浙江省2011届高考物理一轮复习 第1章 运动的描述 、匀变速直线运动课件 人教版

第一章运动的描述匀变速直线运动 第1节描述运动的基本概念 例1 改编题 做下列运动的物体 能当作质点处理的是 A 自转中的地球B 旋转中的风力发电机叶片C 进行武术表演的运动员D 匀速直线运动的火车 点拨 1 质点的定义 2 物体可看做质点的条件 解析 A B C选项中对所研究的物体 地球 叶片 运动员 物体各部分的运动情况不一样 其大小和形状相对于所研究的问题不能忽略 所以不能看做质点 D中火车可以看做质点 答案 D 1 自创题 2009年十一届全运会于2009年10月在济南举行 共有田径 体操 柔道等33个大项的比赛 下列比赛项目中研究对象可视为质点的是 A 在撑杆跳比赛中研究支撑杆在支撑地面过程中的转动情况时B 足球比赛中确定球员在足球场中的位置时C 跆拳道比赛中研究运动员动作时D 铅球比赛中研究铅球抛出后在空中飞行时间时 物体能否看做质点的条件不是物体本身的大小 而是这种大小相对所讨论的问题能否忽略 解析 撑杆跳时 若将支撑杆看做质点 则无法研究支撑杆的转动情况 A错 研究球员在足球场中的位置时 球员的大小和形状可以忽略 故可看做质点 B对 跆拳道比赛中若将运动员看做质点 则其动作就无法研究 C错 研究铅球在空中的飞行时间时 不必考虑铅球的大小和形状 故铅球可看做质点 D对 答案 BD 例2 对参考系的理解 以下说法正确的是 A 不选参考系就无法研究某一物体是怎样运动的B 参考系一定要选取不动的物体C 研究车轮边缘上一点的运动时只能以轮轴为参考系D 同一物体的运动对不同的参考系有相同的观察结果 点拨 1 研究物体运动必须选择参考系 2 参考系的选择是任意的 3 选取的参考系不同 对物体的描述往往不同 解析 选择参考系其实是选择一个用来与所描述的对象进行比较的物体 显然不选参考系则无法比较 故A正确 任何物体都可以作为参考系 但选择不同的参考系 所描述的运动情况往往不同 故B C D错误 答案 A 有这样的诗句 满眼风波多闪烁 看山恰似走来迎 仔细看山山不动 是船行 其中 看山恰似走来迎 和 是船行 所选的参考系分别是 A 船和山B 山和船C 地面和山D 河岸和流水解析 山走来迎 的参考系是船 是船行 的参考系是山 故A正确 答案 A 例3关于速度 加速度的关系 下列说法中正确的是 A 物体的加速度增大时 速度也增大B 物体的速度变化越快 加速度越大C 物体的速度变化越大 加速度越大D 物体的加速度不等于零时 速度大小一定变化 点拨 1 v v a的物理意义和决定因素 2 v v a三者之间的关系 解析 速度是否增大仅与速度方向与加速度方向有关 与加速度大小变化无关 A错误 由加速度的定义可知B正确C错误 加速度的定义式是矢量式 即使速度大小不变但方向变化 仍然具有加速度 答案 B 3 下列说法正确的是 A 物体有加速度 速度就增加B 物体运动的加速度等于零 则物体一定静止C 加速度的方向保持不变 则速度的方向也保持不变D 加速度的大小不断变小 速度的大小可能不断变大 解析 物体有加速度时 其速度一定变化 但可能增加也可能减小 还可能仅是速度方向的变化 故A B错误 加速度与速度没有必然联系 故C错误 D正确 与C项相反的例子如抛体运动 当速度与加速度的方向相同时D项所述是可能的 答案 D a与v同向时物体加速运动 反向时物体减速运动 垂直时物体速度的大小不变 方向变化 例 下列有关速度与加速度的说法中正确的是 A 物体的速度越大 则加速度也越大B 某一瞬时物体的速度为零 则加速度也为零C 物体具有加速度时 速度的大小可以不变D 物体的加速度减小时 速度一定减小 错解 ABD 剖析 加速度是指物体速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值 反映的是速度变化的快慢 其数值由合外力与质量共同决定 与速度的变化量无关 速度大 速度的变化不一定快 故A错误 某一瞬时物体的速度为零 这一瞬时速度可以有变化率 物体可以受力 可以有加速度 如竖直上抛运动的最高点时速度为零 但加速度仍为重力加速度g 故B错误 若物体运动的速度大小不变 方向变化 物体也具有加速度 如匀速圆周运动 故C正确 加速度减小说明速度变化得慢 可以是速度增加得慢 也可以是减小得慢 故D错误 正解 C 第2节匀变速直线运动规律运动图象 例1 2008 全国卷 14分 如图所示 已知O A B C为同一直线上的四个点 AB间的距离为l1 BC间的距离为l2 一物体自O点由静止出发 沿此直线做匀加速运动 依次经过A B C三点 已知物体通过AB段与BC段所用的时间相等 求O与A的距离 点拨 画出示意图 设相关参量 选运动过程 选公式计算 解析 满分展示设物体的加速度为a 到达A点的速度为v0 通过AB段和BC段所用时间为t 则有l1 v0t at2 2 3分l1 12 2v0t a 2t 2 2 3分联立 式得12 l1 at2 2分3l1 12 2v0t 2分设O与A的距离为l 则有l v20 2a 2分联立 式得l 3l1 12 2 8 12 l1 2分 1 一物体在与初速度方向相反的恒力作用下做匀变速直线运动 已知v0 20m s 加速度大小a 5m s2 求 1 物体回到出发点所用的时间 2 开始运动后6s末物体的速度 此类问题能否选择其他的公式求解 同学们不妨一试 解析 1 根据位移公式x v0t gt2 2 其中x 0 代入数据得t 8s 2 根据速度公式vt v0 at 其中t 6s 代入数据得vt 10m s 物体向负方向运动 例2一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起 举双臂直体离开台面 此时其重心位于从手到脚全长的中点 跃起后重心升高0 45m达到最高点 落水时身体竖直 手先入水 在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计 从离开跳台到手触水面 他可用于完成空中动作的时间是s 计算时 可以把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点 g取10m s2 结果保留三位有效数字 点拨 分析各段运动性质 选全程或分段 选公式列方程 解析 分段法 把运动员的运动分为上升和下降两个过程 如图所示 h1 gt12 2 代入数据得t1 0 3sh0 h1 gt22 2 代入数据得t2 1 45s所以完成空中动作的时间t t1 t2 1 75s 2 某人在高层建筑的阳台外侧以v 20m s的速度竖直向上抛出一个小石子 求抛出后石子经过距离抛出点15m处所需的时间 不计空气阻力 g取10m s2 解答完后 请思考此题应该有几个答案 您解出来几个 解析 若把石子的整个运动过程当作一个匀减速直线运动 即把上升到最高点后的自由下落阶段也包含在其中 取向上为正方向 则石子在抛出点上方的A点时 xA 15m 在抛出点下方的B点时 xB 15m 注意此时的位移为负值 a g 10m s2 分别代入公式x v0t at2 2可得两个方程 15 20 t 1 2 10 t2 15 20 t 1 2 10 t2 解 式可得t1 1s t2 3s 由于t4 0 所以不合题意 应舍去 这样石子从抛出经过 离抛出点15m处 时所用的时间分别为 解 式可得 例3已知一汽车在平直公路上运动 它的位移 时间 x t 图象如图甲所示 1 根据图甲在图乙所示的位置坐标轴上标出A B C D E各点代表的汽车的位置 2 求出汽车在前8h内的路程和位移大小 3 求出汽车在0 6h 6 8h的平均速度 点拨 区分x t图象v t图象 分析各段的运动情况 读取各段的位移和路程 解析 1 物体OA段做匀速运动 段静止 BC段做匀速运动 CD段静止 DE段反向匀速运动直到回到出发点 A B C D E各点代表的汽车的位置如下图 2 路程s 200km 位移x 0 3 汽车在0 6h的平均速度为v1 100 6km h 16 7km h 方向与规定正方向相同 6 8h的平均速度v2 100 2km h 50km h 方向与规定正方向相反 3 改编题 某物体运动的速度图象如图 根据图象可知 A 0 2s内的加速度为1m s2B 0 5s内的位移为10mC 第1s末与第3s末的速度方向不同D 第1s末与第5s末的加速度方向相同 解析 v t图象反映的是速度v随时间t的变化规律 其斜率表示加速度 A正确 图中图象与坐标轴所围成的梯形面积表示的是0 5s内的位移为7m B错误 在前5s内物体的速度都大于零 即运动方向相同 C正确 0 2s加速度为正 4 5s加速度为负 方向不同 答案 AC 例一汽车在平直的公路上以v0 20m s做匀速直线运动 刹车后 汽车以大小为a 4m s2的加速度做匀减速直线运动 那么刹车后经8s汽车通过的位移有多大 错解 x v0t at2 2 20 8m 4 82 2m 32m 剖析 汽车刹车所用时间t v0 a 20 4s 5s 8s 故刹车后汽车通过的路程x v02 2a 202 2 4m 50m 正解 50m 实验一研究匀变速直线运动 如图是某同学研究匀变速直线运动时 从测得的若干纸带中选中的一条纸带的一部分 他每隔4个点取一个计数点 图上注明了他对各计数点间距离的测量结果 所接电源是频率为50Hz的交流电 1 为了验证小车的运动是匀变速运动 请进行下列计算 填入表内 单位 cm 各位移差与平均值最多相差 cm 由此可以得出结论 小车的运动是 2 两个相邻计数点间的时间间隔 t s 3 物体的加速度的计算式a 加速度为a m s2 4 计算打计数点B时小车的速度v m s 5 在图中绘出v t图线 并确定物体的加速度a m s2 解析 1 数据表 单位 cm 由数据表分析可知 各位移差与平均值最多相差0 05cm 在误差范围内相邻相等时间内的位移差近似相等 因此可以得出结论 小车的运动是匀变速直线运动 2 该打点计时器所接的电源是频率为50Hz的交流电 纸带上的计数点每隔4个点取一个 即两个相邻计数点间有5段相等时间间隔 所以两个相邻计数点间的时间间隔为 t 5 150s 0 1s 3 用逐差法来计算加速度 a1 x4 x1 3 t2 a2 x5 x2 3 t2 a3 x6 x3 3 t2 取平均值 a1 a2 a3 3 x4 x5 x6 x1 x2 x3 9 t2 将数据代入上式即得加速度的值 a 7 57 9 10 10 71 2 80 4 40 5 95 10 2 9 0 12m s2 1 58m s2 4 由于该物体做匀变速直线运动 因此 B计数点物体的速度等于AC段平均速度v x2 x3 2 t 4 40 5 95 10 2 2 0 1m s 0 5175m s 也可以用OD间距离来计算v x1 x2 x3 x4 4 t 5 分别计算出A B C D E点的速度 在图中描点 然后画一条斜线 使尽量多的点落在线上 如图所示 由以上数据计算得 vA 36 00cm s vB 51 75cm s vC 67 60cm s vD 83 35cm s vE 99 05cm s 又根据加速度定义a v t 可以求出该斜线的斜率即为加速度 即a 1 576m s2 1 58m s2 用电磁打点计时器或电火花打点计时器打出的纸带只能测定短距离过程中的速度 若要测定长距离过程中的速度 如测定某人在走路过程中的速度就不能用以上两种打点计时器了 有人设计了一种简易的 滴水计时器 就可以粗略地测定人走路的速度 取一只饮料瓶 用缝衣针在瓶底钻一大小适当的小孔 在瓶中灌满水 用手提着 使水均匀滴出 如图所示 实验中可用旋松 旋紧瓶盖的方法开 关计时器 1 测出计时器的滴水周期 2 用计时