江苏2011届高三一轮教案物理：匀速直线运动

用心 爱心 专心 江苏省江苏省 20112011 届高三物理一轮教案届高三物理一轮教案 匀速直线运动匀速直线运动 知识点复习知识点复习 一 基本概念一 基本概念 1 质点 质点 用来代替物体 只有质量而无形状 体积的点 它是一种理想模型 物体简 化为质点的条件是物体的形状 大小在所研究的问题中可以忽略 2 时刻时刻 表示时间坐标轴上的点即为时刻 例如几秒初 几秒末 几秒时 时间 时间 前后两时刻之差 时间坐标轴上用线段表示时间 例如 前几秒内 第几秒 内 3 位置 位置 表示空间坐标的点 位移 位移 由起点指向终点的有向线段 位移是末位置与始位置之差 是矢量 路程 路程 物体运动轨迹之长 是标量 注意 位移与路程的区别 4 速度 速度 描述物体运动快慢和运动方向的物理量 是位移对时间的变化率 是矢量 平均速度 平均速度 在变速直线运动中 运动物体的位移和所用时间的比值 v s t 方向 为位移的方向 瞬时速度 瞬时速度 对应于某一时刻 或某一位置 的速度 方向为物体的运动方向 速率 速率 瞬时速度的大小即为速率 平均速率 质点运动的路程与时间的比值 它的大小与相应的平均速度之值可能不相 同 注意 平均速度的大小与平均速率的区别 例 1 物体M从A运动到B 前半程平均速度为v1 后半程平均速度为v2 那么全程 的平均速度是 A v1 v2 2 B 21 vv C 21 2 2 2 1 vv vv D 21 21 2 vv vv 解析 本题考查平均速度的概念 全程的平均速度 21 22v s v s s t s v 21 21 2 vv vv 故正 用心 爱心 专心 确答案为 D 5 加速度加速度 描述物体速度变化快慢的物理量 a v t 又叫速度的变化率 是矢 量 a的方向只与 v的方向相同 即与合外力方向相同 点评 1 1 加速度与速度没有直接关系 加速度很大 速度可以很小 可以很大 也可以为 零 某瞬时 加速度很小 速度可以很小 可以很大 也可以为零 某瞬时 2 加速度与速度的变化量没有直接关系 加速度很大 速度变化量可以很小 也可 以很大 加速度很小 速度变化量可以很大 也可以很小 加速度是 变化率 表示变化的快慢 不表示变化的大小 点评 2 物体是否作加速运动 决定于加速度和速度的方向关系 而与加速度的大小无 关 加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小 不表示速度增 大或减小 1 当加速度方向与速度方向相同时 物体作加速运动 速度增大 若加速度增大 速度增大得越来越快 若加速度减小 速度增大得越来越慢 仍然增大 2 当加速度方向与速度方向相反时 物体作减速运动 速度减小 若加速度增大 速度减小得越来越快 若加速度减小 速度减小得越来越慢 仍然减小 例 2 一物体做匀变速直线运动 某时刻速度大小为 4m s 经过 1s 后的速度的大小 为 10m s 那么在这 1s 内 物体的加速度的大小可能为 解析 本题考查速度 加速度的矢量性 经过 1s 后的速度的大小为 10m s 包括两种可 能的情况 一是速度方向和初速度方向仍相同 二是速度方向和初速度方向已经相反 取初 速度方向为正方向 则 1s 后的速度为vt 10m s 或vt 10m s 由加速度的定义可得 6 1 410 0 t vv a t m s 或14 1 410 0 t vv a t m s 答案 6m s 或 14m s 点评 对于一条直线上的矢量运算 要注意选取正方向 将矢量运算转化为代数运算 6 运动的相对性运动的相对性 只有在选定参考系之后才能确定物体是否在运动或作怎样的运动 一般以地面上不动的物体为参照物 例 3 甲向南走 100 米的同时 乙从同一地点出发向东也行走 100 米 若以乙为参考 系 求甲的位移大小和方向 用心 爱心 专心 解析 如图所示 以乙的矢量末端为起点 向甲的矢量末端作一条有向线段 即为甲相 对乙的位移 由图可知 甲相对乙的位移大小为2100m 方向 南偏西 45 点评 通过该例可以看出 要准确描述物体的运动 就必须选择参考系 参考系选择不 同 物体的运动情况就不同 参考系的选取要以解题方便为原则 在具体题目中 要依据具 体情况灵活选取 下面再举一例 例 4 某人划船逆流而上 当船经过一桥时 船上一小木块掉在河水里 但一直航行 至上游某处时此人才发现 便立即返航追赶 当他返航经过 1 小时追上小木块时 发现小木 块距离桥有 5400 米远 若此人向上和向下航行时船在静水中前进速率相等 试求河水的流 速为多大 解析 选水为参考系 小木块是静止的 相对水 船以恒定不变的速度运动 到船 追 上 小木块 船往返运动的时间相等 各为 1 小时 小桥相对水向上游运动 到船 追上 小木块 小桥向上游运动了位移 5400m 时间为 2 小时 易得水的速度为 0 75m s 二 匀速直线运动匀速直线运动 1 1 定义 定义 t s v 即在任意相等的时间内物体的位移相等 它是速度为恒矢量的运动 加速度为零的直线运动 2 2 图像 图像 匀速直线运动的s t图像为一直线 图线的斜率在数值上等于物体的速度 三 综合例析三 综合例析 例 5 关于位移和路程 下列说法中正确的是 A 物体沿直线向某一方向运动 通过的路程就是位移 B 物体沿直线向某一方向运动 通过的路程等于位移的大小 用心 爱心 专心 C 物体通过一段路程 其位移可能为零 D 物体通过的路程可能不等 但位移可能相同 解析 位移是矢量 路程是标量 不能说这个标量就是这个矢量 所以 A 错 B 正 确 路程是物体运动轨迹的实际长度 而位移是从物体运动的起始位置指向终止位置的有向 线段 如果物体做的是单向直线运动 路程就和位移的大小相等 如果物体在两位置间沿不 同的轨迹运动 它们的位移相同 路程可能不同 如果物体从某位置开始运动 经一段时间 后回到起始位置 位移为零 但路程不为零 所以 CD 正确 例 6 关于速度和加速度的关系 下列说法中正确的是 A 速度变化越大 加速度就越大 B 速度变化越快 加速度越大 C 加速度大小不变 速度方向也保持不变 C 加速度大小不断变小 速度大小也不断变小 解析 根据 t v a 可知 v 越大 加速度不一定越大 速度变化越快 则表示 t v 越 大 故加速度也越大 B 正确 加速度和速度方向没有直接联系 加速度大小不变 速度方 向可能不变 也可能改变 加速度大小变小 速度可以是不断增大 故此题应选 B 例 7 在与x轴平行的匀强电场中 场强为E 1 0 106V m 一带电量q 1 0 10 8C 质量m 2 5 10 3kg 的物体在粗糙水平面上沿着x轴作匀速直线运动 其位移与时间的 关系是x 5 2t 式中x以 m 为单位 t以 s 为单位 从开始运动到 5s 末物体所经过的路程 为 m 位移为 m 解析 须注意本题第一问要求的是路程 第二问要求的是位移 将x 5 2t和tvs 0 对照 可知该物体的初位置x0 5m 初速度v0 2 m s 运动方向 与位移正方向相反 即沿x轴负方向 因此从开始运动到 5s 末物体所经过的路程为 10m 而 位移为5 m 例 8 某游艇匀速滑直线河流逆水航行 在某处丢失了一个救生圈 丢失后经 t 秒才 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 米处追上 求水速 水流 速恒定 游艇往返的划行速率不变 解析 以水为参照物 或救生圈为参照物 则游艇相对救生圈往返的位移大小相等 且游艇相对救生圈的速率也不变 故返航追上救生圈的时间也为 t 秒 从丢失到追上的时间 为 2t 秒 在 2t 秒时间内 救生圈随水运动了 s 米 故水速 t s v 2 思考 若游艇上的人发现丢失时 救生圈距游艇 s 米 此时立即返航追赶 用了 t 秒钟 用心 爱心 专心 追上 求船速 例 9 如图所示为高速公路上用超声测速仪测车速的示意图 测速仪发出并接收超声 波脉冲信号 根据发出和接收到信号间的时间差 测出被测物体速度 图中P1 P2是测速仪 发出的超声波信号 n1 n2分别是P1 P2被汽 车反射回来的信号 设测速仪匀速扫描 P1 P2之间的时间间隔 t 1 0s 超声波在空 气中传播的速度是 340m s 若汽车是匀速行驶 的 则根据图 可知汽车在接收P1 P2两个信 号之间的时间内前进的距离是 m 汽车的 速度是 m s 解析 本题首先要看懂 图中标尺所记录的时间每一小格相当于多少 由于P1 P2 之间 时间间隔为 1 0s 标尺记录有 30 小格 故每小格为 1 30s 其次应看出汽车两次接收 并 反射 超声波的时间间隔 P1发出后经 12 30s 接收到汽车反射的超声波 故在P1发出后经 6 30s 被车接收 发出P1后 经 1s 发射P2 可知汽车接到 P1后 经t1 1 6 30 24 30s 发 出P2 而从发出P2到汽车接收到P2并反射所历时间为t2 4 5 30s 故汽车两次接收到超声 波的时间间隔为t t1 t2 28 5 30s 求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔 s 6 30 4 5 30 v声 1 5 30 340 17m 故可算出v汽 s t 17 28 5 30 17 9m s 例 10 天文观测表明 几乎所有远处的恒星 或星系 都在以各自的速度远离我们 而运动 离我们越远的星体 背离我们运动的速度 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为一恒量 称为哈勃常数 已由天文观测测定 为解释上述现象 有人提出一种理论 认为宇宙是从一 个爆炸的大火球开始形成的 大爆炸后各星体即以各自不同的速度向外匀速运动 并设想我 们就位于其中心 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 根据近期观测 哈勃常数H 3 10 2m s 光年 由此估算宇宙的年龄约为 年 解析 本题涉及关于宇宙形成的大爆炸理论 是天体物理学研究的前沿内容 背景材料 非常新颖 题中还给出了不少信息 题目描述的现象是 所有星体都在离我们而去 而且越 远的速度越大 提供的一种理论是 宇宙是一个大火球爆炸形成的 爆炸后产生的星体向各 个方向匀速运动 如何用该理论解释呈现的现象 可以想一想 各星体原来同在一处 现在 为什么有的星体远 有的星体近 显然是由于速度大的走得远 速度小的走的近 所以距离 远是由于速度大 v Hr只是表示v与r的数量关系 并非表示速度大是由于距离远 对任一星体 设速度为v 现在距我们为r 则该星