高中物理必修一第二章知識點精華知識講解

1、高中物理必修一知識點總結(jié)：第二章勻變速直線運動的研究勻變速直線運動是運動學中最典型的也是最簡單的理想化的運動形式,學習本章的有關(guān)知識對于運動學將會有更深入地了解,難點在于速度、時間以及位移這三者物理量之間的關(guān)系.要熟練掌握有關(guān)的知識,靈活的加以運用.最后,本章末講學習一種最具有代表性的勻變速直線運動形式：自由落體運動.測試的要求：I、對所學知識要知道其含義,并能在有關(guān)的問題中識別并直接運用,相當于課程標準中的“了解和“熟悉.n、能夠理解所學知識確實切含義以及和其他知識的聯(lián)系,能夠解釋,在實際問題的分析、綜合、推理、和判斷等過程中加以運用,相當于課程標準的“理解,“應(yīng)用.要求n：勻速直線運動,勻

2、變速直線運動,速度與時間的關(guān)系,位移與時間的關(guān)系,位移與速度的關(guān)系,v-t圖的物理意義以及圖像上的有關(guān)信息.勻變速直線運動的平均速度公式：/二下十串口句變速I運動二要關(guān)系式；j位移和時間的關(guān)系；T=2L位移和速度的關(guān)系,一環(huán)=2斷r意義m表示位移隨時間的變化規(guī)律廣位移一時間圖像3應(yīng)用:判斷運醐性質(zhì)C勻速I變速、靜止判斷運動方向正方向.負方向圖像4比擬運動快慢詢定位移或時間等L速度一時間圖像意義：表示速度隨時間的變化規(guī)律應(yīng)用I確定某時刻的速度求位移面積判斷運動性質(zhì)判斷運動方向正方向、負方向比鋤口速度大小等自由落體運動新知歸納:定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動特點！物速度為零、加速度為

3、自的句加速直線運動自由落體定義.在同一地點,一切物體在自由落體運動中的加速度都加速度一相同,這個加速度叫做自由落體加速度卬r重力加速I數(shù)值m在地球不同的地方g不相同"在通常的計菖中,g聲I取S.8m/sZr粗略計算g取IDm/s2注意：句變建直域運動的根本公式及推論都適用干自由落體運動,只要把愉取作零p用g來代替加速度口就行了、勻變速直線運動的根本規(guī)律根本公式：匕=%+篦速度時間關(guān)系2位移時間關(guān)系兩個重要推論：年年二益位移速度關(guān)系_r0+%e=v£=2平均速度位移關(guān)系二、勻變速直線運動的重要導出規(guī)律：任意兩個邊疆相等的時間間隔T內(nèi)的,位移之差$是一恒量,即s二二片一與二4一

4、三二.一二aT2火十一在某段時間的中間時刻的速度等于這段時間內(nèi)的平均速度,即在某段位移中點位置的速度和這段位移的始、末瞬時速度的關(guān)系為三、初速度為零的勻變速直線運動以下推論也成立設(shè)T為單位時間,那么有瞬時速度與運動時間成正比,"-匚'1位移與運動時間的平方成正比-"：'' 連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移之比-.二二1(2)設(shè)S為單位位移,那么有 瞬時速度與位移的平方根成正比,1'一, 運動時間與位移的平方根成正比,1二三甘-J'''1 通過連續(xù)相等的位移所需的時間之比.與：4：4:'肝=1'二回-1：2:：&#

5、39;后J界1四、自由落體運動 定義：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動. 自由落體加速度(重力加速度) 定義：在同一地點,一切物體自由下落的加速度.用g表示. 一般的計算中,可以取g=9.8m/s2或g=10m/s2 公式：v=th=gt2/2v1=ZgtAh=gt2難點解析：一、實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗操作:1、如圖,把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,打點計時器紙帶限位孔與長木板縱軸位置對齊再固定在長木板沒有滑輪的一端,連接好電路.2、將一條細繩拴在小車上,細繩繞過滑輪,使紙帶、小車、拉線和定滑輪在一條直線上.小車在鉤碼的牽引下運動,注意調(diào)整滑輪高度

6、,使小車的拉線與板面平行,減小拉力的變化.3、為了研究小車的速度隨時間變化的規(guī)律,需要把紙帶穿過打點計時器平整地連在小車的后面,使小車運動時保持紙帶與木板平行,減小摩擦力的影響.4、把小車停在靠近打點計時器的位置,啟動計時器,待打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車,讓小車拖著紙帶運動.同時,用手在滑輪一端準備接住小車,預(yù)防小車撞擊滑輪和落地.打點計時器在紙帶上打下一行小點,隨后立即關(guān)閉電源.5、取下紙帶換上新紙帶,重復(fù)操作三次.數(shù)據(jù)處理1、在三條紙帶中選擇一條最清楚的.為了便于測量,舍掉開頭一些過于密集的點跡,找一個適當?shù)狞c當作計時起點.這樣做的目的是減小因點跡過于密集而在測量位移時帶來較大的偶然誤差

7、.2、選擇每5個點取一個計數(shù)點,如下圖,這樣相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔T就是0.1S電源頻率為50Hz,量出各計數(shù)點左右兩計時點注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別間的距離計算平均速度,用此平均速度代替相關(guān)計數(shù)點的瞬時速度.TT12aisfiS三,*,:？作出速度-時間圖象1、建立坐標系：以速度v為縱軸,時間t為橫軸建立直角坐標系,根據(jù)各個時刻t的速度v數(shù)據(jù)在直角坐標系中描點.2、作擬合曲線或直線：仔細觀察這些點的分布情況,發(fā)現(xiàn)這些點都大致落在一條直線上.因此,我們可以用一條直線去“擬合這些點,即讓所畫的直線連接盡可能多的點.不能連接的點應(yīng)貼近分布在該直線的兩側(cè).并使兩側(cè)點數(shù)大致相同,這就畫出了小車運動的速

8、度圖象.結(jié)論：小車的運動速度隨時間成線性關(guān)系變化；小車的速度在不斷增大,而且在相等的時間里速度的變化量是相等的,即小車的加速度保持恒定.小貼士：從圖象上分析物體的運動規(guī)律,也是物理學中研究問題時經(jīng)常采用的一種方法.歸納整理：本節(jié)課我們主要是運用探究式學習的方式用打點計時器來測量小車的速度隨時間變化的規(guī)律,重點是對重物牽引下小車的運動進行探究.在探究過程中,涉及了實驗的設(shè)計、操作以及作圖象的方法、原那么,同時要求利用已有知識處理紙帶,求各點的瞬時速度,會用圖象處理實驗數(shù)據(jù).實驗?zāi)康?用打點計時器耕究小車在重物弓I下的運動,探究小車速度隨時間的變化規(guī)律探究小車突整原理;分析紙帶求多位置速變速度醋時

9、Ji實驗步密式潞間更化的數(shù)據(jù)處理:指點作歹.根據(jù)圖線定性分析規(guī)律小車的運動規(guī)津網(wǎng)陽小車的LI圄象嘰筐|分析率余得出結(jié)論力;足圖象是一條領(lǐng)料的直正比1線.那么小車融為變逑直線送功二、勻速直線運動的速度與時間的關(guān)系勻速直線運動1、定義：物體沿著直線運動,而且保持加速度不變,這種運動叫做勻變速直線運動.2、勻變速直線運動的分類：運動名稱句變速直線運動分類旬加速直線運動閨減速直線運動特怔域應(yīng)一直緩軸近一直線加速度"'不變尬速度不變速度均勻勾加a®均勻減小實驗小車的v-t圖象是一條傾斜直線.由此可知,無論At取何值,無論在什么時間階段,At對應(yīng)的速度變化Av都相同,即Av/A

10、t不變,那么物體的加速度不變.所以勻變叫做圖象的斜率,故速直線運動的v-t圖象是一條傾斜直線.在數(shù)學函數(shù)圖象中,Av/Atv-t圖象的斜率表示物體做勻變速直線運動的加速度的大小.勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系式L速度公式ft=與4面的導出£式單£表示I引犬的瞬忖速度灰速麥,修,表示時間F的初始時刻的速度初速度.也表示加速度表亭從初蛤時刻到來時刻的時間.工對公式的理解1速度公式反映了與變速直線運動的瞬時速度隨時間變化的規(guī)律,口.此公式后旬如遞直鰻運動都勺減速直線運動都適用.在勻曲速直找運動中.廿為正道.說明打體制速度破時間均勻指期;在句減速直襄運動中口為負值.說明物體的速度

11、隨時間均勾減少.0物體慢羽速寅為零的勻牌速直線運動時i=.,上式寫成=g由于加速篁在俎值上等于單位時間內(nèi)速變的變化量,所以01就是整個運動過程小速度的變化量.再加上運動開始時物體的速變g就得到I時刻物體的速度I.歸納整理：本節(jié)從!"圈做出發(fā).川公式來表示為變速直緩運的和1之闞的關(guān)系,注意理解勻變速直發(fā)運動速度公式r=l十匕但義二沿一條直線運動,且加速度不變的色動特征:速度睡時何均勻變化勺交速直一條項斜的直統(tǒng)引空渣直線運動的速展與時間叫關(guān)系愛運動"一'"貌|斜聿表示糊怵運動的埔速度匚/勾加速直線運動力類|勻減速直筑運動公式-1*flt求某時刻的速度二吃斗&q

12、uot;應(yīng)或屈速度：it='j|求運嶗時何：仁1三、勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系勻速直線運動的位移1、勻速直線運動的位移公式x=vt.它的特點是v大小方向都不變,位移x跟發(fā)生這段位移所用的時間t成正比.J®ni廣I崎1-4,工上一s24“也112、位移公式x=vt在v-t圖象上的意義如下列圖所示,速度圖線與時間軸所圍矩形的邊長恰好是速度v與時間t矩形的面積正好是vt,所以物體做勻速直線運動的位移x在數(shù)值上等于速度圖線與時間軸所圍的面積.勻變速直線運動的位移1、利用微分思想推導勻變速直線運動的位移一個質(zhì)點做初速度為v0的勻加速直線運動,經(jīng)過時間t速度到達v,v-t圖象如圖甲

13、所示.下面根據(jù)勻速直線運動v-t圖象上“面積的意義求其位移.二T2、勻變速直線運動的平均速度中構(gòu)通度疣支下手nI初曲肥力n,仙近度為&的X聾速直線西在時間f晌付位移打】工件件*1他?J：.：m歸納整理：本節(jié)通過勻變速直線運動的v-t圖象找出位移與時間的關(guān)系,并推導出平均速度公式勻變速直線運動中,運動物體的位移對應(yīng)著v-t圖象中圖線與時間軸之間包圍的梯形面積.從公式上看H=埒工T版/?,反映了位移x和時間t之間的非線性關(guān)系.,圖畿與縱軸交點表示位移與工冏的關(guān)系勻速直線運動LJ將缸平行于I軸,直繞.迷更圖就與時間軸所圉面積表不佇程公式St-'.f+卜產(chǎn)勻變速直線運動圖象二咂於M.苴

14、緩可象的斜率表率加速度|的大小j圖象與時間軸所圍面租!表不位移四、勻變速直線運動的位移與速度的關(guān)系勻變速直線運動的位移與速度的關(guān)系1、推導v-x關(guān)系1.=*!.+公式/f"2/叫做速度一ft瞽美系式.其中再表示末速度.表不初速度"表示I廠退唆.X表不邕住的速度由初速度變?yōu)槟┧俣鹊倪^程中經(jīng)過的位程當小.時,荷化為號23.原那么上講,利用勻變速直線運動的速度公式、位移公式、速度-位移關(guān)系式可解決所有勻變速直線運動的問題.但是僅僅利用上述三式求解問題,有時較為繁瑣.由三個根本公式可導出一些重要的推論.根據(jù)這些推論可方便地求解假設(shè)干問題.推論】Ax=(Jr在勻變速直線運動中,連續(xù)相

15、等時用內(nèi)位移裁為恒量一導出；其優(yōu)點國力遞暖麥白的句T速直線運動.從任意門刻開始計時"在第一個時間丁內(nèi)的位移為三%丁+卜產(chǎn)在第二個時間T內(nèi)的位移為；門(2T)+白,2丁/-!三小丁十萬寸?所以,在連續(xù)相等時間丁內(nèi)的位移裳為;二%/+ytrJ4-(F+yfi74三口.即Ax"代推論2五乜尹勾變速直線軍幼在某時間內(nèi)的平均速度等于這段時閶中間忖刻的瞬時速度,笄等于這段阿間內(nèi)初速度都末速空的算術(shù)平均值.導出；某變點做初速度為,.加速度為1的句變速直栽運動.經(jīng)過時同右速度為叫,那么內(nèi)=%+m在中間時刻的瞬H二速震為4以士由工街:丁=.匚又由于在勻變速直奧運力中；二審.故二.二；三&qu

16、ot;推論3叼.=吃勺變速直線運動在某位移中間的瞬時速度.等于這段時間內(nèi)初速度和末速度的方均根值.導出:某質(zhì)點做初速度為垃、加速度為“的勾變速直線運動,經(jīng)過位移土,速度為,那么在位移上上由速變一位移關(guān)系式得：1-噎=2"在前一半位移上由速度一位移關(guān)系式得：由得:u+-J:,知識拓展上述三個推論對所有的勻變速直線運動(包括初速度為零的勻加速直線運動)晶適用.推論4初速要為零的勻變速直線運動的比例式(1)在1T內(nèi)、2r內(nèi)、37.內(nèi),nT內(nèi)通過的位移之比為：“r5：x4：rn=I2：22：32：n:(2)在連續(xù)相同時間內(nèi)通過的位移之比為:xj：x,：?。簒5=I：2：3：A(3)通過連續(xù)相

17、等的位移所用時間之比為：5：.=n?.一1("一萬)：(Jn-4-1)導出T1)在1內(nèi)盤過的位移為士二白戶在"內(nèi)通過的位移為必=-在37內(nèi)通過的位移為當白凸7尸故有!“孫二/二：工二】"A-川：fl'寇在第1個r內(nèi)通過的位移為孫=,=9尸在第z個內(nèi)逋過的位移為工口=乜-工3=梟.門*-；-122在第3個r內(nèi)通過的位移為口=叼-勺=十43黃-上(2rr=十廣故:笨:JG|r2事；札S1?2：3：jV»(3)通過第1段位移工所用時屈為",-普逋過第2段位移花所用時劉為山通過第3段位移工所用時同為口,戶五-戶江+*»a故:/t二fI

18、)；情；：=三；：(丘-x、8-£、；(Jn-Jji-I).歸納整理：本節(jié)在勻變速直線運動的速度公式和位移公式的根底上推導出位移與速度的關(guān)系式.速度公式和位移公式均涉及物體的運動時間,而位移與速度關(guān)系式/-L'J工?如中不涉及時間為相關(guān)題目的求解提供了方便.位移與建度的關(guān)系立用：已就f二",工中的左苣三個盤,可求第囚個量五、自由落體運動自由落體運動1、自由落體運動：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運動.2、影響物體下落快慢的因素：影響物體下落快慢的因素是空氣阻力的作用.在沒有空氣阻力影響時,只在重力作用下,輕重不同的物體下落的快慢相同.加時左-;一3、自由落體運動

19、性質(zhì)的探究(1)實驗原理及器材重物拖著紙帶豎直下落時,如果紙帶阻力和空氣阻力比重物重量小得多,可近似認為重物僅在重力作用下運動,根據(jù)打出的紙帶能分析研究重物做自由落體運動規(guī)律.使用的器材有：打點計時器、交流、電源、紙帶、重物及鐵夾、鐵架臺.(2)實驗裝置：把打點計時器豎直固定在鐵架臺上,使兩個紙帶限位孔上下對齊.如圖所示.(3)主要實驗步驟：把打點計時器豎直固定在鐵架臺上,連接好電源；把紙帶穿過兩個限位孔,下端用鐵夾連到重物上,讓重物靠近打點計時器；用手捏住紙帶上端,把紙帶拉成豎直狀態(tài),接通打點計時器電源,松開手讓重物和紙帶自由下落；重復(fù)幾次,選取一條點跡清楚的紙帶分析計算.(4)實驗中應(yīng)注意

20、的事項：為盡量減小空氣阻力的影響,應(yīng)選密度大的重物,如鐵錘等；打點計時器應(yīng)豎直固定好；重物應(yīng)靠近打點計時器釋放且要先接通打點計時器電源,再放手讓重物運動；改變重物的重量,重復(fù)打出幾條紙帶.(5)判斷原理：在相鄰的相等時間t內(nèi),其位移分別為1*X=lrifT-fLt2it,l13嗎./tt-ZTTtf1+(IfJt+言岫f+TZTlt那么有JTi-Jt,=atXi-jfj-nr即3由于時間都一樣,當相鄰的相等時間內(nèi)位移差A(yù)x都相等時,那么加速度a不變,就可以斷定物體在做勻變速直線運動.(6)實驗結(jié)論：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動.自由落體運動的加速度1、重力加速度：做自由落體運動的不

21、同物體,其加速度都相同.這個加速度叫做重力加速度,通常用g表示.2、重力加速度的方向：自由落體運動的軌跡是豎直線,而且自由落體運動是勻加速直線運動,所以其加速度的方向與物體速度的方向相同,即豎直向下.3、重力加速度的大小在地球上同一個地點,重力加速度的值固定不變,但是在地球上不同的地點,重力加速度的值略有不同.課本列出了不同地點的重力加速度值.在一般計算中,g取9.8m/s2,在要求不高的情況下,為計算方便,g取10m/s2.4、自由落體運動的規(guī)律自由落體運動是初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動.根據(jù)勻變速直線運動的一般規(guī)律,得出自由落體運動的規(guī)律如下：歸納整理：本節(jié)首先定義自由落體運動并

22、利用打點計時器探究其運動規(guī)律,得出其運動特點,引出自由落體加速度的概念.注意自由落體運動只是勻變速直線運動的一個特例.我們在以前章節(jié)中所掌握的所有勻變速直線運動的規(guī)律及推論在自由落體運動中均可使用.定義:物體只在重力作用下從尊正開宗下落的運笠將有J上肛“7勻加速直袈運動方向：豎直向下£力加速度U同一地身上的數(shù)值相同大小L造緯度的續(xù)大M痛大.卻高交中大而(減小一一鼓他.電Ein/J'.耳史丁六、伽利略對自由落體的研究伽利略的研究方法1、伽利略的巧妙方法16世紀末,意大利學者伽利略用歸謬法證實了亞里士多德“重物下落快、輕物下落慢的觀點是錯誤的：根據(jù)亞里士多德的論斷一塊大石頭的下落

23、速度要比一塊小石頭的下落速度大.假定大石頭的下落速度為8,小石頭的下落速度為4,當我們把兩塊石頭拴在一起時,下落快的會被下落慢的拖著而減慢,下落慢的會被下落快的拖著而加快.結(jié)果整體的下落速度應(yīng)該小于8而大于4,但是兩塊石頭拴在一起,加起來比大石頭還要重.因此整體的下落速度應(yīng)當大于8.這樣,就從重物體比輕物體下落得快的觀點,推出了兩個截然相反的結(jié)論,使亞里士多德的觀點陷入了自相矛盾的境地.2、伽利略的猜測與驗證(1)猜測：自由落體運動是速度變化均勻的直線運動.速度均勻變化有兩種可能：一種是速度的變化對時間來說是均勻的,即v與t成正比；另一種是速度的變化對位移來說是均勻的,即v與x成正比；伽利略先以實驗來檢驗v與t成正比的猜測是否是真實的.(2)推理：如果落體運動的速度隨時間均勻變化,那么物體的位移應(yīng)當和時間的平方成正比即1M上所以只要觀測到落體運動的位移與時間成正比,即證實落體運動的速度隨時間均勻變化.(3)實驗:把落體運動過程放慢,落體下落得很快；而當時只能靠滴水計時；這樣的計時工具還是不能測量自由落體運動所用的時間.伽利略采用了一個巧妙的方法,用來“沖淡重力,他讓銅球沿阻力很小的斜面上滾下,而小球在斜面上運動的加速度要比它豎直下落的加速度小得多,所用時間長