吉林省長五中高一物理《第6講 直線運動》課件

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1、1 12 2勻速直線運動是一個最基本的運動模型，高考通常是以新背景、新意境的應(yīng)用題，或者是在運動與力、動量與能量綜合問題中對勻速直線運動進行考查；另外，高考對加速度、平均速度等運動學(xué)概念也有過考查.本講復(fù)習(xí)要求理解參考系、質(zhì)點的概念，會區(qū)分位移和路程、時間與時刻、速度和速率、瞬時速度和平均速度、速度與加速度、勻速直線運動與勻變速直線運動六對概念.本講所復(fù)習(xí)的眾多的概念是運動學(xué)的基礎(chǔ)，在理解基本概念的基礎(chǔ)上，還應(yīng)領(lǐng)會以下常用物理思維方法（理想模型、等效思維、平均化思維、極限思維、圖像表述思維），會用轉(zhuǎn)換參考系的方法解答相關(guān)問題,并會處理勻速運動的相關(guān)問題.3 31. 甲、乙兩輛車在平直公路上并排

2、行駛，甲車內(nèi)的人看到窗外樹木向東移動，乙車內(nèi)的人發(fā)現(xiàn)甲車不動，若以地面為參考系，則()A. 甲向西運動，乙不動B. 乙向西運動，甲不動C. 甲向西運動，乙向東運動D. 甲、乙同時向西運動，而且快慢程度相同2. 一個電子在勻強磁場中沿半徑為R的圓周運動.轉(zhuǎn)了3圈回到原位置，運動過程中位移大小的最大值和路程的最大值分別是()D4 4A. 2R，2RB. 2R，6RC. 2R，2RD. 0，6R3. 研究下列問題時，可以把物體看成質(zhì)點的是()A. 研究火車通過黃河鐵路大橋所用時間B. 研究汽車通過某一路標(biāo)所用的時間C. 研究汽車在斜坡上有無翻倒的危險D. 研究汽車從天津到北京的時間D【解析】位移的最

3、大值應(yīng)是2R，而路程的最大值應(yīng)是6R.即B選項正確.【答案】B5 542007屆屆湖北模擬題湖北模擬題參加汽車拉力賽的越野車，先以平均速度v1跑完全程的,接著又以v2=40 km/h的平均速度跑完剩下的路程.已經(jīng)測出全程的平均速度v=56 km/h，那么v1應(yīng)是 ()A. 60 km/hB. 65 km/hC. 48 km/hD. 70 km/hD【解析】設(shè)全程為s，以平均速度v1跑完全程的時間為t1，則以平均速度v2跑完全程的的時2313112,3stv136 65在離地面高h處讓一球自由下落，與地面碰撞后反彈的速度是碰前，碰撞時間為t，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

4、加速度大小為.（不計空氣阻力）.3522gh8 25ght22212112212,56km/h32,332.70km/h.3sttvvsssstttttvvvvvvvvvv間為則以平均速度跑完全程所用的時間為 則由得解得代入數(shù)據(jù)得7 7一、描述運動的基本概念1. 機械運動：一個物體相對于另一個物體的位置改變，簡稱運動.包括平動、轉(zhuǎn)動兩種基本運動形式. 2. 參 考 系：為了研究物體的運動而假定為不動的那個物體叫做參考系.通常以地球為參考系.3. 質(zhì)點：用來代替物體的具有質(zhì)量的點叫做質(zhì)點.它是一個理想模型，抓住了事物的主要矛盾.當(dāng)物體的形狀、大小對運動研究的影響可以忽略時，物體可看作質(zhì)點.4.

5、時間和時刻：時間是兩時刻間的間隔，對應(yīng)于時間軸上一個線段；時刻指某一瞬時，對應(yīng)于時間軸上一個點.8 85. 位移和路程：位移是描述物體位置的變化的物理量，它是從物體的初位置指向末位置的有向線段，是矢量;路程是物體實際運動軌跡的長度,是標(biāo)量.注意:(1)當(dāng)物體做單向直線運動時,位移的大小等于路程.(2)簡諧振動中的位移的矢量起點一般取振動物體的平衡位置.6. 速度:描述物體運動快慢的物理量,是矢量.(1)平均速度:位移與完成這段位移所用時間的比值叫做平均速度，它是矢量，方向為位移的方向.計算式為它是相對一段時間或一段位移的運動快慢的粗略描述，體現(xiàn)了等效性思維.,vst9 9(2)平均速率：路程與

6、完成這段路程所用時間的比值叫做平均速率，它是相對一段時間或一段路程的運動快慢的粗略描述，是標(biāo)量.(3)瞬時速度：它是相對某一時刻或某一位置的運動快慢的精確描述，是矢量；體現(xiàn)了極限思維.7. 加 速 度：描述物體運動速度變化快慢的物理量，它是速度對時間的變化率,其定義為物體速度的變化與完成這個變化所用時間的比值， (對非勻變速運動而言，此式只能計算出運動的平均加速度);它是矢量，方向與速度變化的方向相同.0tvvat1010二、勻速直線運動1. 定義：在相等時間內(nèi)位移相同的直線運動.2. 特點：速度為恒量3. 規(guī)律：三、參考系的轉(zhuǎn)換1轉(zhuǎn)換公式:vAC=vAB+vBCvAB=vAC-vBCvAB=

7、-vBA2說明：(1)vAB表示物體A相對于物體B的速度，它表示著相對速度的大小與方向.(2)上述轉(zhuǎn)換式可推廣到位移、加速度的參考式的轉(zhuǎn)換.(3)在轉(zhuǎn)換時，同一直線的速度的轉(zhuǎn)換須規(guī)定正方向，用正負符號表示各速度的方向. ssvtsvttv1111探究點一速度與平均速度例12007屆屆西安模擬題西安模擬題一質(zhì)點沿直線Ox方向做加速運動，它離開O點的距離s隨時間變化的關(guān)系為s=3+2t3(m),它的速度隨時間變化的關(guān)系為v=6t2m/s.則該質(zhì)點在t=2 s時的瞬時速度和t=0 s到t=2 s間的平均速度分別為()A. 8 m/s、24 m/sB. 24 m/s、8 m/sC. 12 m/s、24

8、 m/s D. 24 m/s、12 m/s1212【解析】由瞬時速度公式可得t=2 s時的速度為：v=6t2 m/s=622 m/s=24 m/s;由s與t的關(guān)系得出各時刻對應(yīng)的位移，再利用平均速度公式可得t=0 s到t=2 s間的平均速度為:=8 m/s.應(yīng)選B.2020193 m/s2sssvttt【答案】B1313【點評】速度是描述物體運動快慢的物理量，是位移對時間的變化率，是矢量.瞬時速度描述運動物體在某一時刻或某一位置的運動狀態(tài)，而平均速度描述運動物體在某一段時間t或某段位移s內(nèi)的運動狀態(tài)，它們的區(qū)別在于描述運動狀態(tài)的精確程度不同.當(dāng)t0時，平均速度就是該時刻的瞬時速度.平均速度的定

9、義式在勻速運動和變速運動中都同樣適用.1414變式題一個物體做初速為4 m/s，加速度的大小為2 m/s2的勻加速運動，下列對運動的描述正確的有()A. 物體在第2秒內(nèi)的平均速度為6 m/sB. 物體在4秒末的速度為12 m/sC. 物體在第3秒的中間時刻的速度為9 m/sD. 物體在2秒末至4秒末的平均速度為10 m/s【解析】物體在第2秒的平均速度即為1.5 s時的瞬時速度，由公式vt=v0+at可算得速度為7 m/s；物體在4秒末的速度，由公式vt=v0+at算得為12 m/s;1515物體在第3秒的中間時刻的速度即為2.5 s時的瞬時速度，由公式vt=v0+at可算得速度為9 m/s；

10、物體在2秒末至4秒末的平均速度即為3 s末時的瞬時速度,由公式vt=v0+at可算得速度為10 m/s.【答案】BCD【點評】時間是兩時刻間的間隔，對應(yīng)于時間軸上一個線段；時刻對應(yīng)于時間軸上一個點.而一段時間的中間時刻也是指時刻.平均速度是相對一段時間或一段位移的運動快慢的粗略描述，而瞬時速度是相對某一時刻或某一位置的運動快慢的精確描述，要注意區(qū)別它們.1616探究點二速度與加速度例2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D. 加速度大小不斷變小，速度大小也將不斷變小【解析】根據(jù)a=

11、可知，v越大，加速度不一定越大,故A錯;速度變化越快,則表示 越大,故加速度也越大，故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,速度方向可能不變,也可能改變,例如豎直上拋運動,故C錯；加速度變小,速度可能是不斷增大，也可能不斷減小，所以D錯.vtvtB1717【點評】1. 加速度是表示速度變化快慢的物理量，對應(yīng)著速度的變化率，a= ，其方向由速度的變化方向決定.速度是表示運動快慢的物理量，而速度變化是指一個運動過程中的初末速度的變化，v=vt-v0.它們之間沒有大小的必然聯(lián)系，速度大的物體速度不一定變化，加速度大的物體速度不一定大，速度變化大的物體的加速度不一定大.2. 加速度的大

12、小和方向由物體所受合外力和質(zhì)量共同決定，與速度的方向無必然聯(lián)系，但和速度變化的方向相關(guān).vt1818變式題一物體做勻變速直線運動,某時刻速度的大小為4 m/s,1 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s.在這1 s內(nèi)該物體的()A. 位移的大小可能小于4 mB. 位移的大小可能大于10 mC. 加速度的大小可能小于4 m/s2D. 加速度的大小可能大于10 m/s2.【解析】本題的關(guān)鍵是位移、速度和加速度的矢量性.若規(guī)定初速度v0的方向為正方向，則仔細分析“1 s后速度的大小變?yōu)?0 m/s”這句話，可知1 s后物體速度可能是10 m/s，也可能是-10 m/s,因而有:1919【答案】AD【點評】對

13、于一條直線上的矢量運算，要注意選取正方向，將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算.102101110222012104,m/s ,17m.2104,m/s14m/s ,13m.2vvatvvstvvatvvst 同向時反向時2020探究點三相對運動與參考系例3原創(chuàng)題原創(chuàng)題如下圖所示，在水平面上放著一塊的木板，在木板的右端放著一個很小的木塊，今使木板以2 m/s的速度向右做勻速運動，而讓木塊在木板上從靜止開始向右做0.5 m/s2的勻加速運動，當(dāng)木塊速度達2 m/s后做勻速運動，為了保證木塊不從木板上滑下，試求木板的最小長度.2121【解析】綜合分析得出，為了保證木塊不從木板上滑下,只要木塊木板的速度達2 m

14、/s時，木塊剛達到木板的最左端，此狀態(tài)下對應(yīng)的木板的長度最小.以木板為參考系，并以向右的方向為正，由相對運動的轉(zhuǎn)化公式，木塊相對于木板的相對初速為:v0=0-2=-2 m/s;相對末速為：vt=2-2=0;相對加速度為：a=0.5-0=0.5 m/s;22022:0( 2) m4 m.2 0.5tvvass 由可得:相對位移即木板的最小長度2222【點評】木板的最小長度可利用木板的位移減去木塊的位移得到，但運用相對運動的方法求解是一個重要的解題思路，這在今后還要經(jīng)常用到，我們要掌握它的基本解題方法.2323變式題甲向南走100 m的同時，乙從同一地點出發(fā)向東也行走100 m，若以乙為參考系，求

15、甲的位移大小和方向？【解析】如右圖所示,以乙的矢量末端為起點,向甲的矢量末端做一條有向線段，即為甲相對乙的位移，由圖可知，甲相對乙的位移大小為 m，方向，南偏西45.10 2【點評】位移、速度、加速度均為矢量，它們的運算遵循平行四邊形定則，對它們的表述一定要講清方向；解題時還須注意參考系的選擇，參考系選擇不同，物體的運動情況就不同.2424探究點四勻速運動的應(yīng)用例42006年年全國理綜全國理綜卷卷天空有近似等高的濃云層.為了測量云層的高度,在水平地面上與觀測者的距離為d=3.0 km處進行一次爆炸，觀測者聽到由空氣直接傳來的爆炸聲和由云層反射來的爆炸聲時間上相差t6.0 s.試估算云層下表面的

16、高度.已知空氣中的聲速v= km/s.13【解析】如右圖所示,A表示爆炸處，O表示觀測者所在處,h表示云層下表面的高度.用t1表示爆炸聲直接傳到O處所經(jīng)時間,則有d=vt12525用t2表示爆炸聲經(jīng)云層反射到達O處所經(jīng)歷時間，因為反射角等于入射角，故有已知t2-t1t 聯(lián)立式，可得:代入數(shù)值得h=2.0103 m.【點評】勻速直線運動是一種最單的運動模型，當(dāng)它與實際問題綜合時，往往物理情景新穎、對考生的分析能力要求較高.2222 ( )2dhvt21()22hv tdv t2626變式題2007屆屆廣西模擬題廣西模擬題利用超聲波遇到物體發(fā)生反射，可測定物體運動的有關(guān)參量如下圖甲中儀器A和B通過

17、電纜線連接，B為超聲波發(fā)射與接收一體化裝置，儀器A為B提供超聲波信號源而且能將B接收到的超聲波信號進行處理并在屏幕上顯示其波形.現(xiàn)固定裝置B,并將它對準勻速行駛的小車C,使其每隔固定時間T0發(fā)射一短脈沖如圖乙中幅度大的波形,而B接收到的由小車C反射回的超聲波經(jīng)儀器A處理后顯示如圖乙中幅度較小的波形反射滯后的時間已在圖乙中標(biāo)出其中T0、T和T為已知量，另外還知道該測定條件下聲波在空氣中的速度為v0，則根據(jù)所給信息可判斷小車的運動方向為(選填“向左”或“向右”),速度大小為.2727【解析】從發(fā)射與接收到的信號間的時間間隔來看，時間間隔是逐漸增大的，說明小車離AB越來越遠，所以小車是向右運動的.設(shè)小車的速度為v，當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)射超聲波信號時，小車與B的距離為s0，超聲波信號追上小車所用的時間2828為，在這段時間內(nèi)小車運動的位移為 ，超聲波信號的位移為 ，則有當(dāng)?shù)诙伟l(fā)射超聲波信號時，小車向右運動的距離為vT0，小車與B的距離為s0+vT0，超聲波信號追上小車所用的時間為在這段時間內(nèi)小車運動的位移為 ,超聲波信號的位移為,則有解兩式得：2Tv02v T2TT()2v TT0()2v TT000()()22v TTv TTsvT2T00.22vTv Ts00.2TvvTT