1直线运动总复习教学案.docx
- 文档编号:26583797
- 上传时间:2023-06-20
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:589.78KB
1直线运动总复习教学案.docx
《1直线运动总复习教学案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《1直线运动总复习教学案.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1直线运动总复习教学案
运动的描述、匀变速直线运动的研究
(一).备考指导
备考指导
1.区分位移和路程、速度和加速度的概念及其关系,体会极限的思想方法
2.熟练掌握匀变速直线运动的规律及其应用
3.理解
图象和
图象并能熟练应用图象解决问题
(二)知识体系
(四)夯实基础要点突破
一.基本概念及相关物理量
1.参考系:
假定不动,用来做的物体。
(1)参考系的选择是的,一般选择地面或相对地面静止的物体。
(2)参考系的选择不同,结果往往,即物体的运动和静止都是的
2.质点:
用来代替物体的有的点,质点是一种理想化的物理模型。
条件:
一个物体能否看成质点,取决于它的和在所研究问题中是否可以忽略不计,而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
可视为质点的运动物体有以下三种情况:
(1)运动物体的大小跟它所研究的对象间的距离相比可忽略不计时,可将该物体当作质点.
(2)做平动的物体,由于物体上各个点运动的情况相同,可以选物体上任一点的运动来代表物体的运动,故平动的物体在研究其运动性质时,可将它视为质点.
(3)有转动,但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点.如汽车在运行时,虽然车轮有转动,但我们关心的是车辆整体运动的快慢,故汽车可以看成质点.
3.时刻和时间间隔
(1)区别:
如果建立一个表示时间的一维直线系,则在这个坐标系中,时刻用表示,时间间隔是两个时刻之差,用表示。
(2)联系:
时间间隔,它等于两个时刻之差。
4.位移和路程
(1)位移:
表示物体的变化,可用由指向的有向线段表示.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。
(2)路程:
是物体运动的实际长度.路程是,与路径有关.如图1所示,AB表示位移,折线ACB和弧线ADB的长度表示路程.
(3).位移和路程的区别与联系
位移
路程
区别
描述质点位置变化,是从初位置指向末位置的有向线段
描述质点实际运动轨迹的长度
矢量,有大小,也有方向
标量,有大小,无方向
由质点的初,末位置决定,与质点运动
无关
既与质点的初,末位置有关,也与运动有关
联系
①都是描述质点运动的空间特征
②都是过程量
③一般说来,位移的大小不大于相应的路程,只有质点做单向直线运动时,位移的大小才路程
5.速度和速率
(1)平均速度
①定义:
运动物体的和所用时间的比值,叫做这段位移(或时间内)的平均速度.
②表达式:
v=(或者写成v=x/t).
③方向:
与方向相同.
(2)瞬时速度
①定义:
运动物体经过某一位置(或在某时刻)的速度.
②大小:
v=
(其中Δt→0),在x—t图象中等于该时刻对应斜率的大小.
③方向:
在x—t图象中,如果斜率为正值,则表明某点瞬时速度的方向与规定的正方向相同.
注意:
平常我们所说的速度既可能是平均速度,也可能是瞬时速度,要根据上,下文来判断.
(3)瞬时速率和平均速率
①瞬时速率:
瞬时速度.
②平均速率:
物体运动的与所用时间的比值.公式:
平均速率=
(4)平均速度和平均速率的比较
项目
平均速度
平均速率
定义
位移与时间的比值
路程与时间的比值
意义
粗略描述运动的快慢和方向
仅表示运动快慢
性质
矢量
标量
关系
平均速度大小一般小于平均速率,仅物体单向直线运动时,两者大小才相等
(5)平均速度与瞬时速度的比较
项目
平均速度
瞬时速度
区别
粗略描述,对应一段时间
精确描述,对应某一时刻
共同点
描述物体运动的快慢和方向,都是矢量,单位都是m/s
联系
匀速直线运动中,平均速度等于瞬时速度,瞬时速度是极短时间内的平均速度
6.加速度
(1)定义:
速度的与发生这一改变所用时间的比值
(2)公式:
(3)物理意义:
是描述速度的快慢和方向的物理量
(4)方向:
加速度是矢量,其方向与速度变化量的方向
(5)单位:
米/秒2(m/s2)
(6)速度、速度变化量和加速度的关系
比较项目
速度
加速度
速度改变量
物理意义
描述物体运动快慢和方向的物理量,是一状态量
描述物体速度变化快慢和方向的物理量,是一状态量
描述物体速度改变程度的物理量,是一过程量
定义式
v=x/t
a=
或
a=Δv/t
Δv=vt-v0
单位
m/s
m/s2
m/s
决定因素
v的大小由x与t决定
a不是由v,t,Δt来决定的,a由Δv/t的比值决定
Δv由vt与v0决定,而且
也由a与t决定
方向
与位移x同向,即物体运动的方向
与Δv方向一致,而与v0,vt方向无关
由Δv=vt-v0或Δ
决定的方向
大小
位移与时间的比值
速度改变量与所用时间的比值
Δv=vt-v0
例1.在下面研究的各个问题中可以被看做质点的是()
A.奥运会乒乓球男单冠军王励勤打出的弧旋球
B.奥运会冠军王军霞在万米长跑中
C.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中
D.研究一列火车通过某一路标的时间
例2.关于位移和路程,下列说法正确的是()
A.质点运动的位移大小可能大于路程
B.位移和路程都是矢量
C.质点通过一段路程,位移不可能是零
D.质点运动一段时间,路程不能为零但位移可能为零
例3.在变速直线运动中,下面关于速度和加速度关系的说法,正确的()
A.加速度与速度无必然联系
B.速度减小时,加速度也一定减小
C.速度为零,加速度也一定为零
D.速度增大时,加速度也一定增大
二.匀变速直线运动
1.定义:
在变速直线运动中,如果在相等的时间内的改变量相等,这种运动就叫做匀变速直线运动.匀变速直线运动是不变的直线运动.
(1)匀加速直线运动:
速度随时间均匀的匀变速直线运动.
(2)匀减速直线运动:
速度随时间均匀的匀变速直线运动.
2.匀变速直线运动的基本规律
(1)两个基本公式:
位移公式:
速度公式:
(2)两个推论:
匀变速度运动的判别式:
速度与位移关系式:
a、正、负号的规定
直线运动可以用正、负号表示矢量的方向,一般情况下,我们规定初速度的方向为正方向,与初速度同向的物理量取正值,反向的物理量取负值,当V0=0时,一般以a的方向为正方向.
b、物体先做匀减速直线运动,速度减为零后又反向做匀加速直线运动,全程加速度不变,对这种情况可以将全程看做匀变速直线运动,应用基本公式求解.
(3)两个特性:
可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有
(4)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
(5)两组比例式:
对于初速度为零的匀加速直线运动:
①按照连续相等时间间隔分有
1s末、2s末、3s末……即时速度之比为:
前1s、前2s、前3s……内的位移之比为:
第1s、第2s、第3s……内的位移之比为:
②按照连续相等的位移分有
1X末、2X末、3X末……速度之比为:
前1m、前2m、前3m……所用的时间之比为:
第1m、第2m、第3m……所用的时间之比为:
三、自由落体运动和竖直上抛运动
1.自由落体运动:
(1)定义:
自由落体运动:
物体只在作用下,从开始下落的运动,叫做自由落体运动。
(2)性质:
它是V0=0,a=g的直线运动。
(3)规律:
基本规律:
初速度为0的匀加速直线运动的一切规律对于自由落体运动都适用。
2.竖直上抛运动
(1)定义:
有一个的初速度V0;运动过程中只受作用,加速度为竖直向下的重力加速度g。
(2)性质:
是坚直向上的,加速度为重力加速度g的直线运动。
(3)竖直上抛运动的规律:
竖直上抛运动是加速度恒定的运动,若以抛出点为坐标原点,竖直向上为坐标轴正方向建立坐标系,其位移与速度公式分别为
(4)最大高度
、上升时间
(5)竖直上抛运动的理解
①
对公式
的理解:
当
时,
,表示物体正在向下运动。
当
时,
,表示物体正在最高点。
当
时,
,表示物体正在向上运动。
对公式
的理解
当
时,
,表示物体在抛出点下方。
当
时,
,表示物体回到抛出点。
当
时,
,表示物体在抛出点上方。
②竖直上抛运动的特征:
竖直上抛运动可分为“上升阶段”和“下落阶段”。
前一阶段是匀减速直线运动,后一阶段则是初速度为零的匀加速直线运动(自由落体运动),具备的特征主要有:
a.时间对称——“上升阶段”和“下落阶段”通过同一段大小相等,方向相反的位移所经历的时间相等
b.速率对称——“上升阶段”和“下落阶段”通过同一位置时的速率大小相等
c.能量对称——“上升阶段”和“下落阶段”通过同一位置时重力势能大小变化相等
③竖直上抛的处理方法:
(1)对于运动过程可以分段来研究
(2)也可以把把整个过程看成一个匀减速运动来处理。
这样比较方便,即全程做初速度为
加速度为
的匀变速直线运动。
注意有关物理量的矢量性,习惯取
的方向为正。
例4.在学习了伽利略对自由落体运动的研究后,甲同学给乙同学出了这样一道题:
一个物体从塔顶落下(不考虑空气阻力),物体到达地面前最后一秒内通过的位移为整个位移的9/25,求塔高H(取g=10m/s2).
乙同学的解法:
根据
得物体在最后1s内的位移
再根据
得H=13.9m,乙同学的解法是否正确?
如果正确说明理由,如果不正确请给出正确解析过程和答案.
规律总结:
对物理过程分析思路
解决物理问题时不注重物理情景的分析,常会造成乱套公式的现象,因此要培养正确的物理过程的分析习惯,做好以下几个方面的思维训练:
(1)要养成根据题意画出物体运动示意图的习惯.特别对较复杂的运动,画出运动示意图可使运动过程直观、物理情景清晰,便于分析研究.
(2)要分析研究对象的运动过程,搞清楚整个运动过程按运动性质可分为哪几个阶段,各个阶段遵循什么规律,各个阶段间存在什么联系.
(3)根据各阶段的运动性质列相应方程进行求解.
例5.将一小物体以初速度v0竖直上抛,由于受到空气阻力使物体上升的加速度大于下落的加速度,则小物体到达最高点的最后一秒和离开最高点的第一秒时间内通过的路程x1和x2,速度的变化量Δv1和Δv2的大小关系为()
A.x1>x2B.x1 C.Δv1>Δv2D.Δv1<Δv2 四.解决匀变速直线运动的常用方法 运动学问题的求解一般有多种方法,除了直接套用基本公式求解外,还有其他一些方法,具体如下: 例6.一个匀加速直线运动的物体,在前4s内经过的位移为24m,在第二个4s内经过的位移是60m.求这个物体的加速度和初速度各是多少? 五.运动图像追及相遇问题 1.直线运动的(x-t图像)位移—时间图像 (1)横轴表示(从开始计时的各个时刻),纵轴表示(从计时开始任一时刻对应的位置,即从计时开始的这段时间内物体相对坐标原点的位移). (2)图象的物理意义: ①反映做直线运动的物体随变化的关系; ②图线上任一点的斜率表示该时刻的瞬时大小. (3)应用要点: ①两图线相交说明两物体,其交点的横坐标表示相遇的时刻,纵坐标表示相遇处相对参考点的位移. ②图象是直线表示物体做或;图象是曲线则表示物体做. ③图象与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边. ④图象平行于t轴,说明斜率为零,即物体的速度,表示物体静止.图线斜率为正值,表示物体沿与规定正方向的方向运动;图线斜率为负值,表示物体沿与规定正方向的方向运动. 2.直线运动的(v-t图像)速度—时间图像 (1)物理意义: 反映做直线运动的物体的速度随变化的关系,如下图所示。 (2)图像信息 ① 斜率 意义 大小 表示的大小,斜率越大代表加速度越大 正负 正: a正方向 负: a负方向 ② 图线的曲直 直线 表示物体做或直线运动 曲线 表示物体做直线运动 3.运动图象的认识 (1)x-t图象和v-t图象中能反映的空间关系只有一维,因此x-t图象和v-t图象只能描述直线运动. (2)两个物体的运动情况如果用x-t图象来描述,从图象可知两物体起始时刻的位置,如果用v-t图象来描述,则从图象中无法得到两物体起始时刻的位置关系. (3)运动学图象主要有x-t图象和v-t图象,运用运动学图象解题总结为“六看”: (4)应用图象解题的意义 ①用图象解题可使解题过程简化,思路更清晰,而且比解析法更巧妙、更灵活.在有些情况下运用解析法可能无能为力,但是图象法则会使你豁然开朗. ②利用图象描述物理过程更直观.物理过程可以用文字表述,也可以用数学式表达,还可以用物理图象描述.如果能够用物理图象描述,一般来说会更直观且容易理解. (5)运用图象解答物理问题的重要步骤 ①认真审题,根据题中所需求解的物理量,结合相应的物理规律确定所需的横纵坐标表示的物理量. ②根据题意,找出两物理量的制约关系,结合具体的物理过程和相应的物理规律作出函数图象. ③由所作图象结合题意,运用函数图象进行表达、分析和推理,从而找出相应的变化规律,再结合相应的数学工具(即方程)求出相应的物理量. 例7.物体A、B的x-t图象如图所示,由图可知() A.从第3s起,两物体运动方向相同,且vA>vB B.两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动 C.在5s内物体的位移相同,5s末A、B相遇 D.5s内A、B的平均速度相等 4.追及和相遇问题 (1)速度小者追速度大者 类型 图象 说明 匀加速追匀速 ①t=t0以前,后面物体与前面物体间距离增大 ②t=t0时,两物体相距最远为x0+Δx ③t=t0以后,后面物体与前面物体间距离减小 ④能追及且只能相遇一次 匀速追匀减速 匀加速追匀减速 (2)速度大者追速度小者 匀减速追匀速 开始追及时,后面物体与前面物体间的距离在减小,当两物体速度相等时,即t=t0时刻: ①若Δx=x0,则恰能追及,两物体只能相遇一次,这也是避免相撞的临界条件 ②若Δx ③若Δx>x0,则相遇两次,设t1时刻Δx1=x0,两物体第一次相遇,则t2时刻两物体第二次相遇 匀速追匀加速 匀减速追匀加速 说明: ①表中的Δx是开始追及以后,后面物体因速度大而比前面物体多运动的位移; ②x0是开始追及以前两物体之间的距离; ③t2-t0=t0-t1; ④v1是前面物体的速度,v2是后面物体的速度. (3)分析追及相遇问题应注意的两个问题 ①一个条件: 即两个物体的速度所满足的临界条件,例如两个物体距离最大或距离最小、后面的物体恰好追上前面的物体或恰好追不上前面的物体等情况下,速度所满足的条件. 常见的情形有三种: 一: 做初速度为零的匀加速直线运动的物体甲,追赶同方向的做匀速直线运动的物体乙,这种情况一定能追上,在追上之前,两物体的速度相等(即v甲=v乙)时,两者之间的距离最大; 二: 做匀速直线运动的物体甲,追赶同方向的做匀加速直线运动的物体乙,这种情况不一定能追上,若能追上,则在相遇位置满足v甲≥v乙;若追不上,则两者之间有个最小距离,当两物体的速度相等时,距离最小; 三: 做匀减速直线运动的物体追赶做匀速直线运动的物体,情况和第二种情况相似. ②两个关系: 即两个运动物体的时间关系和位移关系.其中通过画草图找到两个物体位移之间的数值关系是解决问题的突破口. 注意: 分析追及和相遇问题的技巧 a.紧抓“一图三式”,即: 过程示意图,时间关系式、速度关系式和位移关系式. b.审题应抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件. c.若被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意追上前该物体是否已经停止运动,另外还要注意最后对解的讨论分析. 例8.A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度vA=10m/s,B车在后,速度vB=30m/s,因大雾能见度很低,B车在距A车x0=75m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过180m才能停止,问: B车刹车时A车仍按原速率行驶,两车是否会相撞? 若会相撞,将在B车刹车后何时相撞? 若不会相撞,则两车最近距离是多少? (4)追及,相遇问题的处理方法 方法1: 临界条件法(物理法): 当追者与被追者到达同一位置,两者速度相同,则恰能追上或恰追不上(也是二者避免碰撞的临界条件) 方法2: 判断法(数学方法): 若追者甲和被追者乙最初相距d0令两者在t时相遇,则有x甲-x乙=d0,得到关于时间t的一元二次方程: 当Δ=b2-4ac>0时,两者相撞或相遇两次;当Δ=b2-4ac=0时,两者恰好相遇或相撞;Δ=b2-4ac<0时,两者不会相撞或相遇. 方法3: 图象法. 例9.小汽车从静止开始以3m/s2的加速度行驶,恰有一自行车一6m/s的速度从车边匀速驶过。 ⑴小汽车从运动到追上自行车之前经过多长时间两者相距最远? 此时距离是多少? ⑵什么时候追上自行车,此时汽车的速度是多少?
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 直线运动 复习 教学