（高中物理）知識全解11直線運動

1、高中物理知識全解 1.1 直線運動根底知識：質(zhì)點：質(zhì)點就是有質(zhì)量但不存在體積與形狀的點。通常情況下如果物體的體積大小、形狀相對所研究的問題影響不大，那么可以把物體看做質(zhì)點。注意：理解質(zhì)點的意義?！纠}】質(zhì)點是一個理想化模型，被看做質(zhì)點的物體，其體積、形狀、質(zhì)量均可忽略嗎？解：不能，質(zhì)點的質(zhì)量不可忽略，質(zhì)點和幾何點是有區(qū)別的。注意：質(zhì)量小或體積小的物體不一定可以看做質(zhì)點，物體能否能看做質(zhì)點具有相對性。例：地球繞太陽運動，地球可以看做質(zhì)點；研究地球自轉(zhuǎn)，地球不可以看做質(zhì)點。例：研究球的旋轉(zhuǎn)情況，球不可以看做質(zhì)點；研究球做直線運動的軌跡，球可以看做質(zhì)點。2、參考系參照物：可以選取任意物體為參考系可以

2、是運動的物體，也可以是靜止的物體，被選為參考系的物體都視為靜止。一般選取大地為參考系i、自然界中絕對靜止的物體是不存在的，一切物體都處于永恒的運動中。ii、運用物理公式解題時，其中各物理量都必須是相對同一參考系而言的。(相對運動中應特別注意這點)【例題】一炮艇總質(zhì)量為m，以速度v0勻速行駛，從艇上以相對炮艇的水平速度v沿前進方向射出一質(zhì)量為m的炮彈，發(fā)射炮彈后艇的速度為v，假設(shè)不計水的阻力，那么以下各關(guān)系式中正確的選項是 ( )amv0(mm)vmv bmv0(mm)vm(vv0)cmv0(mm)vm(vv) dmv0mvmv注意：靈活選取參考系求解?！纠}】船相對于水的速率始終不變，假設(shè)船順

3、水而行，某一時刻掉了一草帽到水中，過了時間t后，船長才發(fā)現(xiàn)，于是立刻調(diào)頭去撿，不計調(diào)頭時間，問船長再經(jīng)過多長時間才能撿回草帽？【例題】如右圖所示，有一飛機以的速度水平向右勻速飛行，在飛機下前方有一炮臺，某時刻飛機與炮臺的連線與水平方向的夾角為，假設(shè)此時要從炮臺發(fā)射一顆炮彈去轟炸飛機，假設(shè)炮彈發(fā)射后做勻速直線運動，那么應朝什么方向發(fā)射炮彈所需的速度最小？最小的發(fā)射速度為多大？忽略重力的影響。【例題】如以下列圖所示，一長木板靜止在光滑的水平面上，有一可看做質(zhì)點的物塊以速度從長木板的左端剛好滑到右端，求物塊滑至長木板中點時物塊相對長木板的速度大?。孔⒁猓菏噶康恼?、負表方向；標量的正、負不一定表大小，

4、由各物理量的性質(zhì)而定。例：uab=2v，ubc=5v，那么電勢差的大小后者更大，因為電勢差的正、負表哪點的電勢高，哪點的電勢低。例：w1=4j，w2=6j，那么功的大小后者更大，因為正功表示動力做功，負功表示阻力做功。7、路程s：標量【大小為軌跡線的長度，單位：米m】注意：理解區(qū)分位移x和路程s例：一物體向東走了3m后又向西走了5m。那么位移為2m，方向向西；路程為8m例：如以下列圖為物體運動的位移時間圖象，那么：例：如以下列圖為物體運動的軌跡圖象，那么：8、時間：有時間過程。單位：s注意：不要認為時間過程短而以為是時刻例：1ms是時間而不是時刻9、時刻：沒時間過程，即某一個時刻點。例：1s末

5、注意：理解區(qū)分時間與時刻。11、速率：標量平均速率的大?。海瑔挝唬鹤⒁猓豪斫鈪^(qū)分速度與速率。例：瞬時速度的大小通常稱為速率。一：勻速直線運動條件：有一定的初速度且物體所受合外力為零。二：勻變速直線運動1、加速度i、加速度是速度變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值，是描述物體速度改變快慢的物理量，通常用表示，單位是m/s2。ii、根據(jù)牛頓第二定律可得：iii、加速度是矢量，它的方向是物體速度變化量的方向，與合外力的方向相同。注意：理解加速度的物理意義及加速度與速度的關(guān)系。例：一物體做加速運動，那么無論它的加速度是增大還是減小，物體的速度都是增大的。(1)是速度變化量與發(fā)生這一變化量所用時間的比值。

6、是描述物體速度改變快慢的物理量。(2)如果某物體運動時加速度的大小和方向始終不變，那么這樣的運動稱之為勻變速運動，如果某物體運動時加速度的大小或方向發(fā)生變化，那么這樣的運動稱之為非勻變速運動。(3)勻變速運動不一定是直線運動(例：平拋運動是勻變速曲線運動)；勻變速直線運動不僅加速度的大小和方向始終不變，而且加速度的方向與初速度方向共線；勻變速直線運動的速度方向不一定不變。例：如以下列圖圖象，物體在、均做勻變速直線運動，但是物體做的卻是非勻變直線速運動?！纠}】一物體做勻變速直線運動，第2秒內(nèi)的位移為5m，那么前3秒內(nèi)的位移 a、大于15m b、小于15m c、等于15m d、無法確定解析：，由

7、可得：，故c正確。答案：c【例題】做勻加速直線運動的質(zhì)點，在第5 s末的速度為10 m/s，那么 a前10 s內(nèi)位移一定是100 m b前10 s內(nèi)位移不一定是100 mc加速度一定是2 m/s2 d加速度不一定是2 m/s2【例題】做勻加速直線運動的物體，依次通過a，b，c三點，位移xab=xbc，物體在ab段的平均速度為3m/s，在bc段的平均速度為6m/s，那么物體在b點時的瞬時速度的大小為 a.4m/s b./s c.5m/s d. /s拓展：在打點計時器實驗中紙帶數(shù)據(jù)的處理及平拋運動實驗中圖象數(shù)據(jù)的處理方面很重要，是解題的突破口。實驗局部有詳細講述注意：運用矢量公式求解時，必須選取一

8、個正方向，與正方向相同的矢量取正號，與正方向相反的矢量取負號。注意：對于方向發(fā)生改變的勻變速直線運動上述公式仍然成立?！纠}】雨滴每隔相同的時間從高為125m的空中由靜止自由下落，當?shù)?滴雨滴落地時，第11滴雨滴剛好開始下落，求此時第3滴雨滴和第5第滴雨滴間的距離？解：假設(shè)每隔時間下落一滴雨滴，那么：，解得：，第3滴雨滴和第5第滴雨滴間的距離：【例題】一物塊從高為80m的空中由靜止下落，不計空氣阻力，求物塊經(jīng)過最后10m所用的時間是多少？解：假設(shè)物塊經(jīng)過最后10m所用的時間為，那么：， 故：注意：勻加速直線運動與勻減速直線運動可以互逆理解求解?！纠}】運行著的汽車制動后做勻減速直線滑行，經(jīng)3.

9、5 s停止，試問它在制動開始的1 s內(nèi)、2 s內(nèi)、3 s內(nèi)通過的位移之比為多少？內(nèi)、3 s內(nèi)的位移，即圖甲中的xoa、xob、xoc，所以xoaxobxoc244048356. 【例題】一列火車由靜止開始做勻加速直線運動，一個人站在第1節(jié)車廂前端的站臺前觀察，第1節(jié)車廂通過他歷時2 s，全部車廂通過他歷時8 s，忽略車廂之間的距離，車廂長度相等，求：(1)這列火車共有多少節(jié)車廂？(2)第9節(jié)車廂通過他所用時間為多少？ s.5、圖象問題：物理中的物理公式可以轉(zhuǎn)化為相應的數(shù)學函數(shù)，用數(shù)學函數(shù)的性質(zhì)及數(shù)學函數(shù)圖象的性質(zhì)來求解物理中對應的有關(guān)問題；并且理解物理公式中各物理量在數(shù)學函數(shù)及數(shù)學函數(shù)圖象中的

10、數(shù)學和物理意義。例：物體做直線運動時，將其速度公式、位移公式轉(zhuǎn)化為相應的數(shù)學函數(shù)及通過數(shù)學函數(shù)的性質(zhì)可以作出物理公式相應的圖象，結(jié)合數(shù)學函數(shù)的性質(zhì)可以得出物理公式中各物理量在圖象中的數(shù)學意義。注意：圖象和圖象都只是相對直線運動而言的。拓展：對于曲線運動而言速率時間圖象中的面積代表路程，某點切線的斜率表該點瞬時加速度的大小。 【例題】水平地面上有兩個固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙，乙的斜面傾角大，甲、乙斜面長分別為s、l1，如以下列圖所示。兩個完全相同的小滑塊a、b可視為質(zhì)點，同時由靜止開始從甲、乙兩個斜面的頂端釋放，小滑塊a一直沿斜面甲滑到底端c，而小滑塊b滑到底端p后沿水平面滑行到d處小滑

11、塊b在p點從斜面滑到水平面的速度大小不變，在水平面上滑行的距離pd=l2，且s=l1+l2。小滑塊a、b與兩個斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)相同，那么 a滑塊a到達底端c點時的動能一定比滑塊b到達d點時的動能小b兩個滑塊在斜面上加速下滑的過程中，到達同一高度時，動能可能相同ca、b兩個滑塊從斜面頂端分別運動到c、d的過程中，滑塊a重力做功的平均功率小于滑塊b重力做功的平均功率da、b滑塊從斜面頂端分別運動到g、d的過程中，由于克服摩擦而產(chǎn)生的熱量一定相同拓展：正確理解物理公式中各物理量的物理意義及在圖象中對應的數(shù)學意義。例：，那么圖象中某點切線的斜率表瞬時加速度，某點與原點連線的直線的斜率表平均加

12、速度。 例：，那么圖象中某點切線的斜率表瞬時速度，某點與原點連線的直線的斜率表平均速度。例：，那么圖象中某點與原點連線的直線的斜率表電阻，而不是圖象中某點切線的斜率表電阻。因為不一定為恒定電阻例：，那么圖象中面積表速度的改變量，而不是圖象中面積表末速度。注意：，假設(shè)為恒量，那么圖象為一條過原點的直線，因此即圖象中某點切線的斜率和圖象中某點與坐標原點連線的直線的斜率相等且均表；假設(shè)不為恒量，那么圖象為一條過原點的曲線，因此即圖象中某點與坐標原點連線的直線的斜率表，而不是圖象中某點切線的斜率表?！纠}】小燈泡通電后其電流i隨所加電壓u變化的圖線如以下列圖所示，p為圖線上一點，pn為圖線在p點的切線

13、，pq為u軸的垂線，pm為i軸的垂線，那么以下說法中正確的選項是( )a隨著所加電壓的增大，小燈泡的電阻增大b對應p點，小燈泡的電阻為rc對應p點，小燈泡的電阻為rd對應p點，小燈泡的功率為圖中矩形pqom所圍面積應用：結(jié)合圖象性質(zhì)求解。【例題】汽車從靜止開始做勻加速直線運動，速度到達時立即做勻減速直線運動，最后靜止，總時間為10s，總位移為20m，求的速度大小。解：作汽車的圖象如右圖所示，根據(jù)圖象中面積代表位移的性質(zhì)可知：【例題】甲乙兩輛汽車在平直的公路上沿同一方向做直線運動。兩車運動的vt如以下列圖所示，直線a、b分別描述了甲乙兩車在020 s的運動情況。關(guān)于兩車之間的位置關(guān)系，以下說法正

14、確的選項是 a在010 s內(nèi)兩車逐漸遠離b在1020 s內(nèi)兩車逐漸遠離c在515 s內(nèi)兩車的位移相等d在t10 s時兩車在公路上相遇【例題】某一物體運動的圖象如下，那么以下說法正確的選項是 a、6秒末的位移大小為6mb、8秒末的位移大小為0mc、與加速度相同d、與加速度相同答案：bcd【例題】一列車沿直線軌道從靜止出發(fā)由a地駛向b地，并停在b地，列車做加速運動時，其加速度最大值為a1；做減速運動時，其加速度的絕對值的最大值為a2。要讓列車由a地到b地所用的時間最短，圖中列車的v-t圖象應是其中tana1；tana2 【例題】a、b兩車由靜止開始運動，運動總位移相同。a行駛的前一半時間以加速度a

15、1做勻加速運動，后一半時間以加速度a2做勻加速運動；而b那么是前一半時間以加速度a2做勻加速運動，后一半時間以加速度a1做勻加速運動，a1a2，那么兩車相比 a、a車行駛時間長，末速度大 b、b車行駛時間長，末速度大c、a車行駛時間長，末速度小 d、b車行駛時間長，末速度小 解析：作圖象，根據(jù)圖象中面積表示位移分析可得b正確。答案：b注意：常見的易出錯問題。i、讀數(shù)問題例：如以下列圖所示，交點坐標為0.1，0.5，而非10，5。例：如以下列圖所示，加速度，而非ii、有些公式或性質(zhì)的運用是有前提條件的，容易忽略前提條件而錯解。例：如以下列圖所示為某物體做直線運動的圖象，那么：【例題】在反恐演習中

16、，中國特種兵進行了飛行跳傘表演。某傘兵從靜止在高空的直升飛機上跳下，在t0時刻翻開降落傘，在3t0時刻以速度v2著地。傘兵運動的速度隨時間變化的規(guī)律如以下列圖所示。以下結(jié)論正確的選項是( ) a在0 t0時間內(nèi)加速度不變，在 t0 3t0 時間內(nèi)加速度減小b降落傘翻開后，降落傘和傘兵所受的阻力越來越小c在t0 3t0的時間內(nèi)，平均速度d假設(shè)第一個傘兵在空中翻開降落傘時第二個傘兵立即跳下，那么他們在空中的距離先增大后減小解析：v-t圖象斜率表示加速度可知a正確。在 t0 3t0時間內(nèi)f -mg=ma可知b正確?？芍?，故c錯誤。假設(shè)第一個傘兵在空中翻開降落傘時第二個傘兵立即跳下，那么由上圖可知第二

17、個傘兵在加速的過程中必定有一個時刻兩傘兵的速度相等，所以他們在空中的距離先增大后減小，d正確。答案：abd【例題】在百米賽跑中，有一運發(fā)動用了13s跑完全程，到達終點的瞬時速度為16，求全程的平均速度大??？iii、方向性問題易忽略?！纠}】一物體做勻變速直線運動，初速度為，2s末的速度大小變?yōu)椋敲匆韵抡f法正確的選項是 a、加速度大小有可能小于 b、加速度大小有可能大于c、位移大小有可能大于10m d、位移大小有可能小于10m解析：分為加速度與初速度方向同向和加速度與初速度方向反向兩種情況討論求解，答案：abcdiv、剎車問題。注意：汽車剎車后做減速運動，當速度減為零時，汽車靜止而不會反向做加

18、速運動?！纠}】汽車剎車前做勻速直線運動，速度大小為，剎車后以的加速度做勻減速直線運動。求1汽車剎車后20s滑行的距離。 2從開始剎車到汽車位移為30m時所用的時間。v、追及與相遇問題。注意：【例題】一汽車與人同向行駛，人在車的前面，人以的速度做勻速直線運動，汽車以初速度，剎車，問車與人至少相距多遠時，人不會被車撞上？【例題】前面6m，它們同向滑行，以的速度做勻速直線運動，以初速度，做勻減速直線運動，求過多久和相遇？【例題】一汽車由靜止開始追一小車，小車在汽車前1000m,小車以做勻速直線運動，汽車以加速度做勻加速直線運動，且最大速度，4分鐘后，汽車剛好追上小車，求加速度？解：經(jīng)分析汽車先以加速度勻加速追趕，后以的速度勻速追趕小車，設(shè)汽車做加速運動的時間為領(lǐng)悟：上題中汽車的最大速度為，故汽車不可能一直做勻加速直線運動?！纠}】如以下列圖所示，足夠長的水平傳送帶始終以大小為v3m/s的速度向左運動，傳送帶上有一質(zhì)量為m2kg的小木盒a，a與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.3，開始時，a與傳送帶之間保持相對靜止。先后相隔t3s有兩