【创新设计】高中物理 第一章 运动的描述章末整合 教科版必修1.doc

第一章 运动的描述章末整合一、关于速度v、速度变化量v与加速度a的理解1速度描述物体运动的快慢；速度变化量是末速度与初速度的矢量差；加速度是速度变化量与所用时间的比值，它描述速度变化的快慢，也称为速度的变化率2速度v、速度变化量v、加速度a三者的大小无必然联系(1)速度大，加速度不一定大，速度变化量也不一定大；速度小，加速度不一定小，速度变化量也不一定小(2)速度变化量大，加速度不一定大；速度变化量小，加速度不一定小3速度的方向是物体的运动方向，速度变化量的方向是加速度的方向，加速度与速度的方向关系决定了物体做加速运动还是减速运动(1)当a与v同向时，物体做加速直线运动(2)当a与v反向时，物体做减速直线运动例1(2013福建高一期末)一辆汽车从原点o由静止出发沿x轴做直线运动，为研究汽车的运动而记下它在各时刻的位置和速度，见下表，求时刻t/s01234567位置的坐标x/m00.524.58121620瞬时速度v/(ms1)12344444(1)汽车在第2 s末的瞬时速度为多少？(2)汽车在前3 s内的加速度为多少？(3)汽车在第4 s内的平均速度为多少？(4)汽车在前4 s内的速度变化量为多少？解析(1)汽车在第2 s末的瞬时速度为3 m/s(2)汽车在前3 s内的加速度为a m/s21 m/s2(3)汽车在第4 s内的平均速度为 m/s3.5 m/s(4)前4 s内的速度变化量：v(41) m/s3 m/s答案(1)3 m/s(2)1 m/s2(3)3.5 m/s(4)3 m/s针对训练(20132014北京西城期末)甲、乙两物体在同一水平面上做匀变速直线运动，甲做加速运动，经过1 s速度由5 m/s增加到10 m/s；乙做减速运动，经过8 s速度由20 m/s减小到0，则a甲的速度变化量大，甲的加速度大b甲的速度变化量大，乙的加速度大c乙的速度变化量大，甲的加速度大d乙的速度变化量大，乙的加速度大解析甲做加速运动速度的增加量为5 m/s，加速度为5 m/s2；乙做减速运动速度的减少量为20 m/s，加速度为2.5 m/s2，故c正确答案c二、匀变速直线运动规律的理解与应用1公式中各量正负号的确定x、a、v0、v均为矢量，在应用公式时，一般以初速度方向为正方向；凡是与v0方向相同的矢量为正值，相反的矢量为负值2善用逆向思维法特别对于末速度为0的匀减速直线运动，倒过来可看成初速度为0的匀加速直线运动，这样公式可以简化(如vat，xat2)，初速度为0的比例式也可以应用3注意(1)刹车类问题一般先求出刹车时间(2)对于有往返的匀变速直线运动(全过程加速度a恒定)，可对全过程应用公式vv0at、xv0tat2列式求解(3)分析题意时要养成画运动过程示意图的习惯对于多过程问题，要注意前后过程的联系前段过程的末速度是后一过程的初速度；再要注意寻找位移关系、时间关系例2如图1所示，一小物块从静止沿斜面以恒定的加速度下滑，依次通过a、b、c三点，已知ab12 m，ac32 m，小物块通过ab、bc所用的时间均为2 s，求：图1(1)小物块下滑时的加速度；(2)小物块通过a、b、c三点时的速度分别是多少？解法一(1)设物块下滑的加速度为a，则xbcxabat2，所以am/s22 m/s2.(2)vbm/s8 m/s由vv0at得vavbat(822)m/s4 m/svcvbat(822)m/s12 m/s.法二由xv0tat2知ab段：12va2a22ac段：32va4a42联立得va4 m/s，a2 m/s2所以vbvaat8 m/s，vcvaa2t12 m/s.法三vb8 m/s，由xbcvbtat2即2082a22，得a2 m/s2由vv0at知vavbat4 m/s，vcvbat12 m/s.答案(1)2 m/s2(2)4 m/s8 m/s12 m/s针对训练(2013四川绵阳期末)滑雪运动员不借助雪杖，在一斜面上由静止开始匀加速沿直线下滑3 s后，又进入一水平面上继续匀减速沿直线滑行6 s停下来，若运动员从斜面到水平面的短暂过程速度大小不变，则运动员在斜面上的位移大小和在水平面上的位移大小之比为()a12 b14 c21 d41解析斜面上的匀加速运动和水平面上的匀减速运动的平均速度是相等的，所以位移之比等于时间之比选a.答案a三、运动图象的意义及应用1“六看”识图象首先要学会识图识图就是通过“看”寻找规律及解题的突破口为方便记忆，这里总结为六看：一看“轴”，二看“线”，三看“斜率”，四看“面”，五看“截距”，六看“特殊值”(1)“轴”：纵、横轴所表示的物理量，特别要注意纵轴是x，还是v.(2)“线”：从线反映运动性质，如xt图象为倾斜直线表示匀速运动；vt图象为倾斜直线表示匀变速运动(3)“斜率”：“斜率”往往代表一个物理量xt图象斜率表示速度；vt图象斜率表示加速度(4)“面”即“面积 ”：主要看纵、横轴量的乘积有无意义如xt图象面积无意义；vt 图象与t轴所围面积表示位移(5)“截距”：初始条件、初始位置x0或初速度v0.(6)“特殊值”：如交点，xt图象交点表示相遇；vt图象交点表示速度相等(不表示相遇)2位移图象xt、速度图象vt的比较(如图2甲、乙所示)图2xt图象vt图象表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度v)表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度a)表示物体静止表示物体做匀速直线运动表示物体向反方向做匀速直线运动；初位移为x0表示物体做匀减速直线运动；初速度为v0交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的位移交点的纵坐标表示三个运动质点的速度相等t1时间内物体的位移为x1t1时刻物体的速度为v1(图中阴影部分面积表示质点在0t1时间内的位移)例3一枚火箭由地面竖直向上发射，但由于发动机故障而发射失败，其速度时间图象如图3所示，根据图象求：(已知3.16，g取10m/s2)图3(1)火箭上升过程中离地面的最大高度；(2)火箭从发射到落地总共经历的时间解析(1)由图象可知：当火箭上升25 s时离地面最高，位移等于几个图形的面积，则x15205550 m450 m.(2)火箭上升25 s后从450 m处自由下落，由xgt得：t2s9.48 s所以总时间tt1t234.48 s.答案(1)450 m(2)34.48 s针对训练(2013北京西城期末)如图4所示，物体a、b由同一位置沿同一方向做直线运动他们运动的速度v随时间t的变化关系，由图可知()图4a物体a、b在4 s末相遇b物体a、b在2 s末相遇c物体a、b在4 s末的速度大小相等d物体a、b在2 s末的速度大小相等解析速度图象的交点表示速度相等，b正确；利用图象的面积表示位移知，a也正确答案ad 四、纸带问题的分析和处理方法纸带的分析与计算是近几年高考中考查的热点，因此应该掌握有关纸带问题的处理方法1判断物体的运动性质(1)根据匀速直线运动的位移公式xvt知，若纸带上各相邻的点的间隔相等，则可判定物体做匀速直线运动(2)由匀变速直线运动的推论xat2知，若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移差相等，则说明物体做匀变速直线运动2求瞬时速度根据在匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度：vn，即n点的瞬时速度等于(n1)点和(n1)点间的平均速度3求加速度(1)逐差法如图5所示，纸带上有六个连续相等的时间t内的位移x1、x2、x3、x4、x5、x6.图5由xat2可得：x4x1(x4x3)(x3x2)(x2x1)3at2x5x2(x5x4)(x4x3)(x3x2)3at2x6x3(x6x5)(x5x4)(x4x3)3at2所以a由此可以看出，各段位移都用上了，有效地减小了偶然误差，所以利用纸带计算加速度时，可采用逐差法(2)两段法将图所示的纸带分为oc和cf两大段，每段时间间隔是3t，可得：x4x5x6(x1x2x3)a(3t)2，显然，求得的a和用逐差法所得的结果是一样的，但该方法比逐差法简单多了4利用vt图象求解加速度先求出各时刻的瞬时速度v1、v2、v3、vn，然后作vt图象，求出该vt图线的斜率k，则ka.这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值，因此求得值的偶然误差较小例4在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，得到一条如图6所示的纸带，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共七个计数点，每相邻两个计数点间各有四个打出的点未画出，用刻度尺测得1、2、3、6各点到0点的距离分别为8.69 cm,15.99 cm,21.87 cm,26.35 cm,29.45 cm，31.17 cm，打点计时器每隔0.02 s打一次点求图6(1)小车的加速度的大小；(2)打计数点3时小车的速度的大小解