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初二物理机械运动

发布时间:2013-09-20 17:57:46  

定义 机械运动

在物理学中,把一个物体相对于另一个物体位置的变化称作为机械运动,简称运动。机械运动是指一个物体相对于其他物体的位置发生改变,是自然界中最简单,最基本的运动形态.

运动和静止的相对性

自然界中一切物体都在运动,因为地球本身在自转,所以绝对静止的物体是不存在的。通常所描述的物体的运动或静止都是相对于某一个参照物而言的。同一个物体是运动还是静止,取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。

相对静止的条件:两个物体向同一方向,以同样的快慢前进。

形式

机械运动的形式有多种多样,有沿直线运动的,有沿曲线运动的;有在同一平面上运动的,也有不在同一平面上运动的;有运动得快的,有运动得慢的······在各种不同形式的运动中,匀速直线运动是最简单的机械运动。

匀速直线运动

定义:匀速直线运动 物体沿直线运动时,如果在任意时间内通过的路程都相等,这种运动叫匀速直线运动

匀速直线运动是最简单的机械运动,是研究其它复杂运动的基础。做匀速直线运动的物体在任意相同时间内通过的路程都相等,即路程与时间成正比;速度大小不随路程和时间变化;位移与路程的大小相等。

(一)路程:运动物体通过的路径的长度称为路程。在国际单位中,路程的单位是米(m)

(二)比较物体运动快慢的三种方法

1.比较物体通过相等路程所用的时间的长短,所用时间短的运动得快

2.比较物体在相等时间内通过路程的长短,通过路程较长的运动得快

3、物体通过的路程和时间都不相等时,比较路程与时间的比值(单位时间内通过的路程),比值大的运动得快

(三)速度的物理意义、定义及公式

1.物理意义:速度是表示物体运动快慢的物理量。

2.定义:做匀速直线运动的物体,单位时间内通过的位移称为该物体运动的速度,

3.计算公式:V=X/T

4.国际单位:米/秒(m/s);常用单位:千米/时(km/h);1米/秒=3.6千米/时

5.它与位移(X)和时间(t)无关

6.速度为矢量,具有速度和大小,描述时注意不要忘记描述速度的方向。

变速直线运动

1.变速直线运动:物体沿直线运动,如果在相等时间内通过的路程不相等,这种运动就称为变速直线运动

2.平均速度

1.定义:做变速直线运动的物体通过的路程除以所用的时间,就是物体在这段时间内的平均速度

平均速度只能粗略地描述做变速直线运动物体的运动快慢。求平均速度时,必须明确是哪段时间或哪段路程内的平均速度

2.计算公式:V=S/T

3.国际单位:米/秒(m/s)或m.s-1次方

不同版本定义

初中版

机械运动是宇宙中最普遍的现象,运动是绝对的,静止是相对的。

物体之间或同一物体各部分之间相对位置随时间的变化叫做机械运动。它是物质的各种运动形态中最简单,最普遍的一种。例如,地球的转动、弹簧的伸长和压缩等都是机械运动。而其他较复杂的运动形式,例如,热运动、化学运动、电磁运动、生命现象中都含有位置的变化,但不能把它们简单地归结为机械运动。

一切物体都在运动,绝对不动的物体是没有的,这就是说运动是绝对的,我们平常说的运动和静止都是相对于另一个物体参照物而言的,所以,对静止的描述是相对的。

参照物

1)要描述某一物体的位置变化,就必须选择另外的一个物体作为标准。这个被选来作为标准的另外的物体,叫做参照物。

2)选择不同的参考系来观察同一物体的运动,观察结果可能会有所不同。比如生活在地球上的人,觉得地球是不动的,其实地球在以30km/s的巨大速度绕太阳公转。这就是物理运动和静止的相对性.

3)参照物的选择是任意性的,描述的结果也会是有所不同的。

分类 根据物体运动的路线,可以将物体分为直线运动和曲线运动。

一般来说,直线运动是要比曲线运动简单一些的。但是,直线运动它也有千差万别,所以有必要对直线运动在进行分类研究。

直线运动根据其速度的变化特点又可分为匀速直线运动和变速直线运动:

1)快慢不变,经过的路线为直线的运动叫做匀速直线运动;

2)物体沿一直线运动,如果在相等的时间内通过的路程并不相等,这种运动叫做变速

直线运动。

高中版

1)物体相对于其他物体的位置变化,也就是物体的位置的移动随时间的变化,叫做机械运动。机械运动简称为运动

一个物体相对于另一个物体的位置只要是发生了变化,这个物体就在运动。

2)宇宙中没有不动的物体,一切物体都在不停的运动,运动是绝对的,静止是相对的 质点

1)质点是用来代替物体的有质量的点,因而其突出的特点是“具有质量”和“占有质量”。但却没有体积——即没有大小。

2)质点是对实际物体的抽象,因而它是一个具有质量而又没有体积(大小)的抽象的点,这显然是一种理想化模型,实际上并不存在。引入理想化模型时,要善于抓主要矛盾,尽可能把复杂问题简单化,这是物理学中经常要用到的一种研究问题的方法——科学抽象法。

3)虽然质点实际不存在,但实际问题中不少物体又可以看作是质点。一个物体可否视为质点,这要根据具体情况分析。只有当物体的形状和大小在所研究的问题中处于次要地位时,才可以把物体当作质点,

1.物体上所有点的运动情况都相同,可以把它看作一个质点。

2.物体的大小和形状对研究问题的影响很小,可以把它看作一个质点。

3.转动的物体,只要不研究其转动且符合第2条,也可看成质点。

4)由于质点没有体积,因而质点是不可能转动的。所以,质点是没有转动可言的。任何转动的物体,在研究其自转时,均不能简化成质点。质点运动时所通过的路线,就叫做质点运动的轨迹。

直线运动和曲线运动

按照轨迹来划分,质点运动的轨迹是直线的运动叫做直线运动,是曲线的运动叫做曲线运动。

一个物体能否被简化为质点,并不是看物体的大小。很小的物体有时候反而是不能当作质点的,如自身旋转着的小球在研究期自转情况时,小球就不能认为是质点。很大的物体

有时候可以简化为质点,如绕太阳公转着的地球。同一物体有时可以看作质点,有时又不能看作质点。只有当物体的形状和大小在所研究的问题中处于次要地位时,才可以把物体看作质点。如在研究地球的公转规律时就可以把地球看作是质点,但研究地球的自转规律时则不能把地球看作是质点。

在以上说法基础上还应该加上一条,当物体的一部分相对于另一部分的位置之发生改变的过程也叫做机械运动。

如一辆车在公路上行驶,它相对于地面上固定的物体发生了位置的改变,可以说车发生了机械运动。当一个轮子绕着固定轴转动时,轮上的各部分相对于轴在做机械运动。 机械运动是我们见到的各种运动中最简单的、最普遍的一种运动形式。车、船的运动,天体的运动,都是机械运动。常见的机械运动有平动和转动。

匀变速直线运动

概念 沿着一条直线,且加速度方向与速度方向平行的运动,叫做匀变速直线运动。匀变速直线运动的图像是一条倾斜的直线。如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动。

其中a为加速度,

速度公式:为初速度,为t秒时的速度,为t秒时的位移

位移公式:

位移---速度公式:; ;

匀变速直线运动试验的纸带

V=V0+at 条件 物体作匀变速直线运动须同时符合下述两条:

(1)受恒外力作用

(2)合外力与初速度在同一直线上。

分类 在匀变速直线运动中,如果物体的速度随着时间均匀增加,这个运动叫做匀加速直线运动;如果物体的速度随着时间均匀减小,这个运动叫做匀减速直线运动。

若速度方向与加速度方向同向(即同号),则是加速运动;若速度方向与加速度方向相反(即异号),则是减速运动

速度无变化(a=0时),若初速度等于瞬时速度,且速度不改变,不增加也不减少,则运动状态为,匀速直线运动;若速度为0,则运动状态为静止。

规律

瞬时速度与时间的关系:

位移与时间的关系:

瞬时速度与加速度、位移的关系:

位移公式

位移公式推导:

(1)由于匀变速直线运动的速度是均匀变化的,故平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度

而匀变速直线运动的路程s=平均速度*时间,故

利用速度公式,得

(2)利用微积分的基本定义可知,速度函数(关于时间)是位移函数的导数,而加速度函数是关于速度函数的导数,写成式子就是

,于是

,

,就是初速度,可以是任意的常数,进而有

(对于匀变速直线运动),,显然t=0时,s=0,

故这个任意常数C=0,于是有

这就是位移公式。

推论

平均速度=(初速度+末速度)/2=中间时刻的瞬时速度

(代表相邻相等时间段内位移差,T代表相邻相等时间段的时间长度)

为初速度[ X为位移,V为末速度,

比例关系

(1)重要比例关系由,得。

由,得,得,或,或。 。

(2)基本比例(当初速度为0的匀加速运动)

①第1秒末、第2秒末、??、第n秒末的速度之比

推导:

②前1秒内、前2秒内、??、前n秒内的位移之比

推导:

③第1个t内、第2个t内、??、第n个t内(相同时间内)的位移之比

推导:

④通过前1s、前2s、前

3s??、前ns的位移所需时间之比

推导:由

⑤通过第1个s、第2个s、第3个s、??、第n个s(通过连续相等的位移)所需时间之比

推导:

典型应用

自由落体运动

一、自由落体运动的概念

物体只在重力的作用下从静止开始下落的运动。

1、运动学特点:其大小、方向均不变。

2、受力特点:在真空中物体只受重力,或者在空气中,物体所受空气阻力很小,和物体重力相比可忽略。

3、运动性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。所以匀变速直线运动的所有规律和初速度为零的匀加速直线运动中的各种比例关系都可用于自由落体运动。

4、自由落体的加速度:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫重力加速度,用g表示,地球上不同的纬度,g值不同。其方向为竖直向下。通常计算时取9.8,粗略计算时,取10。

二、自由落体运动的规律

自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动,其运动规律如下:

1、三个基本公式:

2、三个特殊公式: ;;

(1)在连续相等的时间(T)内位移之差为一恒定值,即

(2)某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即

(3)某段位移中间位置的瞬时速度与这段位移的初、末速度和的关系是

3、四个比例公式(参照上述比例关系)[2-4]

竖直上抛运动

竖直上抛运动是物体具有竖直向上的初速度,加速度始终为重力加速度g的匀变速运动,可分为上抛时的匀减速运动和下落时的自由落体运动的两过程。它是初速度为(时间相等,只受重力作用且受力方向与初速度方向相反。

计算公式(以

(1)方向为正方向): 不等于0)的匀减速直线运动与自由落体运动的合运动,运动过程中上升和下落两过程所用的

(2)

(3)

(4)

,可由速度公式和条件得到,即(5)竖直上抛物体达到最大高度所需时间

注:也可以根据上升过程是体运动来分析。[ ,的匀变速直线运动,下落阶段是自由落

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