驶的火车，即有火车整体相对于地面的平动，又有车轮的转动，还有车体的振动，等等，因此要全面描述火车的运动是相当困难的。为了便于研究，就需要对物体进行简化，突出影响问题的主要因素，忽略次要因素。例如在研究列从北京开往上海的列车的运动问题时，由于列车的总长度约为，而从北京开往上海的总里程约为，火车的长度是总里程的万分之，因此火车的大小形状等因素对研究问题的影响很小，可以不考虑，只突出火车的质量及其占据空间的位置这两个主要因素。在上面这种情况下，我们可以把火车简单地看作个有质量的点质点，它是种理想化的物理模型。在下面这种情况下，如在研究这列火车经过座桥的运动问题时，由于火车的长度可以跟大桥的长度相比拟，它就成了解决问题的主要因素，这时就不能把火车简化为质点。三时刻和时间时刻指的是个瞬间，时间指的是两个时刻之间的间隔。例如，我们常说上午第节课在时上课，时分下课。如果用个数轴来表示时刻和时间，则时刻应该用点来表示，时间用线段来表示，如下图所示。这里的和是这节课开始和结束的两个时刻，而这两个时刻之间的间隔，则是两个时刻之间的时间。在国际单位制中，时间的单位是秒，如下图所示的时间轴上标出了零时刻第初第末等时刻和第内内内等时间。四位移和路程个人从北京去上海，可以选择不同的交通工具，既可以乘火车，也可以乘飞机，还可以坐汽车到天津再换乘轮船。使用不同的交通工具，运动轨迹是不样的，但是，就位置的变动来说，他总是由北京到达了东南方向直线距离约的上海。在物理学中，用位移来表示质点的位置变化。当质点从点运动到点时，我们从初位置到末位置作条有向线段，用这条有向线段表示物体在这次运动中发生的位移，如下图所示。有向线段的长度表示位移的大小，有向线段的方向表示位移的方向。在物理学中，像位移这样既有大小，又有方向的物理量，叫做矢量。位移通常用字母表示，它的单位是米。路程是质点运动轨迹的长度。在上图中，质点的路程分别是曲线的长度。像路程这样只有大小，没有方向的物理量，叫做标量。路程的单位也是米。五速度和速率不同物体的运动，其快慢程度往往不同。例如，运动员甲在内跑过了运动员乙在内跑过了。他俩谁跑得快呢比较物体运动的快慢有两种方法种是在位移相同的情况下，比较所用时间的长短时间短的，运动得快另种是在时间相同的情况下，比较位移的大小位移大的，运动得快。由于第二种方法更接近人们的生活习惯，因此，人们把位移与发生这个位移所用时间的比值叫做物体的速度，通常用表示，即速度不但有大小，而且有方向，是矢量。速度的大小在数值上等于单位时间内位移的大小，速度的方向跟运动的方向相同。速度的单位是米秒，常用的单位还有千米时。我们可计算出前例中运动员甲乙的速度分别为所以说运动员乙跑得比甲快。用上面的公式计算出的速度，表示物体在段时间或位移内运动的平均快慢程度，叫做平均速度。平均速度只能粗略地描述运动的快慢。年月日，刘翔在瑞士洛桑国际田径大奖赛男子米栏比赛中，以秒的成绩夺得冠军，并打破世界纪录。他在比赛中的平均速度是为了使描述更加精确，就需要选择物体在较短时间内的位移与时间的比值。如果这段时间取得非常非常小，就可以认为是物体在时刻或位置的速度，这个速度叫做瞬时速度。瞬时速度可以精确地描述物体运动的快慢。演示实验用打点计时器测量瞬时速度，把打点计时器固定在桌子上，连接好电路，如下图所示。安装好纸带。启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出了列小点，如下图所示。关闭电源。由于每两个点之间的时间都是，因此，选择点，测量出该点左右两点间的位移大小，除以时间，即可视为纸带经过点时的瞬时速度。速度的大小叫做速率，是标量。汽车上的速度计只能显示汽车速度的大小，不能显示汽车运动的方向，所以它显示实际上是汽车的瞬时速率。练习地球的直径约为，与太阳相距。当我们研究地球的公转时，能不能把它看成质点研究地球上各处季节变化时，能不能把它看成质点答案能不能。位运动员在学校里周长为的标准跑道上跑了三圈，他跑过的路程是多少他的位移是多少答案路程是，位移是。第二节匀变速直线运动匀变速直线运动我们日常观察到的运动，速度经常是不断变化的。例如，汽车开动时，速度越来越大刹车时，速度越来越小。人们把速度不断变化的直线运动，叫做变速直线运动。例如，辆汽车沿条直线从静止开始加速，如果末的速度为，末的速度为，末的速度为，末的速度为„„那么，每经过它的速度就增加„„做变速直线运动的物体，如果在任意相等的时间内，速度的变化量都相等，这种运动叫做匀变速直线运动。匀变速直线运动可分为匀加速直线运动和匀减速直线运动两种。二加速度不同的匀变速直线运动，速度变化的快慢往往是不同的。世界级的短跑运动员可以在内将自身的速度从提高到迫击炮可以在内将炮弹的速度从提高到。为了描述匀变速直线运动的速度变化的快慢程度，人们引入了加速度的概念。加速度等于速度的变化量跟发生这变化所用时间的比值。如果用表示加速度，用表示末速度，用表示初速度，用表示速度变化所用的时间，则加速度的单位是米每二次方秒，其数值的大小表示速度变化的快慢。演示实验用打点计时器测量加速度将长木板的端垫高，把打点计时器固定在长木板上较高的端，连接好电路，把纸带穿过打点计时器连接到小车后部，如右图所示。启动电源，让小车滑下，打点计时器在纸带上打下列点，如下图所示。断开电源。小车从光滑斜面滑下的运动可视为匀加速直线运动。可选择相距的两个点，分别测量并计算出两点的瞬时速度，再根据加速度的定义，计算出该过程的加速度。在前面的例子中，世界级的短跑运动员可以在内将自身的速度从提高到，他的加速度大小为迫击炮可以在内将炮弹的速度从提高到，炮弹的加速度大小为由计算结果可知，炮弹的加速度远远大于运动员的加速度。加速度是矢量。在直线运动中，如果速度增加，则加速度是正值，表示其方向与运动方向相同如果速度减少，则加速度是负值，表示其方向与运动方向相反。例题汽车紧急刹车前的速度是，刹车后经过车停下来，求汽车的加速度。分析汽车从刹车到停止的过程可被看成是匀减速直线运动。题目中停下来的含义是末速度等于，因此，我们已经知道了初速度速度变化所用的时间和末速度，可直接用加速度公式来求解。解由加速度公式得为负值，表示加速度方向跟汽车初速度方向相反，汽车做匀减速直线运动。三速度公式如果我们已知个匀变速直线运动的初速度加速度和时间，则可以用速度公式求解末速度例题辆汽车原来的速度是，后来以的加速度匀加速行驶。求加速时汽车速度的大小。解，由速度公式得四位移公式如果我们已知个匀变速直线运动的初速度加速度和时间，则可以用位移公式求解位移例题列火车在斜坡上匀加速下行，在坡顶端的速度是，加速度是，火车通过斜坡的时间是，求这段斜坡的长度。解由匀变速直线运动的位移公式，得还有个常用的位移公式五自由落体运动早在十七世纪意大利著名的物理学家伽利略就指出，我们平时之所以看到轻重不同的物体不能同时落地，是由于空气阻力的缘故。他的学生选择了形状相同的材料，不同的两个重球，重球的重力远大于空气阻力，让这两个球从比萨斜塔上同时落下，结果同时着地。物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。这种运动只有在没有空气的空间里才能发生。在有空气的空间里，如果空气阻力的作用比较小，可以忽略不计，物体的下落也可以看作是自由落体运动。通过实验发现，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而且在同地点，切物体自由下落的加速度都相同，这个加速度叫做重力加速度，通常用来表示。重力加速度的方向竖直向下，大小随地理位置的改变而略有不同。通常计算中，可以把取作在粗略计算时，可把取作。由于在自由落体运动中，初速度，加速度，因此，自由落体运动的规律可表示为练习列做匀变速直线运动的火车，在内速度由增加到，求火车的加速度是多少答。汽车紧急刹车时速度是，经过车停下来，求汽车的加速度是多少答。辆汽车原来的速度是，后来以的加速度匀加速行驶。求加速时汽车速度的大小是多少答。列火车在斜坡上匀加速下行，在坡顶端的速度是，加速度是，火车通过斜坡的时间是，求这段斜坡的长度是多少答。用投石计时的方法可粗略测算水井的深度。在井口从静止开始释放石块，经过听到落水声，若忽略声音传播的时间，求井口到水面的深度是多少答。跳水运动员由静止开始从跳台跳下，求运动员入水时的速度是多少答。第三节重力弹力摩擦力力通过长期实践，人们认识到物体运动状态的改变或物体形状的改变，都是由于物体间相互作用的结果。于是人们归纳出，力是物体间的相互作用。我们写字时，手要对笔施力，才能抓牢笔杆随意书写同时，笔杆对我们的手也施加了力，三个手指都被笔杆挤变了形我们踢足球时，足球受到脚对它施加的力，于是向前滚去同时，我们的脚也会受到足球对它施加的力，脚指可能会感到疼痛。如果个物体的运动状态或形状发生了改变，我们就可以推断出，该物体受到了力的作用。力的大小可以用弹簧秤测量。力的单位是牛。力是矢量，它不但有大小，而且有方向。力的作用效果不仅与力的大小方向有关，还跟力作用在物体上的作用点有关。因此，要把个力准确地表达出来，就要表明力的这三个要素。二力的图示人们经常用带箭头的线段表示力。线段是按定标度画出的，它的长短表示力的大小，它的箭头指向表示力的方向，箭尾表示力的作用点。这种表示力的方法，叫做力的图示。例如，个大小为，与水平方向的夹角为的拉力的图示，如下图所示。有