高三物理复习课件：运动学.ppt

运动学复习 运动学知识结构 直线运动复习 一 基本概念 1 机械运动 一个物体相对于另一个物体位置的改变叫机械运动 简称运动 包括平动 转动 振动等运动形式 2 参照系 为了研究物体的运动而假定为不动的那个物体叫参照系 通常以地球为参照物 满眼风波多闪灼 看山恰似走来迎 仔细看山山不动 是船行 3 质点 研究物体运动时 用来代替物体的有质量的点 它是一个理想模型 物体能简化成质点的条件是 在所研究的问题中 物体只做平动 物体的形状和大小可以忽略不计时才可以把物体简化成质点 4 时间和时刻 时刻指某一瞬时 时间是两时刻间的间隔 t s o 1 2 3 4 例1 在下面对物体运动的研究中 可以将物体看成质点的是 a 研究地球在银河系里的运动轨迹 b 研究原子的结构 c 研究地球的公转 d 研究地球的自转时 e 研究小物体的翻转过程 f 计算一列火车通过某一路标的时间 g 运动员研究乒乓球的旋转 5 位移和路程 位移描述物体位置的变化 是从物体初位置指向末位置的有向线段 是矢量 路程是物体运动轨迹的长度 是标量 初位置的设定 注 位移和路程都与参照系的选择有关 直线运动中 位移的正负 仅表示位移与规定的正方向之间的关系 例2 一列长为150米的队伍 行进速度为5m s 一通讯兵从队尾以速度10m s赶到排头 又立即以同样的速度 赶回队尾 此过程中队伍前进了200米 问在整个过程中 通讯兵的位移是多少 路程多少 若以队伍为参照系情况又如何 6 速度和速率 速度是描述物体位置变化快慢的物理量 速率是描述物体运动快慢的物理量 平均速度 运动物体的位移和时间的比值 平均速度是矢量 其方向与位移方向相同 例3 甲 乙两车沿平直公路从某地同时驶向另一目的地 途中甲车在前一半时间内 以速度v1匀速运动 后一半时间内以速度v2匀速运动 乙车则在前一半路程中以速度v1匀速运动 在后一半路程中以v2匀速运动 问两车谁先到达目的地 瞬时速度 物体经过某一时刻 或某一位置 的速度 瞬时速度是矢量 其大小叫速率 例4 一百米比赛中 运动员起跑后 测得6s末的瞬时速度为9 3m s 10s末到达终点时的瞬时速度为15 5m s 那么他在全程中的平均速度为 a 12 2m sb 11 8m sc 10 0m sd 10 2m s 例5 一辆车以速度v1通过前三分之一的位移 再以速度v2 50 0km h通过余下路程 若整个位移中的平均速度v 37 5km h 则车在第一段位移中的速度为多少 例6 一质点沿直线ox方向做加速运动 它离开o点的距离x随t变化的关系为x 5 2t3 m 它的速度随时间变化的关系为v 6t2 m s 该质点在t 0到t 2s间的平均速度和t 2s到t 3s间的平均速度的大小分别是多少 平均速率 物体在某一段时间内通过的路程l与通过这段路程所用的时间t的比值 叫这段路程 或这段时间 的平均速率 注 平均速率是标量 但不是平均速度的大小 7 加速度 是描述速度变化 v 快慢的物理量 是矢量 加速度 a 的方向跟速度变化的方向相同 单位 m s2 加速度的其它表述 一 速度对时间的变化率 二 速度变化的快慢 三 速度变化与所需时间的比值 速度与加速度 加速度不是速度的增加 加速度是描述速度大小及其方向变化快慢地物理量 加速度与速度 速度的变化没有直接关系 物体的运动状态 当物体的加速度方向与速度方向相同时 物体做加速运动 若物体的加速度方向与速度方向相反时 物体做减速运动 而加速度和速度的正负 只表示加速度和速度与设定的正方向的异同 速度和加速度具有相对性 在不同的参照系里 其大小和方向有可能不同 例7 关于速度 加速度正确的说法是 a 物体有加速度 速度就增加 b 加速度增大 速度一定增大 c 物体速度很大 加速度可能为零 d 物体加速度值减小 速度可能增大 e 速度变化的越多 加速度就越大 f 速度变化的越快 加速度就越大 g 加速度方向保持不变 速度方向一定保持不变 h 速度变化的方向一定与加速度方向相同 例8 一小球沿光滑的水平面以10m s的速度向右滑动 与竖直墙壁碰撞后弹回 已知碰撞时间为0 1s 碰撞后小球的速度大小为8m s 求小球与墙碰撞过程中的平均加速度 要注意曲线运动和圆周运动的特点 例9 一个物体做匀变速直线运动 某时刻速度大小为4m s 1s后速度大小变为10m s 在这1s内该物体的 a 位移的大小可能小于4m b 位移的大小可能大于10m c 加速度的大小可能小于4m s2 d 加速度的大小可能大于10m s2 例10 物体做匀变速直线运动 已知加速度为2m s2 那么在任意1秒内 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 s c 物体的初速度一定比前1秒内的末速度大2m s d 物体的末速度一定比前1秒内的初速度大2m s 直线运动的基本规律 1 匀速直线运动 定义 在任意相等的时间里位移相等的直线运动 运动规律 速度不变 s vt 例 例1 观察表明 几乎所有远处的恒星 或星系 都在以各自的速度背离我们运动 离我们越远的星体 背离我们的速度 称为退行速度 越大 也就是说 宇宙在膨胀 不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比 即v hr 式中h为一常量 h 3 10 2m s l y 称为哈勃常数 已由天文观察测定 为解释上述现象 有人提出一种理论 认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的 假设大爆炸后各星球都以不同的速度向外匀速运动 并设想我们就位于其中心 则速度越大的星体现在离我们越远 这一结果与上述天文观测一致 由上述理论和天文观测结果 可估算宇宙年龄t 其计算式为t 运动的图象 物理意义 描述质点的位置随时间的变化规律 根据图线可以确定 质点在不同时刻的位置 质点在一段时间内的位移 质点的运动速度 斜率 质点速度的变化 两条图线的交点 表示两个质点在相遇 位移图上的直线表示物体做匀速运动或静止 曲线表示物体做变速运动 对于变速运动的情况 图线上切线的斜率 对应该时刻的速度大小 s o 你能从位移图上看出物体运动加速度的不同吗 物理意义 描述质点的速度随时间的变化规律 根据图线可以确定 质点在不同时刻的速度 质点在一段时间内速度的变化 质点的运动加速度 斜率 一段时间内质点运动的位移 两条图线的交点 表示两个质点在该时刻速度相等 速度图象 t 速度图上的直线表示物体做匀变速直线运动 曲线表示物体做非匀变速运动 对于变速运动的情况 图线上切线的斜率 对应该时刻的加速度大小 0 v 0 v 0 匀变速直线运动 定义 在相等的时间内速度的变化相等的直线运动 特点 a 恒量运动规律 速度公式 vt v0 at位移公式 s v0t 1 2at2 推论 s vtt 1 2at2 速度图像 斜率 a tg 面积 s 中间时刻速度 平均速度 中间位置速度 例2 物体由a到b做匀变速直线运动 在中间位置的速度为v1 在中间时刻的速度为v2 则v1 v2的关系为a 当物体做匀加速运动时 v1 v2b 当物体做匀加速运动时 v1 v2c 当物体做匀速运动时 v1 v2d 当物体做匀减速运动时 v1 v2 例3 两木块自左向右运动 现用高速摄影机在同一底片上多次曝光 记录下木块每次曝光时的位置 如图所示 连续两次曝光的时间间隔是相等的 由图可知a 在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同 b 在时刻t3两木块速度相同 c 在时刻t3和时刻t4之间某瞬时两木块速度相同 d 在时刻t4和时刻t5之间某瞬时两木块速度相同 推论 2 匀变速 任意两个连续相等的时间t内的位移之差为一恒量 即 s s2 s1 s3 s2 at2 恒量sm sn m n at2 m n为任意正整数 例4 作匀加速直线运动的物体的加速度是2m s2 第1s内的位移是2m 则第3s内的位移是多少 初速度为零的匀加速直线运动的特点 1 速度与时间成正比 第1秒末 第2秒末 第n秒末速度之比v1 v2 v3 vn 1 2 3 n2 在时间t 2t 3t 内位移之比为s1 s2 s3 sn 1 22 32 n23 第1秒内 第2秒内 第n秒内的位移之比s s s sn 1 3 5 2n 1 4 将总位移平均分成n段相等位移s 通过1s 2s 3s ns所用时间之比为5 通过每一段位移s 即第1个s 第2个s 第3个s 第n个s所用时间之比为t t t tn 6 物体通过1s 2s 3s ns的速度之比为 例5 地铁站台上一乘客站在第一节车厢的最前端 列车由静止开始做匀加速运动 第一节车厢在4s内驶过他身旁 求 1 列车开动多少时间后 4节车厢经过他的身旁 2 第7节车厢经过他的身旁需多少时间 研究匀变速直线运动的一般思路 1 解题思路 1 由题意建立物理模型 2 画出草图 建立物理图景 3 分析质点运动性质 4 由已知条件选定规律列方程 5 统一单位制 求解方程 6 检验讨论结果 7 想想别的解题方法2 特殊解题技巧 平均速度法 比例法 逆向思维 用推论 图像法 巧选参考系 例6 沿平直公路作匀变速直线运动的汽车 通过连续三根电线杆a b c之间的间隔所用的时间分别为3秒和2秒 已知相邻两电线杆相距都是45米 求汽车的加速度和通过各电线杆的速度 例7 火车紧急刹车后经7s停止 设火车作的是匀减速直线运动 它在最后1s内的位移是