机械运动的基本概念.doc

机械运动的基本概念知识要点：一、机械运动 一个物体相对于另一个物体位置的改变，称为机械运动。机械运动是自然界中最普遍的运动形式。自然界中任何物体都在不停地做着机械运动。自然界中没有不动的物体，也不存在没有物质的运动，运动是物质的存在形式和固有属性。在物理学中，研究物体做机械运动规律的分支叫做力学。人们在力学的研究中，不仅了解了物体做机械运动的规律，还创造了科学研究的基本方法，力学是物理学的基础，也是物理学及其它科学研究的典范。二、物体和质点由于任何物体都有一定的大小和形状，物体各部分的运动情况一般来说并不一样，要准确的描述物体的运动并不是一件容易的事。物理学中为了研究问题方便，常突出研究问题的主要矛盾，而对一些无关问题和次要矛盾的研究忽略不计， 即忽略某些物体的大小和形状，而把它们简化为一个有质量的点。1、质点的定义：用来代替物体的有质量的点质点是力学模型中的一种科学抽象，没有大小，但集中了物体的全部质量，是一种理想化的模型。应该知道,理想模型是实际物体的一种科学的抽象, 是实际物体的一种近似，是为了便于着手研究物理学采用的一种方法, 取这种方法是抓住问题中物体的主要特征, 简化对物体的研究。今后还会常用: 如高中物理将要学到的匀速直线运动、理想气体、点电荷, 理想变压器都属于理想模型。2、在什么情况下物体可以看做质点？我们把物体看成质点是在研究问题中, 物体的形状、大小各部分运动的差异是不起作用的或是次要的因素。这有两种情况: 物体各部分运动情况相同的物体物体的线度可以忽略时，问题中所涉及的线度远远大于物体的线度。例如我们在运动会上投掷手榴弹、铅球、标枪时如何测量距离计成绩，此时常常不考虑物体各部分运动的差异, 而物体简化为一个没有大小、形状的点。又如研究地球公转时可把地球看成质点, 但研究地球上昼夜交替时要考虑地球自转, 不能把地球看成质点。应该指出绝不能误解为小物体可以看成质点, 大物体就不能看成质点。质点是一个抽象概念，可看成质点的物体实际上往往并不很小，因此不能把它和微观粒子(如电子，原子等)混同起来。研究质点模型的意义有两个方面: 在物体、形状、大小不起主要作用时把物体看成一个质点；在物体形状、大小起主要作用时, 把物体看成由无数多个质点所组成。所以研究质点的运动, 是研究实际物体运动的近似和基础。在中学力学中研究对象如不特别指出(除非涉及到转动)即是质点。三、参考系：研究物体的运动时，必须选择另一个假定为不动的物体作为标准。这个选来作为标准的假定不动的物体叫做参考系。要研究运动，没有参考系不行。例如我们在生活中常常说山川、树木、房屋是静止的、不动的，关键在于我们认为大地是不动的，通过大地来考察山川、树木的状态。我们在坐飞机的时候，飞机的速度虽然很大，但是周围没有参考系，感觉不到飞机运动。需要注意的是：1描述物体是否运动取决于物体相对于参考系的位置是否变化。由于被选来做参考系的物体并不是真正静止的，所以运动的描述只能是相对的。2同一物体相对于不同的参考系，运动状况可能不同。例如，平时我们说树木、房屋是静止的，这是以地面作为参考系，而坐在行驶的火车里的乘客则认为路旁的树木和房屋在运动，这是以火车车厢作为参考系的。3运动是绝对的，但对运动的描述是相对的。例如“闪闪红星”歌曲中唱的“小小竹排江中游, 巍巍青山两岸走”说明坐在竹排上的人选择不同的参考系观察的结果常常是不同的, 选河岸为参考系, 竹排是运动的, 选竹排为参考系, 竹排是静止的, 河岸上的青山是后退的。这既说明选参考系的重要性, 又说明运动的相对性。如果选太阳为参考系地球及地球上的一切物体都在绕太阳运动, 若以天上的银河为参考系, 太阳是运动, 进而得出没有不运动的物体, 从而说明运动是绝对的, 静止是相对的。4参考系的选择是任意的，但是应该以观测方便并使运动的描述尽可能简单为原则。在研究地面上物体的运动时，我们常常选取大地作参考系。例如我们说汽车是运动的, 楼房是静止的是以地面为参考系, 我们说, 卫星在运动, 是以地球为参考系。四、坐标系、位置、位移与路程1.位置与坐标系在选定参考系之后，为了定量地描述质点的位置和位置随时间的变化，必须在参考系上选择一个固定的坐标系。一般在参考系上选定一点作为坐标系的原点，取通过原点并标有长度的线作为坐标轴。因此，对于描述物体的位置变化来说，坐标系起着刻度标尺的作用。参考系确定之后，坐标系的类型、坐标原点位置、坐标轴方向都可以根据需要选择，但参考系一经确定，所描述的某个物体运动的快慢、轨迹的形状等就是确定的，不会因坐标系的选择不同而有所不同。物体沿直线运动时，我们可取这条直线为坐标轴，并在在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系，质点的位置就可用坐标上一个带正负号的数值来确定。例如，若某一物体运动到A点（如图甲），此时它的位置坐标xA=3m, 若它运动到B点，此时它的位置坐标xB=-2m。 2.位移与路程（1）位移:质点在运动过程中，位置随时间连续变化，质点位置的改变量就是位移。用从初位置指向末位置的一条有向线段表示。位移的大小等于初、末位置间的直线距离；位移的方向是由初位置指向末位置。例如物体从位置x1运动到位置x2(如图乙)，那么x2- x1就是物体的位移。 其大小x=x2x1。其方向自x1始指向x2。当x0，表示位移方向与坐标轴正方向相同，当x0，表示位移方向与坐标轴正方向相反。例如图甲中物体从A点运动到B点的位移是：=(-2)-3=-5m，负号表示方向与x轴正方向相反。因此，用一个带正、负号的位移数值就可以把位移的大小和方向都表示出来了。位移只与物体运动的始末位置有关，而与物体运动的具体路径无关。例如: 从甲地到乙地如图所示: 可以沿直线从甲到乙地, 起点为甲地的A点, 终点是乙地的B点, 则位移大小为线段AB长, 方向从A到B方向, 还可沿ACB曲线由甲地到乙地, 还可沿折线ADB从甲地到乙地, 尽管通过的路径不同, 但它们的起点和终点相同, 所以位移一样。 （2）路程：路程是运动物体的轨迹的长度。只有大小，无方向。如果物体从甲地A点沿直线到乙地的B点，其路程为线段AB的长度；若沿ACB曲线由甲地到乙地, 其路程为ACB曲线的长度；若沿折线ADB从甲地到乙地, 其路程为ADB折线的长度。通过的路径不同,路程也不同。（3）位移和路程的区别位移是表示质点位置变化的物理量, 可以用由初位置到末位置的有向线段来表示, 位移既有大小, 又有方向, 与路径无关。路程是物体运动的实际路线或轨迹的长度，只有大小, 没有方向。只有当物体做单方向的直线运动时，路程与位移的大小相等, 其他情况下, 路程的数值都大于位移的数值。五、标量、矢量物理学中，像位移这样的既有大小，又有方向的物理量叫做矢量，像路程、质量、温度这样的只有大小，没有方向的物理量叫做标量。标量只有大小，没有方向的物理量矢量既有大小，又有方向的物理量矢量的加法与标量的加法不同，不能简单的加减，例如：物体从图中运动到再运动到，则全程的位移就是从指向。 六、时刻和时间间隔1时刻：时刻反映的是时间里的某一点。例如8：10分上课，“8：10分”就是初始时刻，8：55分下课，“8：55分”就是终了时刻。2时间：时间反映一段时间的间隔。例如上午8时开始上课，到8时45分下课，这里的8时和8时45分就是这一节课开始和结束的时刻，这两个时刻之间相隔45分钟，就是上课所经历的时间。时间与记时起点无关。时间与时刻都是标量。3. 用一个数轴表示时间轴，如图： 在表示时间的数轴上，时刻用点来表示，时间间隔用线段来表示。如原点O表示计时开始时刻或称作1秒初；A对应的点代表1秒末或2秒初；B对应的点代表2秒末或3秒初，依次类推。A、B两点间的线段表示的时间间隔是1秒，称作第2秒。4. 注意几种说法：第1秒末，在轴上表示A点；第2秒初与第1秒末是同一时刻；在轴上都表示A点；秒末，表示的是轴上点；第秒内表示的是从第秒初或第秒末（即轴上A点）到第秒末或第秒初（即轴上B点）这段时间，间隔是秒；前秒或前秒内，表示从0时刻到第秒末（即轴上O点到C点）这段时间，间隔是3秒。5. 时刻和时间区别 时间反映一段时间间隔, 如“一节课的时间是45分钟”“一秒内”“第二秒”等都表示时间。而时刻反映的是时间里的某一点, 如上第一节课的时刻是“八点十分”“一秒末”“第三秒初”等表示的是时刻。对于运动物体, 时刻与位置对应, 时间与位移对应。例题分析：例1、下列关于质点的说法中，正确的是：（ ）A、体积很小的物体都可看成质点B、质量很小的物体都可看成质点C、不论物体的质量多大，只要物体的尺寸跟物体间距相比甚小时，就可以看成质点D、只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点答案：C分析：一个实际物体能否看成质点，跟它体积的绝对大小、质量的多少以及运动速度的高低无关，仅决定于物体的尺寸与物体间距相比的相对大小。例如，地球可称得上是个庞然大物，其直径约为1.28107m，质量达到61024kg，在太空中绕太阳运动的速度每秒几百米。由于其直径与地球离太阳的距离(约1.51011m)相比甚小，因此在研究地球的公转运动时，完全可以忽略地球的形状、大小及地球自身的运动，把它看成一个质点。例2、在研究下列运动时，物体能看做质点的是：（ ）A、在研究乒乓球在空间运动时；B、在研究乒乓球旋转时；C、在研究火车通过九江长江大桥所需时间时；D、在研究火车在京九铁路上运动所需的时间时。答案：AD分析：如果物体各部分运动的差异对研究的运动没有什么影响时，则可视物体为质点。A就只是研究乒乓球在空间的运动情况，与球的旋转无关，所以此时可把球视为质点。如果运动物体的大小不起主要作用时，则可视为物体为质点。火车的长短及其运动速度，在通过大桥时起着相当的作用的，而京九铁路上，它的长度则微不足道了，所以D时火车可视为质点。例3、甲、乙两辆车位于一条公路上，甲车上的人看到乙车是倒退行驶，则乙车相对于路面的运动情况可能是：( )A、静止；B、不可能静止；C、同方向运动，但比甲车运动慢些；D、同方向运动，比甲车运动快。答案：AC分析：看到乙车倒退，此时甲车上的人是以自己（或甲车）做参考系，认为自己静止不动。所以只有乙车静止或乙车运动慢才有可能。例4、甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看一高楼在向下运动；乙中乘客看甲在向下运动：丙中乘客看甲、乙都在向上运动这三架电梯相对地面的运动情况是：（ ）A、甲向上、乙向下、丙不动B、甲向上、乙向上、丙不动C、甲向上、乙向上、丙向下D、甲向上、乙向上、丙也向上，但比甲、乙都慢答案：B、C、D分析：电梯中的乘客观看其他物体的运动情况时，是以自己所乘的电梯为参考系甲中乘客看高楼向下运动，说明甲相对于地面一定在向上运动；同理，乙相对甲在向上运动，说明乙对地面也是向上运动，且运动得比甲更快；丙电梯无论是静止，还是在向下运动，或以比甲、乙都慢的速度在向上运动，丙中乘客看甲、乙两电梯都会感到是在向上运动。例5、一个质点沿两个半径为R的半圆弧由A运动到C，如图。则它的位移和路程分别为：（ ） A、4R，2RB、4R向东，2R向东C、4R向东，4RD、4R向东，2R答案：D分析：位移是表示质点位置变化的物理量, 可以用由初位置到末位置的有向线段来表示, 质点由A运动到C的位移大小为AC直线的长度4R，方向由A到C，即向东。路程是物体运动的实际路线或轨迹的长度，质点由A运动到C的路程为两半圆弧的长度2R。巩固练习：1、下列说法正确的是：（ ）A、研究物体的运动只能选择地面为参考系B、研究物体的运动，参考系选择任意物体，其运动情况一样C、选择不同参考系，物体的运动情况可能不同 D、研究物体的运动，必须选择参考系2、坐在匀速行驶的列车里的乘客，看到铁路两旁的树迅速向后退，这位乘客所选取的参照物是：（ ）A、路旁的树木 B、地面 C、迎面驶来的列车 D、坐在列车中的乘客3、下列说法正确的是：（ ）A、甲、乙两人以相同速度向正东方向行走，若以甲为参考系，则乙是静止的B、甲、乙两人以相同速度向正东方向行走，若以乙为参考系，则甲是静止的C、两辆汽车在公路上沿同一直线行驶，且它们之间的距离保持不变。若观察结果是两辆车都静止，选用的参考系，可能是其中的一辆汽车D、两人在公路上行走，速度大小不同，方向相同，则选择其中任一人为参考系，两人都是静止的4、下列关于质点的说法正确的是：（ ）A、只有体积很小的物体才能看成质点B、只有质量很小的物体才能看成质点C、只要物体各部分的运动情况都相同，在研究其运动规律时，可以把整个物体看成质点D、在研究物体运动时，物体的形状和体积属于无关因素或次要因素时，可以把物体看作质点5、下列情况中的物体可以看成质点的是：（ ）A、研究绕地球运行的人造卫星 B、研究一列从北京开往上海的列车C、研究开或关的门 D、研究在水平推力作用下沿水平面运动的木箱6、下列关于路程和位移的说法中正确的是：（ ）A、位移就是路程 B、路程是标量，就是位移的大小C、只有作直线运动的位移大小才等于路程D、只有单方向的直线运动的位移大小才等于路程7、在高速向东行驶的火车上，一人从车头向车尾方向行走（车速远大于人速）。若以火车为参考系，此人位移的方向为 ，若以地面为参考系，此人位移的方向为 。8、如图所示，质点沿直线Ox运动，规定以Ox方向为正，则：质点从A到B的位移为 ；从B到C的位移为 ；从C到A的位移为 。 9、现有皮球从离地面5m高处下落, 经与地面接触后弹跳到离地面高4m处接住，则皮球的位移大小为 ，方向 ，路程为 。10、小球从A点出发，沿图所示的半径为r的圆周逆时针方向运动，则小球转过圆周时发生的位移大小是_，方向为_，小球所通过的路程为_。 参考答案：1、CD2、D3、ABC4、CD5、ABD6、D7、向西，向东 8、5m，3m，-8m 9、1m，竖直向下，9m 10、2r；水平向右； 速度变化快慢的描述-加速度学习重点：1、知道加速度的物理含义 2、理解加速度的定义，会用公式进行计算3、知道加速度的单位及其矢量性 4、知道匀变速直线运动的特点 5、会从v-t图像上看加速度知识要点：一、变速直线运动我们日常看到的直线运动，往往不是匀速的，例如飞机起飞时运动得越来越快，在相等时间里的位移是不相等的。物体在一条直线上运动，如果在相等时间里的位移不相等，这种运动就叫做变速直线运动。二、速度的改变量v1）定义：设t=0时刻物体的速度为v0，t时刻物体的速度为vt，我们定义v=vt-v0为速度的改变量。速度的改变量即两个时刻速度的矢量差。2）求法：由于vt与v0是矢量，所以v也是矢量。其运算与由矢量运算的法则确定。物体沿直线运动时，可以规定一个方向为正方向，则相反的方向为负方向，这样就可以用“+”、“-”号来表示速度的方向，从而将矢量运算简化为标量运算。例1：一个物体沿东西方向运动，t=0时的速度为4m/s，方向向东，t=2s时速度为8m/s方向向东；t=4s时速度为2m/s，方向向东，求：前2s内和后2s内的速度变化量。分析：取向东方向为正方向，则t=0时的速度v0=4m/s，t=2s时的速度v2=8m/s，t=4s时的速度v4=2m/s前2s内速度的变化量v1=v2-v1=8-4=4m/s后2s内速度的变化量v2=v4-v2=2-8=-6m/sv1为4m/s，表示速度的量方向向东，大小为4m/s；v2为-6m/s，表示速度的增量方向向西，大小为6m/s。二、加速度不同的物体速度变化的快慢往往是不同的。比较下列几种运动，哪种运动速度改变快？运动物体速度改变量所用时间单位时间内速度改变量铅球17m/s0.2s85m/s汽车20m/s4s5m/s炮弹250m/s0.005s5104m/s取定同一标准，如在单位时间里，速度改变量越大，则表示物体速度变化越快。显然，炮弹的速度变化最快。我们已经用速度这个物理量来描述物体运动的快慢。同样为了描述速度变化的快慢，我们引入加速度这个物理量。1、物理意义：加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。2、定义：加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用时间的比值。3、公式：，其中a表示加速度，v0表示物体在开始时刻的速度（初速度）， vt表示经过一段时间t末了时刻的速度（末速度）。注意：求加速度时，必须是末速度减去初速度。4、国际单位：米/秒2，符号为m/s2，读做“米每二次方秒”5、方向：加速度是矢量，其方向始终与速度的改变量v的方向相同。在直线运动中，加速度的方向可以用“+”、“-”来表示，如果规定初速度的方向为正方向，则加速度为“+”时，表示加速度方向与初速度方向相同，末速度大于初速度，运动物体速度随时间不断增加；加速度方向为“-”时，表示加速度方向与初速度方向相反，末速度小于初速度，运动物体速度随时间不断减小。6、加速度方向和运动的关系：当a与v0方向相同时，v随时间增大而增大，物体做加速运动；当a与v0方向相反时，v随时间增大而减小，物体做减速运动；当a=0时，速度随时间不发生变化，物体做匀速直线运动；注意：物体运动速度是增大还是减小只与加速度与初速度的方向有关，而与加速度的大小变化无关。例如物体的加速度方向与初速度方向相同时，即使加速度是变小的，物体的速度仍然是增加的。7、速度、速度变化量及加速度的比较：比较项目速度v速度的改变量v加速度a物理意义描述物体运动快慢的物理量表示速度改变的大小和方向的物理量描述物体速度变化快慢的物理量定义式或 v=vt-v0或 单位ms-1（m/s）ms-1（m/s）ms-2（m/s2）方向与位移s（或s）同向由矢量运算的法则确定与速度变化vt-v0(或v)同向联系与区别v表示速度的改变量，v大时，v可大可小也可以为零；a是比值，是速度的变化率，即单位时间里速度的改变量，它只是一个量度式，不是决定式，其大小反映速度改变的快慢，与v、v都没有必然的联系。v大时，a可大可小也可以为零，v大时，a也可以很小。例2：关于速度和加速度的关系，以下说法正确的是：（ ）A物体的速度为零时，其加速度必为零B物体的加速度为零时，其运动速度不一定为零C运动中物体速度变化越大，则其加速度也越大D物体的加速度越小，则物体速度变化也越小分析：要知道物体运动的加速度与速度之间并没有直接关系。物体的速度为零时加速度可以不为零，如拿在手中的物体在松开释放它的瞬时就是这种情况；物体的加速度为零时，其速度可以不为零，作匀速飞行的飞机就具有这个特点。加速度是反映速度变化快慢的物理量，而不是速度变化的多少。如果只知道速度变化的多少，而不知道是在多长时间内发生的这一变化。我们就无法判断它的速度变化是快还是慢。比如速度变化很大的物体，如果发生这一变化所用的时间很长，加速度可以很小，相反，速度变化虽然较小，但是发生这一变化所用的时间确实很短，加速度都可以很大。由加速度的定义可知，速度的变化量v与加速度a及时间t两个因素有关。因此加速度小的物体其速度变化不一定小，而加速度大的物体其速度变化不一定就大。由以上分析可知正确的是B选项。例3：计算下列物体的加速度：（ ）(1)一辆汽车从车站出发作匀加速运动，经10s速度达到l08km/h(2)高速列车过桥后沿平直铁路匀加速行驶，经3min速度从54km/h提高到180km/h(3)沿光滑水平地面以l0m/s运动的小球，撞墙后以原速大小反弹，与墙壁接触时间为0.2s分析：由题中已知条件，统一单位、规定正方向后，根据加速度公式，即可算出加速度。规定以初速方向为正方向，则（1）对汽车 v0=0，vtl08km/h30m/s，t=10s，则（2）对列车 v0=54km/h=15m/s，vtl80km/h50m/s，t=3min=180s，则 2（3）对小球 v0=10m/s，vt-10m/s，t=0.2s，则说明：由题中可以看出，运动速度大、速度变化量大，其加速度都不一定大。特别注意，不能认为，必须考虑速度的方向性，计算结果a3=-100m/s2，表示小球在撞墙过程中的加速度方向与初速方向相反，是沿着墙面向外的，所以使小球先减速至零，然后再加速反弹出去。四、匀变速直线运动观察以下两组数据，表示汽车与火车在前5s内沿直线运动的情况。时刻（t/s）012345汽车（V汽/m/s）048121620火车（V火/m/s）00.40.81.21.62我们发现：1）汽车与火车的速度都是增加的；2）汽车每秒速度增量为4m/s，即相等的时间间隔里（1s），汽车速度的增量都相等。火车每秒速度增量为0.4m/s，即相等的时间间隔里（1s），火车速度的增量也都相等。1、定义：在变速直线运动中，如果在任意相等的时间内速度的改变都相等，这种运动就叫做匀变速直线运动。匀变速直线运动是变速运动中最基本、最简单的一种。应该指出：常见的许多变速运动实际上并不是匀变速运动，可是不少变速运动很接近于匀变速运动，可以当作匀速运动处理，所以匀变速直线运动也是一种理想化模型。2、特点：在任意相等的时间间隔内，速度的变化量都相同，加速度a恒定。这是匀变速直线运动的基本特征。3、分类：（1）匀加速直线运动：速度逐渐增大的匀变速直线运动。（2）匀减速直线运动：速度逐渐减小的匀变速直线运动。4、若规定初速度方向为正方向：（1）在匀加速直线运动中，vtv0，a0。即加速度的方向与速度方向（运动方向）相同。（2）在匀减速直线运动中，vtv0，a0。即加速度的方向与速度方向相反。例4：物体作匀加速直线运动，已知加速度为2m/s2，那么在任意1s内：（ ）A物体的末速度一定等于初速度的2倍B物体的末速度一定比初速度大2m/sC物体的初速度一定比前ls内的末速度大2m/sD物体的末速度一定比前ls内的初速度大2m/s分析：在匀加速直线运动中，加速度为2m/s2，表示每秒内速度变化(增加)2m/s，即末速度比初速度大2m/s，并不表示末速度一定是初速度的2倍。所以选项A错误，B正确。在任意ls内，物体的初速度就是前1s的末速度，而其末速度相对于前1s的初速度已经过2s，当a2m/s2时，应为4m/s。所以选项CD错误。说明：研究物体的运动时，必须分清时间、时刻、几秒内、第几秒内、某秒初、某秒末等概念。五、从图象理解加速度匀变速直线运动的速度图象是一条直线，如图所示。 由图中可以看出，匀变速直线运动的速度图象中，图线的斜率正好反映了匀变速直线运动的加速度，即：=k=tan，所以在速度图象中，图线越陡，即图线的斜率越大，则表示物体的加速度越大。如果速度图象中的速度图线不是直线，则不同时刻曲线的斜率不同，表明物体运动的加速度不同，即物体作变速直线运动。从图线斜率的变化中可以判断物体加速度的变化。例5：如图所示为一物体沿直线运动的图线，则质点在04秒内做 运动，加速度为 。质点在48秒内做 运动，加速度为 。质点在810秒内做 运动，加速度为 。2秒末的速度为 。在第 秒末，物体开始反向运动。解析：速度图线斜率的物理意义是加速度，斜率的大小代表加速度的大小，斜率的正负代表加速度的正负。由图可知：04秒内物体做匀加速直线运动，加速度等于速度图线的斜率即a= （m/s2）；48秒内物体做匀速直线运动，加速度a=0；810秒内物体做匀减速直线运动，加速度等于速度图线的斜率即 m/s2；由图可知，2秒末物体速度为10m/s，10秒末物体速度减为零，开始反向。巩固练习：1、下列说法中正确的是：（）A、加速度增大，速度一定增大；B、速度改变量越大，加速度越大；C、物体有加速度，速度就增加；D、速度很大的物体，其加速度可以很小；2、以下关于加速度的说法正确的是：（ ）A、加速度是表示物体运动的快慢的物理量。B、加速度是表示物体速度变化的物理量。C、加速度是速度的变化量。D、加速度是物体速度的变化率。3、匀加速直线运动是：（ ）A、速度变化总相等的运动 B、加速度均匀变化的运动C、速度变化快慢恒定的运动 D、加速度恒定的运动4、质点作匀变速直线运动时：（ ）A、相等时间内的位移变化相等 B、相等时间内的速度变化相等C、相等时间内的加速度变化相等 D、瞬时速度的大小不断变化，方向一定不变5、一辆小车沿平直导轨运动，测得第2s末、第4s末、第6s末、第8s末的速度分别为Vl1.5m/s、V23m/s、V3=6m/s、V49m/s，则这辆小车在这8s内的运动是：（ ）A、匀速运动 B、匀加速运动 C、匀变速运动 D、非匀变速运动6、若汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则：（ ）A、汽车的速度也减小 B、汽车的速度仍在增大C、当加速度减小到零时，汽车静止 D、当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大7、以18ms的速度行驶的火车，制动后经15s停止，求：火车的加速度。8、对比以下两个图象，说说有哪些不同？参考答案：1、D2、D（注意v，v，的区别）3、CD 4、B提示：在匀减速直线运动中，速度方向可能变化5、D6、B，D提示：a与v同向，汽车作加速运动，a减小，表示每秒速度的增加减小，但车速仍增大，直至a0，车速增至最大，以后匀速前进7、1.2ms（注意方向）8、左图为V0=0的匀变速直线运动的物体的t图象，Vt=at，反映了速度随时间正比变化规律，其斜率为加速度a。右图为匀速直线运动的物体svt的图象，反映了位移随时间正比变化规律，其斜率为速度v0。探究小车速度随时间变化的规律一、问题思考1怎样构思探究物体的速度随时间变化规律的实验方案？参考思路：（1）创设条件让物体运动：如让物体沿平面运动，沿斜面运动，沿竖直方向运动等。（2）设法记录物体在不同时刻的位置：如例如通过打点记时器打出的纸带实现，通过闪光照相记录，通过光电门和数字记时装置完成。2、根据什么思想方法测定物体做变速直线运动的瞬时速度？测定物体的瞬时速度需要知道那些物理量？ 参考思路：当物体运动的时间间隔很小时，在这段时间内的平均速度都非常接近于此过程中每一点的瞬时速度，或者说在很短的时间内物体速度的变化很小，近似认为物体做匀速直线运动，这个平均速度认为等于此过程中每一点的瞬时速度，这就是微积分的思想。因此，要测定物体在某一点的瞬时速度需要在该点附近取一段很小的位移测量其大小和所用的时间。3、记录物体的位置随时间变化情况的手段有哪些？参考思路：通过打点记时器打出的纸带实现，通过闪光照相记录，通过光电门和数字记时装置完成。二、实验探究【实验器材】（1）附有滑轮的长木板；（2）小车；（3）带小钩的细线；（4）钩码几个；（5）打点记时器；（6）纸带；（7）刻度尺；（8）学生电源、导线。【实验器材的安装】（1）长木板要水平放稳。（2）将打点记时器固定在长木板远离滑轮的一端（3）调节长木板一端的滑轮让跨过滑轮拉小车的细线与跟长木板平行。（4）使小车的运动方向沿着长木板且与拉直的纸带、限位孔在一条直线上。（5）将低压交流电源与打点记时相连。【实验操作】（1）将纸带固定在小车上，让小车靠近打点记时器，细线跨过定滑轮挂上适量的钩码。（2）接通电源释放小车，同时用一只手放在滑轮处，挡住小车防止落地。（3）将打点的纸带取出，改变钩码的重量，重复上述过程再打出几条纸带。问题思考：1、为什么牵引小车的细线要与平板保持平行为好？参考思路：牵引小车的细线与平板保持平行时，作为研究对象的小车受到的各个力，尤其是细线拉力的方向和摩擦力的大小保持不变，其效果就是小车的运动情况稳定，速度的变化也是稳定的。2、在安装时，长木板的一端略高，会影响探究小车速度随时间变化的规律吗？参考思路：不会的，因为小车的受力情况仍然是稳定的，长木板一端位置的抬高或降低产生的效果和所挂钩码的增大和减小相类似。3、实验时，拉动小车的钩码的重量不同，打出的纸带有何不同？拉动小车的钩码的重量过大，可能会给探究带来不便，这不便之处是什么？参考思路：实验时拉动小车的钩码的重量越大，小车运动相同的距离获得的速度也越大小车速度变化的越快，这一运动过程所用的时间越短，纸带上打出的点子越少。同时小车运动过快时可能会带来阻力的变化和运动的不稳定，当纸带上打出的点子过少时，对于获取多组数据探究小车的运动规律带来不便。【数据的测量与处理】（1）选择点迹清晰的纸带，确定记时起点，根据纸带上打出的点的疏密确定每隔几个点取一个记数点，并在各点上标注字母或数字如图所示 （2）测量零点到各记数点之间的距离：OA,OB, OC ,OD, OE , OF ,OG。（3）明确相邻两记数点之间的时间间隔T=nT0（4）求出物体在各记数点的瞬时速度 （5）将不同时刻及其对应的瞬时速度填入表格中：时刻T2T3T4T5T6T速度V1V2V3V4V5V6问题思考：1、为什么一般不以纸带上打出的第一个点为记时起点？参考思路：纸带上刚开始打出的点非常密集，记数点之间的距离一般很小，测量误差较大，所以一般不以纸带上打出的第一个点为记时起点。2、为什么要每隔几个点取一个记数点？ 参考思路：在物体运动速度不大的情况下，直接打出的点之间的距离一般较小，给测量带来较大的误差，使速度的计算产生较大的误差。3、测量各记数点之间的距离，为什么要用长刻度尺从零点开始测量到各记数点的距离，通常并不是直接测量各个记数点之间的距离如AB=? BC=? CD=?参考思路：如果分段测量，在线段的两端都会产生读数误差，使长度的测量误差较大。4、求各记数点的瞬时速度时用， 行吗？为什么？而上面指出用， 的方法计算，那种方法更好些？参考思路：行。当物体运动的时间间隔很小时，在这段时间内的平均速度都非常接近于此过程中每一点的瞬时速度。但用后一种方法更好，因为小时间间隔内的平均速度比间隔起点的速度大而比间隔末端的瞬时速度小，用平均速度代替中间时刻的瞬时速度更加准确。待继续学习之后就会知道，后一种算法是准确的。【规律探究】图象探究和数据探究图象探究：做出速度随时间的变化图象即V-t图线，研究物体的速度随时间的变化规律。（1）在坐标纸上以速度为纵坐标，时间为横坐标建立直角坐标系。（2）根据所测量速度的大小、范围和坐标纸的格数对速度、时间选取适当的标度。（3）以瞬时速度和时间为坐标描点。（4）用平滑的曲线（包括直线）连接各点，得到速度时间图象如图所示。问题思考：1、如果你做出的速度时间图象是如图所示A、B、C三个图象，试分析所做图象不完美的原因是什么？怎样的图象才是完美的？参考思路：图象不完美的原因是标度选取不合适：A图像纵坐标单位长度表示的速度太大，时间标度选的比较合适。B图象是纵坐标选取合适而横坐标单位长度表示的时间过大。C图象则纵坐标和横坐标选取都不合适，都是单位长度表示的量过大。完美的图象应该使图线占据第一象限。2、若做出的图象延长后与纵轴交于一点，试说明这一点的意义和出现的原因。参考思路：图象延长后与纵轴交于一点，说明了物体在记时起点处具有速度，这个速度出现的原因是在处理纸带时，所选择的记时起点不是纸带上所打的第一个点。3、若描出的图象如图所示，你认为合适吗？应该如何描线？参考思路：不合适。因为大多数的点大致在一条直线上，连线时应该用直线。严重偏离直线的点，是由实验中的偶然因素造成的，应该剔除。4、本实验在规范操作的情况下得到如图1所示的速度时间图象，试描述这个做直线运动的物体速度如何变化？速度的变化有何特点？试对比分析图2、图3两个速度时间图象所描述直线运动的速度变化情况及特点。参考思路：图1的速度时间图线是一条向上倾斜的直线，说明物体的速度是在随时间均匀的增大着，加速度的大小和方向都不发生变化，是匀加速直线运动。图2所描述的物体的运动速度随时间越来越大，且速度的变化越来越快，即加速度越来越大。因为图线上每一点切线的斜率，表示纵坐标代表的物理量变化的快慢即物体的加速度。图3表示的物体做速度不断增大而加速度不断减小的变速运动。【实验结论】运动的物体在不变的力的作用下，其速度随时间均匀的变化，速度时间图线是一条倾斜的直线。三、思考与练习1、物体运动的速度时间图象上有许多关于物体运动的信息，试分析应该从那些方面入手挖掘？2、如图所示，试根据物体运动的速度时间图象描述物体的运动情况，并求出运动物体的加速度。3、如图所示，是用电磁打点记时器打出的一条纸带的一部分，上面的点是直接打出的点（1）对纸带进行测量并设计表格记录测量数据。（2）做出图象，说明物体的运动情况。（3）求出运动物体的加速度。（4）比较相邻两点之间的距离是怎样发生变化的？其变化规律是什么？参考答案及思路：1、从物体速度的变化及趋势、物体速度变化的快慢即加速度、加速度如何变化、初速度的大小、速度方向等方面入手考察。反映在图象上就是看物理量的增减情况、单调性、有无渐近线；图线切线的斜率及斜率的变化；图线与两坐标轴的交点即截距等。2、物体以10m/s的初速度沿正方向做匀减速直线运动，加速度a=0.5m/s2。用图象描述直线运动学习目标1、根据两维数据记录表建立两物理平面坐标图，理解物理图象与数学图象之间的关系。 2、能用图象描述匀速直线运动的xt，vt的关系。 3、知道“vt”图象中“面积”的含义，能从vt图象中求出物体运动的位移。学习重点和难点1、描点法描述xt图象，并从图象中获取反映的物理信息。 2、如何从图象中获取信息，理解xt图象和vt图象的区别。 3、怎样利用图象构建描述直线运动的物理规律。知识要点梳理知识点一位移时间图象（x-t图象）要点诠释：1、图象的物理意义在x-t图象中，横坐标表示从计时开始的各个时刻，纵坐标表示从计时开始的任一时刻的位置，即从运动开始的这一段时时间内，物体相对于参考点的位移，整个图象反映了物体的位置随时间的变化规律。2、匀速直线运动物体做直线运动，如果在任意时刻的速度都相等，即在任意相等的时间内通过的位移都相等，则物体做的是匀速直线运动做匀速直线运动的物体的位移-时间图象是一条倾斜的直线。如图1：图象上的一个点对应着物体在某时刻的位置。如图中P点表示在第2s末，物体的位置为距参考点正方向2m，Q点表示在第3s末，物体的位置为距参考点正方向3m。从图中也可确定物体在任意时间内的位移。如图中第3s内物体发生的位移为正方向的1m。图上各点切线斜率k=tan=表示速度v，即图线的倾斜程度反映物体运动的快慢，其倾斜程度越大，速度越快。斜率的大小表示做匀速直线运动物体的速度的大小，斜率的正负即为速度的正负。从图1可知，物体的速度为v=1m/s。3、几点说明 (1)物体的xt图象和物体的运动轨迹不同。 (2)若图象不过原点，有两种情况：图象在纵轴上截距表示开始计时物体相对于参考点的位移；图象在横轴上的截距表示物体过一段时间再从参考点出发。 如图2，图线开始时相对参考点的位移为x0，图线经过t0才从参考点出发。 (3)两图线相交说明两物体相遇，其交点A的横坐标表示相遇的时刻，纵坐标表示相遇处对参考点的位移。如图2中，图线和图线相交于A点，表示两物体在t1时刻相遇，其中x1表示相遇处对参考点的位移。 (4)图象是倾斜直线表示物体做匀速直线运动，图象是曲线则表示物体做变速运动，如图3中的、图线表示物体做匀速直线运动，表示物体做变速运动。(5)图象平行于t轴，即斜率为零，说明物体的速度为零，表示物体静止。如图3中图线；图象斜率为正值，表示物体沿与规定方向相同的方向运动，如图3中图线；图象斜率为负值，表示物体沿与规定方向相反的方向运动，如图3中图线。(6)图象与横轴交叉，表示物体从参考点的一边运动到另一边，如图3中的图线表示相距参考点x0一边运动到参考点。 知识点二速度时间图象（v-t图象）要点诠释：1、图象的物理意义在v-t图象中，横坐标表示从计时开始的各个时刻，纵坐标表示物体某时刻的速度，整个图象反映了物体的速度随时间的变化规律。由于，而v-t图象中的斜率k=，所以，斜率的大小即为加速度的大小，斜率的正负即为加速度的正负。2、匀速直线运动的vt图象匀速直线运动的速度v是恒定的，不随时间发生变化，所以vt图象是一条与横轴平行的直线，如图甲所示。图中，A的速度为正值表示其速度方向与规定的正方向相同，B的速度为负值，表示它的速度方向与规定的正方向相反。在比较A、B速度的大小时，应该有：vAvB 。3、变速直线运动的vt图象在变速直线运动中，如果在任意相等的时间内速度的改变都相等，这种运动叫匀变速直线运动，它的vt图象是一条倾斜直线，如图乙所示，A表示匀加速直线运动的vt图象，B表示匀减速直线运动的图象。4、非匀变速直线运动的vt图象 物体做直线运动时，如果在相等的时间内速度改变不相等的叫非匀变速直线运动，它的 vt图象是一条曲线，如图丙所示： 5、vt图象的应用(1)可求出任一时刻的速度。 (2)可求出达到某一速度所需的时间。 (3)可求出某段时间内发生的位移。 运动质点在某段时间t内发生位移的大小是vt图象与坐标轴及t的始、末时刻线段所围面积的数值，如图：规律方法指导1. 善于用图象来描述和研究问题物理量之间的关系可以用公式表示，也可以用图象表示，利用图象能给问题带来很强的直观性，可以比较方便地处理实验（或观测）结果，找出事物的变化规律。以后我们还会遇到更多的用图象来处理物理量之间的变化规律的问题，所以，现在我们就要重视图象的学习。2、几个易混淆的问题(1)匀速直线运动和变速直线运动的区别物体在一条直线上运动，如果在任意相等的时间里位移都相等，则为匀速直线运动，如果在相等的时间里位移不相等，则为变速直线运动。 (2)xt图象与物体运动的实际路线有着本质的区别xt图象反映的是物体的位置随时间变化的关系，并不是质点运动的轨迹。(3)x-t图象和v-t图象的不同 位移时间图象（x-t图象）速度时间图象（v-t图象）物理意义表示质点位置随时间变化的关系(注意图象不是质点运动轨迹)反映质点速度随时间变化的关系图象。从图象可获得的信息a位置与时刻的对应关系；图象与x轴的交点表示物体的初位置。b图象的斜率表示速度的大小和方向（斜率的正负表示速度的方向）。c判断物体的运动性质：图象与时间轴平行表示物体静止；图象是倾斜的直线，表示物体做匀速直线运动；图象是曲线，表示物体做变速运动。d. 交点的纵坐标表示三个运动质点相遇时的位置a瞬时速度与时刻的对应关系；图象与v轴的交点表示初速度，根据速度的正负判断运动的方向，速度为正，表示物体沿正方向运动；速度为负，表示物体沿负方向运动。b速度图象的斜率表示加速度的大小和方向（斜率的正负表示加速度的方向）c判断物体运动的性质：在v-t图象中，平行于时间轴的直线表示做匀速直线运动；和时间轴重合的直线表示静止；倾斜的直线表示做匀变速直线运动；曲线表示做变加速直线运动。d. 交点的纵坐标表示三个运动质点的共同速度注意：v-t图象相交的点不是质点相遇的点（只有从同一地点出发，且“面积”代数累计相等时，质点才会相遇）。e速度图象和时间轴所围成的面积表示位移的大小，且t轴上方取正值，t轴下方取负值，总位移为其代数和。经典例题透析类型一关于位移图象的理解1、如图所示，A、B两物体从O点开始运动，从A、B两物体的位移图象可知，下述说法正确的是( ) A、A、B两物体的运动方向相同 B、A物体2s内发生的位移是l0m C、B物体发生l0m的位移的时间是2s D、A 物体的速度大小是5m/s，B的速度大小是2.5m/s 解析：从图象可看出物体A、B均向正方向运动，选项A正确；图线上的任何一个坐标点，既可以表示任何时刻的位置又可表示在任一位置的时刻，由图可知，直线A上的点2s时位移为10m，所以选项B正确；同理，直线B上发生10m的位移时间是4s，可得到C是错误的；由图线上的任何一个坐标点，即可得到速