等于路程.
答案:D
【例6】 一操场跑道全长400 m,如图1-2-11所示,其中CD 和FA 为100 m长的直道,弯道ABC 和DEF 均为半圆形,长度各为100 m.一运动员从A 点开始起跑,沿弯道ABC 和直道CD 跑到D 点,求该运动员在这段时间内的路程和位移.
图1-2-11
解析:设半圆形弯道半径为R ,则有:πR =100 m,所以R =
22100π m =31.85 m.运动员的位移大小为:s =s CD +(2R ) =118.56 m,位移方向由A 指向D ,与AF 成夹角φ,则有:
tan φ=2R =0.637 0,查三角函数表得:φ=32.50°.运动员的路程为:s ′=s ABC +s CD =s CD
100 m+100 m=200 m.
答案:路程为200 m,位移为118.56 m,方向与AF 成32.50°.