高三物理知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)二：直線運(yùn)動(dòng)(一)人教版

1、高三物理知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)二：直線運(yùn)動(dòng)（1）人教版【本講教育信息 】一 . 教學(xué)內(nèi)容：高三物理知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)二：直線運(yùn)動(dòng)（1）直線運(yùn)動(dòng)是高中物理的重要章節(jié)，是整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。本章涉及位移、 速度、加速度等多個(gè)物理量，基本公式也較多，同時(shí)還有描述運(yùn)動(dòng)規(guī)律的s t 圖象、 v t 圖象等知識(shí)。從歷年高考試題的發(fā)展趨勢(shì)看， 本章內(nèi)容作為一個(gè)孤立的知識(shí)點(diǎn)單獨(dú)考查的命題并不多，更多的是體現(xiàn)在綜合問(wèn)題中，甚至與力、電場(chǎng)中帶電粒子、磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)體、電磁感應(yīng)現(xiàn)象等結(jié)合起來(lái)，作為綜合試題中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)加以體現(xiàn)。為適應(yīng)綜合考試的要求，提高綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力。同學(xué)們復(fù)習(xí)本章時(shí)要在扎實(shí)掌握學(xué)科知識(shí)的

2、基礎(chǔ)上，注意與其他學(xué)科的滲透以及在實(shí)際生活、科技領(lǐng)域中的應(yīng)用， 經(jīng)常用物理視角觀察自然、社會(huì)中的各類問(wèn)題，善于應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析、解決問(wèn)題，尤其是提高解決綜合問(wèn)題的能力。本章多與公路、鐵路、航海、航空等交通方面知識(shí)或電磁學(xué)知識(shí)綜合。二 . 夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)（一）基本概念1. 質(zhì)點(diǎn) 用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。（當(dāng)物體的大小、形狀對(duì)所研究的問(wèn)題的影響可以忽略時(shí)，物體可作為質(zhì)點(diǎn)。）2. 速度 描述運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，是位移對(duì)時(shí)間的變化率。3. 加速度 描述速度變化快慢的物理量，是速度對(duì)時(shí)間的變化率。4. 速率 速度的大小，是標(biāo)量。只有大小，沒(méi)有方向。5. 注意勻加速直線運(yùn)動(dòng)、勻減速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的

3、區(qū)別。（二）勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式1. 常用公式有以下四個(gè)：vt v0 at ， s v0 t1 at 2， vt 2v022assv0 vt t22（ 1）以上四個(gè)公式中共有五個(gè)物理量：s、 t、 a、v 0、 v t，這五個(gè)物理量中只有三個(gè)是獨(dú)立的，可以任意選定。只要其中三個(gè)物理量確定之后，另外兩個(gè)就唯一確定了。每個(gè)公式中只有其中的四個(gè)物理量，當(dāng)已知某三個(gè)而要求另一個(gè)時(shí)，往往選定一個(gè)公式就可以了。 如果兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)有三個(gè)物理量對(duì)應(yīng)相等，那么另外的兩個(gè)物理量也一定對(duì)應(yīng)相等。（ 2）以上五個(gè)物理量中，除時(shí)間t 外， s、v 0、v t、a 均為矢量。一般以 v 0的方向?yàn)檎较颍?t=0

4、時(shí)刻的位移為零，這時(shí)s、 v t 和 a 的正負(fù)就都有了確定的物理意義。2. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)常用的結(jié)論s=at 2，即任意相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差相等?？梢酝茝V到sm sn=（ m n）at2 v tv0vt ，某段時(shí)間的中間時(shí)刻的即時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度。22v02vt2v s2，某段位移的中間位置的即時(shí)速度公式（不等于該段位移內(nèi)的平均速2度）?？梢宰C明，無(wú)論勻加速還是勻減速，都有vtvs 。22用心愛(ài)心專心3. 初速度為零（或末速度為零）的勻變速直線運(yùn)動(dòng)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，如果初速度為零，或者末速度為零，那么公式都可簡(jiǎn)化為：v gt ， s1 at 2 ， v 22a s

5、 ， sv t22以上各式都是單項(xiàng)式，因此可以方便地找到各物理量間的比例關(guān)系。4. 初速為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng) 前 1s、前 2s、前 3s內(nèi)的位移之比為1 4 9 第 1s、第 2s、第 3s內(nèi)的位移之比為1 3 5 前 1m、前 2m、前 3m所用的時(shí)間之比為12 3 第 1m、第 2m、第 3m所用的時(shí)間之比為121 （32 ）5. 自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻減速直線運(yùn)動(dòng)，可分向上的勻減速運(yùn)動(dòng)和豎直向下勻加速直線運(yùn)動(dòng)?！镜湫屠}】問(wèn)題 1：注意弄清位移和路程的區(qū)別和聯(lián)系。位移是表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量，它是由質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的起始位置指向終止位置的矢量。位移可以用一

6、根帶箭頭的線段表示， 箭頭的指向代表位移的方向， 線段的長(zhǎng)短代表位移的大小。而路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路線的長(zhǎng)度， 是標(biāo)量。 只有做直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)始終朝著一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才與運(yùn)動(dòng)路程相等。 例 1一個(gè)電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿半徑為r 的圓周運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)了3 圈回到原位置，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移大小的最大值和路程的最大值分別是（）a. 2r ，2r ；b. 2r，6 r；c. 2 r， 2r；d. 0， 6r。分析與解： 位移的最大值應(yīng)是2r，而路程的最大值應(yīng)是6 r。即 b 選項(xiàng)正確。問(wèn)題 2：注意弄清瞬時(shí)速度和平均速度的區(qū)別和聯(lián)系。瞬時(shí)速度是運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度，而平均速度是指運(yùn)動(dòng)物體在某一段時(shí)

7、間t 或某段位移x 的平均速度，它們都是矢量。當(dāng)t0 時(shí)，平均速度的極限，就是該時(shí)刻的瞬時(shí)速度。 例 2甲、乙兩輛汽車沿平直公路從某地同時(shí)駛向同一目標(biāo)，甲車在前一半時(shí)間內(nèi)以速度v 1 做勻速直線運(yùn)動(dòng)，后一半時(shí)間內(nèi)以速度v 2 做勻速直線運(yùn)動(dòng)；乙車在前一半路程中以速度v 1 做勻速直線運(yùn)動(dòng)，后一半路程中以速度v2 做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則（）a. 甲先到達(dá)b. 乙先到達(dá)c. 甲、乙同時(shí)到達(dá)d. 不能確定。分析與解： 設(shè)甲、乙車從某地到目的地距離為s，則對(duì)甲車有2s；對(duì)于乙車t甲v2v1有 t乙ss(v1 v2 )s ， 所 以t甲4v1v2， 由 數(shù) 學(xué) 知 識(shí) 知2v12v22v1v2t乙 (v1v

8、2 ) 2(v1 v2 )24v1v2 ，故 t 甲 v 2；當(dāng) v0vt ，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必有v 1=v 2。所以正確選項(xiàng)應(yīng)為a 、b 、c。 例 6 一個(gè)質(zhì)量為m 的物塊由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，拍攝此下滑過(guò)程得到的同步閃光（即第一次閃光時(shí)物塊恰好開(kāi)始下滑）照片如圖1 所示。已知閃光頻率為每秒10 次，根據(jù)照片測(cè)得物塊相鄰兩位置之間的距離分別為ab 2.40cm ， bc 7.30cm， cd 12.20cm， de 17.10cm。由此可知，物塊經(jīng)過(guò)d 點(diǎn)時(shí)的速度大小為_(kāi)m/s；滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度為_(kāi)。（保留3 位有效數(shù)字）圖 1分析與解： 據(jù)題意每秒閃光10 次，所以每?jī)纱伍g的時(shí)間間隔

9、t=0.1s ，根據(jù)中間時(shí)刻的_速度公式得 vdce 12.2 17.110 2 m / s 1.46m / s2t0.2根據(jù) sat 2 得 ceaca(2t ) 2 ，所以 aceac2.40m/s24t2問(wèn)題 5：注意弄清位移圖象和速度圖象的區(qū)別和聯(lián)系。運(yùn)動(dòng)圖象包括速度圖象和位移圖象，要能通過(guò)坐標(biāo)軸及圖象的形狀識(shí)別各種圖象，知道用心愛(ài)心專心它們分別代表何種運(yùn)動(dòng)，如圖2 中的 a 、 b 分別為 v t 圖象和 s t 圖象。v332s1421otot4a圖 2b其中： 是勻速直線運(yùn)動(dòng)，是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，是初速不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，是勻減速直線運(yùn)動(dòng)。同學(xué)們要理解圖象所代表的物

10、理意義，注意速度圖象和位移圖象斜率的物理意義不同，s t 圖象的斜率為速度，而v t 圖象的斜率為加速度。 例 7 龜兔賽跑的故事流傳至今，按照龜兔賽跑的故事情節(jié)，兔子和烏龜?shù)奈灰茍D象如圖3所示，下列關(guān)于兔子和烏龜?shù)倪\(yùn)動(dòng)正確的是（）a. 兔子和烏龜是同時(shí)從同一地點(diǎn)出發(fā)的b. 烏龜一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，兔子先加速后勻速再加速c. 驕傲的兔子在 t 4 時(shí)刻發(fā)現(xiàn)落后奮力追趕， 但由于速度比烏龜?shù)乃俣刃。?還是讓烏龜先到達(dá)預(yù)定位移 s3d. 在 0 t5 時(shí)間內(nèi)，烏龜?shù)钠骄俣缺韧米拥钠骄俣却蠓治雠c解： 從圖 3 中看出， 0 t 1 這段時(shí)間內(nèi)，兔子沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，而烏龜在做勻速運(yùn)動(dòng)，所以 a 選項(xiàng)錯(cuò)；烏

11、龜一直做勻速運(yùn)動(dòng)，兔子先靜止后勻速再靜止，所以b 選項(xiàng)錯(cuò)；在t4 時(shí)刻以后， 兔子的速度比烏龜?shù)乃俣却?，所?c 選項(xiàng)錯(cuò)； 在 0 t5 時(shí)間內(nèi)，烏龜位移比兔子的位移大，所以烏龜?shù)钠骄俣缺韧米拥钠骄俣却螅磀 選項(xiàng)正確。 例 8 兩輛完全相同的汽車，沿水平直路一前一后勻速行駛，速度均為v 0，若前車突然以恒定的加速度剎車，在它剛停住時(shí)，后車以前車剎車時(shí)的加速度開(kāi)始剎車。已知前車在剎車過(guò)程中所行的距離為s，若要保證兩輛車在上述情況中不相撞，則兩車在勻速行駛時(shí)保持的距離至少應(yīng)為（）a. sb. 2sc. 3sd. 4s分析與解： 依題意可作出兩車的 v t 圖如圖 4 所示，從圖中可以看出兩車

12、在勻速行駛時(shí)保持的距離至少應(yīng)為 2s，即 b 選項(xiàng)正確。用心愛(ài)心專心 例 9 一個(gè)固定在水平面上的光滑物塊，其左側(cè)面是斜面ab ，右側(cè)面是曲面ac ，如圖5所示。 已知 ab 和 ac 的長(zhǎng)度相同。兩個(gè)小球p、q 同時(shí)從 a 點(diǎn)分別沿ab 和 ac 由靜止開(kāi)始下滑，比較它們到達(dá)水平面所用的時(shí)間（）a. p 小球先到b. q 小球先到c. 兩小球同時(shí)到d. 無(wú)法確定分析與解： 可以利用v t 圖象（這里的v 是速率，曲線下的面積表示路程s）定性地進(jìn)行比較。在同一個(gè) vt 圖象中做出 p、q 的速率圖線，如圖 6 所示。顯然開(kāi)始時(shí) q 的加速度較大，斜率較大；由于機(jī)械能守恒，末速率相同，即曲線末端

13、在同一水平圖線上。為使路程相同（曲線和橫軸所圍的面積相同），顯然q 用的時(shí)間較少。 例 10 兩支完全相同的光滑直角彎管（如圖7 所示）現(xiàn)有兩只相同小球a 和 a 同時(shí)從管口由靜止滑下，問(wèn)誰(shuí)先從下端的出口掉出？（假設(shè)通過(guò)拐角處時(shí)無(wú)機(jī)械能損失）aal1v 1l2l2v 2l1v圖 7分析與解： 首先由機(jī)械能守恒可以確定拐角處v 1 v 2，而兩小球到達(dá)出口時(shí)的速率v相等。又由題意可知兩球經(jīng)歷的總路程s 相等。由牛頓第二定律，小球的加速度大小a=g sin ，小球 a 第一階段的加速度跟小球a 第二階段的加速度大小相同（設(shè)為a1）；小球 a 第二階段的加速度跟小球a 第一階段的加速度大小相同（設(shè)為

14、a2），根據(jù)圖中管的傾用心愛(ài)心專心斜程度，顯然有 a1 a2。根據(jù)這些物理量大小的分析，在同一個(gè) v t 圖象中兩球速度曲線下所圍的面積應(yīng)該相同， 且末狀態(tài)速度大小也相同 （縱坐標(biāo)相同）。 開(kāi)始時(shí) a 球曲線的斜率大。由于兩球兩階段加速度對(duì)應(yīng)相等，如果同時(shí)到達(dá)（經(jīng)歷時(shí)間為t1 ）則必然有s1s2，顯然不合理。如圖 8 所示。因此有t1 t2，即 a 球先到。vvva/aot1t2t圖 8問(wèn)題 6：注意弄清自由落體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為g 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 例 11一個(gè)物體從塔頂上下落，在到達(dá)地面前最后 1s 內(nèi)通過(guò)的位移是整個(gè)位移的9/25，求塔高。（ g 取 10m

15、/s2）分析與解： 設(shè)物體下落總時(shí)間為 t，塔高為 h，則：h1 gt 2 ， (19 )h1 g(t 1) 222521 gt 2由上述方程解得：t=5s，所以， h125m2 例 12如圖 9 所示，懸掛的直桿ab 長(zhǎng)為 l1 ，在其下 l2 處，有一長(zhǎng)為 l 3 的無(wú)底圓筒 cd ，若將懸線剪斷，則直桿穿過(guò)圓筒所用的時(shí)間為多少？l 1abl 2l3cd圖 9分析與解： 直桿穿過(guò)圓筒所用的時(shí)間是從桿b 點(diǎn)落到筒 c 端開(kāi)始，到桿的a 端落到 d端結(jié)束。設(shè)桿 b 落到 c 端所用的時(shí)間為t1，桿 a端落到 d 端所用的時(shí)間為 t2，由位移公式h1 gt 2 得：2t12l2 ， t22( l

16、1l2l3 )gg所以， t t 2t12( l1 l2l3 )2l2。gg用心愛(ài)心專心問(wèn)題 7：注意弄清豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其上升階段為勻減速運(yùn)動(dòng)，下落階段為自由落體運(yùn)動(dòng)。它有如下特點(diǎn)：1. 上升和下降（至落回原處）的兩個(gè)過(guò)程互為逆運(yùn)動(dòng)，具有對(duì)稱性。有下列結(jié)論：（ 1）速度對(duì)稱：上升和下降過(guò)程中質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)同一位置的速度大小相等、方向相反。（ 2）時(shí)間對(duì)稱：上升和下降經(jīng)歷的時(shí)間相等。2. 豎直上拋運(yùn)動(dòng)的特征量：（ 1）上升最大高度： sm= v02。2g（ 2）上升最大高度和從最大高度點(diǎn)下落到拋出點(diǎn)兩過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間：t上t下v0 。g 例 13 氣球以 10m/s

17、 的速度勻速豎直上升，從氣球上掉下一個(gè)物體，經(jīng)17s 到達(dá)地面。求物體剛脫離氣球時(shí)氣球的高度。（g=10m/s2）分析與解： 可將物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。規(guī)定向下方向?yàn)檎瑒t物體的初速度為 v 0=210m/s， g=10m/s則據(jù) h=v0 t1 gt 2 ，則有： h ( 10 171 10 17 2 ) m 1275m22 物體剛掉下時(shí)離地1275m。 例 14 一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10 m 高的平臺(tái)上向上躍起，舉雙臂直體離開(kāi)臺(tái)面，此時(shí)其重心位于從手到腳全長(zhǎng)的中心，躍起后重心升高0.45 m 達(dá)到最高點(diǎn)，落水時(shí)身體豎直，手先入水（在此過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì)）。從離開(kāi)

18、跳臺(tái)到手觸水面，他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是s。（計(jì)算時(shí)，可以把運(yùn)動(dòng)員看作全部質(zhì)量集中在重心的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。 g 取 10 m /s2，結(jié)果保留二位數(shù)字）分析與解： 設(shè)運(yùn)動(dòng)員躍起時(shí)的初速度為v 0 ，且設(shè)向上為正，則由v 2 0=2gh 得：v02gh2 100.453m / s由題意而知： 運(yùn)動(dòng)員在全過(guò)程中可認(rèn)為是做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，且位移大小為10m，方向向下，故 s= 10m.由 sv0t1 gt 2 得： 10 3t 1 10t 2 ，解得 t=1.7s.22【模擬試題】1. 下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說(shuō)法，正確的是（）a. 只有小的物體才能看作質(zhì)點(diǎn)b. 大的物體也可以看作質(zhì)點(diǎn)c. 任何物體，在一定條件下

19、都可以看作質(zhì)點(diǎn)d. 任何物體，在任何條件下都可以看作質(zhì)點(diǎn)2.某質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)，速度隨時(shí)間的變化的關(guān)系式為v =（ 2t+ 4）m/s ，則對(duì)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)描述，正確的是（）a. 初速度為 4 m/s2b. 加速度為 2 m/sc. 在 3s 末，瞬時(shí)速度為 10 m/sd. 前 3s 內(nèi)，位移為 30 m3.如圖所示的四個(gè)圖象分別是反映物體在不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度v、位移 s、加速度 a 隨用心愛(ài)心專心時(shí)間 t 變化的圖象，由此可以推斷出物體受到的外力的合力為零的是（）4. 甲、乙兩輛汽車在同一水平公路上做直線運(yùn)動(dòng)，若在描述它們運(yùn)動(dòng)情況時(shí)規(guī)定甲的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，得出它們運(yùn)動(dòng)的加速度分別為a 甲

20、= 0.4 m s2，a 乙 = - 0.4 m s2。那么由此而得出的正確判斷是（）a. 甲車的加速度大于乙車的加速度b. 甲、乙兩車的運(yùn)動(dòng)方向一定相反c. 甲做的一定是加速運(yùn)動(dòng)，乙車做的一定是減速運(yùn)動(dòng)d. 甲車的加速度方向一定與速度方向相同5. 水平地面上兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)甲和乙，同時(shí)由同一地點(diǎn)沿同一方向作直線運(yùn)動(dòng)，它們的 v-t 圖線如圖所示。下列判斷正確的是（）a. 甲做勻速運(yùn)動(dòng)，乙做勻加速運(yùn)動(dòng)b. 2s 前甲比乙速度大， 2s 后乙比甲速度大c. 在 4s 時(shí)乙追上甲d. 在第 4s 內(nèi)，甲的平均速度大于乙的平均速度6. 有甲、乙兩個(gè)物體在同一水平面運(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的情況如圖中的

21、圖象所示。 由圖象可以判斷乙物體做的是運(yùn)動(dòng)；甲物體的加速度乙物體的加速度（填“大于”、“小于” 或“等于”）。在第 3 秒初，甲物體的瞬時(shí)速度大小為m/s 。7. 在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，小車拖紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，從中確定五個(gè)記數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，用米尺測(cè)量出的數(shù)據(jù)如圖所示。則小車在c 點(diǎn)的速度 v c =m/s，小車運(yùn)動(dòng)的平均加速度 a =m/s2。用心愛(ài)心專心8. 在“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中， 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50hz，如圖所示是記錄小車做勻變速運(yùn)動(dòng)情況的紙帶的一部分。在紙帶上選定標(biāo)有a - f 的六個(gè)記數(shù)點(diǎn)， 相鄰兩個(gè)記數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)（圖上沒(méi)有畫(huà)出）。紙帶旁邊有一根最