四川省攀枝花市米易中學(xué)高一物理《質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)》課件

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1、一、基本概念1質(zhì)點(diǎn)當(dāng)物體的大小、形狀對(duì)所研究的問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)快慢和方向的物理量，是位移對(duì)時(shí)間的。v=s /t3加速度描述速度變化快慢和方向的物理量，是速度對(duì)時(shí)間的變化率。a=v /t4運(yùn)動(dòng)圖象。s-t 圖（位置時(shí)間圖）和 v-t 圖。 s-t 圖中過原點(diǎn)的斜線表示物體做勻速運(yùn)動(dòng)，斜率表示速度的大??； v-t 圖中過原點(diǎn)的斜線表示物體做勻變速運(yùn)動(dòng)，斜率表示加速度速度的大小。5. 看清勻加速、勻減速、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速曲線運(yùn)動(dòng)1基本公式有以下四個(gè) 說明：a 5個(gè)物理量中，只有3個(gè)是獨(dú)立的 ！b 注意先確定正方向。和正方向同向的矢量取正值、反向取負(fù)值。atv

2、vt02021attvsasvvt2202tvvst20二、勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式2勻變速直線運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)常用的推論 :S=aT 2，即任意相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差相等?？梢酝茝V到 Sm-Sn=(m-n)aT 2 某段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度。 區(qū)別于位移中點(diǎn)的瞬時(shí)速度。 無論是勻加速還是勻減速，都有:202tt/vvvv22202ts/vvv22s/t/vv3初速度為零（或末速度為零）的勻變速直線運(yùn)動(dòng)前1秒、前2秒、前3秒內(nèi)的位移之比為： 1 4 9 第1秒、第2秒、第3秒內(nèi)的位移之比為： 1 3 5 tatv2221tatssasv 22tvs2前前1米、前米、前2米、前米

3、、前3米米所用的時(shí)間之比為：所用的時(shí)間之比為： 1 23第第1米、第米、第2米、第米、第3米米所用的時(shí)間之比為：所用的時(shí)間之比為： 1 12 23 4一種特殊運(yùn)動(dòng)模型：初速度為零、先勻加速、后勻減速至速度為零的運(yùn)變速直線運(yùn)動(dòng)。 O tvvma1，t1 a2，t2S1 S22211tatavm2211222SaSavm2/21mvvvv例1兩木塊自左向右運(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)間間隔相等，由圖可知（ ）A. t2 時(shí)刻和 t5 時(shí)刻兩木塊速度相同B. t1 時(shí)刻兩木塊速度相同C. t3 與 t4 時(shí)刻之間的某瞬間兩木塊速度相

4、同D. t4 與 t5 時(shí)刻之間的某瞬時(shí)兩木塊速度相同t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7例2在與 x 軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)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(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系是 x0.16t 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)過的位移為_m，路程為_ m，克服電場(chǎng)力所做的功為_J。0.30m；0.34m；310-5J/220attvsx0.16t 0.02t2例3一輛玩具小車從水平面上A點(diǎn)由靜止開始勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一段距離到達(dá)

5、B點(diǎn)后小車立即開始以2.0m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，又滑行t=2.0s停在C點(diǎn)。已知A、C兩點(diǎn)間的距離s=5.0m。求小車勻加速運(yùn)動(dòng)階段的位移、經(jīng)歷時(shí)間和加速度各是多大？A B C a1、s1、t1 a2、s2、t2 vBS1=1.0m，t1=0.5s，a1=8.0m/s2a1S1S22 m/s22sOvvmt1tt1+2例4物體從A點(diǎn)由靜止開始做加速度大小為a1 的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間 t 到達(dá)B點(diǎn)。這時(shí)突然改為做加速度大小為a2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)過時(shí)間 t 回 到A點(diǎn)。求a1 a2=?A Ba1、ta2、 ttvsB20tvvsAB2BAvv2 tvaB1 tvvaBA23 1

6、21:a:a1s-t 圖象。能讀出s、t、v 的信息。2v-t 圖象。能讀出s、t、v、a的信息 （曲線下的面積表示位移） v-t 圖象提供的信息最多，應(yīng)用最廣 O tsO tv三、運(yùn)動(dòng)圖象例5如圖所示的直線和分別表示從同一位置出發(fā)向同一方向運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象。它們的初速度各是多大？哪一個(gè)的加速度大？經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間它們的速度大小相同？經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間兩物體再次相遇？t/sv/(ms-1)1 2 310 8 6 4 2 0 初速度初速度v1=2m/s，v2=4m/s；物體加速度大（物體加速度大（a1=4m/s2，a2=2m/s2）；經(jīng)過）；經(jīng)過1s后速度大小相同（都是后速度大小相

7、同（都是6m/s）；經(jīng)過）；經(jīng)過2s后兩物體再次相遇。后兩物體再次相遇。例6某人騎自行車在平直道路上行進(jìn)，右圖中的實(shí)線記錄了自行車開始一段時(shí)間內(nèi)的v-t圖象，某同學(xué)為了簡(jiǎn)化計(jì)算，用虛線作近似處理。下列說法正確的是（ ）A在t1時(shí)刻，虛線反映的加速度比實(shí)際的大B在0-t1時(shí)間內(nèi)，由虛線計(jì)算 出的平均速度比實(shí)際的小C在t2-t3時(shí)間內(nèi)，由虛線計(jì) 算出的位移比實(shí)際的大D在t3-t4時(shí)間內(nèi)，實(shí)線反映 的物體做曲線運(yùn)動(dòng)tvOt1t2t3t4例狹窄的公路上同方向行駛著甲、乙兩輛汽車，速度依次為6m/s和8m/s。當(dāng)它們相距5m時(shí)，位于前面甲車開始以1m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，后面的乙車也同時(shí)開始做勻減

8、速運(yùn)動(dòng)，直至兩車都停下。為了使兩車不相碰，乙的加速度至少應(yīng)為多大？ 乙乙 甲甲v乙乙 v甲甲 v S乙乙 S0 S甲甲 乙甲sss0tvvtvvs乙甲220tavv甲甲; 5st1m/s;v24m/s1.乙a例狹窄的公路上同方向行駛著甲、乙兩輛汽車，例狹窄的公路上同方向行駛著甲、乙兩輛汽車，速度依次為速度依次為6m/s和和8m/s。當(dāng)它們相距。當(dāng)它們相距5m時(shí)，位時(shí)，位于前面甲車開始以于前面甲車開始以1m/s2的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，的加速度做勻減速運(yùn)動(dòng)，后面的乙車也同時(shí)開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，直至兩車后面的乙車也同時(shí)開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，直至兩車都停下。為了使兩車不相碰，乙的加速度至少應(yīng)都停下。為了使兩

9、車不相碰，乙的加速度至少應(yīng)為多大？為多大？ s5m86v/(m s-1)t/sOt甲甲乙乙5/26)(8t5stv1m/sv21.4m/sa四、運(yùn)動(dòng)的合成與分解 1運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡： 物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)由加速度決定 物體運(yùn)動(dòng)的軌跡（直線還是曲線）則由物體的速度和加速度的方向關(guān)系決定 兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)取決于它們的合速度和合加速度方向是否共線2常見的運(yùn)動(dòng)類型： a=0：勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止 a恒定：性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng)，分為： v、a同向，勻加速直線運(yùn)動(dòng)； v、a反向，勻減速直線運(yùn)動(dòng)； v、a成角度，勻變速曲線運(yùn)動(dòng)（軌跡在v、a方向之間，和速度v的方向相切，方向逐漸向a的

10、方向接近，但不可能達(dá)到。） a變化：性質(zhì)為變加速運(yùn)動(dòng)。如勻速圓周運(yùn)動(dòng)加速度大小不變但方向時(shí)刻改變；又如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，加速度大小、方向都隨時(shí)間變化 3過河問題（用v1表示水速，v2表示船速）過河時(shí)間僅由v2垂直于岸的分量v決定！即t=d/ v，與v1無關(guān)。故當(dāng)v2垂直于岸時(shí)，過河時(shí)間最短，最短時(shí)間為t=d/ v2，與v1無關(guān)。 當(dāng)船速垂直河岸時(shí)，渡河時(shí)當(dāng)船速垂直河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，但此時(shí)船的航線間最短，但此時(shí)船的航線OO與河岸并不垂直，船是斜著過去與河岸并不垂直，船是斜著過去的的OOV1V2V合合過河路程由實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡方向決定，當(dāng)v1v2時(shí)，最短路程為d ；當(dāng)v1v2時(shí)，最短路程程為v1d/v2

11、。V1V2V合合OO 當(dāng)船速大于水速時(shí)，合當(dāng)船速大于水速時(shí)，合速度的方向可以垂直河岸，速度的方向可以垂直河岸，即船可垂直河岸渡河，最短即船可垂直河岸渡河，最短航程航程OO就是河寬就是河寬 當(dāng)船速小于水速時(shí)，船的當(dāng)船速小于水速時(shí)，船的合速度不可能垂直河岸指向合速度不可能垂直河岸指向?qū)Π叮善叫兴倪呅味▌t與對(duì)岸，由平行四邊形定則與幾何知識(shí)可知，當(dāng)船速與合幾何知識(shí)可知，當(dāng)船速與合速度垂直時(shí)，航程速度垂直時(shí)，航程OO最最短短OV1V2V合合O例小船在300米寬的河中橫渡，已知水流速度為5m/s，船在靜水中的航速是4m/s，則可知小船渡河的最短時(shí)間為_，最短航程為_。75s；375mOV水水V船船OV合

12、合4連帶運(yùn)動(dòng)問題 對(duì)于物拉繩（桿）或繩（桿）拉物問題。高中階段所研究的繩或桿的長(zhǎng)度不會(huì)改變。所以解題原則是：把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩（桿）和平行于繩（桿）的兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩（桿）方向的分速度大小相同求解。 例7如圖所示，汽車甲以速度v1拉汽車乙前進(jìn)，乙的速度為v2，甲、乙都在水平面上運(yùn)動(dòng)，求v1 v2=?甲甲乙乙v2v1v1v1 v2= cos 1例兩根光滑的桿互相垂直地固定在一起。上面分別穿有一個(gè)小球。小球a、b間用一細(xì)直棒相連如圖。當(dāng)細(xì)直棒與豎直桿夾角為 時(shí)，求兩小球?qū)嶋H速度之比va vb解：a、b沿桿的分速度分別為vacos 和vbsin vacos = vbsin va vb=

13、 tan 1abvavbv桿桿v桿桿五、平拋運(yùn)動(dòng)1特點(diǎn)：初速度水平，僅受重力，拋物線，勻變速運(yùn)動(dòng)。2分析方法：水平方向勻速運(yùn)動(dòng) 豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)3廣義地說，若物體所受合外力恒定且與初速度垂直，物體就做類平拋運(yùn)動(dòng)。 gtvvvyx02220t/v/gtytvxtgaayx 0（1）方格問題：例8平拋小球的閃光照片如圖。已知方格邊長(zhǎng)a和閃光照相的頻閃間隔T，由這兩個(gè)數(shù)據(jù)，求：平拋初速度v0、重力加速度 g、小球通過C位置的瞬時(shí)速度大小vc。 水平：2a = v0T v0= 2a / T 豎直：s = gT2 = a g=a / T2 vcy= 5a / 2T vcx= 2a / T ABCDE

14、T a/vvvcycxc24122此類問題應(yīng)注意題目給出的第一個(gè)點(diǎn)未必是拋出點(diǎn)。此類問題應(yīng)注意題目給出的第一個(gè)點(diǎn)未必是拋出點(diǎn)。（2）臨界問題例9已知排球場(chǎng)網(wǎng)高H，半場(chǎng)長(zhǎng)L，某次扣球點(diǎn)高h(yuǎn)，扣球點(diǎn)離網(wǎng)水平距離s、為了使水平扣出的球既不觸網(wǎng)、又不出界，求運(yùn)動(dòng)員扣球速度v的取值范圍。hgsLghsLv2)(2/max)(2)(2/minHhgsgHhsvhgsLvHhgs22hHsvL例10從傾角為=30的斜面頂端以初動(dòng)能E=6J往坡下平拋出一個(gè)小球，求：小球落到斜面上時(shí)的動(dòng)能 E 是多大？E=14J （3）一個(gè)有用推論：平拋物體任意時(shí)刻瞬時(shí)速度）一個(gè)有用推論：平拋物體任意時(shí)刻瞬時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)

15、線與初速度方向的反向延長(zhǎng)線與初速度 延長(zhǎng)線的交點(diǎn)到拋出延長(zhǎng)線的交點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離都等于水平位移的一半。點(diǎn)的距離都等于水平位移的一半。 30tan2/02tvgt? t? ?yxvv?tv例11如圖所示，內(nèi)壁光滑的薄壁圓鋼管豎直固定在水平地面上。鋼管的高為h=5.0m，橫截面直徑為d=2.0m。一只小球從鋼管頂端的A點(diǎn)以初速度v0 沿鋼管頂面圓的直徑方向拋出，運(yùn)動(dòng)過程中依次跟鋼管內(nèi)壁的B、C兩點(diǎn)相碰（碰撞中沒有動(dòng)能損失，碰撞時(shí)間極短可以忽略不計(jì)），然后恰好落在底面圓的圓心D處。求：小球從由A點(diǎn)拋出到落在D點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t=？A、C兩點(diǎn)間的距離L=？（取g=10m/s2）v0ABCDtAD=1sL

16、=3.2m（4）曲線運(yùn)動(dòng)的一般研究方法： 正交分解 將復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)互相垂直方向上的直線運(yùn)動(dòng)。 一般以初速度或合外力的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸進(jìn)行分解。 例 12如圖所示，在豎直平面的 xoy 坐標(biāo)系內(nèi)，oy表示豎直向上方向。該平面內(nèi)存在沿 x 軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)帶電小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿 oy 方向豎直向上拋出，初動(dòng)能為 4J，不計(jì)空氣阻力。它達(dá)到的最高點(diǎn)位置如圖中M（3，2）點(diǎn)所示。求： 小球在M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能 E1 在圖上標(biāo)出小球落回 x 軸時(shí)的位置 N（x，y） 小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能 E2O y/mx/m3212 4 6 8 10 12 14 16NMv1v09J 40J （12，0）五、勻速

17、圓周運(yùn)動(dòng)1勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 變速運(yùn)動(dòng)（v方向時(shí)刻在變），變加速運(yùn)動(dòng)（a方向時(shí)刻在變）。2描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 線速度v、角速度、周期T、頻率f、向心加速度a，（轉(zhuǎn)速n）等。T1f2vr2Tttsv，r，vvrrva223皮帶傳動(dòng)（包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng)）的兩個(gè)輪子，兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等； 同一個(gè)輪上（或各輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)）的各點(diǎn)角速度相等（軸上的點(diǎn)除外）例13如圖所示裝置中，三個(gè)輪的半徑分別為r、2r、4r，b點(diǎn)到圓心的距離為r，求圖中a、b、c、d各點(diǎn)的線速度之比、角速度之比、加速度之比。bcdava vb vC vd =2 1 2 4； a b C d =2 1 1 1；aa ab ac ad = 4 1 2 4例14如圖所示，一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣接觸。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。自行車車輪的半徑R1=35cm，小齒輪的半徑R2=4.0cm，大齒輪的半徑R3=10.0cm。求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比。（假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對(duì)滑動(dòng)）大齒輪大齒輪小齒輪小齒輪車輪車輪小發(fā)電機(jī)小發(fā)電機(jī)摩擦小輪摩擦小輪鏈條鏈條2：175