第一章运动的描述匀变速直线运动(学生用）

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1、第一章 运动的描述 匀变速直线运动1 你对质点怎么理解的？（说出定义和体现的思想）怎么判断一个物体能否看成质点？【例1】 在研究物体的运动时，下列物体中可以当作质点处理的是 () A中国乒乓球队队员马林在第29届北京奥运会上获得男单的金牌，在研究他发出的乒乓球时 B北京奥运会男子50米步枪三种姿势射击中，研究美国名将埃蒙斯最后一枪仅打了4.4环的子弹时 C研究哈雷彗星绕太阳公转时 D用GPS定位系统研究汽车位置时2位置、位移、路程你怎么认识？利用瞬时速度和平均速度简谈物理量有怎样的时空对应性？如何通过“点”和“线”正确理解时刻与时间、位置与位移等？3.你对参考系怎么认识的?解题时关于参考系应注

2、意什么?试以摩擦力存在为例举例说明4.瞬时速度的定义应用了什么物理方法?在时空上怎么判断是瞬时速度?气垫导轨情境中常怎样求瞬时速度?打点计时器(电火花计时器)得到的纸带怎样求物体瞬时速度?高中还有那些物理公式或规律中有瞬时速度例2：做匀加速直线运动的物体，依次通过A、B、C三点，位移xABxBC，已知物体在AB段的平均速度大小为3 m/s，在BC段的平均速度大小为6 m/s，那么，物体在B点的瞬时速度大小为()A4 m/sB4.5 m/sC5 m/sD5.5 m/s5. a v v怎么理解?怎么认识它们 的关系?例3：关于物体的运动，下面说法可能存在的是()A加速度在减小，速度在增加B加速度方

3、向始终改变而速度不变C加速度和速度大小都在变化，加速度最大时速度最小，速度最大时加速度最小D加速度为负值时，物体做加速运动例4：有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断的正确说法( ) 点火后即将升空的火箭 为避免事故高速公路上沿直线高速行驶的轿车紧急刹车 运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶 太空的空间站在绕地球做匀速转动 A.因火箭还没运动，所以加速度一定为零 B.轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大 C.高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大 D.尽管空间站匀速转动，但加速度也不为零6求加速度的公式有哪些？同样你能说出求位移的几个公式？与同位交流一下。例5：

4、有一质点在连续12 s内做匀加速直线运动，在第一个4 s内位移为24 m，在最后4 s内位移为56 m，求质点的加速度大小例5拓展：改为有一质点在连续10 s内做匀加速直线运动，在第一个4 s内位移为24 m，在最后4 s内位移为56 m，求质点的加速度大小7.图像题常考哪些知识点？以对x-t图象 vt图像理解具体说明。例6.设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为x.现有四个不同物体的运动图象如图所示,假设物体在t=0时的速度均为零,则其中表示物体做单向直线运动的图象是()8. 追及与相遇问题解题思路和辅助方法手段？例7：一车从静止开始以1 m/s2的加速度前进，在车后x025 m处，与该车

5、运动方向相同的某人同时开始以6 m/s的速度匀速追车，问能否追上？若追不上，则人、车间的最小距离为多少？9.打点计时器的作用和工作条件？电火花计时器呢？纸带上点的意义？“纸带处理”的三个基本问题：怎么判断运动性质？打点计时器（或类打点计时器）得到的纸带问题怎么求某点的瞬时速度？怎么求加速度？10“纸带处理”时常见的三个错误？11 应用匀变速直线运动规律解决问题应注意什么？匀变速直线运动有两类特殊的运动问题有特殊的解题理念，能说出吗？12运动学问题常用的几种物理思想方法？第一章 运动的描述 匀变速直线运动答案1答：用来代替物体的有质量的点叫做质点。质点是一种理想化模型，实际并不存在。判断物体能否

6、看成质点的步骤：1）看研究的问题2）分析看成质点后是否影响研究问题3）影响-不能看成；不影响-能看成物体只有在下列两种情况下才可看成质点：物体各部分运动情况都相同；物体的形状和大小对研究的问题的影响可以忽略。【例1】 解析：乒乓球比赛中运动员发出的乒乓球有转动，这种转动不能忽略，所以不能把乒乓球看做质点；研究美国名将埃蒙斯最后一枪仅打了4.4环的子弹的运动时，由于子弹各部分的运动情况都相同，所以可以看做质点；研究哈雷彗星绕太阳公转时，可以忽略哈雷彗星自转，也可以看做质点；用GPS定位系统研究汽车位置时，不需要考虑汽车各部分运动的差异，汽车可以看做质点，所以选项B、C、D正确 答案：BCD反思领

7、悟：(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点，关键要看所研究的问题的性质当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时，物体可视为质点(2)质点并不是质量很小的点，要区别于几何学中的“点”(3)物理学中理想化的模型还有很多，如“点电荷”、“自由落体运动”、“纯电阻电路”等，都是突出主要因素，忽略次要因素而建立的模型2答：位移描述物体位置_的变化，用从_位置指向_位置的有向线段表示，是矢量路程是物体运动_的长度，是标量运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度叫瞬时速度瞬时速度的大小速率，只与时刻(或位置)有关；物体在某段时间内的_与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间

8、内的平均速度，平均速度的大小和方向与时间t的长短有关。时刻、位置对应状态量；时间、位移和路程对应过程量时刻、位置分别对应时间轴和位移轴上的“点”；时间、位移分别对应时间轴和位移轴上的一段“线”；路程是运动物体实际路径的长度，则与物体实际走过轨迹中一段直“线”或曲“线”相对应。3.答:对同一物体的运动,所选的参考系不同,对它的运动描述可能会不同.高中阶段所有的公式中的物理量都是以地面(或相对地面静止的物体)为参考系的. 不是以地面(或相对地面静止的物体)为参考系的叙述必需有相对两个字.例如滑动摩擦力存在于相对运动的物体之间;其中一个物体可能是静止的. 静摩擦力存在于相对静止的物体之间;两个物体可

9、能一起运动.4.答:极限法. 瞬时速度在时间上对应时刻,即时间轴的点.在空间上对应位置,即坐标点. 气垫导轨情境中常用遮光板长度除以数字毫秒计记录的时间计算物体通过光电门时的瞬时速度.利用打点计时器(电火花计时器)得到的纸带求物体瞬时速度,常用匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度等于初末速度的平均值结论求解.运动学公式v v0at xv0tat2 v2v =2ax 平均速度公式：v 动能定理 机械能守恒 能量转化守恒定律 瞬时功率等例2解析：vAC4 m/s.又：3 m/s，6 m/s，4 m/s解以上三式得：vB5 m/s，故选C.5答: v的大小由Vo,a, t共同决定, v

10、的大小与Vo,a, t大小没有直接的决定关系;也就是说:不能说Vo大V就大，要有控制变量的意识。a不是由V，t，v来决定的，而是由F/m来决定。V描述运动快慢和方向，V大运动快；V小运动慢。a描述速度变化快慢即速度的变化率，变化包含增大和减少，a大速度变化快包含增大快和减少快；a小速度变化慢包含增大慢和减少慢。v是速度的变化量，表示速度变化的大小和方向。类似的有电场强度E 电势 电势差U的关系；感应电动势 磁通量 磁通量的变化的关系；推荐阅读变化率的理解：必修一28页科学漫步-变化率速率V，加速度a，功率p（电功率，热功率）， 例3解析：对于加速直线运动，当加速度减小时，速度也在增加，只不过增

11、加变慢，A可能；加速度方向发生改变，即加速度存在，有加速度存在速度就在改变，B不可能；加速度仅仅反映速度改变的快慢，若加速度方向与速度方向相反，加速度最大时，速度减小得最快，当然速度可能最小，若加速度方向与速度方向相同，当加速度最小时，速度增大得最慢，加速度为零时，速度可能取最大值，C可能；如果速度和加速度都为负值即二者方向相同，则物体做加速运动，D可能答案：ACD例4答案。BD 点评：要明白：(1)从加速度的产生原因看，物体加速度的大小和方向取决于物体所受的合外力和物体的质量，与速度的大小和方向无关。(2)从加速度的物理意义看，加速度的大小反映了物体速度变化的快慢，速度变化越快，即速度对时间

12、的变化率越大，加速度越大。(3)从物体的速度是否增大取决于加速度的方向与速度的方向相同还是相反，而不是取决于加速度增大或减小，只要加速度方向与速度方向相同，不论加速度的大小如何变化，物体总做加速运动，当两者方向相反时，物体一定做减速运动。 通过上面三点教会学生怎样排除选项中的干扰，从而得到正确答案。BD6答：求加速度的公式有（1）a=v/ t（2）a=F/m（3）v v0at（4）位移公式：xv0tat2（5）v2v =2ax（6）xxxxxNxN1xaT2进一步推论：xmxn(mn)aT2小结：力学中计算物体的加速度的方法：法1：牛顿第二定律，适用于任何运动，只需强调问的那一时刻的加速度就行

13、了。法2：运动学公式，适用于匀变速直线运动或匀速圆周运动。万有引力加速度的计算和比较大小方法（类似力学中的计算方法）法1：牛顿第二定律，适用于圆或椭圆轨迹法2：向心加速度公式，只适用于圆轨迹；椭圆轨迹不能用（常考椭圆的近远地点加速度）求位移的公式：1.位移sV平t2.有用推论Vt2Vo22aS 3 位移s（Vt+Vo）/2t （和第一个公式区别？)4匀变速直线运动的实用推论 (设T为等分时间间隔)(1)1T末、2T末、3T末瞬时速度的比为：v1v2v3vn_.(2)1T内、2T内、3T内位移的比为：x1x2x3xn_.(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内位移的比为：xxxxN_(4)从静止

14、开始通过连续相等的位移所用时间的比t1t2t3tn_saT2 s为连续相邻相等时间(T)内位移之差5.sVot+at2/2（7）匀速圆周运动中求向心加速度的七个公式例5拓展解析：法一：一般公式法设物体的初速度为v0，加速度为a，在第一个t4 s内有x1v0tat2.在最后4 s内位移为56 m，有x(v02at)tat2联立可得：a1 m/s2.法二：利用推论xmxn(mn)aT2由题知，x124 m，x56 m，T4 s由xx2aT2a m/s21 m/s2.法三：平均速度法设第2秒末的速度为v2，第10 s末速度为v10，有v2 m/s6 m/sv10 m/s14 m/s由a m/s21

15、m/s2提示拓展题第二个法不能用了，想想为什么？7答：图像题常考知识点（1）点的物理意义，包括一般点，交点，截距拐点等（2）斜率（3）面积（4）函数式（5）正负号对x t图象的理解1)物理意义:反映了做直线运动的物体位移随时间变化的规律2)图线斜率的意义图线上某点切线的斜率大小表示物体速度.图线上某点切线的斜率正负表示物体运动方向.对vt图象的理解1)物理意义:反映了做直线运动的物体速度随时间变化的规律.2)图线斜率的意义图线上某点切线的斜率大小表示物体运动的加速度.图线上某点切线的斜率正负表示加速度的方向.3)图象与坐标轴围成的“面积”的意义图象与坐标轴围成的面积表示位移.若此面积在时间轴的

16、上方,表示这段时间内的位移方向为正;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负.例6解析: （考正负号）图象A中物体的位移的大小和方向均随时间做周期性变化,物体做往复运动,（考正负号）图象B中物体速度的大小和方向也做周期性变化,也是往复运动（考正负号）,图象C中,物体在第1 s内匀加速运动,第2 s内向前匀减速,t=2 s时速度为零,在第3 s内又开始向前匀加速运动,故此物体将一直向前运动,图象D中从面积判断物体速度有负值出现，不是单向运动即第3 s内物体将反向匀加速运动D项错.故只有C项正确. 答案:C8。答：.讨论追及、相遇的问题,其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同

17、的空间位置问题.1)两个关系:即时间关系和位移关系,这两个关系可通过画草图得到.2)一个条件:即两者速度相等,它往往是物体间能否追上、追不上(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断的切入点.解题思路和方法特别提示：（1） 解决 追及、相遇类问题时,要紧抓“一图三式三方法” :过程示意图,时间关系式、速度关系式和位移关系式,列方程法，函数式法，v-t图像法，最后还要注意对结果的讨论分析(2)分析追及、相遇类问题时,要注意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.例7解析：作出运动示意图，如图所示方法

18、一(二次函数法)：设经时间t追上，则：人的位移x1v1t车的位移x2at2两者位移关系为x1x2x0由式得t212t500由于方程根的判别式0，无解，说明人追不上车两者相距为：xat2x0v1tt26t25当t6 s时，x有极小值，解得x7 m.方法二(物理法)：人的速度只要大于车的速度，两者的距离就越来越小，人的速度小于车的速度，两者距离就越来越大，那么，当两者速度相等时，两者的距离最小，两者速度相等，有：vat，t s6 s人追赶的最大距离为：xvt m18 m25 m人不能追上车，两者之间的最小距离为：xx0x25 m18 m7 m.方法三(图象法)：作出人与车的速度时间图象、如图所示，

19、从图象中可以看出人追车的最大距离就是图中有阴影部分三角形的面积，该面积所对应的位移为x m18 m ）不可返回2)双向可逆类的运动例如：一个小球沿光滑斜面以一定初速度v0向上运动，到达最高点后就会以原加速度匀加速下滑，整个过程加速度的大小、方向不变，所以该运动也是匀变速直线运动，因此求解时可对全过程列方程，但必须注意在不同阶段v、x、a等矢量的正负号.（可称为类竖直上抛运动-回忆一下竖直上抛运动的整体法与分段法）一个小球沿粗糙斜面以一定初速度v0向上运动，到达最高点后不以原来加速度匀加速下滑，这两类问题都可走运动学公式或动能定理求解；但处理方法不同。12 基本公式法，平均速度法，比例法，逆向思维法，推论法，图像法，等效法。例等效法处理三类直线运动问题。“平均速度”等效为“中间时刻的瞬时速度”；“匀减至零的运动” 等效为“初速度为零的匀加速运动”；“匀减速至零又反向加速（加速度不变）”等效为“竖直上抛运动”；8