第一章運動的描述勻變速直線運動(學生用）

1、第一章 運動的描述 勻變速直線運動1 你對質(zhì)點怎么理解的？（說出定義和體現(xiàn)的思想）怎么判斷一個物體能否看成質(zhì)點？【例1】 在研究物體的運動時，下列物體中可以當作質(zhì)點處理的是 () A中國乒乓球隊隊員馬林在第29屆北京奧運會上獲得男單的金牌，在研究他發(fā)出的乒乓球時 B北京奧運會男子50米步槍三種姿勢射擊中，研究美國名將埃蒙斯最后一槍僅打了4.4環(huán)的子彈時 C研究哈雷彗星繞太陽公轉(zhuǎn)時 D用GPS定位系統(tǒng)研究汽車位置時2位置、位移、路程你怎么認識？利用瞬時速度和平均速度簡談物理量有怎樣的時空對應性？如何通過“點”和“線”正確理解時刻與時間、位置與位移等？3.你對參考系怎么認識的?解題時關于參考系應注

2、意什么?試以摩擦力存在為例舉例說明4.瞬時速度的定義應用了什么物理方法?在時空上怎么判斷是瞬時速度?氣墊導軌情境中常怎樣求瞬時速度?打點計時器(電火花計時器)得到的紙帶怎樣求物體瞬時速度?高中還有那些物理公式或規(guī)律中有瞬時速度例2：做勻加速直線運動的物體，依次通過A、B、C三點，位移xABxBC，已知物體在AB段的平均速度大小為3 m/s，在BC段的平均速度大小為6 m/s，那么，物體在B點的瞬時速度大小為()A4 m/sB4.5 m/sC5 m/sD5.5 m/s5. a v v怎么理解?怎么認識它們 的關系?例3：關于物體的運動，下面說法可能存在的是()A加速度在減小，速度在增加B加速度方

3、向始終改變而速度不變C加速度和速度大小都在變化，加速度最大時速度最小，速度最大時加速度最小D加速度為負值時，物體做加速運動例4：有下列幾種情景，請根據(jù)所學知識選擇對情景的分析和判斷的正確說法( ) 點火后即將升空的火箭 為避免事故高速公路上沿直線高速行駛的轎車緊急剎車 運動的磁懸浮列車在軌道上高速行駛 太空的空間站在繞地球做勻速轉(zhuǎn)動 A.因火箭還沒運動，所以加速度一定為零 B.轎車緊急剎車，速度變化很快，所以加速度很大 C.高速行駛的磁懸浮列車，因速度很大，所以加速度也一定很大 D.盡管空間站勻速轉(zhuǎn)動，但加速度也不為零6求加速度的公式有哪些？同樣你能說出求位移的幾個公式？與同位交流一下。例5：

4、有一質(zhì)點在連續(xù)12 s內(nèi)做勻加速直線運動，在第一個4 s內(nèi)位移為24 m，在最后4 s內(nèi)位移為56 m，求質(zhì)點的加速度大小例5拓展：改為有一質(zhì)點在連續(xù)10 s內(nèi)做勻加速直線運動，在第一個4 s內(nèi)位移為24 m，在最后4 s內(nèi)位移為56 m，求質(zhì)點的加速度大小7.圖像題?？寄男┲R點？以對x-t圖象 vt圖像理解具體說明。例6.設物體運動的加速度為a、速度為v、位移為x.現(xiàn)有四個不同物體的運動圖象如圖所示,假設物體在t=0時的速度均為零,則其中表示物體做單向直線運動的圖象是()8. 追及與相遇問題解題思路和輔助方法手段？例7：一車從靜止開始以1 m/s2的加速度前進，在車后x025 m處，與該車

5、運動方向相同的某人同時開始以6 m/s的速度勻速追車，問能否追上？若追不上，則人、車間的最小距離為多少？9.打點計時器的作用和工作條件？電火花計時器呢？紙帶上點的意義？“紙帶處理”的三個基本問題：怎么判斷運動性質(zhì)？打點計時器（或類打點計時器）得到的紙帶問題怎么求某點的瞬時速度？怎么求加速度？10“紙帶處理”時常見的三個錯誤？11 應用勻變速直線運動規(guī)律解決問題應注意什么？勻變速直線運動有兩類特殊的運動問題有特殊的解題理念，能說出嗎？12運動學問題常用的幾種物理思想方法？第一章 運動的描述 勻變速直線運動答案1答：用來代替物體的有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點。質(zhì)點是一種理想化模型，實際并不存在。判斷物體能否

6、看成質(zhì)點的步驟：1）看研究的問題2）分析看成質(zhì)點后是否影響研究問題3）影響-不能看成；不影響-能看成物體只有在下列兩種情況下才可看成質(zhì)點：物體各部分運動情況都相同；物體的形狀和大小對研究的問題的影響可以忽略?！纠?】 解析：乒乓球比賽中運動員發(fā)出的乒乓球有轉(zhuǎn)動，這種轉(zhuǎn)動不能忽略，所以不能把乒乓球看做質(zhì)點；研究美國名將埃蒙斯最后一槍僅打了4.4環(huán)的子彈的運動時，由于子彈各部分的運動情況都相同，所以可以看做質(zhì)點；研究哈雷彗星繞太陽公轉(zhuǎn)時，可以忽略哈雷彗星自轉(zhuǎn)，也可以看做質(zhì)點；用GPS定位系統(tǒng)研究汽車位置時，不需要考慮汽車各部分運動的差異，汽車可以看做質(zhì)點，所以選項B、C、D正確 答案：BCD反思領

7、悟：(1)不能以物體的大小和形狀為標準來判斷物體是否可以看做質(zhì)點，關鍵要看所研究的問題的性質(zhì)當物體的大小和形狀對所研究的問題的影響可以忽略不計時，物體可視為質(zhì)點(2)質(zhì)點并不是質(zhì)量很小的點，要區(qū)別于幾何學中的“點”(3)物理學中理想化的模型還有很多，如“點電荷”、“自由落體運動”、“純電阻電路”等，都是突出主要因素，忽略次要因素而建立的模型2答：位移描述物體位置_的變化，用從_位置指向_位置的有向線段表示，是矢量路程是物體運動_的長度，是標量運動物體經(jīng)過某一時刻(或某一位置)的速度叫瞬時速度瞬時速度的大小速率，只與時刻(或位置)有關；物體在某段時間內(nèi)的_與發(fā)生這段位移所用時間的比值叫做這段時間

8、內(nèi)的平均速度，平均速度的大小和方向與時間t的長短有關。時刻、位置對應狀態(tài)量；時間、位移和路程對應過程量時刻、位置分別對應時間軸和位移軸上的“點”；時間、位移分別對應時間軸和位移軸上的一段“線”；路程是運動物體實際路徑的長度，則與物體實際走過軌跡中一段直“線”或曲“線”相對應。3.答:對同一物體的運動,所選的參考系不同,對它的運動描述可能會不同.高中階段所有的公式中的物理量都是以地面(或相對地面靜止的物體)為參考系的. 不是以地面(或相對地面靜止的物體)為參考系的敘述必需有相對兩個字.例如滑動摩擦力存在于相對運動的物體之間;其中一個物體可能是靜止的. 靜摩擦力存在于相對靜止的物體之間;兩個物體可

9、能一起運動.4.答:極限法. 瞬時速度在時間上對應時刻,即時間軸的點.在空間上對應位置,即坐標點. 氣墊導軌情境中常用遮光板長度除以數(shù)字毫秒計記錄的時間計算物體通過光電門時的瞬時速度.利用打點計時器(電火花計時器)得到的紙帶求物體瞬時速度,常用勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于全程的平均速度等于初末速度的平均值結(jié)論求解.運動學公式v v0at xv0tat2 v2v =2ax 平均速度公式：v 動能定理 機械能守恒 能量轉(zhuǎn)化守恒定律 瞬時功率等例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，故選C.5答: v的大小由Vo,a, t共同決定, v

10、的大小與Vo,a, t大小沒有直接的決定關系;也就是說:不能說Vo大V就大，要有控制變量的意識。a不是由V，t，v來決定的，而是由F/m來決定。V描述運動快慢和方向，V大運動快；V小運動慢。a描述速度變化快慢即速度的變化率，變化包含增大和減少，a大速度變化快包含增大快和減少快；a小速度變化慢包含增大慢和減少慢。v是速度的變化量，表示速度變化的大小和方向。類似的有電場強度E 電勢 電勢差U的關系；感應電動勢 磁通量 磁通量的變化的關系；推薦閱讀變化率的理解：必修一28頁科學漫步-變化率速率V，加速度a，功率p（電功率，熱功率）， 例3解析：對于加速直線運動，當加速度減小時，速度也在增加，只不過增

11、加變慢，A可能；加速度方向發(fā)生改變，即加速度存在，有加速度存在速度就在改變，B不可能；加速度僅僅反映速度改變的快慢，若加速度方向與速度方向相反，加速度最大時，速度減小得最快，當然速度可能最小，若加速度方向與速度方向相同，當加速度最小時，速度增大得最慢，加速度為零時，速度可能取最大值，C可能；如果速度和加速度都為負值即二者方向相同，則物體做加速運動，D可能答案：ACD例4答案。BD 點評：要明白：(1)從加速度的產(chǎn)生原因看，物體加速度的大小和方向取決于物體所受的合外力和物體的質(zhì)量，與速度的大小和方向無關。(2)從加速度的物理意義看，加速度的大小反映了物體速度變化的快慢，速度變化越快，即速度對時間

12、的變化率越大，加速度越大。(3)從物體的速度是否增大取決于加速度的方向與速度的方向相同還是相反，而不是取決于加速度增大或減小，只要加速度方向與速度方向相同，不論加速度的大小如何變化，物體總做加速運動，當兩者方向相反時，物體一定做減速運動。 通過上面三點教會學生怎樣排除選項中的干擾，從而得到正確答案。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進一步推論：xmxn(mn)aT2小結(jié)：力學中計算物體的加速度的方法：法1：牛頓第二定律，適用于任何運動，只需強調(diào)問的那一時刻的加速度就行

13、了。法2：運動學公式，適用于勻變速直線運動或勻速圓周運動。萬有引力加速度的計算和比較大小方法（類似力學中的計算方法）法1：牛頓第二定律，適用于圓或橢圓軌跡法2：向心加速度公式，只適用于圓軌跡；橢圓軌跡不能用（?？紮E圓的近遠地點加速度）求位移的公式：1.位移sV平t2.有用推論Vt2Vo22aS 3 位移s（Vt+Vo）/2t （和第一個公式區(qū)別？)4勻變速直線運動的實用推論 (設T為等分時間間隔)(1)1T末、2T末、3T末瞬時速度的比為：v1v2v3vn_.(2)1T內(nèi)、2T內(nèi)、3T內(nèi)位移的比為：x1x2x3xn_.(3)第一個T內(nèi)、第二個T內(nèi)、第三個T內(nèi)位移的比為：xxxxN_(4)從靜止

14、開始通過連續(xù)相等的位移所用時間的比t1t2t3tn_saT2 s為連續(xù)相鄰相等時間(T)內(nèi)位移之差5.sVot+at2/2（7）勻速圓周運動中求向心加速度的七個公式例5拓展解析：法一：一般公式法設物體的初速度為v0，加速度為a，在第一個t4 s內(nèi)有x1v0tat2.在最后4 s內(nèi)位移為56 m，有x(v02at)tat2聯(lián)立可得：a1 m/s2.法二：利用推論xmxn(mn)aT2由題知，x124 m，x56 m，T4 s由xx2aT2a m/s21 m/s2.法三：平均速度法設第2秒末的速度為v2，第10 s末速度為v10，有v2 m/s6 m/sv10 m/s14 m/s由a m/s21

15、m/s2提示拓展題第二個法不能用了，想想為什么？7答：圖像題常考知識點（1）點的物理意義，包括一般點，交點，截距拐點等（2）斜率（3）面積（4）函數(shù)式（5）正負號對x t圖象的理解1)物理意義:反映了做直線運動的物體位移隨時間變化的規(guī)律2)圖線斜率的意義圖線上某點切線的斜率大小表示物體速度.圖線上某點切線的斜率正負表示物體運動方向.對vt圖象的理解1)物理意義:反映了做直線運動的物體速度隨時間變化的規(guī)律.2)圖線斜率的意義圖線上某點切線的斜率大小表示物體運動的加速度.圖線上某點切線的斜率正負表示加速度的方向.3)圖象與坐標軸圍成的“面積”的意義圖象與坐標軸圍成的面積表示位移.若此面積在時間軸的

16、上方,表示這段時間內(nèi)的位移方向為正;若此面積在時間軸的下方,表示這段時間內(nèi)的位移方向為負.例6解析: （考正負號）圖象A中物體的位移的大小和方向均隨時間做周期性變化,物體做往復運動,（考正負號）圖象B中物體速度的大小和方向也做周期性變化,也是往復運動（考正負號）,圖象C中,物體在第1 s內(nèi)勻加速運動,第2 s內(nèi)向前勻減速,t=2 s時速度為零,在第3 s內(nèi)又開始向前勻加速運動,故此物體將一直向前運動,圖象D中從面積判斷物體速度有負值出現(xiàn)，不是單向運動即第3 s內(nèi)物體將反向勻加速運動D項錯.故只有C項正確. 答案:C8。答：.討論追及、相遇的問題,其實質(zhì)就是分析討論兩物體在相同時間內(nèi)能否到達相同

17、的空間位置問題.1)兩個關系:即時間關系和位移關系,這兩個關系可通過畫草圖得到.2)一個條件:即兩者速度相等,它往往是物體間能否追上、追不上(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點.解題思路和方法特別提示：（1） 解決 追及、相遇類問題時,要緊抓“一圖三式三方法” :過程示意圖,時間關系式、速度關系式和位移關系式,列方程法，函數(shù)式法，v-t圖像法，最后還要注意對結(jié)果的討論分析(2)分析追及、相遇類問題時,要注意抓住題目中的關鍵字眼,充分挖掘題目中的隱含條件,如“剛好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,往往對應一個臨界狀態(tài),滿足相應的臨界條件.例7解析：作出運動示意圖，如圖所示方法

18、一(二次函數(shù)法)：設經(jīng)時間t追上，則：人的位移x1v1t車的位移x2at2兩者位移關系為x1x2x0由式得t212t500由于方程根的判別式<0，無解，說明人追不上車兩者相距為：xat2x0v1tt26t25當t6 s時，x有極小值，解得x7 m.方法二(物理法)：人的速度只要大于車的速度，兩者的距離就越來越小，人的速度小于車的速度，兩者距離就越來越大，那么，當兩者速度相等時，兩者的距離最小，兩者速度相等，有：vat，t s6 s人追趕的最大距離為：xvt m18 m<25 m人不能追上車，兩者之間的最小距離為：xx0x25 m18 m7 m.方法三(圖象法)：作出人與車的速度時間

19、圖象、如圖所示，從圖象中可以看出人追車的最大距離就是圖中有陰影部分三角形的面積，該面積所對應的位移為x m18 m<25 m，說明人追不上車，但人與車的最小距離為xx0x(2518) m7 m.9答：(1)作用：計時儀器，每隔0.02 s打一次點(2)工作條件(3)紙帶上點的意義：表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動情況可以利用紙帶上打出的點來確定計數(shù)點間的時間間隔（4）連續(xù)相鄰相等時間內(nèi)的位移之差x恒定，則為勻變速直線運動；x不恒定，則為變加速直線運動。（5）利用平均速度求某點的瞬時速度；如是端點利用初末速度的平均值等于中間時刻的瞬時速度公式求解；也可利用v v0at求解（6）加速度的求法：圖像法，利用vt圖像的斜率逐差法xm-xn=（m-n）aT2或2，4，6，8個間隔的逐差法公式；3，5，7，9個間隔的逐差法公式10。答：（1）處理數(shù)據(jù)時不注意單位換算和有效數(shù)字的要求（2）不