高考物理一轮复习 第一章 直线运动文档格式.docx
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其中重点是匀变速直线运动的规律和应用。
难点是对基本概念的理解和对研究方法的把握。
§
1基本概念匀速直线运动
教学目标:
1.理解质点、位移、路程、时间、时刻、速度、加速度的概念;
2.掌握匀速直线运动的基本规律
3.掌握匀速直线运动的位移时间图像,并能够运用图像解决有关的问题
教学重点:
对基本概念的理解
教学难点:
对速度、加速度的理解
教学方法:
讲练结合,计算机辅助教学
教学过程:
一、基本概念
1.质点:
用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。
它是一种理想模型,物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。
2.时刻:
表示时间坐标轴上的点即为时刻。
例如几秒初,几秒末,几秒时。
时间:
前后两时刻之差。
时间坐标轴上用线段表示时间,例如,前几秒内、第几秒内。
3.位置:
表示空间坐标的点;
位移:
由起点指向终点的有向线段,位移是末位置与始位置之差,是矢量。
路程:
物体运动轨迹之长,是标量。
注意:
位移与路程的区别.
4.速度:
描述物体运动快慢和运动方向的物理量,是位移对时间的变化率,是矢量。
平均速度:
在变速直线运动中,运动物体的位移和所用时间的比值,v=s/t(方向为位移的方向)
瞬时速度:
对应于某一时刻(或某一位置)的速度,方向为物体的运动方向。
速率:
瞬时速度的大小即为速率;
平均速率:
质点运动的路程与时间的比值,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同。
平均速度的大小与平均速率的区别.
【例1】物体M从A运动到B,前半程平均速度为v1,后半程平均速度为v2,那么全程的平均速度是:
()
A.(v1+v2)/2B.
C.
D.
解析:
本题考查平均速度的概念。
全程的平均速度
,故正确答案为D
5.加速度:
描述物体速度变化快慢的物理量,a=△v/△t(又叫速度的变化率),是矢量。
a的方向只与△v的方向相同(即与合外力方向相同)。
点评1:
(1)加速度与速度没有直接关系:
加速度很大,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);
加速度很小,速度可以很小、可以很大、也可以为零(某瞬时);
(2)加速度与速度的变化量没有直接关系:
加速度很大,速度变化量可以很小、也可以很大;
加速度很小,速度变化量可以很大、也可以很小。
加速度是“变化率”——表示变化的快慢,不表示变化的大小。
点评2:
物体是否作加速运动,决定于加速度和速度的方向关系,而与加速度的大小无关。
加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小,不表示速度增大或减小。
(1)当加速度方向与速度方向相同时,物体作加速运动,速度增大;
若加速度增大,速度增大得越来越快;
若加速度减小,速度增大得越来越慢(仍然增大)。
(2)当加速度方向与速度方向相反时,物体作减速运动,速度减小;
若加速度增大,速度减小得越来越快;
若加速度减小,速度减小得越来越慢(仍然减小)。
【例2】一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s,经过1s后的速度的大小为10m/s,那么在这1s内,物体的加速度的大小可能为
本题考查速度、加速度的矢量性。
经过1s后的速度的大小为10m/s,包括两种可能的情况,一是速度方向和初速度方向仍相同,二是速度方向和初速度方向已经相反。
取初速度方向为正方向,则1s后的速度为vt=10m/s或vt=-10m/s
由加速度的定义可得
m/s或
m/s。
答案:
6m/s或14m/s
点评:
对于一条直线上的矢量运算,要注意选取正方向,将矢量运算转化为代数运算。
6、运动的相对性:
只有在选定参考系之后才能确定物体是否在运动或作怎样的运动。
一般以地面上不动的物体为参照物。
【例3】甲向南走100米的同时,乙从同一地点出发向东也行走100米,若以乙
为参考系,求甲的位移大小和方向?
如图所示,以乙的矢量末端为起点,向甲的矢量末端作一条有向线段,即为甲相对乙的位移,由图可知,甲相对乙的位移大小为
m,方向,南偏西45°
。
通过该例可以看出,要准确描述物体的运动,就必须选择参考系,参考系选择不同,物体的运动情况就不同。
参考系的选取要以解题方便为原则。
在具体题目中,要依据具体情况灵活选取。
下面再举一例。
【例4】某人划船逆流而上,当船经过一桥时,船上一小木块掉在河水里,但一直航行至上游某处时此人才发现,便立即返航追赶,当他返航经过1小时追上小木块时,发现小木块距离桥有5400米远,若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等。
试求河水的流速为多大?
选水为参考系,小木块是静止的;
相对水,船以恒定不变的速度运动,到船“追上”小木块,船往返运动的时间相等,各为1小时;
小桥相对水向上游运动,到船“追上”小木块,小桥向上游运动了位移5400m,时间为2小时。
易得水的速度为0.75m/s。
二、匀速直线运动:
,即在任意相等的时间内物体的位移相等.它是速度为恒矢量的运动,加速度为零的直线运动.
匀速直线运动的s-t图像为一直线:
图线的斜率在数值上等于物体的速度。
2匀变速直线运动
1.掌握匀变速直线运动的基本规律和一些重要推论;
2.熟练应用匀变速直线运动的基本规律和重要推论解决实际问题;
3.掌握运动分析的基本方法和基本技能
匀变速直线运动的基本规律
匀变速直线运动规律的综合运用
一、匀变速直线运动公式
1.常用公式有以下四个
(1)以上四个公式中共有五个物理量:
s、t、a、v0、vt,这五个物理量中只有三个是独立的,可以任意选定。
只要其中三个物理量确定之后,另外两个就唯一确定了。
每个公式中只有其中的四个物理量,当已知某三个而要求另一个时,往往选定一个公式就可以了。
如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等,那么另外的两个物理量也一定对应相等。
(2)以上五个物理量中,除时间t外,s、v0、vt、a均为矢量。
一般以v0的方向为正方向,以t=0时刻的位移为零,这时s、vt和a的正负就都有了确定的物理意义。
2.匀变速直线运动中几个常用的结论
①Δs=aT2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等。
可以推广到sm-sn=(m-n)aT2
②
,某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。
,某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速度)。
可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有
运用匀变速直线运动的平均速度公式
解题,往往会使求解过程变得非常简捷,因此,要对该公式给与高度的关注。
3.初速度为零(或末速度为零)的匀变速直线运动
做匀变速直线运动的物体,如果初速度为零,或者末速度为零,那么公式都可简化为:
,
,
以上各式都是单项式,因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。
4.初速为零的匀变速直线运动
①前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为1∶4∶9∶……
②第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1∶3∶5∶……
③前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为1∶
∶
∶……
④第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为1∶
∶(
)∶……
对末速为零的匀变速直线运动,可以相应的运用这些规律。
5.一种典型的运动
经常会遇到这样的问题:
物体由静止开始先做匀加速直线运动,紧接着又做匀减速直线运动到静止。
用右图描述该过程,可以得出以下结论:
①
②
6.解题方法指导:
解题步骤:
(1)根据题意,确定研究对象。
(2)明确物体作什么运动,并且画出运动示意图。
(3)分析研究对象的运动过程及特点,合理选择公式,注意多个运动过程的联系。
(4)确定正方向,列方程求解。
(5)对结果进行讨论、验算。
解题方法:
(1)公式解析法:
假设未知数,建立方程组。
本章公式多,且相互联系,一题常有多种解法。
要熟记每个公式的特点及相关物理量。
(2)图象法:
如用v—t图可以求出某段时间的位移大小、可以比较vt/2与vS/2,以及追及问题。
用s—t图可求出任意时间内的平均速度。
(3)比例法:
用已知的讨论,用比例的性质求解。
(4)极值法:
用二次函数配方求极值,追赶问题用得多。
(5)逆向思维法:
如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动来求解。
3运动图象追赶问题
1.理解运动图象的物理意义;
能够运用运动图象解决简单的运动学问题
2.掌握追及问题的分析方法,知道“追及”过程中的临界条件
3.掌握运动过程分析的基本方法和基本技能
物体运动过程分析
“追及”过程中的临界分析
一、运动图象
用图像研究物理现象、描述物理规律是物理学的重要方法,运动图象问题主要有:
s-t、v-t、a-t等图像。
1.s-t图象。
能读出s、t、v的信息(斜率表示速度)。
2.v-t图象。
能读出s、t、v、a的信息(斜率表示加速度,曲线下的面积表示位移)。
可见v-t图象提供的信息最多,应用也最广。
位移图象(s-t)
速度图象(v-t)
加速度图象(a-t)
匀速直线运动
匀加速直线运动
(a>
0,s有最小值)
抛物线(不要求)
匀减速直线运动
(a<
0,s有最大值)
备注
位移图线的斜率表示速度
①斜率表示加速度
②图线与横轴所围面积表示位移,横轴上方“面积”为正,下方为负
【例1】一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB,右侧面是曲面AC。
已知AB和AC的长度相同。
两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间
A.p小球先到
B.q小球先到
C.两小球同时到
D.无法确定
解:
可以利用v-t图象(这里的v是速率,曲线下的面积表示路程s)定性地进行比较。
在同一个v-t图象中做出p、q的速率图线,显然开始时q的加速度较大,斜率较大;
由于机械能守恒,末速率相同,即曲线末端在同一水平图线上。
为使路程相同(曲线和横轴所围的面积相同),显然q用的时间较少。
【例2】两支完全相同的光滑直角弯管(如图所示)现有两只相同小球a和a/同时从管口由静止滑下,问谁先从下端的出口掉出?
(假设通过拐角处时无机械能损失)
首先由机械能守恒可以确定拐角处v1>
v2,而两小球到达出口时的速率v相等。
又由题薏可知两球经历的总路程s相等。
由牛顿第二定律,小球的加速度大小a=gsinα,小球a第一阶段的加速度跟小球a/第二阶段的加速度大小相同(设为a1);
小球a第二阶段的加速度跟小球a/第一阶段的加速度大小相同(设为a2),根据图中管的倾斜程度,显然有a1>
a2。
根据这些物理量大小的分析,在同一个v-t图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同,且末状态速度大小也相同(纵坐标相同)。
开始时a球曲线的斜率大。
由于两球两阶段加速度对应相等,如果同时到达(经历时间为t1)则必然有s1>
s2,显然不合理。
考虑到两球
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- 高考物理一轮复习 第一章 直线运动 高考 物理 一轮 复习