高一物理第一講-運(yùn)動(dòng)學(xué)

高一物理第一講運(yùn)動(dòng)學(xué)一、知識(shí)要點(diǎn)一） 、描述運(yùn)動(dòng)的基本概念質(zhì)點(diǎn)：用來代替物體的有質(zhì)量的點(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)。）位移：描寫物體位置變化的物理量，即由物體初位置指向末位置的有向線段。速度：描述運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，是位移對(duì)時(shí)間的變化率。加速度：描述速度變化快慢的物理量，是速度對(duì)時(shí)間的變化率。二） 、勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式常用公式有以下四個(gè)+燃⑴以上四個(gè)公式中共有五個(gè)物理量：占、二&、改、與，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。⑵以上五個(gè)物理量中，除時(shí)間'外，占、山、處、％均為矢量。一般以處的方向?yàn)檎较?，以頃時(shí)刻的位移為零，這時(shí)8、ft和&的正負(fù)就都有了確定的物理意義。勻變速直線運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)常用的結(jié)論⑴&=汀\即任意相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差相等，可以推廣到。V廣亨⑵" ，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)的平均速度。云V2，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)的平均速度）?？梢宰C明，無論勻加速還是勻減速，都有母*。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:，，，

，，，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)⑴前1秒、前2秒、前3秒……內(nèi)的位移之比為1：4：9：……⑵第1秒、第2秒、第3秒……內(nèi)的位移之比為1：3：5：……⑶前1米、前2米、前3米……所用的時(shí)間之比為1：^：右：……⑷第1米、第2米、第3米……所用的時(shí)間之比為1：（思一。：（由-捐）：對(duì)末速為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，倒過來可以相應(yīng)的運(yùn)用這些規(guī)律。三）、運(yùn)動(dòng)圖象s-t圖象。能讀出s、t、v的信息（斜率表示速度）。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）?？梢妚-t圖象提供的信息最多，應(yīng)用也最廣。二、運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念辨析1、時(shí)刻和時(shí)間時(shí)刻指的是某一瞬時(shí)，在時(shí)間軸上用一個(gè)點(diǎn)表示，如第2秒末、第5秒初等均為時(shí)刻，對(duì)應(yīng)的是位置、速度等狀態(tài)量；時(shí)間是兩時(shí)刻間的間隔，在時(shí)間軸上用一段線段來表示，如4秒內(nèi)（0?4s末）、第4秒內(nèi)（3s末?4s末）等均為時(shí)間，對(duì)應(yīng)的是位移、路程、平均速度等過程量。如反映火車等進(jìn)出車站時(shí)刻的表叫“列車時(shí)刻表”，不能稱為“列車時(shí)間表”。而反映我們學(xué)習(xí)、休息的作息表叫“作息時(shí)間表”，不能稱為“作息時(shí)刻表”。T14次列車時(shí)刻表?？空镜竭_(dá)時(shí)刻開車時(shí)刻里程（km）上海,…18：000蚌埠22：2622：34484濟(jì)南03：1303：21966北京08：00,…1643例1第四次提速后，出現(xiàn)了“星級(jí)列車”。從其中的T14次列車時(shí)刻表可知，列車在蚌埠到濟(jì)南區(qū)間段運(yùn)行過程中的平勻速率為一 _km/h。2、位移、路程和距離位移是描述質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量，是矢量，既有大小又有方向，是由初位置指向末位置的有向線段。位移的大小等于質(zhì)點(diǎn)始末兩位置間的距離，與具體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。位移的方向則由初位置指向末位置，在規(guī)定正方向的情況下，與正方向相同的位移為正位移，反之為負(fù)位移。

路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長度，是標(biāo)量，只有大小。一般情況下，路程不等于位移的大小，如質(zhì)點(diǎn)沿曲線ABC從A到C，路程是曲線ABC的長度，而位移大小是線段AC的長度，如圖1甲所示。同樣，質(zhì)點(diǎn)沿直線從A點(diǎn)到C點(diǎn)，又從C點(diǎn)折回B點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)通過和路程是線段AC和長度加CB的長度，而質(zhì)點(diǎn)的位移大小是線段AB的長度，方向由A指向B，如圖1乙所示。只有在質(zhì)點(diǎn)做單向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移的大小才等于路程。否則，路程總是大于位移的大小。圖1圖1距離是兩點(diǎn)間直線的長度，顯然，距離就是兩點(diǎn)間位移的大小。例2如圖2所示，壘球場的內(nèi)場是一個(gè)邊長為16歐的正方形，它的四個(gè)角分別設(shè)本壘和一、二、三壘，一位擊球運(yùn)動(dòng)員，由本壘經(jīng)過一壘，再經(jīng)過二壘直跑到三壘，他運(yùn)動(dòng)的路位移大小為程為位移大小為3、速度和速率速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量，它等于位移占跟發(fā)生這段位移所用時(shí)間￡的As AsV=— —比值。公式為&，是矢量。在變速運(yùn)動(dòng)中，心隨&或山的選取的不同而不同，這一比值反映了平均速度，只能粗略地描述物體的運(yùn)動(dòng)情況，方向?yàn)檫@段時(shí)間內(nèi)的位移方向。對(duì)于變速運(yùn)動(dòng)的物體，我們?cè)谒ㄟ^的某一位置附近選取一段很小的位移原，只要更足夠As小（即通過該段小位移所用的時(shí)間&￡足夠短），使Af的比值在這段小位移上不再發(fā)生變化，那么這段小位移房上的平均速度，就是物體通過該位置的瞬時(shí)速度。即時(shí)，As As —V V——。在勻速運(yùn)動(dòng)中，由于速度不變，即 &不變，所以,是平均速度，也是各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度。平均速率是路程和時(shí)間的比值，是標(biāo)量，僅能粗略地描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢而不能描述物體運(yùn)動(dòng)的方向。只有在無往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度的大小才等于平均速率，對(duì)于有往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)和一切曲線運(yùn)動(dòng)，平均速度的大小均小于平均速率。瞬時(shí)速率精確描述物體通過某位置或在某時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)快慢，實(shí)質(zhì)是瞬時(shí)速度的大小。例3如圖3所示，一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為〃=落的圓周自a點(diǎn)出發(fā)，逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)藥，運(yùn)動(dòng),圓周到達(dá)B點(diǎn)，求質(zhì)點(diǎn)的位移、路程、平均速度大小和平均速率。4、速度、速度變化和加速度速度的變化的=%7。，描述速度變化的大小和方向，是矢量，當(dāng)和改同向時(shí)速度增大，反之減小。Ava=——加速度AE，是描述速度變化快慢與變化方向的物理量，是矢量，它與速度的變化率、速度變化的快慢是同一個(gè)意思。當(dāng)］與,同向時(shí)，『增大；當(dāng)［與『反向時(shí)，T減小。速度、速度變化和加速度是不同的物理量，它們之間不存在因果關(guān)系的。例4下列描述的運(yùn)動(dòng)中，可能的有（）速度變化很大，加速度很小速度變化方向?yàn)檎?，加速度方向?yàn)樨?fù)速度變化越來越快，加速度越來越小速度越來越大，加速度越來越小三、勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的解法探析1、一般公式法一般公式法指速度、位移和速度關(guān)系三式。它們都是矢量式，使用時(shí)注意方向性。一般以氣的方向?yàn)檎?，其余與正方向相同者為正，與之相反者取負(fù)。例1汽球下掛一重物，以%頃誠'勻速上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)離地高尚=175幽處時(shí)懸掛重物的繩子突然斷裂，那么重物經(jīng)多長時(shí)間落到地面？落地時(shí)速度多大？（空氣阻力不計(jì)，取2、平均速度法V=—=V=—E+vf)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，平均速度有如下特點(diǎn)： 『2 ，七為中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，在解題時(shí)若能靈活運(yùn)用，不但簡便易行，而且省時(shí)、準(zhǔn)確，能大大提高解題的速度和效率。例2用長為勺的繩兩端分別系一石塊，使上端與橋面平，讓石塊自由下落，聽到水聲間隔為‘°。求橋面離水面的高度。3、逆向思維法把運(yùn)動(dòng)過程的“末態(tài)”作為“初態(tài)”的反向研究問題的方法。一般用于末態(tài)已知的情況。例3物體以1梆仆的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)至停止，求物體在停止運(yùn)動(dòng)前第4s內(nèi)的位移。4、圖象法應(yīng)用圖象，可把較復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚臄?shù)學(xué)問題解決。尤其是用圖象定性分析，可避開繁雜的計(jì)算，快速找出答案。例4一個(gè)小球以改="酬"的初速度豎直向上拋出，然后每隔時(shí)間&=底，以同樣速度豎直上拋一個(gè)個(gè)小球，不計(jì)空氣阻力，且小球在升降過程中不發(fā)生碰撞，試求第一個(gè)小球在空中能與幾個(gè)小球相遇？5、巧選參考系法物體的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)一定的參考系而言的。研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)常以地面為參考系，有時(shí)為了研究問題方便，也可以巧妙地選用其他物體做參考系，甚至在分析某些較為復(fù)雜的問題時(shí)，為了求解簡潔，還需靈活地轉(zhuǎn)換參考系。例5一輛汽車在十字路口等候綠燈，當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以酬的加速度開始行駛。恰在這時(shí)一輛自行車以&刑的速度勻速駛來，從后邊超過汽車。試求汽車從路口開動(dòng)后在追上自行車之前兩車相距最遠(yuǎn)的距離是多少？6、歸納法與演繹法從某些個(gè)別物理現(xiàn)象或特殊物理過程出發(fā)，可以推論出具有普遍意義的一般結(jié)論，這種從個(gè)別到一般，從特殊到普遍的邏輯推理方式叫歸納法。與歸納法的思想程序相反，從某個(gè)具有普遍意義的一般性結(jié)論出發(fā)，也可以推論出某一個(gè)別的物理現(xiàn)象或特殊的物理過程，這種從一般到個(gè)別、從普遍到一般的推理方式叫做演繹法。歸納法與演繹法的交叉應(yīng)用，是我們解決問題的常用思維方法。例6一彈性小球自49酬高處自由下落，當(dāng)它與水平桌面每碰撞一次后，速度減小到碰前的，試計(jì)算小球從開始下落到停止運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間。四、鞏固提高1、甲、乙、丙三輛汽車以相同速度經(jīng)過某一路標(biāo)。從此時(shí)開始甲車一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，乙車先加速后減速，丙車先減速后加速，它們經(jīng)過下一個(gè)路標(biāo)時(shí)速度都相同，^上( )A、甲車先通過下一個(gè)路標(biāo)。 B、乙車先通過下一個(gè)路標(biāo)。C、丙車先通過下一個(gè)路標(biāo)。 D、條件不足，無法判斷。3、 伽利略為了研究自由落體的規(guī)律，將落體實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為著名的“斜面實(shí)驗(yàn)”，從而創(chuàng)造了一種科學(xué)研究的方法.利用斜面實(shí)驗(yàn)主要是考慮到 ( )實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測量小球運(yùn)動(dòng)的速度和路程實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測量小球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間實(shí)驗(yàn)時(shí)便于測量小球運(yùn)動(dòng)的路程斜面實(shí)驗(yàn)可以通過觀察與計(jì)算直接得到落體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律4、 小球從高處由靜止落向地面后又反向彈起，下列少匕圖像中能較正確反映其運(yùn)動(dòng)過程的是()。5、 如圖所示，為一質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的a~t圖像，圖中斜線部分的面積S表示( )A.速度 B.速度的變化量C.力 D.質(zhì)量 I軟一「°q弓t6、 從手中豎直向上拋出的小球，與水平天花板碰撞后又落回到手中，設(shè)豎直向上的方向?yàn)檎较?，小球與天花板碰撞時(shí)間極短.若不計(jì)空氣阻力和碰撞過程中動(dòng)能的損失，則下列圖像中能夠描述小球從拋出到落回手中整個(gè)過程運(yùn)動(dòng)規(guī)律的是()7、從同一地點(diǎn)同時(shí)開始沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體I、II的速度圖象如圖所示。在0?t0時(shí)間內(nèi)，下列說法中正確的是( )I、I兩個(gè)物體的加速度都在不斷增大0I物體的加速度不斷增大，I物體的加速度不斷減小

0I、II兩物體的位移都在不斷增大d.i、ii兩個(gè)物體的平均速度大小都是^4烏8、質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示，規(guī)定向右為正方向，則該質(zhì)點(diǎn)在前8s內(nèi)平均速度的大小和方向分別為( )A.0.25m/s，向右 B.0.25m/s，向左C.1m/s，向右D.1m/s，向左10、說法錯(cuò)誤的是 ( )物體做往復(fù)運(yùn)動(dòng)物體加速度大小始終不變3s末物體的速度為零6s末物體的位移為零12、一物體自空中的A點(diǎn)以一定的初速度豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2,1s后物體的速率變?yōu)?0m/s，則該物體此時(shí)( )位置一定在A點(diǎn)上方，速度方向向上位置一定在A點(diǎn)上方，速度方向向下位置一定在A點(diǎn)上方，速度方向可能向上也可能向下，位置一定在A點(diǎn)下方，速度方向可能向上也可能向下，13、甲乙兩輛汽車同時(shí)從同一地點(diǎn)由靜止出發(fā)沿同一直線運(yùn)動(dòng)它們的速度圖線如圖示.下列說法正確的是乙車在0-b時(shí)間內(nèi)始終作勻減速運(yùn)動(dòng)乙車在a-b時(shí)間內(nèi)加速度方向不變兩輛汽車在a時(shí)刻相距最遠(yuǎn)甲車在c時(shí)刻被乙車追上14、用轉(zhuǎn)動(dòng)八面鏡法可以測