運(yùn)動(dòng)的描述核心考點(diǎn)點(diǎn)擊

徐漢屏

《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)“運(yùn)動(dòng)的描述”這章內(nèi)容的相關(guān)要求是：通過對(duì)質(zhì)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，了解物理學(xué)研究中物理模型的特點(diǎn)，體會(huì)物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。理解位移、速度和加速度。

在高考《考試大綱》中，“參考系”、“質(zhì)點(diǎn)”屬Ⅰ級(jí)要求，“位移”、“速度”和“加速度”屬Ⅱ級(jí)要求。由于本章內(nèi)容的基礎(chǔ)性，上述考點(diǎn)在學(xué)業(yè)水平測(cè)試（簡(jiǎn)稱“學(xué)測(cè)”）中時(shí)有涉及，而在高考中則較少單獨(dú)命題，更多的是將之與有關(guān)運(yùn)動(dòng)的其他考點(diǎn)綜合起來(lái)考查。本章的核心考點(diǎn)主要有：

核心考點(diǎn)一參考系

參考系的定義：在描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)用來(lái)做參考的假定不動(dòng)的物體叫做參考系。

參考系的選擇：選擇參考系是對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行描述和研究的前提。從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度看，參考系的選取原則上是任意的。同一物體選擇不同的參考系時(shí)，觀察的結(jié)果可能不同。因此，要比較不同物體的運(yùn)動(dòng)，必須選取同一個(gè)參考系。對(duì)一個(gè)具體的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，為了追求對(duì)問題描述的簡(jiǎn)潔性，我們應(yīng)從方便出發(fā)，將簡(jiǎn)化對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述作為選擇參考系的一個(gè)基本原則（除非問題中對(duì)參考系有特別的要求）。在研究地球上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般情況下選取地球或相對(duì)地球靜止的物體為參考系。

例1（2013年湖南學(xué)測(cè)解讀）電視連續(xù)劇《西游記》里，常常有“孫悟空騰云駕霧”的鏡頭。這通常是采用“背景拍攝法”：讓“孫悟空”站在平臺(tái)上，做著飛行的動(dòng)作，在他的背后展現(xiàn)出藍(lán)天和急速飄動(dòng)的白云，同時(shí)加上煙霧效果，攝影師把人物動(dòng)作和飄動(dòng)的白云及下面的煙霧等一齊拍入鏡頭。放映時(shí)，觀眾就感覺到“孫悟空”在“騰云駕霧”。這里，觀眾所選的參考系是（）。

A.飄動(dòng)的白云B.平臺(tái)

C.“孫悟空”D.煙霧

描述某一物體的運(yùn)動(dòng)必須以其他物體作為參考系，“孫悟空騰云駕霧”描述的是“孫悟空”的運(yùn)動(dòng)，觀眾不可能取“孫悟空”本身為參考系。平臺(tái)已被煙霧遮擋而未拍入鏡頭，觀眾也無(wú)法將平臺(tái)作為參考系。若取煙霧為參考系，則觀眾應(yīng)該感覺到“孫悟空”位于原處。只有選取飄動(dòng)的白云為參考系，觀眾才會(huì)感覺到“孫悟空”在“騰云駕霧”。正確選項(xiàng)為A。本題以電視鏡頭為素材，凸顯了人文因素，增加了趣味性，令人耳目一新。求解此類問題，要領(lǐng)會(huì)參考系的概念。以某物體為參考系，觀察者就須處于參考系中（與參考系保持相對(duì)靜止）來(lái)進(jìn)行觀察，可以形象地講：就是在參考系上長(zhǎng)一個(gè)大眼睛，用它來(lái)觀察其他物體的運(yùn)動(dòng)。

質(zhì)點(diǎn)的定義：用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫做質(zhì)點(diǎn)，即質(zhì)點(diǎn)是沒有大小和形狀，而具有物體全部質(zhì)量的點(diǎn)。

物體能夠視為質(zhì)點(diǎn)的條件：一個(gè)物體能否視為質(zhì)點(diǎn)是相對(duì)的，是看物體的形狀對(duì)研究的問題有無(wú)影響。如果物體的形狀與研究的問題無(wú)關(guān)，則物體可視為質(zhì)點(diǎn)；如果有關(guān)，則不能視為質(zhì)點(diǎn)。物體能否視為質(zhì)點(diǎn)，與物體本身的大小沒有必然的關(guān)系，與物體做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)也沒有必然的關(guān)系。

理想物理模型：在物理學(xué)中，突出問題的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并將其作為研究對(duì)象，是經(jīng)常采用的一種科學(xué)研究方法。理想物理模型是運(yùn)用理想化的思維方法得到的理想化的事物，建立理想化物理模型的過程是反映事物本質(zhì)特性的過程。質(zhì)點(diǎn)就是這種物理模型之一。

例2（2013年江蘇南京學(xué)測(cè)模擬）第二屆夏季青年奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)（簡(jiǎn)稱青奧會(huì)）將于2014年8月在南京舉行，青奧會(huì)比賽將在“三大場(chǎng)館區(qū)”的15個(gè)不同競(jìng)賽場(chǎng)館進(jìn)行26個(gè)項(xiàng)目比賽，將向世界奉獻(xiàn)一屆精彩的青奧會(huì)。在考察參加下列比賽的運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)時(shí)，可視為質(zhì)點(diǎn)的是（）。

A.馬拉松B.跳水

C.擊劍D.體操

考察馬拉松比賽成績(jī)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的大小和形狀可以忽略，故可視為質(zhì)點(diǎn)。考察跳水、擊劍與體操比賽成績(jī)時(shí)，需要考察運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，其大小和形狀不能忽略，故不能視為質(zhì)點(diǎn)。正確選項(xiàng)為A。

本題以即將在南京舉行的青奧會(huì)為背景，涉及幾個(gè)項(xiàng)目的體育比賽中能否將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)的判斷。抓住將物體視為質(zhì)點(diǎn)的條件——物體的大小和形狀可以忽略，是分析此類問題的關(guān)鍵。

核心考點(diǎn)三位移

位移的定義：描述物體位置的變化，需要確切地描述物體位置變化的大小和方向。為此，需要引入“位移”的概念。位移可以用從初始位置指向末位置的有向線段來(lái)表示。物體的位移僅由初始位置和末位置決定，而與運(yùn)動(dòng)過程無(wú)關(guān)。

位移與路程的區(qū)別：位移是描述物體位置變化的物理量，而路程則是描述物體運(yùn)動(dòng)路徑（軌跡）長(zhǎng)短的物理量。位移既有大小又有方向，是矢量；而路程只有大小沒有方向，是標(biāo)量。位移的大小等于物體初始位置到末位置的直線距離，與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)；而路程是按運(yùn)動(dòng)路徑計(jì)算的實(shí)際長(zhǎng)度。由于物體運(yùn)動(dòng)的路徑可能是直線，也可能是曲線，兩點(diǎn)間又以直線距離為最短，所以物體位移的大小只能小于或等于路程，不可能大于路程。事實(shí)上，只有物體做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位移的大小才等于路程。

美國(guó)航天局宣布，開普勒天文望遠(yuǎn)鏡已觀測(cè)到太陽(yáng)系外迄今最像地球的行星，這里溫度條件適宜，理論上其表面可保有液態(tài)水，甚至可能有少許大氣。這一發(fā)現(xiàn)使“人類向找到一個(gè)類似家園的地方又走近了一點(diǎn)”。例3（2012年江蘇學(xué)測(cè)）出租車載小明到車站接人后返回出發(fā)地，司機(jī)打出全程的發(fā)票如圖1所示。則此過程出租車運(yùn)動(dòng)圖1的路程和位移大小分別是（）。

發(fā)票中的“里程”即為路程，圖中的發(fā)票顯示“里程”為4.3km，故出租車運(yùn)動(dòng)的路程為4.3km。出租車載小明到車站接人后返回出發(fā)地，終點(diǎn)與起點(diǎn)為同一點(diǎn)，而位移的大小等于物體初始位置到末位置的直線距離，故出租車運(yùn)動(dòng)的位移為0。正確選項(xiàng)為B。

本題以乘坐出租車為素材，將部分已知條件隱含在題圖中，考查對(duì)路程和位移概念的理解。求解此類問題，除要有扎實(shí)的物理基礎(chǔ)知識(shí)外，還需具有挖掘隱含條件、汲取有效信息的能力。

核心考點(diǎn)四速度

平均速度與平均速率的區(qū)別：平均速度是位移與時(shí)間的比值，而平均速率則是路程與時(shí)間的比值。平均速度是矢量，其方向與位移的方向相同，而平均速率則是標(biāo)量，沒有方向。平均速度描述了物體位置變化的快慢與方向，而平均速率則描述了物體沿路徑移動(dòng)的快慢。

用圖像表示速度：建立一個(gè)平面直角坐標(biāo)系，用橫軸表示時(shí)間，用縱軸表示速度，畫出速度和時(shí)間的關(guān)系圖線，這種圖像叫做速度-時(shí)間圖像，簡(jiǎn)稱為速度圖像。應(yīng)用速度圖像，可以求出物體在任意時(shí)刻的速度，也可以反過來(lái)求物體運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)應(yīng)于某一速度的時(shí)刻。速度圖像中，圖線與橫軸間的“面積”表示位移的大小。

例4（2013年江蘇徐州學(xué)測(cè)模擬）2012年7月29日，孫楊在倫敦奧運(yùn)會(huì)男子400m自由泳決賽中以3min40s的成績(jī)奪冠，并打破奧運(yùn)會(huì)紀(jì)錄。關(guān)于他在決賽中的運(yùn)動(dòng)速度，下列說法正確的是（）。

核心考點(diǎn)五加速度

加速度與速度的區(qū)別：從定義上看——速度是描述物體運(yùn)動(dòng)方向和快慢的物理量，是位置的變化（位移）和時(shí)間的比值；加速度是描述物體速度變化方向和快慢的物理量，是速度的變化量（速度增量）和時(shí)間的比值。從方向上看——速度、加速度都是矢量，速度的方向就是物體運(yùn)動(dòng)的方向，而加速度的方向不是速度的方向，而是速度變化的方向，故加速度方向與速度方向沒有必然的聯(lián)系。只有在直線運(yùn)動(dòng)中，加速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度與速度方向一致，減速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度與速度方向相反。從量值上看——加速度“大”，只意味著速度變化“快”，不表示速度變化量大，也不表示速度大。速度大，加速度不一定大；速度小，加速度不一定小。加速度減小而速度可能增大，加速度不為零而速度大小可能不變。

睡前躺著玩手機(jī)有八大危害：影響生物鐘，導(dǎo)致慢性勞損，影響視力，頸椎反弓，影響智力，損害皮膚，手指麻木，過敏。從v-t圖像看加速度：v-t圖像中，圖線的斜率表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度。在同一個(gè)坐標(biāo)平面上，斜率越大，即直線越陡，表示加速度越大。

跟蹤訓(xùn)練參考答案：

1.以流水為參考系，才會(huì)感覺“橋流水不流”，故“橋流”是以流水為參考系的。正確選項(xiàng)為A。

2.蹦床比賽需關(guān)注運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)的乒乓球各部分運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，研究航天器的飛行姿態(tài)，其大小和形狀均不能忽略，故均不能視為質(zhì)點(diǎn)。確定遠(yuǎn)洋海輪在大海中的位置時(shí)，海輪的大小和形狀可以忽略，可視為質(zhì)點(diǎn)。正確選項(xiàng)為D。

3.限速標(biāo)志上的數(shù)值為這一路段汽車行駛的瞬時(shí)速度的最大值，80km/h是瞬時(shí)速度。路線指示標(biāo)志上的數(shù)值反映路標(biāo)所在地到指示地尚有多遠(yuǎn)，100km是路程。正確選項(xiàng)為D。

4.加速度是描述物體速度變化快慢的物理量。物體的速度改變?cè)娇?，其加速度也越大。加速度的大小與速度的大小之間沒有必然的聯(lián)系。物體的速度越大，其加速度不一定越大；物體的速度為零，其加速度也不一定為零。加速度是速度變化與時(shí)間的比值。物體的速度改變量越大，其加速度不一定越大，因?yàn)檫€需看速度發(fā)生改變所經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)短。正確選項(xiàng)為A。（責(zé)任編輯趙平）