2013高三物理第一轮总复习课件一：直线运动.ppt

高三物理第一轮总复习 第一章直线运动 1 机械运动 参考系 坐标系 1 机械运动 一个物体相对其他物体的位置变化 叫机械运动 简称运动 机械运动是自然界中最简单 最基本的运动形式 2 参考系 用来描述物体运动的参照物称为参考系 也就是假设静止的物体 同一个运动 如果选不同的物体做参考系 观察结果可能不同 研究地面上物体的运动时 通常取地面或相对地面静止的物体做参考系较为方便 3 坐标系 一般说来 为了定量描述物体的位置及位置的变化 需要在参考系上建立适当的坐标系 第一课时描述运动的基本概念 4 参考系选取的原则 任意性 在运动学中参考系的选取是任意的 但是选择不同的参考系对物体运动的描述不同 方便性 在实际问题中 参考系的选择应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则 例如卫星挣脱地球引力束缚绕月球运动时 应以月球为参考系 合理性 参考系的选择要合理 确定性 在研究同一问题的过程中 参考系选择之后就不宜再变化 研究地面上物体的运动 一般选择地面或相对地面静止不动的物体为参考系 1 在平直公路上行驶的汽车内 一乘客以自己的车为参考系向车外观察 他看到的下列现象中肯定错误的是 A 与汽车同向行驶的自行车 车轮转动正常 但自行车向后行驶B 公路两旁的树因为有根扎在地里 所以是不动的C 有一辆汽车总在自己的车前不动D 路旁的房屋是运动的 B 例与练 2 在电视连续剧 西游记 中 常常有孙悟空 腾云驾雾 的镜头 通常是采用 背景拍摄法 让 孙悟空 站在平台上 做着飞行的姿式 在他的背后展现出蓝天和急速飘动的白云 同时加上烟雾效果 摄影师把人物动作和飘动的白云及下面的烟雾等一起摄入镜头 放映时 观众就感觉到 孙悟空 在 腾云驾雾 这时 观察所选的参考系是 A 孙悟空B 平台C 飘动的白云D 镜头 C 例与练 3 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 三个中总有一人或两人的说法是错误的C 如果选择同一参考系 那么三个人的说法都对D 如果各自选择自己为参考系 那么三个人的说法就可能都对 D 解析 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 则三个人的说法都正确 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 三个的观察结果应是相同的 因此C错误 例与练 2 质点 1 定义 用来代替物体的具有质量的点 质点是一个理想化模型 是对实际物体的科学抽象 并不是实际存在的 2 物体能视为质点的判断依据是 所研究的问题涉及的尺度远远大于物体本身尺度 或者该问题着重研究物体的平动而不是物体的转动 3 对质点模型的理解 质点是理想化模型 质点是对实际物体科学的抽象 是研究物体运动时 抓住主要因素 忽略次要因素 对实际物体进行的近似 是一种理想化模型 真正的质点是不存在的 质点只占位置不占空间 质点是只有质量而无大小和形状的点 质点占有位置但不占有空间 3 物体可被看成质点的几种情况 平动的物体通常可视为质点 如水平传送带上的物体随传送带的运动 有转动但相对平动而言可以忽略时 也可以把物体视为质点 如汽车在运行时 虽然车轮转动 但我们关心的是车辆整体的运动快慢 故汽车可看成质点 同一物体 有时可看成质点 有时不能 物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时 不能把物体看成质点 如研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点 但研究火车从北京到上海所用时间时就可把火车看成质点 4 在下列各物体中 可视作质点的物体有 A 研究公路上行驶的汽车B 研究转动的汽车轮胎上各点的运动情况C 表演精彩动作的芭蕾舞演员D 乒乓球运动员接球时的弧旋球 A 5 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 嫦娥二号 卫星绕月球飞行C 研究地球昼夜交替D 研究月球圆缺 B 例与练 3 时刻和时间 时刻 时间 4 位移和路程 6 质点的位移和路程的下列说法中正确的是 A 位移是矢量 位移的方向即质点运动的方向B 路程是标量 即位移的大小C 质点沿直线向某一方向运动 通过的路程等于位移的大小D 物体通过的路程不等 位移可能相同 CD 7 如图所示 某质点沿半径为r的半圆弧由a点运动到b点 则它通过的位移和路程分别是 A 0 0B 2r 向东 rC r 向东 rD 2r 向东 2r B 例与练 5 速度和速率 6 加速度 1 加速度是矢量 其正负号只表示与规定的正方向相同或相反 2 物体有加速度时 速度大小不一定变化 即加速度既可描述速度大小变化的快慢 也可描述速度方向变化的快慢 3 a v t是加速度的定义式 加速度的大小由物体受到的合力F与物体的质量m共同决定 加速度的方向也由合力的方向决定 4 在s t图象中 图线上各点的斜率等于该时刻质点的速度 5 在v t图象中 图线上各点的斜率等于该时刻质点的加速度 6 加速度与速度 速度的变化量之间无必然联系 加速度的大小对应于速度变化量和时间的比值 即速度的变化率的大小 针对训练3 1 关于做直线运动的物体的速度和加速度的关系 以下结论正确的是 A 物体的速度越大 加速度就越大B 物体的速度变化越大 加速度就越大C 物体的速度变化越快 加速度就越大D 物体的加速度的方向 就是速度的方向 C 10 齐尼亚当选为2010年墨西哥春季联赛最佳球员 在某次比赛中 足球以8m s的速度飞来 他在0 2s的时间内将足球以12m s的速度反向踢出 足球在这段时间内的平均加速度为 m s2 方向与 m s的速度方向相反 解 以球飞来的方向为正方向 速度变化量为 方向与8m s的速度方向相反 例与练 100 8 11 如图所示是汽车的速度计 某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化 开始时指针指示在如图甲所示位置 经过8s后指针指示在如图乙所示位置 若汽车做匀变速直线运动 那么它的加速度约为 A 11m s2B 5 0m s2C 1 4m s2D 0 6m s2 C 例与练 一 匀变速直线运动 1 定义 物体加速度保持不变的直线运动 2 分类 3 基本规律 速度公式 位移公式 速度位移关系式 匀加速直线运动 a与v方向相同 匀减速直线运动 a与v方向相反 第二课时匀变速直线运动的规律 4 应用公式时应注意以下几点 1 以上各式仅适用于匀变速直线运动 2 以上各式均是矢量式 应用时要注意各物理量的符号 一般情况下 我们规定初速度的方向为正方向 与初速度同向的物理量取正值 反向的物理量取负值 3 对匀减速直线运动 要注意减速为零后又反向匀加速的情况 以上各式均包含了这种情况 比如一物体做匀减速直线运动 当其位移为s时所用的时间应有两个解 4 对匀减速直线运动 要注意减速为零后停止 加速度变为零的实际情况 如刹车问题 注意题目给定的时间若大于 刹车 时间 则 刹车 时间以外的时间内车是静止的 提醒 物体做加速还是减速运动 不是由加速度的大小决定 而是取决于加速度和速度的方向关系 方向相同 物体做加速运动 方向相反则做减速运动 5 以上各式涉及到五个物理量 在v0 v a t s中只要已知三个 其余两个就能求出 二 匀变速直线运动中几个常用的结论 1 匀变速直线运动的实验依据 s aT2 即任意相邻相等时间内的位移之差相等 可以推广到sm sn m n aT2 判断匀变速直线运动的实验依据 2 平均速度 即某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度 3 中间位置的速度 某段位移中点的瞬时速度 可以证明 无论匀加速还是匀减速 都有 5 一个小球从斜面上的A点由静止开始做匀加速直线运动 经过3s后到斜面底端B点 并开始在水平地面做匀减速直线运动 又经过9s停止于C点 如图所示 设小球经过B点时速度大小不变 则小球在斜面上运动的距离与水平面上的运动的距离之比是 A 1 1B 1 2C 1 3D 3 1 C 例与练 1 s t图象 1 意义 反映了直线运动的物体位移随时间变化的规律 2 图线上某点切线的斜率的意义 斜率的大小 表示该时刻物体瞬时速度的大小 斜率的正负 表示物体速度的方向 三 运动的图象 图象平行于t轴 说明斜率为零 即物体的速度为零 表示物体静止 图线斜率为正值 表示物体沿与规定正方向相同的方向运动 图线斜率为负值 表示物体沿与规定正方向相反的方向运动 3 应用要点 两图线相交说明两物体相遇 其交点的横坐标表示相遇的时刻 纵坐标表示相遇处相对参考点的位移 图象是直线表示物体做匀速直线运动或静止 图象是曲线则表示物体做变速运动 图象与横轴交叉 表示物体从参考点的一边运动到另一边 7 如图所示为甲 乙 丙三个物体的 位移 时间 图象 下列说法正确的是 A 甲 丙两物体的运动轨迹为曲线 乙物体的运动轨迹为直线B 甲 乙 丙三个物体的运动轨迹均为直线C 甲做减速运动 乙做匀速运动 丙做加速运动D 甲 乙 丙的平均速度相等 BCD 例与练 8 如图是一辆汽车做直线运动的x t图象 对线段OA AB BC CD所表示的运动 下列说法正确的是 A OA段运动最快B AB段静止C CD段表示的运动方向与初始运动方向相反D 运动4h汽车的位移大小为60km BC 例与练 9 小王讲了一个龟 兔赛跑的故事 按照小王讲的故事 兔子和龟的位移图象如图所示 由该图可知 A 兔子和龟是同时同地出发的B 兔子和龟在比赛途中相遇了两次C 龟做匀速直线运动 兔子沿折线运动D 龟先到达终点 BD 例与练 2 v t图象 1 意义 反映了直线运动的物体速度随时间变化的规律 2 图线上某点切线的斜率的意义 斜率的大小 表示物体加速度的大小 斜率的正负 表示物体加速度的方向 3 图线与坐标轴围成的 面积 的意义 速度图线与坐标轴围成的面积表示相应时间内的位移 若此面积在时间轴的上方 表示这段时间内的位移方向为正 若此面积在时间轴的下方 表示这段时间内的位移方向为负 它们的代数和表示总位移 算术和表示路程 图线与横轴t所围的面积的数值等于物体在该段时间内的位移 3 应用要点 两图线相交说明两物体在交点时的速度相等 图线与横轴交叉 表示物体运动的速度反向 图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动 图线是曲线表示物体做变加速运动 图线平行于t轴 说明斜率为零 即物体a 0 表示物体做匀速直线运动 图线的斜率为正值 表示物体的加速度与规定正方向相同 图线的斜率为负值 表示物体的加速度与规定正方向相反 16 2010年广东卷 如图是某质点运动的速度图象 由图象得到的正确结果是 A 0 1s内的平均速度是2m sB 0 2s内的位移大小是3mC 0 1s内的加速度大于2 4s内的加速度D 0 1s内的运动方向与2 4s内的运动方向相反 BC 例与练 17 设物体运动的速度为a 速度为v 位移为x 现有四个不同物体的运动图象如图所示 假设物体在t 0时的速度均为零 则其中表示物体做单向直线运动的图象是 C 例与练 2013年1卷19 如图 直线a和曲线b分别是在平直公路上形式的汽车a和b的位置一时间 x t 图线 由图可知A 在时刻t1 a车追上b车B 在时刻t2 a b两车运动方向相反C 在t1到t2这段时间内 b车的速率先减少后增加D 在t1到t2这段时间内 b车的速率一直比a车的大 19 将甲乙两小球先后以同样的速度在距地面不同高度处竖直向上抛出 抛出时间间隔2s 它们运动的图像分别如直线甲乙所示 则 A t 2s时 两球的高度相差一定为40mB t 4s时 两球相对于各自的抛出点的位移相等C 两球从抛出至落到地面所用的时间间隔相等D 甲球从抛出至到达最高点的时间间隔与乙球相等 v m s 1 t s 1 2 3 4 5 甲 乙 0 10 20 30 10 16 如图 在光滑水平桌面上有一边长为L 电阻为R的正方形导线框 在导线框右侧有一宽度为d d L 的条形匀强磁场区域 磁场的边界与导线框的一边平行 磁场方向竖直向下 导线框以某一初速度向右运动 t 0时导线框的的右边恰与磁场的左边界重合 随后导线框进入并通过磁场区域 下列v t图像中 可能正确描述上述过程的是 第三课时追及和相遇问题 一辆汽车在十字路口等待绿灯 当绿灯亮时汽车以a 3m s2的加速度开始行驶 恰在这时一辆自行车以v 6m s的速度匀速驶来 从后边超过汽车 试问 汽车从路口开动后 在赶上自行车之前经过多长时间两车相距最远 此时距离是多少 解析 当两车的速度相等时 两车间的距离最大 则at v 代入数据解得 t 2s 两车间的最大距离为 例与练 车从静止开始以a 1m s2的加速度前进 车后相距s0 25m处 与车运动方向相同的某人同时开始以v 6m s的速度匀速追车 能否追上 若追不上 求人 车间的最小距离为多少 例与练 2011海南卷 一物体自t 0时开始做直线运动 其速度图线如图所示 下列选项正确的是 A 在0 6s内 物体离出发点最远为30mB 在0 6s内 物体经过的路程为40mC 在0 4s内 物体的平均速率为7 5m sD 5 6s内 物体所受的合外力做负功 BC 例与练 07海南卷 两辆游戏赛车 在两条平行的直车道上行驶 时两车都在同一计时线处 此时比赛开始 它们在四次比赛中的图如图所示 哪些图对应的比赛中 有一辆赛车追上了另一辆 AC 例与练 甲乙两物体从同一位置出发 沿同一直线运动时的v t图象如图所示 下列判断不正确的是 A 甲做匀速直线运动 乙做变速直线运动B 两物体两次相遇的时刻是1s末和4s末C 乙在前2s内做匀加速直线运动 2s后做匀减速直线运动D 0 6s内甲 乙两物体的运动方向始终相同 B 例与练 1 定义 物体不受其他因素影响 只在重力作用下从静止开始下落的运动 3 运动性质 自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动 2 特点 只受重力 a g 初速度v0 0 一 自由落体运动 4 自由落体加速度 在同一地点 一切物体在自由落体运动中的加速度都相同 这个加速度叫自由落体加速度 也叫重力加速度 第四课时匀变速直线运动的特例 方向 重力加速度g的方向总是竖直向下 大小 随地点的不同而不同 一般计算中取g 9 8m s2题中有说明或粗略计算中也可取g 10m s2 在地球表面上从赤道到两极 重力加速度随纬度的增大而逐渐增大 在地球表面上方越高处的重力加速度越小 在其他星球表面的重力加速度不可简单认为与地球表面的重力加速度相同 5 自由落体运动的规律 二 竖直上抛运动 1 定义 将物体以一定的初速度 竖直向上抛出去 物体只在重力作用下的运动 2 基本特征 只受重力作用且初速度竖直向上 以初速度方向为正方向则a g 3 竖直上抛运动的基本规律 速度公式 位移公式 速度 位移关系 上升的最大高度 上升到最大高度时所用时间 1 对称性如图所示 一物体以初速度v0竖直上抛 A B为途中的任意两点 C为最高点 则 时间对称性物体上升过程中从A C所用时间tAC和下降过程中从C A所用时间tCA相等 同理tAB tBA 4 对竖直上抛运动的理解 速度对称性物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等 能量对称性物体从A B和从B A重力势能变化量的大小相等 均等于mghAB 2 多解性当物体经过抛出点上方某个位置时 可能处于上升阶段 也可能处于下降阶段 造成双解 在解决问题时要注意这个特点 一 实验原理1 电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源的计时仪器 电磁打点计时器的工作电压是4 6V 电火花打点计时器的工作电压是220V 当电源频率是50Hz时 它每隔0 02s打一次点 2 若纸带上相邻点间的位移差sn 1 sn 0 则物体做匀速运动 若sn 1 sn C 非零常数 则物体做匀变速直线运动 第五课时实验 研究匀变速直线运动 3 根据纸带求加速度的方法 1 用 逐差法 求加速度 设相邻计数点间的距离分别为s1 s2 s3 s4 s5 s6 根据s4 s1 s5 s2 s6 s3 3aT2 T为相邻两计数点间的时间间隔 求出 再算出a1 a2 a3的平均值 就是物体运动的加速度 2 用v t图法 即先根据 n 1 2 3 求出打第n点时纸带的瞬时速度v1 v2 v3 v4 v5 后作出v t图线 图线的斜率即为物体运动的加速度 3 公式法 利用求得的各瞬时速度值 按加速度的定义求加速度 即 用 逐差法 二 实验器材电磁或电火花打点计时器 一端附有滑轮的长木板 纸带 小车 细绳 钩码 刻度尺 导线 电源 复写纸 三 实验步骤1 如图 把一端带有定滑轮的长木板平放在实验桌上 并使滑轮伸出桌面 把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端 连接好电路 2 把一条细绳拴在小车上 使细绳跨过滑轮 并在细绳的另一端挂上合适的钩码 放手后小车能在木板上平稳地加速滑行 将纸带穿过打点计时器 并把纸带的一端固定在小车的后面 3 把小车停在靠近打点计时器处 接通电源后 放开小车 让小车拖着纸带运动 打点计时器就在纸带上打下一系列小点 换上新纸带 重复实验两次 4 选择一条比较理想的纸带 舍掉开头比较密集的点 确定计数点并标记 为了测量方便和减少误差 通常不用每打一次点的时间作为时间的单位 而用每打五次点的时间作为时间的单位 就是T 0 02s 5 0 1s 在选好的开始点下标明0 在第六点下面标明1 在第十一点下面标明2 在第十六点下面标明3 点0 1 2 3 叫做计数点 如图所示 两个相邻计数点间的距离分别是s1 s2 s3 5 用毫米刻度尺测量s1 s2 s3 的长度 并记录测量结果 6 根据测量结果 利用 实验原理 中给出的公式算出加速度并求出平均值 四 注意事项1 细绳尽可能与平板平行 以确保细绳对小车的拉力不变 2 应先接通电源 待打点计时器工作稳定后再释放小车 3 释放小车时应将小车放在离定滑轮稍远且靠近打点计时器的位置 以便在纸带上打出足够多的点 4 每当小车到达终点时 都要提前用手将小车按住 以免它和定滑轮碰撞并跌落在地面上 5 每次更换新纸带 都要随时断开电源 并将复写纸的定位轴前后移动一下 使振针打在复写纸的不同圆周上 以保证打出清晰的点 6 要在钩码落地处放置软垫或砂箱 防止撞坏钩码 7 小车的加速度宜适当大些 可以减小长度的测量误差 加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出7 8个计数点为宜 8 不要分段测量各段位移 应尽可能地一次测量完毕 可先统一量出各计数点到计数起点0之间的距离 读数时应估读到毫米的下一位 在 研究匀变速直线运动 的实验中 某同学的操作中有以下实验步骤 其中错误或遗漏的步骤有 遗漏步骤可编上序号G H A 拉住纸带 将小车移至靠近打点计时器处 先放开纸带 再接通电源B 将打点计时器固定在平板上 并接好电源C 把一条细绳拴在小车上 细绳跨过定滑轮下面吊