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知識(shí)網(wǎng)絡(luò):直線運(yùn)動(dòng)C參考系、質(zhì)點(diǎn)、時(shí)間和時(shí)刻、位移和路程f運(yùn)動(dòng)的描述J速度、速率、平均速度直線直線運(yùn)動(dòng)[加速度直線運(yùn)動(dòng)的條件:a、V0共線I f勻速直線運(yùn)動(dòng)I典型的直線運(yùn)動(dòng)《L勻變速直線運(yùn)動(dòng)s=vt,s-t圖,(a=0)一,1,_Vt=Voat,s=vot—at(規(guī)律JI? 2 Vo+Vt,kvt-v0=2as,s= 1Vv-t圖 2r自由落體(a=g)特例1■I豎直上拋(a=g)單元切塊:按照考綱的要求,本章內(nèi)容可以分成三部分,即:基本概念、勻速直線運(yùn)動(dòng);勻變速直線運(yùn)動(dòng);運(yùn)動(dòng)圖象。其中重點(diǎn)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和應(yīng)用。難點(diǎn)是對(duì)基本概念的理解和對(duì)研究方法的把握?;靖拍顒蛩僦本€運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)一■、基本概念1、質(zhì)點(diǎn):用來代替物體、只有質(zhì)量而無形狀、體積的點(diǎn)。它是一種理想模型,物體簡
化為質(zhì)點(diǎn)的條件是物體的形狀、大小在所研究的問題中可以忽略。2、時(shí)刻:表示時(shí)間坐標(biāo)軸上的點(diǎn)即為時(shí)刻。例如幾秒初,幾秒末,幾秒時(shí)。時(shí)間:前后兩時(shí)刻之差。時(shí)間坐標(biāo)軸上用線段表示時(shí)間,例如,前幾秒內(nèi)、第幾秒內(nèi)。3、位置:表示空間坐標(biāo)的點(diǎn)。位移:由起點(diǎn)指向終點(diǎn)的有向線段,位移是末位置與始位置之差,是矢量。路程:物體運(yùn)動(dòng)軌跡之長,是標(biāo)量。
注意:位移與路程的區(qū)別.4、速度:描述物體運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向的物理量,是位移對(duì)時(shí)間的變化率,是矢量。平均速度:在變速直線運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)物體的位移和所用時(shí)間的比值,v=s/t(方向?yàn)槲灰频姆较颍┧矔r(shí)速度:對(duì)應(yīng)于某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,方向?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)方向。速率:瞬時(shí)速度的大小即為速率;平均速率:質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間的比值,它的大小與相應(yīng)的平均速度之值可能不相同。注意:平均速度的大小與平均速率的區(qū)別【例1】物體M程的平均速度是:(V2,那么全從A運(yùn)動(dòng)到B,【例1】物體M程的平均速度是:(V2,那么全)A.(vi+V2)/2A.(vi+V2)/2B-<ViV22c.V1ViV2D.2V1V2V2解析:本題考查平均速度的概念。全程的平均速度一解析:本題考查平均速度的概念。全程的平均速度一ss 2V1V2v=一= = tss ViV2' ''I '2v12v2正確答案為D5、加速度:描述物體速度變化快慢的物理量5、加速度:描述物體速度變化快慢的物理量,a=Av/At(又叫速度的變化率),是矢量。a的方向只與△v的方向相同(即與合外力方向相同)點(diǎn)評(píng)1:(1)加速度與速度沒有直接關(guān)系:加速度很大,速度可以很小、可以很大、也可以為零(某瞬時(shí));加速度很小,速度可以很小、可以很大、也可以為零(某瞬時(shí))(2)加速度與速度的變化量沒有直接關(guān)系:加速度很大,速度變化量可以很小、也可以很大;加速度很小,速度變化量可以很大、也可以很小。加速度是“變化率”——表示變化的快慢,不表示變化的大小。點(diǎn)評(píng)2:物體是否作加速運(yùn)動(dòng),決定于加速度和速度的方向關(guān)系,而與加速度的大小無關(guān)。加速度的增大或減小只表示速度變化快慢程度增大或減小,不表示速度增大或減小。(1)當(dāng)加速度方向與速度方向相同時(shí),物體作加速運(yùn)動(dòng),速度增大;若加速度增大,速度增大得越來越快;若加速度減小,速度增大得越來越慢(仍然增大)。
(2)當(dāng)加速度方向與速度方向相反時(shí),物體作減速運(yùn)動(dòng),速度減??;若加速度增大,速度減小得越來越快;若加速度減小,速度減小得越來越慢(仍然減小)。【例2]一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度大小為4m/s,經(jīng)過1s后的速度的大小為10m/s,那么在這1s內(nèi),物體的加速度的大小可能為解析:本題考查速度、加速度的矢量性。經(jīng)過1s后的速度的大小為10m/s,包括兩種可能的情況,一是速度方向和初速度方向仍相同,二是速度方向和初速度方向已經(jīng)相反。取初速度方向?yàn)檎较?,則1s后的速度為vt=10m/s或vt=—10m/s由加速度的定義可得vt-vt-vo~=6m/s或a=U=^0^1 t 1--14m/s。答案:6m/s或14m/s點(diǎn)評(píng):對(duì)于一條直線上的矢量運(yùn)算,要注意選取正方向,將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。6、運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性:只有在選定參考系之后才能確定物體是否在運(yùn)動(dòng)或作怎樣的運(yùn)動(dòng)。一般以地面上不動(dòng)的物體為參照物?!纠?】甲向南走100米的同時(shí),乙從同一地點(diǎn)出發(fā)向東也行走100米,若以乙為參考系,求甲的位移大小和方向?解析:如圖所示,以乙的矢量末端為起點(diǎn),向甲的矢量末端作一條有向線段,即為甲相對(duì)乙的位移,由圖可知,甲相對(duì)乙的位移大小為100J2m,方向,南偏西45°。點(diǎn)評(píng):通過該例可以看出,要準(zhǔn)確描述物體的運(yùn)動(dòng),就必須選擇參考系,參考系選擇不同,物體的運(yùn)動(dòng)情況就不同。參考系的選取要以解題方便為原則。在具體題目中,要依據(jù)具體情況靈活選取。下面再舉一例?!纠?】某人劃船逆流而上,當(dāng)船經(jīng)過一橋時(shí),船上一小木塊掉在河水里,但一直航行至上游某處時(shí)此人才發(fā)現(xiàn),便立即返航追趕,當(dāng)他返航經(jīng)過1小時(shí)追上小木塊時(shí),發(fā)現(xiàn)小木塊距離橋有5400米遠(yuǎn),若此人向上和向下航行時(shí)船在靜水中前進(jìn)速率相等。試求河水的流速為多大?解析:選水為參考系,小木塊是靜止的;相對(duì)水,船以恒定不變的速度運(yùn)動(dòng),到船“追
上”上”小木塊,船往返運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,各為1小時(shí);小橋相對(duì)水向上游運(yùn)動(dòng),到船“追上”小木塊,小橋向上游運(yùn)動(dòng)了位移5400m,時(shí)間為2小時(shí)。易得水的速度為0.75m/s。二、勻速直線運(yùn)動(dòng).定義:v=9,即在任意相等的時(shí)間內(nèi)物體的位移相等.它是速度為恒矢量的運(yùn)動(dòng),t加速度為零的直線運(yùn)動(dòng)。.圖像:勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像為一直線:圖線的斜率在數(shù)值上等于物體的速度。三、綜合例析【例5】關(guān)于位移和路程,下列說法中正確的是()A.物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng),通過的路程就是位移B.物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng),通過的路程等于位移的大小C.物體通過一段路程,其位移可能為零D.物體通過的路程可能不等,但位移可能相同解析:位移是矢量,路程是標(biāo)量,不能說這個(gè)標(biāo)量就是這個(gè)矢量,所以A錯(cuò),B正確.路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)際長度,而位移是從物體運(yùn)動(dòng)的起始位置指向終止位置的有向線段,如果物體做的是單向直線運(yùn)動(dòng),路程就和位移的大小相等.如果物體在兩位置間沿不同的軌跡運(yùn)動(dòng),它們的位移相同,路程可能不同.如果物體從某位置開始運(yùn)動(dòng),經(jīng)一段時(shí)間后回到起始位置,位移為零,但路程不為零,所以,CD正確.【例6】關(guān)于速度和加速度的關(guān)系,下列說法中正確的是()A.速度變化越大,加速度就越大B.速度變化越快,加速度越大C.加速度大小不變,速度方向也保持不變C.加速度大小不斷變小,速度大小也不斷變小vvi解析:根據(jù)a=——可知,Av越大,加速度不一定越大,速度變化越快,則表示——越tt大,故加速度也越大,B正確.加速度和速度方向沒有直接聯(lián)系,加速度大小不變,速度方
B.向可能不變,也可能改變.加速度大小變小,速度可以是不斷增大.故此題應(yīng)選B.【例7】在與x軸平行的勻強(qiáng)電場中,場強(qiáng)為E=1.0X106v/m,一帶電量q=i.0xi0-8C、質(zhì)量m=2.5X10-3kg的物體在粗糙水平面上沿著x軸作勻速直線運(yùn)動(dòng),其位移與時(shí)間的關(guān)系是x=5-2t,式中x以m為單位,t以s為單位。從開始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過的路程為m,位移為m。解析:須注意本題第一問要求的是路程j…第二問要求的是位移。將乂=5-21和s=v0t對(duì)照,可知該物體的初位置xo=5m,初速度vo=-2m/s,運(yùn)動(dòng)方向與位移正方向相反,即沿x軸負(fù)方向,因此從開始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過的路程為10m,而位移為—5m。【例8】某游艇勻速滑直線河流逆水航行,在某處丟失了一個(gè)救生圈,丟失后經(jīng)t秒才發(fā)現(xiàn),于是游艇立即返航去追趕,結(jié)果在丟失點(diǎn)下游距丟失點(diǎn)s米處追上,求水速.(水流速恒定,游艇往返的劃行速率不變)。解析:以水為參照物(或救生圈為參照物),則游艇相對(duì)救生圈往返的位移大小相等,且游艇相對(duì)救生圈的速率也不變,故返航追上救生圈的時(shí)間也為t秒,從丟失到追上的時(shí)間2s為2t秒,在2t秒時(shí)間內(nèi),救生圈隨水運(yùn)動(dòng)了s米,故水速v=£st思考:若游艇上的人發(fā)現(xiàn)丟失時(shí),救生圈距游艇s米,此時(shí)立即返航追趕,用了t秒鐘追上,求船速.【例9】如圖所示為高速公路上用超聲測(cè)速儀測(cè)車速的示意圖,測(cè)速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號(hào),根據(jù)發(fā)出和接收到信號(hào)間的時(shí)間差,測(cè)出被測(cè)物體速度,圖中Pi、P2是測(cè)速儀發(fā)出的超聲波信號(hào),ni、n2分別是Pi、P2被汽車反射回來的信號(hào),設(shè)測(cè)速儀勻速掃描,Pi,P2之間的時(shí)間間隔At=1.0s,超聲波在空氣中傳播的速度是340m/s,若汽車是勻速行駛的,則根據(jù)圖B可知汽車在接收Pi、P2兩個(gè)信號(hào)之間的時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離是m,汽車的速度是m/s.解析:本題首先要看懂B圖中標(biāo)尺所記錄的時(shí)間每一小格相當(dāng)于多少:由于PiP2之間時(shí)間間隔為i.0s,標(biāo)尺記錄有30小格,故每小格為i/30s,其次應(yīng)看出汽車兩次接收(并反射)超聲波的時(shí)間間隔:Pi發(fā)出后經(jīng)i2/30s接收到汽車反射的超聲波,故在Pi發(fā)出后經(jīng)6/30s被車接收,發(fā)出Pi后,經(jīng)is發(fā)射P2,可知汽車接到Pi后,經(jīng)ti=i-6/30=24/30s發(fā)出P2,而從發(fā)出P2到汽車接收到P2并反射所歷時(shí)間為t2=4.5/30s,故汽車兩次接收到超聲波的時(shí)間間隔為t=ti+t2=28.5/30s,求出汽車兩次接收超聲波的位置之間間隔:s=(6/30-4.5/30)v聲=(i.5/30)X340=i7m,故可算出v汽=s/t=i7Y28.5/30)=i7.9m/s.【例10]天文觀測(cè)表明,幾乎所有遠(yuǎn)處的恒星(或星系)都在以各自的速度遠(yuǎn)離我們而運(yùn)動(dòng),離我們?cè)竭h(yuǎn)的星體,背離我們運(yùn)動(dòng)的速度(稱為退行速度)越大;也就是說,宇宙在膨脹,不同星體的退行速度v和它們離我們的距離r成正比,即v=Hr,式中H為一恒量,稱為哈勃常數(shù),已由天文觀測(cè)測(cè)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(gè)爆炸的大火球開始形成的,大爆炸后各星體即以各自不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng),并設(shè)想我們就位于其中心。由上述理論和天文觀測(cè)結(jié)果,可估算宇宙年齡T,其計(jì)算式為T=。根據(jù)近期觀測(cè),哈勃常數(shù)H=3X10-2m/s.光年,由此估算宇宙的年齡約為解析:本題涉及關(guān)于宇宙形成的大爆炸理論,是天體物理學(xué)研究的前沿內(nèi)容,背景材料非常新穎,題中還給出了不少信息。題目描述的現(xiàn)象是:所有星體都在離我們而去,而且越遠(yuǎn)的速度越大。提供的一種理論是:宇宙是一個(gè)大火球爆炸形成的,爆炸后產(chǎn)生的星體向各個(gè)方向勻速運(yùn)動(dòng)。如何用該理論解釋呈現(xiàn)的現(xiàn)象?可以想一想:各星體原來同在一處,現(xiàn)在為什么有的星體遠(yuǎn),有的星體近?顯然是由于速度大的走得遠(yuǎn),速度小的走的近。所以距離遠(yuǎn)是由于速度大,v=Hr只是表示v與r的數(shù)量關(guān)系,并非表示速度大是由于距離遠(yuǎn)。對(duì)任一星體,設(shè)速度為v,現(xiàn)在距我們?yōu)閞,則該星體運(yùn)動(dòng)r這一過程的時(shí)間T即為所要求的宇宙年齡,T=r/v將題給條件v=Hr代入上式得宇宙年齡T=1/H將哈勃常數(shù)H=3X10-2m/s?光年代入上式,得t=1010年。點(diǎn)評(píng):有不少考生遇到這類完全陌生的、很前沿的試題,對(duì)自己缺乏信心,認(rèn)為這樣的問題自己從來沒見過,老師也從來沒有講過,不可能做出來,因而采取放棄的態(tài)度。其實(shí)只要靜下心來,進(jìn)入題目的情景中去,所用的物理知識(shí)卻是非常簡單的。這類題搞清其中的因果關(guān)系是解題的關(guān)鍵。四、針對(duì)訓(xùn)練1.對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度為零,則速度為零,速度變化也為零B.質(zhì)點(diǎn)速度變化率越大,則加速度越大C.質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的加速度不為零,則該時(shí)刻的速度也不為零D.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度越大,它的速度變化越大2.某質(zhì)點(diǎn)做變速運(yùn)動(dòng),初始的速度為3m/s,經(jīng)3s速率仍為3m/s測(cè)()A.如果該質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),該質(zhì)點(diǎn)的加速度不可能為零B.如果該質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng),該質(zhì)點(diǎn)的加速度一定為2m/s22C.如果該質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),該質(zhì)點(diǎn)的加速度可能為2m/sD.如果該質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),該質(zhì)點(diǎn)的加速度可能為12m/s23.關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng),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(shí),速度最小D,加速度為零時(shí),速度的變化率最大4.兩木塊自左向右運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用[Wj速攝影機(jī)在同一■底片上多次曝光,記錄下木塊每次曝光時(shí)的位置,如圖所示.連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的.由圖可知()A.在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同B.在時(shí)刻t3兩木塊速度相同C.在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同D.在時(shí)刻t4和時(shí)刻t5之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同力14h花巧11尸I■?1乩11n1111斤111111□□□□□□□,ti打口isfst;.一輛汽車在一直線上運(yùn)動(dòng),第1s內(nèi)通過5m,第2s內(nèi)通過10m,第3s內(nèi)通過20m,4s內(nèi)通過5m,則最初兩秒的平均速度是m/s,最后兩秒的平土!!速度是m/s,全部時(shí)間的平均速度是m/s..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3/5,碰撞時(shí)間為困,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(jì)空氣阻力)..物體以5m/s的初速度沿光滑斜槽向上做直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)4s滑回原處時(shí)速度大小仍為5m/s,則物體的速度變化為,加速度為.(規(guī)定初速度方向?yàn)檎较颍?.人們工作、學(xué)習(xí)和勞動(dòng)都需要能量,食物在人體內(nèi)經(jīng)消化過程轉(zhuǎn)化為葡萄糖,葡萄糖在體內(nèi)又轉(zhuǎn)化為CO2和H2O,同時(shí)產(chǎn)生能量E=2.80X106J-mol1.一個(gè)質(zhì)量為60kg的短跑運(yùn)動(dòng)員起跑時(shí)以1/6s的時(shí)間沖出1m遠(yuǎn),他在這一瞬間內(nèi)消耗體內(nèi)儲(chǔ)存的葡萄糖質(zhì)量是多少?參考答案:BBCDC7.5;12.5;10gh8.2gh,2'5t-10m/s;-2.5m/s20.28g附:知識(shí)點(diǎn)梳理閱讀課本理解和完善下列知識(shí)要點(diǎn)、參考系.為了描述物體的運(yùn)動(dòng)而的物體叫參考系(或參照物)。.選取哪個(gè)物體作為參照物,常??紤]研究問題的方便而定。研究地球上物體的運(yùn)動(dòng),一般來說是取為參照物,對(duì)同一個(gè)運(yùn)動(dòng),取不同的參照物,觀察的結(jié)果可能不同。.運(yùn)動(dòng)學(xué)中的同一公式中所涉及的各物理量應(yīng)相對(duì)于同一參照物。如果沒有特別說明,都是取地面為參照物。二、質(zhì)點(diǎn).定義:.物體簡化為質(zhì)點(diǎn)的條件:.注意:同一物體,有時(shí)能被看作質(zhì)點(diǎn),有時(shí)就不能看作質(zhì)點(diǎn)。三、時(shí)間和時(shí)刻.時(shí)刻;在時(shí)間軸上可用一個(gè)確定的點(diǎn)來表示,如“2s末”、“3s初”等。.時(shí)間:指兩個(gè)時(shí)刻之間的一段間隔,如“第三秒內(nèi)”、“10分鐘”等。四、位移和路程.位移①意義:位移是描述的物理量。②定義:③位移是矢量,有向線段的長度表示位移大小,有向線段的方向表示位移的方向。.路程:路程是;路程是標(biāo)量,只有大小,沒有方向。.物體做運(yùn)動(dòng)時(shí),路程才與位移大小相等。在曲線運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)的位移的大小一定路程。五、速度和速率1速度①速度是描述的物理量。速度是矢量,既有大小又又方向。②瞬時(shí)速度:對(duì)應(yīng)或的速度,簡稱速度。瞬時(shí)速度的方向?yàn)樵摃r(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的方向。③平均速度:定義式為V=:,該式適用于運(yùn)動(dòng);而平均速度公式一Vo+Vt『,V=-_-僅適用于運(yùn)動(dòng)。2平均速度對(duì)應(yīng)某一段時(shí)間(或某一段位移),平均速度的大小跟時(shí)間間隔的選取有關(guān),不同的階段平均速度一般不同,所以求平均速度時(shí),必須明確是求哪一段位移或哪一段時(shí)間內(nèi)的平均速度。2.速率:瞬時(shí)速度的大小叫速率,速率是標(biāo)量,只有大小,沒有方向。六、加速度.加速度是描述的物理量。.定義式:。.加速度是矢量,方向和方向相同。.加速度和速度的區(qū)別和聯(lián)系:①加速度的大小和速度(填“有”或“無”)直接關(guān)系。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)的速度大,加速度大;速度小,其加速度—?。凰俣葹榱?,其加速度為零(填“一定”或“不一定”)。②加速度的方向(填“一定”或“不一定”)和速度方向相同。質(zhì)點(diǎn)做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度與速度方向;質(zhì)點(diǎn)做減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度與速度方向;質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度方向與初速度方向成某一角度。③質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng),取決于加速度的和速度的關(guān)系,與加速度的無關(guān)。七、勻速直線運(yùn)動(dòng).定義:叫勻速直線運(yùn)動(dòng)。.速度公式:鞏固訓(xùn)練1.兩輛汽車在平直的公路上行駛,甲車內(nèi)一個(gè)人看見窗外樹木向東移動(dòng),乙車內(nèi)一個(gè)人發(fā)現(xiàn)甲車沒有運(yùn)動(dòng),如果以大地為參照物,上述事實(shí)說明()A.甲車向西運(yùn)動(dòng),乙車不動(dòng)B.乙車向西運(yùn)動(dòng),甲車不動(dòng)C.甲車向西運(yùn)動(dòng),乙車向東運(yùn)動(dòng)D.甲、乙兩車以相同的速度同時(shí)向西運(yùn)動(dòng).某物體沿著半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)一周的過程中,最大路程為—,最大位移為—。.物體做直線運(yùn)動(dòng),若在前一半時(shí)間是速度為vi的勻速運(yùn)動(dòng),后一半時(shí)間是速度為V2的勻速運(yùn)動(dòng),則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的平均速度大小是—;若在前一半路程是速度為vi的勻速運(yùn)動(dòng),后一半路程是速度為V2的勻速運(yùn)動(dòng),則整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的平均速度大小是—。.下列說法中正確的是()A.物體有恒定速率時(shí),其速度仍可能有變化.物體有恒定速度時(shí),其速率仍可能有變化C.物體的加速度不為零時(shí),其速度可能為零D.物體具有沿x軸正向的加速度時(shí),可能具有沿x軸負(fù)向的速度.一架飛機(jī)水平勻速地在某同學(xué)頭頂飛過,當(dāng)他聽到飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲從頭頂正上方傳來時(shí),發(fā)現(xiàn)飛機(jī)在他前上方約與地面成60。角的方向上,據(jù)此可估算出此飛機(jī)的速度約為聲速的倍.下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中,正確的是???()A.質(zhì)點(diǎn)是非常小的點(diǎn);B.研究一輛汽車過某一路標(biāo)所需時(shí)間時(shí),可以把汽車看成質(zhì)點(diǎn);D.C.研究自行車運(yùn)動(dòng)時(shí),由于車輪在轉(zhuǎn)動(dòng),所以無論研究哪方面,自行車都不能視為質(zhì)點(diǎn);地球雖大,且有自轉(zhuǎn),但有時(shí)仍可被視為質(zhì)點(diǎn)D.TOC\o"1-5"\h\z.下列說法中正確的是().、A.位移大小和路程不一定相等,所以位移才不等于路程;B.位移“卜小等于臉,方[向由起點(diǎn)指向終點(diǎn);C.位移取決于始末位置,路程取決于實(shí)際運(yùn)動(dòng)路線;IJD.位移描述直線運(yùn)動(dòng),是矢量;路程描述曲線運(yùn)動(dòng),是標(biāo)量。.下列說法中正確的是()A.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度為0,則速度為0,速度變化也為0;B.質(zhì)點(diǎn)速度變化越慢,加速度越??;C.質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的加速度不為0,則該時(shí)刻的速度也不為0;D.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度越大,它的速度變化也越大。.某同學(xué)在百米比賽中,經(jīng)50m處的速度為10.2m/s,10s末以10.8m/s沖過終點(diǎn),他的百米平均速度大小為m/s。教學(xué)后記運(yùn)動(dòng)學(xué)涉及到的公式很多,而且運(yùn)動(dòng)學(xué)是在高一第一學(xué)期就已經(jīng)學(xué)過,時(shí)間比較長了,很多推論學(xué)生都差不多忘了,運(yùn)用起來會(huì)亂套,特別是對(duì)基礎(chǔ)不是很好的學(xué)生。對(duì)成績好的學(xué)生來講,運(yùn)動(dòng)學(xué)是比較簡單的,關(guān)鍵是要讓學(xué)生培養(yǎng)一題多解的思想,并且能夠在解題時(shí)選擇最簡單的方法來解。運(yùn)動(dòng)學(xué)在高考中單獨(dú)考查的不多,主要是很力學(xué)電磁學(xué)綜合出現(xiàn),因此,第一輪復(fù)習(xí)關(guān)鍵復(fù)習(xí)基本公式及靈活運(yùn)用,為在綜合解題做準(zhǔn)備。勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式1.常用公式有以下四個(gè)vt=v0ats=v0t-at22vt2-v2=2asV0Vt,s二t點(diǎn)評(píng):(1)以上四個(gè)公式中共有五個(gè)物理量:s、t、a、vo、vt,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、v0、vt、a均為矢量。一般以v0的方向?yàn)檎较?,以t=0時(shí)刻的位移為零,這時(shí)s、vt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As=aT2,即任意相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差相等。可以推廣到2Sm-Sn=(m-n)aTTOC\o"1-5"\h\zv0vtsVt/2='一L=-,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2t度。2.2vs/2;v_v_,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\2速度)。可以證明,無論勻加速還是勻減速,都有vt/2<vs/2。點(diǎn)評(píng):運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度公式vt/2=v0+vt=s解題,往往會(huì)使求解過2t程變得非常簡捷,因此,要對(duì)該公式給與高度的關(guān)注。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,那么公式都可簡化為:,1,22v,v=gt,s=—at,v=2as,s=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。.初速為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)(1)前1秒、前2秒、前3秒……內(nèi)的位移之比為1:4:9:……(2)第1秒、第2秒、第3秒……內(nèi)的位移之比為1:3:5:……(3)前1米、前2米、前3米所用的時(shí)間之比為1:泥:J3:(4)第1米、第2米、第3米……所用的時(shí)間之比為1:(”_1/(33-22):……對(duì)末速為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng),可以相應(yīng)的運(yùn)用這些規(guī)律。.一種典型的運(yùn)動(dòng)經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問題:物體由靜止開始先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),緊接著又做勻減速直線運(yùn)動(dòng)到靜止。用右圖描述該過程,可以得出以下結(jié)論:TOC\o"1-5"\h\z,、11x\o"CurrentDocument"(1)S二一,t二一,s廣tttaaa1、&、t1a2、s2、t2?1“、Vb(2)v1=v2-v—~^~6、解題方法指導(dǎo):解題步驟:(1)根據(jù)題意,確定研究對(duì)象。(2)明確物體作什么運(yùn)動(dòng),并且畫出運(yùn)動(dòng)示意圖。(3)分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程及特點(diǎn),合理選擇公式,注意多個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的聯(lián)系。(4)確定正方向,列方程求解。(5)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論、驗(yàn)算。解題方法:(1)公式解析法:假設(shè)未知數(shù),建立方程組。本章公式多,且相互聯(lián)系,一題常有多種解法。要熟記每個(gè)公式的特點(diǎn)及相關(guān)物理量。(2)圖象法:如用v—t圖可以求出某段時(shí)間的位移大小、可以比較Vt/2與Vs/2,以及追及問題。用s-t圖可求出任意時(shí)間內(nèi)的平均速度。(3)比例法:用已知的討論,用比例的性質(zhì)求解。(4)極值法:用二次函數(shù)配方求極值,追趕問題用得多。(5)逆向思維法:如勻減速直線運(yùn)動(dòng)可視為反方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)來求解。綜合應(yīng)用例析【例1】在光滑的水平面上靜止一物體,現(xiàn)以水平恒力甲推此物體,作用一段時(shí)間后換成相反方向的水平恒力乙推物體,當(dāng)恒力乙作用時(shí)間與恒力甲的作用時(shí)間相同時(shí),物體恰好回到原處,此時(shí)物體的速度為V2,若撤去恒力甲的瞬間物體的速度為V1,則V2:Vl=?解析:解決此題的關(guān)鍵是:弄清過程中兩力的位移關(guān)系,因此畫出過程草圖(如圖5),標(biāo)明位移,對(duì)解題有很大幫助。通過上圖,很容易得到以下信息:Vl(-V2)+一s=t得V2?Vl=2:12思考:在例1中,F(xiàn)i、F2大小之比為多少?(答案:1:3)TOC\o"1-5"\h\z點(diǎn)評(píng):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。本題中以返回速度V1方向?yàn)檎?,因此,末速度v2為負(fù)?!纠?】兩木塊自左向右運(yùn)動(dòng),現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光,記錄下木塊每次曝光時(shí)的位置,如圖所示,連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的,由圖可知tlt2t3t4t5t6t7□□□|□.□I□,□IIIIIIIIIIIIIIIIIIII||||||||口nn□nn□□tlt2t3t4t5t6t7A.在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同B.在時(shí)刻tl兩木塊速度相同C.在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同D.在時(shí)刻t4和時(shí)刻t5之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同解析:首先由圖看出:上邊那個(gè)物體相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差為恒量,可以判定其做勻變速直線運(yùn)動(dòng);下邊那個(gè)物體明顯地是做勻速運(yùn)動(dòng)。由于t2及t5時(shí)刻兩物體位置相同,說明這段時(shí)間內(nèi)它們的位移相等,因此其中間時(shí)刻的即時(shí)速度相等,這個(gè)中間時(shí)刻顯然在t3、t4之間,因此本題選Co【例3】在與x軸平行的勻強(qiáng)電場中,一帶電量q=1.0X10-8C、質(zhì)量m=2.5X10-3kg的物體在光滑水平面上沿著x軸作直線運(yùn)動(dòng),其位移與時(shí)間的關(guān)系是x=0.16t-0.02t2,式中x以m為單位,t以s為單位。從開始運(yùn)動(dòng)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。解析: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。212將x=0.16t—0.02t和S=v0t+—at對(duì)照,可知該物體的初速度V0=0.16m/s,加速度大2小a=0.04m/s2,方向跟速度方向相反。由Vo=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(dòng),末速度大小V5=0.04m/s。前4s內(nèi)位移大小s=vt=0.32m,第5s內(nèi)位移大小s'=v't'=0.02m,因此從開始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過的路程為0.34m,而位移大小為2m/s2,加速行駛5秒,0.30m,克服電場力做的功2m/s2,加速行駛5秒,【例4】一輛汽車沿平直公路從甲站開往乙站,起動(dòng)加速度為求汽車從甲站到乙站的平均速度?勻加速f勻速一自減速Is1 s2求汽車從甲站到乙站的平均速度?勻加速f勻速一自減速Is1 s2 Is3甲3 t2 t3乙解析:起動(dòng)階段行駛位移為:TOC\o"1-5"\h\z12,、s1=-at1(1)2勻速行駛的速度為:v=at1……(2)勻速行駛的位移為:s2=vt2……(3)剎車段的時(shí)間為:s3=vt3……(4)2汽車從甲站到乙站的平均速度為:6s2s36s2s3 25120050v=t1 12t3512010m/s=1275m/s=9.44m/s135【例5】汽車以加速度為2m/s2的加速度由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng),求汽車第5秒內(nèi)的平均速度?解析:此題有三解法:(1)用平均速度的定義求:第5秒內(nèi)的位移為:s=—at52—-at42=9(m)22s9第5秒內(nèi)的平均速度為:v==—m/s=9m/st5T1
V4?V5at4at52425(2)用推論v=(v0+vt)/2求:v===m/s=9m/s222(3)用推論丫=丫也2求。第5秒內(nèi)的平均速度等于4.5s時(shí)的瞬時(shí)速度:v=v4.5=a4.5=9m/s【例6】一物體由斜面頂端由靜止開始勻加速下滑,最初的3秒內(nèi)的位移為&,最后3秒內(nèi)的位移為S2,若S2-S1=6米,si:S2=3:7,求斜面的長度為多少?解析:設(shè)斜面長為s,加速度為a,沿斜面下滑的總時(shí)間為t。則:TOC\o"1-5"\h\z斜面長:s=-at2……(1)2前3秒內(nèi)的位移:si=-ati2……(2)2后3秒內(nèi)的位移:s2=s--a(t-3)2(3)2s2-si=6……(4)s1:s2=3:7……(5)解(1)—(5)得:a=1m/s2t=5ss=i2.5m【例7】物塊以v°=4米/秒的速度滑上光滑的斜面,途經(jīng)A、B兩點(diǎn),已知在A點(diǎn)時(shí)的速度是B點(diǎn)時(shí)的速度的2倍,由B點(diǎn)再經(jīng)0.5秒物塊滑到斜面頂點(diǎn)C速度變?yōu)榱悖珹、B相距0.75米,求斜面的長度及物體由D運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間?解析:物塊作勻減速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)為解析:物塊作勻減速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)為SoA點(diǎn)速度為VA、B點(diǎn)速度Vb,加速度為a,斜面長A至ijB:vB2-vA2=2asAB(1)va=2vb⑵B至UC:0=vB+at0……..(3)解(1)(2)(3)得:vB=1m/sa=-2m/s2D至UC0-v02=2as??…(4)s=4m從D運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間:D至ijB:vb=v0+atiti=1.5秒D至UC再回到B:t2=ti+2to=1.5+2M0.5=2.5(s)【例8】一質(zhì)點(diǎn)沿AD直線作勻加速直線運(yùn)動(dòng),如圖,測(cè)得它在AB、BC、CD三段的時(shí)間均為t,測(cè)得位移AC=Li,BD=L2,試求質(zhì)點(diǎn)的加速度?ABCD解析:設(shè)AB=s1、BC=s2、CD=s3貝(J:1111S2-si=at2S3-S2=at2兩式相加:S3-si=2at2由圖可知:L2—Li=(S3+S2)—(S2+Si)=S3-SiL2-Li2t2【例9】一質(zhì)點(diǎn)由A點(diǎn)出發(fā)沿直線AB運(yùn)動(dòng),行程的第一部分是加速度為ai的勻加速運(yùn)動(dòng),接著做加速度為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng),抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)恰好靜止,如果AB的總長度為S,試求質(zhì)點(diǎn)走完AB全程所用的時(shí)間t?解析:設(shè)質(zhì)點(diǎn)的最大速度為v,前、后兩段運(yùn)動(dòng)過程及全過程的平均速度相等,均為2全過程:s=Vt(i)2勻加速過程:v=aiti……(2)勻減速過程:v=a2t2……(3)由(2)(3)得:ti=—t2=—代入(i)得:aia2vvv2Sa〔a2S=二(―LS=一:一2a1a2一a1a2將v代入(1)得:2s2s2s(a〔a2)t=—==.v2sa1a2a?:aia?【例10】一個(gè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,連續(xù)通過兩段長為s的位移所用的時(shí)間分別為ti、t2,求物體的加速度?
解析:方法設(shè)前段位移的初速度為V0,加速度為a,則:TOC\o"1-5"\h\z?e12刖一段s:s=voti+—at1……(1)22全過程2s:2s=vo(ti+t2)+-a(t)+t2)……(2)消去vo得:a=2s(tl川tlt2(tit2)方法二:設(shè)前一段時(shí)間tl的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為VI,后一段時(shí)間t2的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度為V2。所以:sV1=-……sV1=-……(1)tlsV2=一t2(2)TOC\o"1-5"\h\zt1t2V2=V1+a(一+—)(3)斛(1)(2)(3)得相同結(jié)果。\o"CurrentDocument"22方法三:設(shè)前一段位移的初速度為v0,末速度為v,加速度為a。?1,2刖一段s:s=V0t1+—at1……(1)22后一段s:s=vt2+-at2……(2)v=vo+at……(3)解(1)(2)(3)得相同結(jié)果。、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的特例.自由落體運(yùn)動(dòng)物體由靜止開始,只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。(1)特點(diǎn):加速度為g,初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(2)規(guī)律:vt=gth=—gt2vt2=2gh2
.豎直上拋運(yùn)動(dòng)物體以某一初速度豎直向上拋出,只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)。(1)特點(diǎn):初速度為V0,加速度為-g的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。(2)規(guī)律:vt=vo(2)規(guī)律:vt=vo-gt, .1.2h=vot—-gtvt2-vo2=-2gh上升時(shí)間t上=v~,下降到拋出點(diǎn)的時(shí)間
gv一、、t下=v°,上升最大高度Hmg2gt12h20.45t12h20.45J-=
g10=0.3s(3)處理方法:一是將豎直上拋運(yùn)動(dòng)全過程分為上升和下降兩個(gè)階段來處理,要注意兩個(gè)階段運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性。二是將豎直上拋運(yùn)動(dòng)全過程視為初速度為vo,加速度為-g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)綜合應(yīng)用例析【例11】(1999年高考全國卷)一跳水運(yùn)動(dòng)員從離水面10m高的平臺(tái)上向上躍起,舉雙臂直體離開臺(tái)面,此時(shí)其重心位于從手到腳全長的中點(diǎn),躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn),落水時(shí)身體豎直,手先入水(在此過程中運(yùn)動(dòng)員水平方向的運(yùn)動(dòng)忽略不計(jì))從離開跳臺(tái)到手觸水面,他可用于完成空中動(dòng)作的時(shí)間是so(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10m/s2,結(jié)果保留二位數(shù))解析:運(yùn)動(dòng)員的跳水過程是一個(gè)很復(fù)雜的過程,主要是豎直方向的上下運(yùn)動(dòng),但也有水平方向的運(yùn)動(dòng),更有運(yùn)動(dòng)員做的各種動(dòng)作。構(gòu)建運(yùn)動(dòng)模型,應(yīng)抓主要因素。現(xiàn)在要討論的是運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,這個(gè)時(shí)間從根本上講與運(yùn)動(dòng)員所作的各種動(dòng)作以及水平運(yùn)動(dòng)無關(guān),應(yīng)由豎直運(yùn)動(dòng)決定,因此忽略運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作,把運(yùn)動(dòng)員當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn),同時(shí)忽略他的水平運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然,這兩點(diǎn)題目都作了說明,所以一定程度上“建?!钡囊笠呀?jīng)有所降低,但我們應(yīng)該理解這樣處理的原因。這樣,我們把問題提煉成了質(zhì)點(diǎn)作豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物理模型。在定性地把握住物理模型之后,應(yīng)把這個(gè)模型細(xì)化,使之更清晰??僧嫵鋈鐖D所示的示意圖。由圖可知,運(yùn)動(dòng)員作豎直上拋運(yùn)動(dòng),上升高度h,即題中的0.45m;從最高點(diǎn)下降到手觸到水面,下降的高度為H,由圖中H、h、10m三者的關(guān)系可知H=10.45m。由于初速未知,所以應(yīng)分段處理該運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)員躍起上升的時(shí)間為:
從最高點(diǎn)下落至手觸水面,所需的時(shí)間為:t2=.2H=.210.45=l.4sg10所以運(yùn)動(dòng)員在空中用于完成動(dòng)作的時(shí)間約為:t=t1+t2g10點(diǎn)評(píng):構(gòu)建物理模型時(shí),要重視理想化方法的應(yīng)用,要養(yǎng)成化示意圖的習(xí)慣?!纠?2]如圖所示是我國某優(yōu)秀跳水運(yùn)動(dòng)員在跳臺(tái)上騰空而起的英姿.跳臺(tái)距水面高度為10m,此時(shí)她恰好到達(dá)最高位置,估計(jì)此時(shí)她的重心離跳臺(tái)臺(tái)面的高度為1m,當(dāng)她下TOC\o"1-5"\h\z降到手觸及水面時(shí)要伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作,這時(shí)她的,■浜重心離水面也是1m.(取g=10m/s2)求:(1)從最高點(diǎn)到手觸及水面的過程中其重心可以看作是自由落二—體運(yùn)動(dòng),她在空中完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間為多長?(2)忽略運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水面過程中受力的變化,入水之后,她的重心能下沉到離水面約2.5m處,試估算水對(duì)她的平均阻力約是她自身重力的幾倍?解析:(1)這段時(shí)間人重心下降高度為10m空中動(dòng)作時(shí)間t=2h代入數(shù)據(jù)得t=2s=1.4s(2)運(yùn)動(dòng)員重心入水前下降高度h+Ah=11m據(jù)動(dòng)能定理mg(h+Ah+h7^)=fh水整理并代入數(shù)據(jù)得mg三、針對(duì)訓(xùn)練.騎自行車的人沿著直線從靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)后,在第1s、2s、3s、4s內(nèi),通過的路程分別為1m、2m、3m、4m,有關(guān)其運(yùn)動(dòng)的描述正確的是A.4s內(nèi)的平均速度是2.5m/sB.在第3、4s內(nèi)平均速度是3.5m/sC.第3s末的即時(shí)速度一定是3m/sD.該運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
.汽車以20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),剎車后的加速度為5m/s2,那么開始剎車后2s與開始剎車后6s汽車通過的位移之比為A.1:4B.3:5C.3:4D.5:9.有一個(gè)物體開始時(shí)靜止在。點(diǎn),先使它向東做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過5s,使它的加速度方向立即改為向西,加速度的大小不改變,再經(jīng)過5s,又使它的加速度方向改為向東,但加速度大小不改變,如此重復(fù)共歷時(shí)20s,則這段時(shí)間內(nèi)A.物體運(yùn)動(dòng)方向時(shí)而向東時(shí)而向西B.物體最后靜止在。點(diǎn)C.物體運(yùn)動(dòng)時(shí)快時(shí)慢,一直向東運(yùn)動(dòng)D.物體速度一直在增大.物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻速度的大小為4m/s,1s后速度的大小變?yōu)?0m/s,關(guān)于該物體在這1s關(guān)于該物體在這1s內(nèi)的位移和加速度大小有①位移的大小可能小于 4m②位移的大小可能大于 10m③加速度的大小可能小于 4m/s2④加速度的大小可能大于 10m/s2其中正確的說法是A.②④ B.①④.物體從斜面頂端由靜止開始滑下,經(jīng)共用時(shí)間為A.V2ts B.無ss.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體,先后經(jīng)過歷的時(shí)間為t,則A.前半程速度增加3.5vB.前'時(shí)間內(nèi)通過的位移為 11vt/42卜列說法C.②③ D.①③ts到達(dá)中點(diǎn),則物體從斜面頂端到底端、.2C.2ts D.-tA、B兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為v和7v,經(jīng)C.后t時(shí)間內(nèi)通過的位移為11vt/42D.后半程速度增加3v.一觀察者站在第一節(jié)車廂前端,當(dāng)列車從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)a.每節(jié)車廂末端經(jīng)過觀察者的速度之比是i:&:<3:…:<n.每節(jié)車廂末端經(jīng)過觀察者的時(shí)間之比是1:3:5:…:nC.在相等時(shí)間里經(jīng)過觀察者的車廂數(shù)之比是1:3:5:…D.在相等時(shí)間里經(jīng)過觀察者的車廂數(shù)之比是1:2:3:…8.汽車A在紅綠燈前停住,綠燈亮起時(shí)起動(dòng),以0.4m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過30s后以該時(shí)刻的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).設(shè)在綠燈亮的同時(shí),汽車B以8m/s的速度從A車旁邊駛過,且一直以相同速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向與A車相同,則從綠燈亮?xí)r開始A.A車在加速過程中與B車相遇.A、B相遇時(shí)速度相同C.相遇時(shí)A車做勻速運(yùn)動(dòng)D.兩車不可能再次相遇.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的火車,車頭通過路基旁某電線桿時(shí)的速度是v1,車尾通過該電線桿時(shí)的速度是v2,那么,火車中心位置經(jīng)過此電線桿時(shí)的速度是..一物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在第49s內(nèi)位移是48.5m,則它在第60s內(nèi)位移是m..一物體初速度為零,先以大小為a1的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),后以大小為a2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)直到靜止.整個(gè)過程中物體的位移大小為s,則此物體在該直線運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度為..如圖所示為用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)時(shí)記錄下的一條紙帶紙帶上選取1、2、3、4、5各點(diǎn)為記數(shù)點(diǎn),將直尺靠在紙帶邊,零刻度與紙帶上某一點(diǎn)0對(duì)齊.由0到1、2、3…點(diǎn)的距離分別用d1、d2、d3…表示,測(cè)量出d1、d2、d3…的值,填入表中.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz,由測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出小車的加速度a和紙帶上打下點(diǎn)3時(shí)小車的速度v3,并說明加速度的方向.)012345f+***?***?**??*??0 1 0 1 2 3 4 5距離1d2d3d4d5測(cè)量值(cm)加速度大小a=m/s2,方向,小車在點(diǎn)3時(shí)的速度大小v3=m/s..一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng),初速度為0.5m/s,第7s內(nèi)的位移比第5s內(nèi)的位移多4m,求:(1)物體的加速度.(2)物體在5s內(nèi)的位移..某航空公司的一架客機(jī),在正常航線上做水平飛行時(shí),突然受到強(qiáng)大的垂直氣流的作用,使飛機(jī)在10s內(nèi)下降高度為1800m,造成眾多乘客和機(jī)組人員的傷害事故,如果只研究在豎直方向上的運(yùn)動(dòng),且假設(shè)這一運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)^(1)求飛機(jī)在豎直方向上產(chǎn)生的加速度多大?(2)試估算成年乘客所系安全帶必須提供多大拉力才能使乘客不脫離座椅.(g取10m/s2).如圖,一長為l的長方形木塊可在傾角為a的斜面上無摩擦地滑下,連續(xù)經(jīng)過1、2兩點(diǎn),1、兩點(diǎn),1、2之間什-距哥,2之間運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間為多少?參考答案1.AB2.C物塊通過1、2兩點(diǎn)所用時(shí)間分別為 t1和t2,那么物塊前端P在1、3.C4.B5.A6.C7.AC8.C229.「2v210.59.52a1a2sll.vm=.aia212.0.58;與運(yùn)動(dòng)方向相反;0.1313.13.利用相鄰的相等時(shí)間里的位移差公式:2 S7-s5As=aT,知As=4m,T=1s.a=22T24 2 2 2m/s=2m/s.再用位移公式可求得2124 2 2 2m/s=2m/s.再用位移公式可求得212S5=vot+—at2=(0.5x5+—x2x52)m=27.5m2 2.由s=(at2及:_2s21800 2 2a=-= m/s=36m/s.t2 1000由牛頓第二定律:F+mg=ma得F=m(a-g)=1560N,成年乘客的質(zhì)量可取45kg~65kg,因此,F相應(yīng)的值為1170N~1690N.設(shè)P端通過1后t1時(shí)刻速度為vj,通過2后”時(shí)刻速度為V2‘,由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)2 2 1.1 律有:V1 =—,V2 =—.物體運(yùn)動(dòng)的加速度為t1 t2V2-V1a=gsina,t1z,= gsin二lgsin二又t1-1L=一,t2-22=^,故t12=t1-1 -t2-2 +七3="t2*LJ2 2gsin: t2教學(xué)隨感運(yùn)變速直線運(yùn)動(dòng)重點(diǎn)是讓學(xué)生記住公式及推論, 并且注意培養(yǎng)學(xué)生可逆思維和一題多解的思維,為后面復(fù)習(xí)打下牢固的基礎(chǔ)。運(yùn)動(dòng)圖象追趕問題一、運(yùn)動(dòng)圖象用圖像研究物理現(xiàn)象、描述物理規(guī)律是物理學(xué)的重要方法,運(yùn)動(dòng)圖象問題主要有:s-t、v-t、a-t等圖像。1.s-t圖象。能讀出s、t、v的信息(斜率表示速度)2.v-t圖象。能讀出s、t、v、a的信息(斜率表示加速度,曲線下的面積表示位移)見v-t圖象提供的信息最多,應(yīng)用也最廣。位移圖象(s-t)速度圖象(v-t)加速度圖象(a-t)勻速直線運(yùn)動(dòng)°t勻加速直線運(yùn)動(dòng)(a>0,s有最小值)拋物線(不要求)Qm常數(shù)勻減速直線運(yùn)動(dòng)(a<0,s有最大值)拋物線(不要求)r11S常數(shù)備注位移圖線的斜率表示速度①斜率表示加速度②圖線與橫軸所圍面積表示位移,橫軸上方“面積”為正,下方為負(fù)【例1】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。A.p小球先到已知AB和AC的長度相同。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.無法確定解析: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)v-t圖象中做出p、q的速率圖線,顯然開始時(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?!纠?】兩支完全相同的光滑直角彎管(如圖所示)現(xiàn)有兩只相同小球a和a/同時(shí)從管口由靜止滑下,問誰先從下端的出口掉出?(假設(shè)通過拐角處時(shí)無機(jī)械能損失)解析:首先由機(jī)械能守恒可以確定拐角處Vi>V2,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=gsina,小千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a”;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a2),根據(jù)圖中管的傾斜程度,顯然有ai>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ti)則必然有Si>S2,顯然不合理??紤]到兩球末速度大小相等(圖中vm),球a/的速度圖象只能如藍(lán)線所示。因此有ti<t2,即a球先到。點(diǎn)評(píng):1、應(yīng)用物理圖象的優(yōu)越性(1)利用圖象解題可以使解題過程簡化,思路更清晰,比解析法更巧妙、更靈活。在有些情況下運(yùn)用解析法可能無能為力,用圖象法可能使你豁然開朗。(2)利用圖象描述物理過程更直觀從物理圖象可以更直觀地觀察出物理過程的動(dòng)態(tài)特征。當(dāng)然不是所有物理過程都可以用物理圖象進(jìn)行描述。(3)利用圖象分析物理實(shí)驗(yàn)運(yùn)用圖象處理物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是物理實(shí)驗(yàn)中常用的一種方法,這是因?yàn)樗司哂泻喢?、直觀、便于比較和減少偶然誤差的特點(diǎn)外,還可以有圖象求第三個(gè)相關(guān)物理量、運(yùn)用圖想求出的相關(guān)物理量誤差也比較小。2、要正確理解圖象的意義(1)首先明確所給的圖象是什么圖象。即認(rèn)清圖象中橫縱軸所代表的物理量及它們的函數(shù)關(guān)系。特別是那些圖形相似容易混淆的圖象,更要注意區(qū)分。(2)要清楚地理解圖象中的“點(diǎn)”、“線”、“斜率”、“截距”、“面積”的物理意義。①點(diǎn):圖線上的每一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)研究對(duì)象的一個(gè)狀態(tài),特別注意“起點(diǎn)”、“終點(diǎn)”、“拐點(diǎn)”,它們往往對(duì)應(yīng)一個(gè)特殊狀態(tài)。②線:表示研究對(duì)象的變化過程和規(guī)律,如v-t圖象中圖線若為傾斜直線,則表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。③斜率:表示橫、縱坐標(biāo)上兩物理量的比值,常有一個(gè)重要的物理量與之對(duì)應(yīng)。用于求解定量計(jì)算對(duì)應(yīng)物理量的大小和定性分析變化的快慢問題。如s-1圖象的斜率表示速度大小,v—t圖象的斜率表示加速度大小。④面積;圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積常與某一表示過程的物理量相對(duì)應(yīng)。如v—t圖象與橫軸包圍的“面積”大小表示位移大小。⑤截距:表示橫、縱坐標(biāo)兩物理量在“邊界”條件下的物理量的大小。由此往往能得到一個(gè)很有意義的物理量?!纠?】一物體做加速直線運(yùn)動(dòng),依次通過A、B、C三點(diǎn),AB=BC。物體在AB段加速度為ai,在BC段加速度為a2,且物體在B點(diǎn)的速度為vB=vAvC,則2A.ai>a2B.ai=a2C.ai<a2D.不能確定解析:依題意作出物體的v-t圖象,如圖所示。圖線下方所圍成的面積表示物體的位移,由幾何知識(shí)知圖線②、③不滿足AB=BCo只能是①這種情況。因?yàn)樾甭时硎炯铀俣?,所以a1<a2,選項(xiàng)C正確。2?點(diǎn)評(píng):本題是根據(jù)圖象進(jìn)行定性分析而直接作出解答的。分析時(shí)要熟悉圖線下的面積、斜率所表示的物理意義?!纠?】螞蟻離開巢沿直線爬行,它的速度與到蟻巢中心的距離成反比,當(dāng)螞蟻爬到距巢中心的距離Li=im的A點(diǎn)處時(shí),速度是vi=2cm/s。試問螞蟻從A點(diǎn)爬到距巢中心的距離L2=2m的B點(diǎn)所需的時(shí)間為多少?解析:本題若采用將AB無限分割,每一等分可看作勻速直線運(yùn)動(dòng),然后求和,這一辦法原則上可行,實(shí)際上很難計(jì)算。題中有一關(guān)鍵條件:螞蟻運(yùn)動(dòng)的速度v與螞蟻離巢的距離x成反比,即10cx,作出1_xV-v圖象如圖示,為一條通過原點(diǎn)的直線。從圖上可以看出梯形ABCD的面積,就是螞蟻從A到B的時(shí)間:T=1(1+2)(L2—L1)="二=75s2ViV22LiVi點(diǎn)評(píng):解該題的關(guān)鍵是確定坐標(biāo)軸所代表的物理量,速率與距離成反比的條件,可以寫成Voc1,也可以寫成1Hx,若按前者確定坐標(biāo)軸代表的量,圖線下的面積就沒有意義了,XV而以后者來確定,面積恰好表示時(shí)間,因此在分析時(shí)有一個(gè)嘗試的過程。二、追趕問題討論追及、相遇的問題,其實(shí)質(zhì)就是分析討論兩物體在相同時(shí)間內(nèi)能否到達(dá)相同的空間位置問題。.兩個(gè)關(guān)系:即時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系.一個(gè)條件:即兩者速度相等,它往往是物體間能否追上、追不上或(兩者)距離最大、最小的臨界條件,也是分析判斷的切入點(diǎn)。常見的情況有:(1)物體A追上物體B:開始時(shí),兩個(gè)物體相距S0,則A追上B時(shí),必有sA-sB=s0,且Va,Vb。(2)物體A追趕物體B:開始時(shí),兩個(gè)物體相距So,要使兩物體恰好不相撞,必有Sa-Sb=So,目VaWVbo.解題思路和方法【例5】從離地面高度為h處有自由下落的甲物體,同時(shí)在它正下方的地面上有乙物體以初速度Vo豎直上拋,要使兩物體在空中相碰,則做豎直上拋運(yùn)動(dòng)物體的初速度Vo應(yīng)滿足什么條件?(不計(jì)空氣阻力,兩物體均看作質(zhì)點(diǎn)).若要乙物體在下落過程中與甲物體相碰,則V0應(yīng)滿足什么條件?命題意圖:以自由下落與豎直上拋的兩物體在空間相碰創(chuàng)設(shè)物理情景,考查理解能力、分析綜合能力及空間想象能力.B級(jí)要求.錯(cuò)解分析:考生思維缺乏靈活性,無法巧選參照物,不能達(dá)到快捷高效的求解效果。解題方法與技巧:(巧選參照物法)選擇乙物體為參照物,則甲物體相對(duì)乙物體的初速度:v甲乙=0-v0=-v0甲物體相對(duì)乙物體的加速度a甲乙=-g-(-g)=0由此可知甲物體相對(duì)乙物體做豎直向下,速度大小為vo的勻速直線運(yùn)動(dòng)。所以,相遇時(shí)間為:t=—Vo對(duì)第一種情況,乙物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng),在空中的時(shí)間為:owtw」g即:0W—<2v0-V0g所以當(dāng)Vo""兩物體在空中相碰。:2對(duì)第二種情況,乙物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng),下落過程的時(shí)間為:^0-<t<2Vo-即包W2W2V0。gVog所以當(dāng)J■g—Vvo*v'gh時(shí),乙物體在下落過程中與甲物體相碰。所以當(dāng)【例6】(1999年全國)為了安全,在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的距離.已知某高速公路的最高限速v=120km/h.假設(shè)前方車輛突然停止,后車司機(jī)從發(fā)現(xiàn)這一情況,經(jīng)操縱剎車,到汽車開始減速所經(jīng)歷的時(shí)間(即反應(yīng)時(shí)間)t=0.50s,剎車時(shí)汽車受到阻力的大小f為汽車重的0.40倍,該高速公路上汽車間的距離s至少應(yīng)為多少?(取重力加速度g=10m/s2)
解析:在反應(yīng)時(shí)間內(nèi),汽車作勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的距離Si=vt設(shè)剎車時(shí)汽車的加速度的大小為a,汽車的質(zhì)量為m,有f=ma自剎車到停下,汽車運(yùn)動(dòng)的距離S2=v2/2a所求距離s=s1+s2由以上各式得s=1.6M02m【例7】在某市區(qū)內(nèi),一輛小汽車在公路上以速度vi向東行駛,一位觀光游客正由南向■=世馬網(wǎng)出千濁二=f八#
停車點(diǎn)C北從斑馬線上橫過馬路。汽車司機(jī)發(fā)現(xiàn)游客途經(jīng)D處時(shí),經(jīng)過0.7s作出反應(yīng)緊急剎車,但仍將正步行至■=世馬網(wǎng)出千濁二=f八#
停車點(diǎn)C最高速度vm=14.0m/s行駛在同一馬路的同一地段,在肇事汽車的起始制動(dòng)點(diǎn)A緊急剎車,經(jīng)14.0m后停下來。在事故現(xiàn)場測(cè)得AB=17.5m,BC=14.0m,BD=2.6m.肇事汽車的剎車性能良好,問:(1)該肇事汽車的初速度Va是多大?(2)游客橫過馬路的速度是多大?解析:(1)警車和肇事汽車剎車后均做勻減速運(yùn)動(dòng),其加速度大小an^mguNg,與m車子的質(zhì)量無關(guān),可將警車和肇事汽車做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小視作相等。對(duì)警車,有vm2=2as;對(duì)
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