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2015届高三物理专题复习-直线运动 第一章 直线运动 知识要点：（考试说明）内 容要求说 明1、质点 参考系和坐标系I非惯性参考系不作要求2、路程和位移 速度和速率 加速度3、匀变速直线运动 自由落体运动4、速度随时间的变化规律(实验、探究)【知识网络】【本章阅读材料】一、瞬时速度与平均速度1、瞬时速度：运动物体在某一时刻经过某一物体的速度，大小称之为速率。 它能精确描述物体运动的快慢程度。2、平均速度：运动的位移与所用时间的比值，是矢量，与位移的方向相同。仅能粗略描述物体的运动的快慢程度。3、极短时间内的平均速度等于某时刻的瞬时速度。二、加速度1、加速度和速度的区别和联系：（1）加速度的大小和速度 无 直接关系。质点的运动的速度大，加速度 不一定 大；速度小，其加速度不一定 小；速度为零，其加速度不一定 为零；（2）加速度的方向不一定 和速度方向相同。质点做加速直线运动时，加速度与速度方向 相同 ；质点做减速直线运动时，加速度与速度方向相反；（3）质点做曲线运动时，加速度方向与初速度方向成某一角度；质点做加速运动还是减速运动，取决于加速度的 方向 和速度方向的关系，与加速度的 大小无关。三、位移-时间图像（x-t图像）1、物理意义：反映做直线运动的物体的位移随时间变化的关系。2、图像信息：（1）斜率的理解：表示速度（v）（2）图线的曲直的理解：直线表示匀速运动；曲线表示变速运动四、速度-时间图像（v-t图像）1、物理意义：反映做直线运动的物体的速度随时间变化的关系。2、图像信息：（1）斜率的理解：表示加速度（a）（2）图线的曲直的理解：直线表示匀变速运动；曲线表示非变速运动两类图像不是物体的运动轨迹，能够用位移-时间图像和速度-时间图像表示的运动均为直线运动。五、匀变速直线运动1、定义：物体在一条直线上运动，如果在相同的时间内 速度变化 相同，这种运动就叫做匀变速直线运动。2、 特点： 是加速度不变的直线运动 。六、自由落体运动1、自由落体运动运动是初速度为零的匀加速直线运动。2.必须是从静止开始算起的自由下落过程才是自由落体运动，从中间取得一段运动过程不是自由落体运动，充分利用初速度为零的特点。七、速度随时间的变化规律（实验、探究）1、电磁打点计时器工作电压：46V的交流电源，打点周期：T=0.02s,f=50HZ2、 电火花计时器工作电压：220V的交流电源，打点周期：T=0.02s,f=50HZZ3、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则物体的运动为匀变速直线运动。 4、实验器材小车、细绳、钩码、一端附有定滑轮的长木板、电火花打点计时器（或打点计时器）、低压交流电源、导线两根、纸带、米尺。 5、注意事项（1）把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车（2）纸带打完后及时断开电源。八、匀变速直线运动的规律（含自由落体以及纸带的处理）1.1 运动的描述【课前预习】1、质点的物理意义是什么？自己试着举几个例子2、引入参考系与坐标系的目的是什么，你知道吗？【重点突破】1、加速度与速度的关系2、两类图像的理解【知识梳理】一、位移和路程问题讨论：位移与路程的主要区别是什么？二、瞬时速度与平均速度1、瞬时速度：与某一时刻或某一位置对应。经过某一物体的速度，大小称之为速率。 它能精确描述物体运动的快慢程度。2、平均速度：与某一段时间或某一过程对应。注意：极短时间内的平均速度等于某时刻的瞬时速度。三、加速度问题讨论1、加速度的表达式是什么？（定义式和决定式）2、加速度大小与速度大小是否有直接关系？与速度的变化以及变化量呢？3、物体做加速还是减速运动的依据？与加速度的大小、加速度的变化是否有关？四、位移-时间图像（x-t图像）1、物理意义： 2、图像信息：（1）斜率的理解： （2）图线的曲直的理解： 五、速度-时间图像（v-t图像）1、物理意义： 2、图像信息：（1）斜率的理解： （2）图线的曲直的理解： 注意：两类图像不是物体的运动轨迹。【典型例题】例题1、（单选）关于速度、速度变化量、加速度的关系，下列说法中正确的是（ ）A、物体的加速度增大时，速度也增大B、物体的速度变化越快，加速度越大C、物体的速度变化越大，加速度越大D、物体的加速度不等于零时，速度大小一定变化例2、如果甲乙两物体同时同地同向均由静止开始运动，甲做加速度减小的加速运动；乙做加速度增大的加速运动，直至某一时刻两者速度相等的过程中。则1、速度相等时，位移大小关系、加速度大小关系？2、加速度相等时，位移大小关系、速度大小关系？ 【同步训练】1、（单选）某质点从t = 0开始由原点出发，其运动速度-时间图象如图所示，由图可判断（ ） At = 1s时，离原点最远 B第 2s 内和第 3s 内加速度方向相反 Ct = 2s 时，离原点最远 D在第4秒时间内，加速度为负的2、（单选）如图所示是P、Q两质点运动的位移-时间图象，由图可以判断（ ） AP质点的速度越来越大 BP开始时的速度逐渐减小C在P与Q的交叉点前，P质点的速度大于Q质点的速度D在P与Q的交叉点，两质点的速度相等3、（多选）如图是某质点运动的速度图像，由图像得到的正确结果是（ ） A. 01 s内的平均速度是2m/s B. 02s内的位移大小是3 m C. 01s内的加速度大于24s内的加速度 D01s内的运动方向与24s内的运动方向相反1.2匀变速直线运动的规律及应用【课前预习】1、对于匀变速运动，你是如何理解的？可以怎么表述？2、匀变速直线运动的规律（公式）你记得哪些？有些规律是怎么推导出来的？（试着推导一下）3、某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2s听到石头落地声，由此可知井深约为多少？落地速度多大？动能呢？（不计声音传播时间，重力加速度g取10m/s2）【重点突破】匀变速直线运动的规律及应用【知识梳理】一、匀变速直线运动1. 定义：物体在一条直线上运动，如果在相同的时间内 相同，这种运动就叫做匀变速直线运动。2. 特点： 。二、匀变速直线运动的规律1、 速度公式2、位移公式3、几个推论： （1）某一过程中中间时刻的速度（2）某一过程中位移中点的速度（3）经过连续两个相等时间内的位移差为定值。三、自由落体运动1、定义及特点：2、规律： 【典型例题】例题1、汽车原来用10m/s的速度在平直公路上匀速行驶，遇到紧急情况刹车，加速度大小为2m/s2。确定停车时间和位移大小。（规范表达式的书写）例2、一个匀加速直线运动的质点，在开始的两个连续4s内通过的位移分别是24m和64m，求质点的初速度与加速度。例题3、水滴从屋檐自由落下，经过1.8m的窗户历时0.2s，若不计空气阻力，g取10m/s2,则屋檐例窗顶有多高？【同步训练】1、（单选）质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x = 5t + t2 （各物理量均采用国际单位制单位），则该质点（ ）A第1s内的位移是5mB前2s内的平均速度是6m/sC任意相邻1s内的位移差都是1mD任意1s内的速度增量都是2m/s2、如图所示，以匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2 s将熄灭，此时汽车距离停车线18m。该车加速时最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2。此路段允许行驶的最大速度为。（1）如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车有没有可能通过停车线？并判断此过程是否超速？（2）如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车有没有可能通过停车线？（3）如果距停车线处减速，汽车停在停车线哪一侧？1.3速度随时间的变化规律（实验、探究）【课前预习】1、要探究“速度随时间的变化规律”，需要测定哪些物理量，需要什么实验器材？数据如何处理？（关注光电门和速度传感器）2、“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器(所用交流电的频率为50Hz)，得到如图所示的纸带。图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是（ ） A实验时应先放开纸带再接通电源 B(S6一S1)等于(S2一S1)的6倍 C从纸带可求出计数点B对应的速率 D相邻两个计数点间的时间间隔为002 【知识梳理】一、实验原理图二、实验器材的使用1、电磁打点计时器工作电压：46V的交流电源，打点周期：T=0.02s,f=50HZ2、 电火花计时器工作电压：220V的交流电源，打点周期：T=0.02s,f=50HZ三、注意事项实验开始与结束，对于电源的使用要注意什么？四、数据处理1、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法是什么？2、由纸带求物体运动加速度的方法3、由纸带求物体运动速度的方法： 【典型例题】例题1、如图所示，是某同学抽动纸带打点的一部分纸带，纸带上点迹清晰，所用的电源频率是 50 Hz试回答： (1) A、B、C、D是选用的计数点，每两个相邻计数点间的时间间隔是多少 (2) 测量数据标在图中，试估算出打点B时的抽动纸的速度大小及运动的加速度大小。例题2、如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_m/s，小车运动的加速度计算表达式为_，加速度的大小是_m/s2（计算结果保留两位有效数字）。【同步训练】如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，测得二者间距为d。(1)当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间和 ，则小车加速度 。(2)(多选题)为减小实验误差，可采取的方法是( ) (A)增大两挡光片宽度 (B)减小两挡光片宽度(C)增大两挡光片间距 (D)减小两挡光片间距补充：一、长度的测量1、用螺旋测为期测量电阻丝的直径，结果如图（a）所示，则读数是 mm用游标卡尺测一工件长度，如图（b）所示，则读数是 mm。2、有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是 mm用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是 mm图乙0mm20302515图甲1 2 3 (cm) 5 0 10 补充：二、追及、相遇问题【知识梳理】一、讨论追及、相遇的问题，其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置问题。1、两个关系：即时间关系和位移关系。2、一个条件：即两者速度相等。二、求解追及相遇问题的基本思路1、分别对两物体研究 2、画出运动过程示意图 3、列出位移方程 4、找出时间关系、速度关系、位移关系 5、解出结果，必要时进行讨论【典型例题】例题、在同一直线上同方向运动的A、B两辆汽车，相距s=7m，A正以vA=4m/s的速度向右做匀速直线运动，而B此时速度vB=10m/s，并关闭油门，以2m/s2的加速度大小做匀减速运动。则从B车关闭油门开始，A追上B需要的时间是多少？在追上之前A、B两者之间的最大距离是多少？【同步训练】某航空母舰(无弹射装置)上的战斗机在甲板上加速时，发动机产生的最大加速度是a=4.5m/s2，飞机起飞所需速度至少为v=50m/s，航空母舰甲板长为L=100m为使飞机安全起飞，航空母舰匀速航行的最小速度v0为多大?（设飞机的起飞对航母的状态没有影响，飞机的运动可以看作匀加速运动） 某同学求解过程如下：由运动学知识可得 解得 代入数据得请问：该同学所得结论是否有错误?若有错误，请给出正确解答。补充：三、关于竖直上抛运动：物体以v0的初速度上抛（只受重力作用）问题1、上升到最高点的时间问题2、能继续上升的最大高度例题1、气球下挂一重物，以速度v0=10m/s匀速上升，当到达离地面高h=175m处时悬挂重物的绳子突然断裂，那么物体经过多长时间落到地面？落地的速度多大？（空气阻力不计，取g取10m/s2）【同步训练】某人站在高楼平台的边缘处，以v0=20m/s的初速度竖直上抛一物体，则物体抛出后经过距抛出点15m处所需的时间是多长？（不计空气阻力，g取10m/s2）本章练习题一、单项选择题1如图所示为某质点作直线运动的v-t图象，关于这个质点在4s内的运动情况，下列说法中正确的是（ ）A质点始终向同一方向运动 B4s末物体离出发点最远 C加速度大小不变，方向与初速度方向相同D4s内通过的路程为4m，而位移为零2.某一质点运动的位移x随时间t变化的图象如图所示，则（ ）A. 在10 s末，质点的速度最大B. 在010 s内，质点所受合外力的方向与速度方向相反C. 在8 s和12 s时，质点的加速度方向相反D. 在20 s内，质点的位移为9 m 3.甲、乙两小分队进行代号为“猎狐”的军事演习，指挥部通过现代通信设备，在荧光屏上观察到小分队的行军路线如图所示.小分队同时由同地O处出发,最后同时捕“狐”于A处.下列说法正确的为（ ） A. y-x图线是速度时间图象B. y-x图线是位移时间图象C.小分队行军路程s甲s乙D.小分队平均速度v甲=v乙4.一汽车从静止开始做匀加速直线运动, 然后刹车做匀减速直线运动,直到停止. 下列速度 v 和位移 x 的关系图像中,能描述该过程的是（ ）二、多项选择题5.做匀加速直线运动的物体，先后经过A、B两点时的速度分别为v和7v，经历的时间为t，则（ ）A前半程速度增加3.5 v B前时间内通过的位移为C后时间内通过的位移为 D后半程速度增加2v6.如图所示为某质点运动的vt图象，24s内图线为半圆形，若4s末质点回到了出发点，则下列说法正确的是（ ）A. 12s内质点的加速度大小为8m/s2B. 24s内质点的位移大小为8mC. 3s末质点的加速度等于零D. 24s内质点做的是圆周运动三、简答题7.某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为50Hz，下图为某次实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7为计数点，相邻两计数点间还有3个打点未画出从纸带上测出x1=3.20cm，x2=4.74cm，x3=6.40cm，x4=8.02cm，x5=9.64cm，x6=11.28cm，x7=12.84cm10234x1x2x3x4x5x6576x7（a）请通过计算，在下表空格内填入合适的数据（计算结果保留三位有效数字）； （b）根据表中数据，在所给的坐标系中作出vt图象（以0计数点作为计时起点）；由图象可得，小车运动的加速度大小为 m/s2 计数点123456各计数点的速度（m/s）0.500.700.901.10 1.51t/sv/ms-1 1.50 O 1.00 0.50 0.20 0.40 0.608.在“探究速度随时间变化的规律”实验中，小车做匀变速直线运动，记录小车运动的纸带如图所示某同学在纸带上共选择7个计数点A、B、C、D、E、F、G，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出，