高三物理第1章直线运动第1讲描述运动的物理量课件人教版.ppt

1 温故自查1 机械运动 一个物体相对另一物体的位置改变叫做机械运动 简称运动 它包括平动 转动和振动 2 参考系 为了研究物体的运动而假定为不动的物体 叫参考系 对同一个物体的运动 所选择的参考系不同 对它运动的描述可能就会不同 通常以地面为参考系来描述物体的运动 2 3 质点 1 定义 用来代替物体的有质量的点 它是一种理想化的物理模型 2 把物体看成质点的条件 物体的大小和形状对研究物体运动无影响 3 考点精析对参考系及质点的理解 1 对参考系的理解 运动是绝对的 静止是相对的 一个物体是运动的还是静止的 都是相对于参考系而言的 如果选择不同的物体作为参考系 可能得出不同的结论 几何中的 点 是绝对的 无大小 形状和质量的 仅表示在空间的位置 2 质点是理想化模型 实际上并不存在 而所有理想化模型均忽略对研究问题无影响的因素 是研究问题的理想方法 在高中学过的理想模型还有 点电荷 理想气体 弹簧振子 点光源等 4 温故自查1 时刻和时间 1 时刻指的是某一瞬时 在时间轴上用一个点来表示 对应的是位置 速度 动能等状态量 2 时间是两时刻间的间隔 在时间轴上用一段线段来表示 对应的是位移 路程 功等过程量 2 位移和路程位移是描述物体位置变化的物理量 是从物体运动的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 5 3 速度和速率 1 平均速度 运动物体的位移和所用时间的比值 叫做这段时间内的平均速度 即v x t 平均速度是矢量 其方向跟位移的方向相同 2 瞬时速度 运动物体经过某一位置 或某一时刻 的速度 叫瞬时速度 瞬时速度精确描述物体在某一时刻 或某一位置 的运动快慢 3 速率 瞬时速度的大小叫速率 是标量 4 平均速率 物体在某段时间内通过的路程与所用时间的比值 叫做这段时间内的平均速率 它是标量 它并不是平均速度的大小 6 考点精析1 位移和路程的区别位移是矢量 是由初始位置指向终了位置的有向线段 路程是质点运动所通过的实际轨迹的长度 一般情况下 路程不等于位移的大小 如质点沿曲线abc从a到达c 路程是曲线abc的长度 而位移大小是线段ac的长度 方向由a指向c 如图甲 同样 质点沿直线从a点经b点到c点 又从c点折回b点 质点通过的路程是线段ac的长度加cb的长度 而质点的位移大小是线段ab的长度 方向由a指向b 如图乙 只有在质点做单向直线运动时 位移的大小才等于路程 7 2 平均速度 瞬时速度和平均速率的比较 1 平均速度与瞬时速度 8 2 关于平均速度的大小与平均速率 当物体做单向直线运动时 二者才相等 当物体做直线运动 但方向有改变时 由于路程大于位移的大小 这时平均速度的大小要小于平均速率 物体做曲线运动时 位移的大小要小于路程 故平均速度的大小要小于平均速率 9 温故自查1 加速度 1 物理意义 描述物体运动速度变化快慢而引入的物理量 2 定义 加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值 表达式为 速度的变化量 v vt v0 表示物体末速度与初速度之差 10 在国际单位制中 加速度的单位是米每二次方秒 符号是m s2或m s 2 3 加速度是矢量 加速度的方向与速度的变化量的方向相同 直线运动中如果速度增加 加速度的方向与速度方向相同 如果速度减少 加速度的方向与速度方向相反 2 匀变速运动在运动过程中 加速度保持不变的运动叫做匀变速运动 这种运动的特点是平均加速度与瞬时加速度相等 11 3 从v t图象看加速度匀变速直线运动的v t图象是直线 图象中曲线的斜率反映了加速度的大小 12 考点精析1 速度是运动状态量 对应于某一时刻 或某一位置 的运动快慢和方向 2 速度变化量 v vt v0是运动过程量 对应于某一段时间 或发生某一段位移 若取v0为正 则 v 0表示速度增加 v 0表示速度减小 v 0表示速度不变 3 加速度a 也称为 速度变化率 表示在单位时间的速度变化量 反映了速度变化的快慢及方向 4 加速度a与速度v无直接联系 与 v也无直接联系 v大 a不一定大 v大 a也不一定大 如飞机飞行的速度v很大 a也可能等于零 列车由静止到高速行驶 其速度变化量很大 但经历时间也长 所以加速度并不大 13 命题规律对位移和路程两个概念的理解 区别位移是矢量 路程是标量 考例1 如图所示坐标系中 物体由a点沿直线运动到b点 再由b点沿直线返回到c点 试分别求出物体从a到b 从b到c 从a到c三个阶段的路程和位移 14 解析 路程就是轨迹的长度 所以质点在三个阶段的路程分别为 xab 30m xbc 40m xac xab xbc 30m 40m 70m 三个阶段的位移分别为 xab xb xa 30m xbc xc xb 10m 50m 40m xac xc xa 10m 20m 10m 负号表示位移的方向与x轴正方向相反 答案 30m40m70m30m 40m 10m 15 总结评述 解此类问题时 要注意位移与路程并不相等 只有物体做单一方向的直线运动时 位移大小才等于路程 除此以外 二者大小不会相等 位移是矢量 路程是标量 位移只与始 末位置有关 与路径无关 而路程与路径有关 此题中位移等于坐标值的变化量 由于初次接触矢量 所以一定要搞清其方向及矢量正 负的含义 千万不要与标量正 负的含义相混 具体说来 矢量的正 负表示方向 不表示大小 而标量的正 负表示大小 16 在运动场的一条直线跑道上 每隔5m远放置一个空瓶 运动员在进行折返跑训练时 从中间某一瓶子处出发 跑向最近的空瓶将其扳倒后再扳倒出发点处的瓶子 依此下去 当他扳倒第6个空瓶时 他跑过的路程是多大 位移是多大 在这段时间内 他一共几次经过出发点 解析 如图所示 设运动员从位置o出发跑向位置a 扳倒空瓶后返回位置o 扳倒空瓶后又跑向位置c 扳倒空瓶后再跑回位置b 依次进行下去 当他扳倒第6个空瓶时应在位置d处 因此可求出运动员的总路程和位移 17 由以上分析得路程s0 2s1 s2 s3 s4 s5 2 5m 10m 15m 20m 25m 80m 位移大小s od 10m 运动过程中共经过出发点o处4次 不包括出发时 答案 80m10m4 18 命题规律对平均速度的理解 并会运用其平均速度解决有关问题 考例2 一位汽车旅游爱好者打算到某风景区去观光 出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路 他原计划全程平均速度要达到40km h 可是开出一半路程之后发现前半段路程他的平均速度仅有20km h 如果他仍然打算将全程的平均速度提高到原计划水平 那么在后半段路程里他开车的平均速度应达到多少 19 解析 先设后半段路程的平均速度为v 总路程为s 要算全程的平均速度就必须知道行驶全程所用时间 所以需要计算前半段路程和后半段路程分别用的时间 最后根据全程平均速度列出方程分析求解 设所求平均速度为v 总路程为s 答案 预定计划是不可能的 20 如图所示 在2009年8月17日柏林田径世锦赛上 牙买加选手博尔特 在男子100m决赛和男子200m决赛中分别以9 58s和19 19s的成绩破两项世界纪录 获得两枚金牌 关于他在这两次决赛中的运动情况 下列说法正确的是 21 a 200m决赛中的位移是100m决赛的两倍b 200m决赛中的平均速度约为10 42m sc 100m决赛中的平均速度约为10 44m sd 200m决赛中的最大速度约为20 88m s 答案 c 22 考例3 2009 广东月考 甲 乙 丙三个观察者 同时观察一个物体的运动 甲说 它在做匀速运动 乙说 它是静止的 丙说 它在做加速运动 这三个人的说法 a 在任何情况下都不对b 三人中总有一人或两人是讲错的c 如果选择同一参考系 那么三人的说法就都对了d 如果各自选择自己的参考系 那么三人的说法就可能都对了 23 解析 被选作参考系的物体是被假定不动的物体 另外物体相对于参考系发生位置的变化 就是运动的 没有相对位置的改变 即静止的 如果被观察物体相对于地面是静止的 甲 乙 丙相对于地面分别做匀速运动 静止 加速运动 再以他们自己为参考系 则三人说的都正确 a b错误 d正确 在上面的情形中 如果他们都选择地面为参考系 则只有乙正确 c错误 答案 d 总结评述 参考系可以任意选取 选取不同的参考系 物体的运动情况往往不同 根据一个物理情景判断参考系或判断物体的运动状态 是常考题 这类题解决问题的关键是要理解情景中出现的物体有哪些 再理清相互间的关系 明确题目的问题 就能正确地进行解题 24 设船在静水中速度为u 设水流速度为v 则船顺水而下时 船速为u v 逆流而上时 船速为u v 河岸上有甲 乙两地 一汽艇顺着河流由甲到乙需要时间t1 3h 逆流返回需要时间t2 6h 如果汽艇不用发动机 顺流由甲地漂行到乙地需要时间t为多少 解析 汽艇不用发动机顺流漂行 即是水流的速度 求时间t 需要求出甲 乙两地的距离和水流的速度 设汽艇在静水中的速度为u 水流的速度为v 汽艇顺水航行时其运动速度为 u v 逆水航行时其运动速度为 u v 所以有 u v t1 u v t2 vt 整理后有t 2t1t2 t2 t1 2 3 6 6 3 h 12h 答案 12h 25 命题规律对速度 速度变化 加速度的理解 能正确分析它们之间的关系和区别 考例4 1 物体做匀加速直线运动 经0 2s时间速度由8m s增加到12m s 则该物体的加速度为 m s2 2 一足球以8m s的速度飞来 运动员在0 2s时间内将足球以12m s的速度反向踢出 足球在这段时间内平均加速度的大小为 m s2 方向 26 27 答案 1 20 2 100与初速度方向相反 总结评述 计算加速度首先要明确加速度是矢量 计算时要注意 1 选取正方向 2 速度的变化量是矢量差 当物体做直线运动时 因为速度只能取正 负两个方向 所以 v简化为两者的代数差 28 有下列几种情景 请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法 点火后即将升空的火箭 高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车 运动的磁悬浮列车在轨道上高速行驶 太空的空间站在绕地球做匀速转动以下说法正确的是 a 因火箭还没运动 所以加速度一定为零b 轿车紧急刹车 速度变化很快 所以加速度很大 29 c 高速行驶的磁悬浮列车 因速度很大 所