步步高物理教辅课件第1课时描述直线运动的概念.ppt

第二章 直线运动 第一单元 直线运动的概念与规律 第1课时 描述直线运动的概念 1.机械运动一个物体相对于另一个物体的 改变叫做机 械运动.它包括 、 和 . 2.参考系为研究物体的运动而假定 的物体叫参考系. 3.质点用来代替物体的具有其 的点.质点没有 和 . 参考系与质点 基础回顾 位置 平动转动振动 不动 全部质量 形状大小 1.参考系的理解与选取原则 (1)运动是绝对的,静止是相对的.选择不同的参考系观察同 一个运动,其结果可能会不同. (2)参考系可以任意选取,但选择的原则要使运动的描述尽 可能简单. (3)要比较两个物体的运动情况时,必须选择同一个参考系. 2.对质点概念的理解 (1)质点是一种科学抽象,就是要抓住主要特征,忽略次要因 素,目的是为了研究的问题更加简便. (2)把物体看作质点的原则是在我们研究的问题中,物体 的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不 起作用的.这就必须要具体问题具体分析.注意物体能否 看作质点与物体的大小无关. 要点深化 1.观察所示的漫画,图中司机说乘 车人没有动,而路上的小女孩说 他运动得真快,谁说的对?为什么? 答案 司机以车为参考系,所以他说乘车人没有运动,而小 女孩以地面为参考系,他看到乘车人在飞快地运动着.由于 所选取的参考系不同,所以得出了不同的结论.他们的说法 都是正确的. 即学即用 2.下列哪些情况下的物体可以看成质点( ) A.分析原子核内核子间相互作用时的原子核 B.研究绕太阳运转时的地球 C.运动员分析运动时的乒乓球 D.转动着的沙轮 解析 分析原子核内核子间的相互作用时,如果把原子核看 作质点的话,那就无从研究,所以在这种情况下不能将原子 核看作质点.分析乒乓球的运动时如果把乒乓球看作质点, 那将无法分析它的转动,对运动员而言乒乓球的转动可能 比 它的平动更重要,所以这种情况下不能将乒乓球看作质点. 转动着的沙轮各部分运动不一样,不能将它看作质点.地球 绕太阳转动时 ,虽然各部分的运动情况并不一样,但是相对 于它的轨道而言可以忽略不计,因此地球可以看作质点. B 1.时刻与时间 (1)时刻指某一瞬间,在时间轴上用 来表示,对应的 是 、 、 等状态量. (2)时间是两时刻的间隔,在时间轴上用 来表示, 对应的是 、 等过程量.时间和时刻的表示如下: 2.位移与路程 (1)位移是描述质点 的物理量,是 ,方向由 指向 ,大小则从初位置到末位置的 长度. (2)路程是物体运动 的长度,是 . 时刻与时间 位移与路程 基础回顾 一个点 位置速度加速度 一段直线 初位置 位移路程 位置改变矢量 末位置直线 轨迹标量 位移与路程的区别 位移是由初位置指向末位置的有向线段,路程是实际路径的 总长度.一般情况下位移大小并不等于路程.如下图中某人 由上海沿BDA路线到达北京,他走过的路程是图中虚线的长 度,而他的位移的大小等于图中直线的长度.只有在单向直 线运动中位移的大小才和路程相等. 要点深化 3.（2009银川模拟）如图所示,一质点沿 半径为R的圆周从A点到B点运动了半周, 它在运动过程中位移大小和路程分别是( ) A.R、RB.2R、2R C.2R、RD.R、R 解析 根据位移和路程的定义,位移是AB间的直线距离,所 以位移大小为2R;路程是实际运动的路径长度,其大小为半 个圆周长,路程大小为R. 即学即用 C 1.速度和速率 (1)速度表示质点运动的 和 ,等于 与 的比值,是 .它的方向是物体 . (2)速率速率是速度的 ,速率只有 没有 , 属于 . 2.加速度加速度又称为速度的 ,等于速度的 与 的比值.加速度不仅有大小,还有 ,是 , 方向是 方向. 速度与加速度 基础回顾 快慢方向位移 时间矢量运动的方向 大小大小方向 标量 变化率变化量 时间方向矢量 速度的变化 1.平均速度、瞬时速度与平均速率的区别 (1)平均速度是一段时间内的位移与这段时间的比值 , 是运动质点在某一时间间隔位置改变的平均快慢,其方向沿 初位置指向末位置. (2)瞬时速度是运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度. 瞬时速度是对变速运动的精确描述. (3)平均速率是物体在某段时间内的路程与发生这段路程所 用时间的比值,是标量. (4)在匀速直线运动中三者大小是一致的. 要点深化 2.速度和加速度的区别 (1)速度描述位置变化的快慢,加速度描述速度变化的快慢. (2)加速度的大小和方向与速度的大小和方向都没有必然的 联系.速度大,加速度不一定大,反之亦然. (3)加速度是速度的变化量与时间之比,因此加速度与速度 的变化量大小上没有直接的关系,如速度变化量大,加速度 不一定大,但加速度的方向与速度的变化量方向相同. 4.某赛车手在一次野外训练中,先测量出出发地和目的地在地 图上的直线距离为9 km,从出发地到目的地用了5分钟,赛车 上的里程表指示的里程数值增加了15 km,当他经过某路标 时,车内速度计指示的示数为150 km/h,那么可以确定的是 ( ) A.在整个过程中赛车手的平均速度是108 km/h B.在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/h C.在整个过程中赛车手的平均速率是108 km/h D.经过路标时的瞬时速度是150 km/h 解析 赛车手从出发地到目的地经过的位移是9 km,所经 过 的路程是15 km,所用的时间是5分钟,所以可以计算出平均 速度是108 km/h,平均速率是180 km/h速度计上所指示的数 值应该 是瞬时速度,所以经过路标时的瞬时速度是150 km/h. 即学即用 AD 5.2008年4月25日我国自行研制的“长征三号丙” 运载火箭成功地将我国首颗数据中继卫星“天 链一号01星”送入太空,图是火箭点火升空瞬间 时的照片.关于这一瞬间的火箭的速度和加速度 的判断,下列说法正确的是( ) A.火箭的速度很小,但加速度可能较大 B.火箭的速度很大,加速度可能也很大 C.火箭的速度很小,所以加速度也很小 D.火箭的速度很大,但加速度一定很小 解析 火箭升空瞬间火箭还没有获得很大的速度,所以此 时 火箭的速度较小,但此时火箭要加速升空,其加速度不可能 很小,因此这一瞬间的速度很小,加速度反而可能较大. A 【例1】一船夫划船逆流而上,驾船沿河道逆水航行,经过一桥 时,不慎将心爱的葫芦落于水中,被水冲走,但一直划行至上 游某处时才发现,便立即返航经过1小时追上葫芦时,发现葫 芦离桥5 400 m远,若此船向上游和向下游航行时相对静水 的速率是相等的,试求河水的速度. 【思路剖析】 (1)若以水为参考系,葫芦是怎样的运动? 答 葫芦是静止的. (2)以水为参考系,船从与葫芦分离到追上葫芦,船的运动是 怎样的? 答 船是一种往返运动,并且来回速率一样大. 参考系的选取 (3)以水为参考系,船从与葫芦分离到追上葫芦的往返运动 过程中,往返运动的两段时间一样大吗? 答 两段时间一样大,各为1小时. (4)从葫芦落水到船追上葫芦,葫芦在水中运动的时间和位 移各为多少?速度为多大? 答 时间t=2小时,位移s=5 400米,所以速度 =0.75 m/s. (5)水流速为多大? 答 葫芦漂流的速度与水流的速度一样大,即0.75 m/s. 答案 0.75 m/s 【思维拓展】 如果选取河岸为参考系,怎么列方程解题? 答案 设河水的速度大小为v1, 船在静中的速度为v2,船向上游 航行时间为t.船和葫芦的运动分析如图 对水和葫芦有(3 600+t)v1=5 400 m 对船有3 600(v2+v1)-(v2-v1)t=5 400 m 两方程联立可得结果. 【方法归纳】 选取参考系的方法 选取合适的参考系能使所研究的问题得到简化.一般情况下 , 选静止物体为参考系,有时也选运动的物体为参考系.当多 个运动的物体相对所选取的参考系的运动状态很明确时,往 往选取运动物体为参照系较简便. 加速度和速度的矢量性 【例2】一物体做匀变速直线运动,某时刻的速度大小为4 m/s 经过1 s后的速度大小为10 m/s,那么在这1 s内物体的加速 度大小为多少? 【思路剖析】 (1)1 s后的速度与初速度的方向相同还是相反? 答 两种可能都有. (2)1 s内速度的变化量为多大? 答 有两种情况v=(10-4) m/s=6 m/s, v=(-10-4)m/s=-14 m/s. (3)1 s内的加速度为多大? 答 a= =6 m/s2或a= =-14 m/s2 答案 6 m/s2或14 m/s2 【思维拓展】 上题中,如果给定物体加速度大小为5 m/s2,那么1 s后物体 的速度大小是多少? 答案 初速度和加速度的方向可能是相同的,也可能是相反 的,所以1 s后速度的大小可能是9 m/s,也可能是1 m/s. 【方法归纳】 位移、速度与加速度是矢量,它们不仅有大小而且有方向, 解题时要确定正方向,和此正方向一致的量为正,和此方向 相反的量为负.运算时应注意数值的正负. 【例3】天空有近似等高的浓云层.为了测量云层的高度,在水 平地面上与观测者的距离为d=3.0 km处进行一次爆炸,观测 者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声 时间上相差t=6.0 s.试估算云层下表面的高度.已知空气 中的声速v= km/s. 解析 如右图所示,A表示爆炸处,O表示观测 者所在处,h表示云层下表面的高度.用t1表示 爆炸声直接传到O处所用时间,则有d=vt1 用t2表示爆炸声经云层反射到达O处所用时间,因为入射角 等于反射角,故有 已知t2-t1=t 情景建模 联立式,可得h= 代入数值得h=2.0103 m 答案 2.0103 m 【评分标准】 本题共16分.其中式各5分,式各2分. 【名师导析】 有关匀速运动的问题近几年考查较多,如宇宙膨胀速度、超 声波测速等,涉及规律比较简单.根据新高考的特点,运动的 问题与科普知识或其他某一情景相结合进行考查,仍是考查 的热点,同时注意理解题意、建立模型的能力要求会越来越 高. 1.在下列各运动的物体中,可视为质点的有( ) A.做高低杠表演的体操运动员 B.沿斜槽下滑的小钢球,研究它沿斜槽下滑的速度 C.人造卫星,研究它绕地球的转动 D.水平面上的木箱,研究它在水平力作用下是先滑动还是 先滚动 解析 A中要欣赏的是运动员优 美的表演,或者是研究运动 员的各种花样动作,不能看作质点.B中小钢球下滑的速度与 球的大小无关,可视作质点.C中研究人造卫星绕地球转动时 , 由于卫星的大小比起卫星到地球的距离小得多,所以卫星的 形状、大小可以不考虑,可视为质 点.D中木箱在水平力作用 下是否滚动,与力在木箱上的作用点的位置有关,或者说与 木箱的大小和形状有关,故此时不能把木箱看作质点. BC 2.火车第四次提速后,出现了“星级列车”,从其中的T14次列 车时刻表可知,列车在蚌埠至济南区间段运行过程中的平均 速率为 km/h. T14次列车时刻表 解析 运动路程s=966 km-484 km=482 km,运行时间 t=4.65 h, 则平均速率 停靠站到达时刻开车时刻里程（km） 上海18000 蚌埠22262234484 济南03130321966 北京08001 463 103.66 3.某同学从学校的门口A处开始散步,先向南走了50 m到达B 处,再向东走了100 m到达C处,最后又向北走了150 m到达D 处,则: (1)此人散步的总路程和位移各是多少? (2)要比较确切地表示这人散步过程中的各个位置,应采用 什么数学手段较妥,分别应如何表示? (3)要比较确切地表示此人散步的位置变化,应用位移还是 路程? 4.某同学从二楼的教室内将一个足球从离地面 5 m高的窗户边竖直扔下,若足球碰到地面后 又反弹起2 m高,如右图所示,则足球通过的路 程是多少?足球的位移又是如何?若足球经过 一系列碰撞后,最终被站在地面上的另一名同学接住,接住 的高度是1.5 m,则在整个运动过程中足球的位移又是多少? 解析 足球从5 m高的地方落下,碰到地面后又反弹起2 m 高,则足球通过的路程是5 m+2 m=7 m;足球运动到了初始 位 置下方5 m-2 m=3 m处,故足球位移的大小等于3 m,方向竖 直向下.若足球经过一系列碰撞后,被接住,则足球运动了初 始位置下方3.5 m处,故足球位移的大小等于3.5 m,方向仍