2022屆高三總復(fù)習(xí)物理（廣西專(zhuān)版）描述直線運(yùn)動(dòng)的物理量

第1講描述直線運(yùn)動(dòng)的物理量第二章

直線運(yùn)動(dòng)內(nèi)容要求機(jī)械運(yùn)動(dòng)，參考系，質(zhì)點(diǎn)Ⅰ位移和路程Ⅱ勻速直線運(yùn)動(dòng)、速度、速率、位移公式s=vt,s-t圖象,v-t圖象Ⅱ變速直線運(yùn)動(dòng)、平均速度Ⅱ瞬時(shí)速度(簡(jiǎn)稱(chēng)速度)Ⅰ勻變速直線運(yùn)動(dòng)、加速度.公式vt=v0+at，s=v0t+at2，vt2-v02=2as.v-t圖象Ⅱ?qū)嶒?yàn)：研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)描述運(yùn)動(dòng)的物理量時(shí)間與時(shí)刻位移與路程平均速度和瞬時(shí)速度平均速率和瞬時(shí)速率加速度直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)公式s=vt圖象v-t圖象s-t圖象變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式：推導(dǎo)公式：連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差Δs=aT2中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度初速為零時(shí)等時(shí)間間隔其位移之比為sⅠ∶sⅡ∶sⅢ∶…=1∶3∶5∶…初速為零時(shí)等位移間隔其時(shí)間之比t1∶t2∶t3∶…=1∶∶…

推論圖象s-t圖象v-t圖象特例自由落體運(yùn)動(dòng)豎直上拋運(yùn)動(dòng)非勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)變速直線運(yùn)動(dòng)一、機(jī)械運(yùn)動(dòng)一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置變化，叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng).平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的兩種基本形式.

二、參考系為了研究物體的運(yùn)動(dòng)而假定不動(dòng)的物體，叫做參考系.

說(shuō)明：對(duì)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，所選擇的參考系不同，對(duì)它運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì)不同，研究物體在地面上的運(yùn)動(dòng)，通常取地面為參考系.

電影“閃閃的紅星”中有歌詞“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”，描述竹排的運(yùn)動(dòng)是以

為參考系的，描述青山的運(yùn)動(dòng)是以

為參考系的.

思考1地面竹排三、質(zhì)點(diǎn)用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)叫質(zhì)點(diǎn).說(shuō)明：質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的模型，一個(gè)物體是否能看成質(zhì)點(diǎn)，不能以大小而論，而要視具體情況而定.如果在此問(wèn)題中物體的形狀大小屬無(wú)關(guān)因素或是次要因素，則物體可以看成質(zhì)點(diǎn).

以下運(yùn)動(dòng)物體可以視為質(zhì)點(diǎn)的是()A.裁判眼中的體操運(yùn)動(dòng)員B.火車(chē)從上海開(kāi)往北京，在計(jì)算其行車(chē)時(shí)間時(shí)C.研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時(shí)D.繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的地球，研究其公轉(zhuǎn)時(shí)

思考2BD影響體操運(yùn)動(dòng)員比賽成績(jī)高低的一個(gè)重要因素是身體各部分運(yùn)動(dòng)是否協(xié)調(diào)一致，故在裁判員看來(lái)體操運(yùn)動(dòng)員不能視為質(zhì)點(diǎn)；由于上海距北京的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于火車(chē)本身的長(zhǎng)度，所以在計(jì)算行車(chē)時(shí)間時(shí)，可以忽略火車(chē)的長(zhǎng)度，故能視為質(zhì)點(diǎn)；乒乓球旋轉(zhuǎn)時(shí)的線速度大小與半徑有關(guān)，所以在研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時(shí)不能將其視為質(zhì)點(diǎn)；研究地球的公轉(zhuǎn)時(shí)，由于日地間距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地球的直徑，可以忽略地球的大小和形狀，故能視為質(zhì)點(diǎn).

四、時(shí)刻、時(shí)間1.時(shí)刻指某一瞬時(shí)，在時(shí)間軸上用一個(gè)點(diǎn)來(lái)表示.（與狀態(tài)量對(duì)應(yīng)）2.時(shí)間是兩個(gè)時(shí)刻的間隔，在時(shí)間軸上用一段長(zhǎng)度來(lái)表示.（與過(guò)程量對(duì)應(yīng)）

如圖2-1-1所示：圖2-1-1五、位移與路程1.位移是描述物體位置變化的物理量，是矢量，用由初位置指向末位置的有向線段表示.說(shuō)明：位移的大小和方向只由初、末位置確定，與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān).只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，物體的位移大小才等于其路程.

2.路程是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡的總長(zhǎng)度，是標(biāo)量.

說(shuō)明：路程既與物體運(yùn)動(dòng)的始末位置有關(guān)，又與物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān).

關(guān)于位移和路程，下列說(shuō)法正確的是()A.在某一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的位移為零，則該物體不一定是靜止的B.在某一段時(shí)間內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的路程為零，則該物體一定是靜止的C.在直線運(yùn)動(dòng)中，物體的位移大小等于其路程D.在曲線運(yùn)動(dòng)中，物體的位移大小小于路程

思考3ABD位移大小等于物體初、末位置間的距離，位移為零只是說(shuō)明物體的初、末位置重合，所以A是正確的；路程是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡的總長(zhǎng)度，路程為零，意味著物體沒(méi)運(yùn)動(dòng)，所以B是正確的；只有在單方向直線運(yùn)動(dòng)中，物體的位移大小才等于其路程，所以C錯(cuò)誤；在曲線運(yùn)動(dòng)中，因兩點(diǎn)間的曲線長(zhǎng)總大于直線長(zhǎng)，所以D正確.

六、速度和速率1.平均速度和平均速率(1)平均速度：質(zhì)點(diǎn)的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即=s/t，單位：m/s，其方向與位移的方向相同.它是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的粗略描述.(2)平均速率：質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程和通過(guò)這段路程所用的時(shí)間之比叫平均速率.說(shuō)明：平均速率不是平均速度的大小，只有在單向直線運(yùn)動(dòng)中，平均速率才等于平均速度的大小.

2.瞬時(shí)速度和瞬時(shí)速率(1)瞬時(shí)速度：運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或經(jīng)過(guò)某一位置)的速度叫瞬時(shí)速度，瞬時(shí)速度是平均速度在Δt→0時(shí)的極限值，其方向沿軌跡的切線方向.

(2)瞬時(shí)速率：運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或經(jīng)過(guò)某一位置)的速率叫瞬時(shí)速率，瞬時(shí)速率是平均速率在Δt→0時(shí)的極限值.說(shuō)明：因位移大小在Δt→0時(shí)的極限值等于路程在Δt→0時(shí)的極限值，所以瞬時(shí)速率等于瞬時(shí)速度的大小.

七、速度的變化和加速度1.速度的變化量：物體的末速度減去(矢量減)物體的初速度叫速度的變化量Δv=vt-vo

說(shuō)明：①速度是矢量，速度的變化量也是矢量，速度的變化量等于末速度與初速度的矢量差.②一維矢量的和、差運(yùn)算方法：

首先選取正方向，然后用正負(fù)號(hào)表示矢量的方向，最后化矢量運(yùn)算為代數(shù)運(yùn)算.

2.加速度(1)物理意義：描述速度變化的快慢及變化的方向.(2)定義：物體速度的變化與發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間的比值說(shuō)明：用公式求出的是物體在t時(shí)間內(nèi)的平均加速度，某一時(shí)刻的加速度即瞬時(shí)加速度，是平均加速度在Δt→0時(shí)的極限值.

(3)方向：與速度變化量的方向相同.

說(shuō)明：①當(dāng)vt、v0方向相同且vt>v0時(shí)，a的方向與v0方向相同.

②當(dāng)vt、v0方向相同且vt<v0時(shí)，a的方向與v0方向相反.

③當(dāng)vt、v0方向相反時(shí)，a的方向與v0方向相反.

一質(zhì)點(diǎn)沿直線Ox做加速運(yùn)動(dòng)，它離O點(diǎn)的距離x隨時(shí)間的變化關(guān)系為x=3+2t3(m)，它的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系為v=6t2(m/s).求：(1)該質(zhì)點(diǎn)在0~2s時(shí)間內(nèi)的平均速度;(2)該質(zhì)點(diǎn)在0~2s時(shí)間內(nèi)的平均加速度.

思考4(1)該質(zhì)點(diǎn)在t1=0時(shí)的位置坐標(biāo)為x1=3m，t2=2s時(shí)的位置坐標(biāo)為x2=19m.0~2s時(shí)間內(nèi)的位移s=x2-x1=16m.平均速度(2)該質(zhì)點(diǎn)在t1=0時(shí)的瞬時(shí)速度v1=0，t2=2s時(shí)的瞬時(shí)速度v2=24m/s.0~2s時(shí)間內(nèi)的速度變化量Δv=v2-v1=24m/s.平均加速度

八、勻速直線運(yùn)動(dòng)1.定義：在任意相等時(shí)間內(nèi)，位移相等的直線運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng).2.特點(diǎn)：任意時(shí)間內(nèi)的平均速度相等，任意時(shí)刻的瞬時(shí)速度相等，而且平均速度等于瞬時(shí)速度；加速度a=0.說(shuō)明：對(duì)于勻速直線運(yùn)動(dòng)將平均速度和瞬時(shí)速度統(tǒng)稱(chēng)為速度，即勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度是恒定的.3.位移隨時(shí)間的變化規(guī)律s=vt.

關(guān)于位移和路程，下列說(shuō)法中正確的是()A.物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)的路程就是位移B.物體沿直線向某一方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)的路程等于位移的大小C.物體通過(guò)一段路程，其位移可能為零D.物體通過(guò)的路程不等，但位移可能相同位移與路程的關(guān)系.

例1BCD位移是矢量，路程是標(biāo)量，不能說(shuō)這個(gè)標(biāo)量就是這個(gè)矢量，所以A錯(cuò).路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)際長(zhǎng)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，B正確.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(kāi)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.

運(yùn)動(dòng)員在全程中的平均速度

變式練習(xí)1一物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，在前一半位移中的平均速度為8m/s，后一半位移的平均速度是4m/s，求物體在全程中的平均速度.

平均速度的計(jì)算.

公式只適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)于一般變速直線運(yùn)動(dòng)，只能應(yīng)用定義式計(jì)算.

例