描述运动的基本概念匀速运动.ppt

第一章运动的描述 力和运动的关系问题是力学的中心问题 而运动学问题是力学部分的基础 在整个力学中的地位是很重要的 本章研究物体做直线运动的规律 即物体的位移 速度 加速度等概念 贯穿几乎整个高中物理内容 近年出现单纯考运动学题目不多 更多时候在力 电 磁综合问题渗透了对本章知识点的考查 1 近年高考考查的重点是匀变速直线运动的规律及图象 近些年高考中图象问题频频出现 且要求较高 它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面 2 本章知识较多与牛顿运动定律 电场 磁场中带电粒子的运动等知识结合起来进行考查 3 近年试题的内容与现实生活和生产实际的结合逐步密切 在复习这部分内容时应着重于概念 规律的形成过程的理解和掌握 搞清知识的来龙去脉 弄清它的物理实质 而不仅仅是记住几个条文背几个公式 例如 复习 质点 概念时 不是仅去记住定义 更重要的是领会物理实质 它包含了如何建立理想化的模型 去除次要因素抓住本质去研究问题的科学方法 要把所学到的知识应用到生动的实例中去 这些知识就不会再是枯燥的 生硬的结论 而是生动的物理现象 物理情境 物理过程 如平均速度学习时 学生常犯的错误是不管什么性质的变速运动都用 只适合匀变速直线运动 求平均速度 可以通过练习求生活中的自由落体运动 竖直上抛运动 平抛运动 圆周运动中某段时间内的平均速度来体会平均速度的意义 复习中不但要从物理量的数学公式去研究 还要尽可能用图象语言准确地描述它 通过一些具体的实例 通过对这些实例中物理现象的分析 物理情景的构建 物理过程的认识去形成物理概念和规律 这样有生动的物理实例做基础形成的概念和规律 就能更好地理解它 直线运动 基本概念 机械运动 质点 参考系 坐标系 时间和时刻 描述运动的物理量 位置 位移和路程速度 平均速度和瞬时速度 速度和速率加速度 基本规律 基本规律 匀速直线运动 a 0 x vt 匀变速直线运动 v v0 atv2 v02 2ax 推导和特例 自由落体运动竖直上抛运动特征公式 x x2 x1 aT2初速度为零的比例关系 运动图象 x t图象和v t图象 1描述运动的基本概念匀速运动 第一章 运动的描述匀变速直线运动 1 质点和参考系 2009 广东理基 做下列运动的物体 能当做质点处理的是 A 自转中的地球B 旋转中的风力发电机叶片C 在水面上旋转的花样滑冰运动员D 匀速直线运动的火车 D 点评 物体可以简化成质点的情况 1 物体各部分的运动情况都相同时 2 物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计的情况下 3 物体有转动 但转动对所研究的问题影响很小时 车辆在行进中 要研究车轮的运动 下列选项中正确的是 A 车轮只做平动B 车轮只做转动C 车轮的平动可以用质点模型分析D 车轮的转动可以用质点模型分析 行驶中车辆的车轮既有平动 又有转动 研究其平动时 可忽略车轮各点运动情况的差异 故可用质点模型分析 研究其转动时 不能忽略车轮各点运动情况的差异 故不可用质点模型分析 答案 C 甲 乙两车以相同的速度v0同轨道直线前进 甲在前 乙在后 两车上分别有a b两人各用石子瞄准对方 以相对自身v0的速度同时水平打击对方 若石子的竖直下落很小 则 A a先被击中B b先被击中C a b同时被击中D 石子可以击中b而不能击中a 选取甲 乙两车的中任何一辆为参考系 则两石子相对甲 或乙 车的速度大小相同 且击中对方的相对位移也相同 因而可以得出a b两人同时被击中的结论 故C正确 点评 自然界的一切物体都处于永恒的运动之中 描述一个物体是否运动 首先要选某个物体作为参考系 参考系的选择是任意的 但选择应以描述运动简单 方便为原则 一般以地面上静止的物体作为参考系 某游艇沿直线河流匀速逆水航行 在某处丢失了一个救生圈 丢失后经时间t才发现 于是游艇立即返航去追赶 结果在丢失点下游距丢失点s处追上 设水流速恒定 游艇往返的划行速率不变 求水速 解法1 若以河岸为参照物 设水速为v 游艇划行速率为v1 从开始返航追赶到追上用时t 由题意得vt v1 v t vt v v1 t 解得t t 而s vt vt 所以 解法2 以水为参照物 则救生圈静止不动 游艇往返速率不变 故返航追上救生圈的时间也为t 从丢失到追上的时间为2t 在2t内 救生圈随水运动了s 故水速 2011届安徽安庆联考 2010年3月12日至14日 室内田径世锦赛在多哈举行 世锦赛上 甲 乙两运动员分别参加了在主体育场举行的400m和100m田径决赛 且两人都是在最内侧跑道完成了比赛 试分析两运动员的路程和位移关系 2 位移与路程 解析 位移仅与物体的初末位置有关 而与路径无关 一般情况下路程大于位移 只有在单向直线运动中物体的路程才等于位移 田径场上的跑道如图所示 400m比赛要从起点环绕跑道一圈 最内侧跑道的起点和终点重合 因此 路程s甲 400m 位移x甲 0m 而100m比赛是直道 路程s乙 100m 位移x乙 100m 显然x甲 x乙 s甲 s乙 点评 路程和位移的运算法则不同 对一般的机械运动 x位 s路 当物体做单向直线运动时 x位 s路 一位电脑爱好者设计了一个 猫捉老鼠 的动画游戏 如图1 1 1所示 在一个边长为a的大立方体木箱内的一个顶角G上 老鼠从猫的爪间逃出 选择了一条最短的路线奔向洞口A 则老鼠从G到A的位移为 图1 1 1 3 速度与速率列车第四次提速后 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 根据平均速率的定义可知 求平均速率必须明确对应的哪段路程与通过这段路程的时间 由表中可知列车从蚌埠至济南运动的路程为s 966km 484km 482km 运行时间t 4 65h 则平均速率 103 66km h 点评 速度都是矢量 速率都是标量 速度描述物体运动的快慢及方向 而速率只能描述物体运动的快慢 瞬时速率就是瞬时速度的大小 但平均速率不一定等于平均速度的大小 只有在单方向直线运动中 平均速率才等于平均速度的大小 即位移大小等于路程时才相等 一列火车沿平直轨道运行 先以10m s的速度匀速行驶15min 随即改以15m s的速度匀速行驶10min 最后在5min内又前进1000m而停止 则该火车在前25min及整个30min内的平均速度各为多大 它通过最后2000m的平均速度是多大 答案 前25min的平均速度 12m s整个30min内平均速度 10 6m s最后2000m的平均速度 5 45m s 4 匀速直线运动如图1 1 2所示 相邻两车站间距相等 在一条直线上 车在两站间匀速行驶时速度均为v车 每次靠站停顿时间均为t 某同学位于车站1与车站2之间离车站2较近的某一位置 当车从车站3开动的同时 他向车站2以速度v人匀速奔跑 并恰能赶上汽车 车长不计 图1 1 2 于是该同学得出结论 若他仍以此平均速度从原位置向车站1奔跑 也一定能赶得上这辆班车 请你通过计算判断这位同学的结论是否正确 并分析此结论成立的初位置须满足的条件是什么 这位同学的结论不正确 能不能赶上车与初始位置有关 设该同学初始位置与车站2的距离为x 向车站2奔跑的时间关系为若向车站1奔跑也恰能赶上此班车 则须满足的时间关系为以上二式若满足条件应L x 2x 即结论才成立 点评 匀速直线运动并不常见 我们可以把一些运动近似地看成是匀速直线运动 如 滑冰运动员停止用力后的一段滑行 站在商场自动扶梯上的顾客的运动 等等 易错题1 人在匀速前进的火车车厢里竖直向上跳起 为什么不会落到起跳点的后面 错解 火车在匀速前进 由于地球的吸引力 人将随着火车一起运动 所以 人跳起后不会落到起跳点的后面 错解分析 上述解答实际上是答非所问 问的是 为什么不会落到起跳点的后面 而不是问 为什么人会落到车厢地板上 正解1 以路边树木为参考系 火车和人同样做匀速直线运动 当人跳起后 虽然火车要向前运动 但人由于惯性 也保持原来的速度向前运动 所以人还会落回原处 正解2 以车厢为参考系 车厢是静止的 人也是静止的 当人竖直跳起后 在水平方向没有受力 当然要落回原处 不会落到起跳点的后面 点评 判断一个物体是运动还是静止 跟参考系的选择有关 在一个具体问题中 参考系是可以任意选择的 不过选择的参考系不同 物体的运动情况也就不同 解题过程也就不一样 如果参考系选择得当 将会大大简化解题过程 易错题2 在下列情况下 物体可以看成质点的是 A 研究一列火车全部通过桥所需的时间B 研究人造地球卫星绕地球飞行C 研究地球自转规律D 研究撑竿跳高运动员从起跳到落地的过程 错解 质点一定是体积 质量都较小的物体 撑竿跳高运动员可以看成质点 选D 错解分析 质点不一定是体积 质量都较小的物体 如果在我们研究的问题中 物体的大小 形状 各部分运动的差异不起作用 或是次要的因素 则可以把该物体视为质点 正解 火车上各点运动状态相同 但研究的问题是全部火车通过桥的时间 因此车身的长度不能忽略 火车不能视为质点 所以选项A是错的 人造地球卫星绕地球飞行的过程中 卫星的大小与所研究的空间范围相比是一个很小的量 可以把卫星看成质点