高考物理一輪復(fù)習(xí)-描述運(yùn)動的基本概念

1、2011高考物理一輪復(fù)習(xí)-描述運(yùn)動的基本概念知識目標(biāo)一、機(jī)械運(yùn)動 一個物體相對于另一個物體的位置的改變叫做機(jī)械運(yùn)動，簡稱運(yùn)動，它包括平動、轉(zhuǎn)動和振動等運(yùn)動形式 二、參照物 為了研究物體的運(yùn)動而假定為不動的物體，叫做參照物對同一個物體的運(yùn)動，所選擇的參照物不同，對它的運(yùn)動的描述就會不同，靈活地選取參照物會給問題的分析帶來簡便；通常以地球為參照物來研究物體的運(yùn)動三、質(zhì)點研究一個物體的運(yùn)動時，如果物體的形狀和大小屬于無關(guān)因素或次要因素，對問題的研究沒有影響或影響可以忽略，為使問題簡化，就用一個有質(zhì)量的點來代替物體用來代管物體的有質(zhì)量的做質(zhì)點像這種突出主要因素，排除無關(guān)因素，忽略次要因素的研究問題的思

2、想方法，即為理想化方法，質(zhì)點即是一種理想化模型四、時刻和時間 時刻：指的是某一瞬時在時間軸上用一個點來表示對應(yīng)的是位置、速度、動量、動能等狀態(tài)量時間：是兩時刻間的間隔在時間軸上用一段長度來表示對應(yīng)的是位移、路程、沖量、功等過程量時間間隔=終止時刻開始時刻。 五、位移和路程 位移：描述物體位置的變化，是從物體運(yùn)動的初位置指向末位置的矢量路程：物體運(yùn)動軌跡的長度，是標(biāo)量只有在單方向的直線運(yùn)動中，位移的大小才等于路程。六、速度 描述物體運(yùn)動的方向和快慢的物理量 1平均速度：在變速運(yùn)動中，物體在某段時間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值叫做這段時間內(nèi)的平均速度，即S/t，單位：m s，其方向與位移的

3、方向相同它是對變速運(yùn)動的粗略描述公式=（V0Vt）/2只對勻變速直線運(yùn)動適用。 2瞬時速度：運(yùn)動物體在某一時刻（或某一位置）的速度，方向沿軌跡上質(zhì)點所在點的切線方向指向前進(jìn)的一側(cè)瞬時速度是對變速運(yùn)動的精確描述瞬時速度的大小叫速率，是標(biāo)量七、勻速直線運(yùn)動 1定義：在相等的時間里位移相等的直線運(yùn)動叫做勻速直線運(yùn)動 2特點：a0，v=恒量 3位移公式：Svt 八、加速度 1、速度的變化：V=VtV0，描述速度變化的大小和方向，是矢量2、加速度：描述速度變化的快慢和方向的物理量，是速度的變化和所用時間的比值：aV/t，單位：ms2加速度是矢量，它的方向與速度變化（V）的方向相同3、速度、速度變化、加速

4、度的關(guān)系：方向關(guān)系：加速度的方向與速度變化的方向一定相同。在直線運(yùn)動中，若a的方向與V0的方向相同，質(zhì)點做加速運(yùn)動；若a的方向與V0的方向相反，質(zhì)點做減速運(yùn)動。大小關(guān)系：V、V、a無必然的大小決定關(guān)系。規(guī)律方法 1、靈活選取參照物【例1】甲、乙兩輛汽車以相同的恒定速度直線前進(jìn)，甲車在前，乙車在后，甲車上的人A和乙車上的人B各用石子瞄準(zhǔn)對方，以相對自身為v0的初速度 同時水平射擊對方，若不考慮石子的豎直下落，則A、A先被擊中； B、B先被擊中； C、兩同時被擊中； D、可以擊中B而不能擊中A；解析：由于兩車都以相同而恒的速度運(yùn)動，若以車為參照物，則兩石子做的是速度相同的勻速運(yùn)動，故應(yīng)同時被擊中，

5、答案C說明：靈活地選取參照物，以相對速度求解有時會更方便?！纠咳鐖D所示，在光滑的水平地面上長為的木板的右端放一小物體，開始時、靜止。同時給予、相同的速率，使向左運(yùn)動，向右運(yùn)動，已知、相對運(yùn)動的過程中，的加速度向右，大小為，的加速度向左，大小為，要使滑到的左端時恰好不滑下，為多少？ABV0V0a1a2解析：滑到左端恰不滑下即、相對靜止，選取為參照物，對的初速為，向左，加速度向右，大小為（），減速至零，對的位移為，則由得（）（），即2、明確位移與路程的關(guān)系【例】關(guān)于路程與位移，下列說法中正確的是（ ） A位移的方向就是質(zhì)點運(yùn)動的方向 B路程等于位移的大小 C位移的值不會比路程大 D質(zhì)點運(yùn)動的位移

6、為零時，其運(yùn)動的路程也為零解析：位移是從始點到終點的有向線段，路程是實際軌跡的總長度，所以位移總不會大于路程只有物體在一直線上做方向不變的直線運(yùn)動時，位移的大小才等于路程 答案：c說明：位移和路程的區(qū)別與聯(lián)系。位移是矢量，是由初始位置指向終止位置的有向線段；路程是標(biāo)量，是物體運(yùn)動軌跡的總長度。一般情況位移的大小不等于路程，只有當(dāng)物體作單向直線運(yùn)動時路程才等于位移的大小。ABabc【例4】一實心的長方體，三邊長分別是a、b、c（abc），如圖所示有一質(zhì)點，從頂點A沿表面運(yùn)動到長方體的對角B，求：（1)質(zhì)點的最短路程（2)質(zhì)點的位移大小解析：沿表面的運(yùn)動軌跡與A、B的連線構(gòu)成直角三角形時路程小于鈍

7、角三角形時 答案（1）(2）s=【例5】在與x軸平行的勻強(qiáng)電場中，一帶電量q=1.010-8C、質(zhì)量m=2.510-3kg的物體在光滑水平面上沿著x軸作直線運(yùn)動，其位移與時間的關(guān)系是x0.16t0.02t2，式中x以m為單位，t以s為單位。從開始運(yùn)動到5s末物體所經(jīng)過的路程為 m，克服電場力所做的功為 J。解：須注意：本題第一問要求的是路程；第二問求功，要用到的是位移。將x0.16t0.02t2和對照，可知該物體的初速度v0=0.16m/s，加速度大小a=0.04m/s2，方向跟速度方向相反。由v0=at可知在4s末物體速度減小到零，然后反向做勻加速運(yùn)動，末速度大小v5=0.04m/s。前4s

8、內(nèi)位移大小，第5s內(nèi)位移大小，因此從開始運(yùn)動到5s末物體所經(jīng)過的路程為0.34m，而位移大小為0.30m，克服電場力做的功W=mas5=310-5J。3、充分注意矢量的方向性【例6】物體在恒力F1作用下，從A點由靜止開始運(yùn)動，經(jīng)時間t到達(dá)B點。這時突然撤去F1，改為恒力F2作用，又經(jīng)過時間2t物體回到A點。求F1、F2大小之比。A B vBvA解：設(shè)物體到B點和返回A點時的速率分別為vA、vB， 利用平均速度公式可以得到vA和vB的關(guān)系。再利用加速度定義式，可以得到加速度大小之比，從而得到F1、F2大小之比。 畫出示意圖如右。設(shè)加速度大小分別為a1、a2，有： a1a2=45，F(xiàn)1F2=45說

9、明：特別要注意速度的方向性。平均速度公式和加速度定義式中的速度都是矢量，要考慮方向。本題中以返回A點時的速度方向為正，因此AB段的末速度為負(fù)。 注意：平均速度和瞬時速度的區(qū)別。平均速度是運(yùn)動質(zhì)點的位移與發(fā)生該位移所用時間的比值，它只能近似地描述變速運(yùn)動情況，而且這種近似程度跟在哪一段時間內(nèi)計算平均速度有關(guān)。平均速度的方向與位移方向相同。瞬時速度是運(yùn)動物體在某一時刻（或某一位置）的速度。某時刻的瞬時速度，可以用該時刻前后一段時間內(nèi)的平均速度來近似地表示。該段時間越短，平均速度越近似于該時刻的瞬時速度，在該段時間趨向零時，平均速度的極限就是該時刻的瞬時速度。4、勻速運(yùn)動的基本規(guī)律應(yīng)用 【例7】一輛

10、實驗小車可沿水平地面（圖中紙面）上的長直軌道勻速向右運(yùn)動。有一臺發(fā)出細(xì)光束的激光器裝在小轉(zhuǎn)臺M上，到軌道的距離MN為d=10m，如所示。轉(zhuǎn)臺勻速運(yùn)動，使激光束在水平面內(nèi)掃描，掃描一周的時間為T=60s。光束轉(zhuǎn)動方向如圖中箭頭所示。當(dāng)光束與MN的夾角為450時，光束正好射到小車上。如果再經(jīng)過t=25s光速又射到小車上，問小車的速度為多少？（結(jié)果保留二位數(shù)字） 解析：在t內(nèi)，光束轉(zhuǎn)過角度= t/T3600=150根據(jù)題意，有兩種可能，光束照到小車時，小車正在從左側(cè)接近N點，第二種可能是小車正在從右側(cè)遠(yuǎn)離N點。 接近N點時，在t內(nèi)光束與MN夾角從450變?yōu)?00，小車走過 Ll，速度應(yīng)為：V1= L

11、1t=d（tg450tg300）/t17ms 遠(yuǎn)離 N點時，V2= L2t= d（tg600一tg450）t， V229ms【例8】天文觀測表明，幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星（或星系）都在以各自的速度背離我們運(yùn)動，離我們最遠(yuǎn)的星體，背離我們運(yùn)動的速度（成為退行速度）越大。也就是說，宇宙在膨脹，不同星體的退行速度v和星體與我們的距離r成正比，即vHr。式中H為一常量，稱為哈勃常數(shù)，已由天文觀察測定。 為解釋上述現(xiàn)象，有人提出一種理論，認(rèn)為宇宙是從一個大爆炸的火球開始形成的。假設(shè)大爆炸后各星體即以不同的速度向外做勻速運(yùn)動，并設(shè)想我們就位于其中心，則速度越大的星體現(xiàn)在離我們越遠(yuǎn)這一結(jié)果與上述天文觀測一致。 由

12、上述理論和天文觀測結(jié)果，可估算宇宙年齡t，其計算式為t。根據(jù)近期觀測，哈勃常數(shù)H310-m/(sly)(ly表示“光年”：光在一年中行進(jìn)的距離），由此估算宇宙的年齡約為Y(Y表示“年”）。 【解析】根據(jù)題目提供的宇宙大爆炸理論，認(rèn)為宇宙是從一個大爆炸的火球開始形成的假設(shè)大爆炸后各星體即以不同的速度向外做勻速運(yùn)動（想象禮花爆炸時的情景），并設(shè)想我們就位于中心，那么宇宙的年齡就是星體遠(yuǎn)離我們的運(yùn)動時間。 解：星體遠(yuǎn)離我們的運(yùn)動時間就是宇宙的年齡，由勻速運(yùn)動公式可得：trv，天文觀察結(jié)果：vHr。所以【例9】如圖所示，聲源S和觀察A都沿x軸正方向運(yùn)動，相對于地面的速率分別為Vs和vA，空氣中聲音傳播

13、的速率為vP，設(shè)VsvP,v, vAvP，空氣相對于地面沒有流動 （1)若聲源相繼發(fā)出兩個聲信號，時間間隔為t，請根據(jù)發(fā)出的這兩個聲信號從聲源傳播到觀察者的過程，確定觀察者接收到這兩個聲信號的時間間隔t/ (2)請利用（1)的結(jié)果，推導(dǎo)此情形下觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出的聲波頻率間的關(guān)系式解析：（1）設(shè)t1、t2為聲源發(fā)出兩個信號的時刻，t1/、t2/為觀察者接收到兩個信號的時刻，則第一個信號經(jīng)過時間（t1/t1）被觀察者A接收到，第二個信號經(jīng)過時間（t2/t2）被觀察者A接收到，且（t2t1）=t，（t2/t1/）=t/。設(shè)聲源發(fā)出第一個信號時，S、A兩點間的距離為L，則兩個聲信號從聲

14、源傳播到觀察者的過程中，它們運(yùn)動的距離關(guān)系如圖所示，可得：VP（t1/t1）=LVA（t1/t1），VP（t2/t2）=LVA（t2/t1）VSt， 由以上各式得（2）設(shè)聲源發(fā)出聲波的振動周期為T，則由以上結(jié)論觀察者接收到聲波振動的周期/為，由此得觀察者接收到的聲波頻率與聲源發(fā)出的聲波頻率間的關(guān)系式【例10】圖為某郊區(qū)部分道路圖，一歹徒在A地作案后乘車沿AD道路逃竄，警方同時接到報警信息，并立即由B地乘警車沿道路BE攔截。歹徒到達(dá)D點后沿DE道路逃竄，警車恰好在E點追上了歹徒。已知警方與歹徒車輛行駛的速度均為 60 km/h， AC4 km， BC= 6 km，DE5 km。則歹徒從A地逃竄至

15、E點被抓獲共用時（ B ） A 12min B 10min C 8min D 6min【解析】兩者速度相等，且運(yùn)動時間相等，故s警s歹 BEADDE，即+DE，代入數(shù)據(jù)，解方程得 CD= 3 km ts/v10min 試題展示1對于質(zhì)點的運(yùn)動，下列說法中正確的是（ ） A質(zhì)點運(yùn)動的加速度為零，則速度為零，速度變化也為零 B質(zhì)點速度變化率越大，則加速度越大 C質(zhì)點某時刻的加速度不為零，則該時刻的速度也不為零 D質(zhì)點運(yùn)動的加速度越大，它的速度變化越大2某質(zhì)點做變速運(yùn)動，初始的速度為 3 ms，經(jīng)3 s速率仍為 3 ms測（ ） A如果該質(zhì)點做直線運(yùn)動，該質(zhì)點的加速度不可能為零 B如果該質(zhì)點做勻變速

16、直線運(yùn)動，該質(zhì)點的加速度一定為 2 ms2 C如果該質(zhì)點做曲線運(yùn)動，該質(zhì)點的加速度可能為 2 ms2 D如果該質(zhì)點做直線運(yùn)動，該質(zhì)點的加速度可能為 12 ms23關(guān)于物體的運(yùn)動，不可能發(fā)生的是（ ） A加速度大小逐漸減小，速度也逐漸減小 B加速度方向不變，而速度方向改變 C加速度和速度都在變化，加速度最大時，速度最小 D加速度為零時，速度的變化率最大4一輛汽車在一直線上運(yùn)動，第1s內(nèi)通過5m，第2s內(nèi)通過 10 m，第 3 s內(nèi)通過20 m，4 s內(nèi)通過5 m，則最初兩秒的平均速度是 ms，最后兩秒的平均速度是ms，全部時間的平均速度是ms 5在離地面高h(yuǎn)處讓一球自由下落，與地面碰撞后反彈的速度是碰前35，碰撞時間為t，則球下落過程中的平均速度大小為，與地面碰撞過程中的平均加速度大小為。（不計空氣阻力） 6物體以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直線運(yùn)動，經(jīng)4 s滑回原處時速度大小仍為 5 ms，則物體的速度變化為，加速度為（規(guī)定初速度方向為正方向）7人們工作、學(xué)習(xí)和勞動都需要能量，食物在人體內(nèi)經(jīng)消化