课件1--直线运动

1、 第一章：直线运动第一章：直线运动运动学是动力学的基础，在每年的高考中或者单独命题或者渗透在动力学问题中，都要对运动学的概念和规律进行考查。追及和相遇问题又是运动学中的一类典型问题，解答这类问题对学生的分析综合能力和推理判断能力都有相当高的要求，通过这类问题的练习，有利于提高分析解决问题的能力。近年来考察最频繁的是匀变速直线运动的规律，在新课标能力立意的原则下，与实际生活和生产密切结合的问题，新高考考查的几率将大大提高，应多注意对有关交通运输、现代科技、测量运动物体的速度和物体之间距离等体型的归纳和总结。在复习过程中，熟练的掌握匀变速运动的公式、规律和他们之间的关系，并能灵活的运用和变通，是解

2、决该部分问题的关键一复习要点1机械运动，参照物，质点、位置与位移，路程，时刻与时间等概念的理解。2匀速直线运动，速度、速率、位移公式S=t，St图线，t图线3变速直线运动，平均速度，瞬时速度 4匀变速直线运动，加速度，匀变速直线运动的基本规律：、匀变速直线运动的t图线5匀变速直线运动规律的重要推论6自由落体运动，竖直上抛运动7运动的合成与分解。二命题趋势力和运动的关系问题是力学的中心问题，而运动学问题是力学部分的基础之一，在整个力学中的地位是很重要的，本章研究物体做直线运动的规律，即物体的位移、速度、加速度等概念贯穿几乎整个高中物理内容，尽管在前几年高考中单纯考运动学题目并不多，但力学问题、力

3、、电、磁综合问题往往渗透了对本章知识点的考察，1、近年高考考查的重点是匀变速直线运动的规律及图像。近些年高考中图像问题频频出现，且要求较高，它属于数学方法在物理中应用的一个重要方面。2、本章知识较多与牛顿运动定律、电场、磁场中带电粒子的运动等知识结合起来进行考察。3、近年试题的内容与现实生活和生产实际的结合逐步密切。第一模块：描述运动和物理量夯实基础知识一、机械运动及其描述1、机械运动一个物体相对于另一个物体的位置的改变，叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等运动形式运动是绝对的，静止是相对的。宏观、微观物体都处于永恒的运动中。2、参考系（参照物）参考系：在描述一个物体运动时，选作标

4、准的物体(假定为不动的物体)描述一个物体是否运动，决定于它相对于所选的参考系的位置是否发生变化，由于所选的参考系并不是真正静止的，所以物体运动的描述只能是相对的。描述同一运动时，若以不同的物体作为参考系，描述的结果可能不同参考系的选取原则上是任意的，但是有时选运动物体作为参考系，可能会给问题的分析、求解带来简便，一般情况下如无说明，通常都是以地球作为参考系来研究物体的运动3、平动与转动平动：物体不论沿直线还是沿曲线平动时，都具有两个基本特点：（a）运动物体上任意两点所连成的直线，在整个运动过程中始终保持平行（b）在同一时刻，平动物体上各点的速度和加速度都相同，因此在研究物体的运动规律时，可以不

5、考虑物体的大小和形状，而把它作为质点来处理。转动：分为定轴转动和定点转动，定轴转动的特点为：（a）在转动过程中，物体上有一条直线（轴）的位置不变，其它各点都绕轴做圆周运动，且轨迹平面与轴垂直。（b）物体上各点的状态参量，除角速度之外都不相等。定点转动的特点是运动过程中，物体内某一点保持不动的机械运动，绕定点转动的物体只有一点不动，其它各点分别在以该固定点为中心的同心球面上运动。4、质点研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，对问题的研究没有影响或影响可以忽略，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体用来代替物体的有质量的点做质点质点没有形状、大小，却具有物体的全部质

6、量。质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在，是为了使研究问题简化的一种科学抽象。把物体抽象成质点的条件是：（1）作平动的物体由于各点的运动情况相同，可以选物体任意一个点的运动来代表整个物体的运动，可以当作质点处理。（2）物体各部分运动情况虽然不同，但它的大小、形状及转动等对我们研究的问题影响极小，可以忽略不计（如研究绕太阳公转的地球的运动，地球仍可看成质点）由此可见，质点并非一定是小物体，同样，小物体也不一定都能当作质点4、位置、位移、路程位置：质点的位置可以用坐标系中的一个点来表示，在一维、二维、三维坐标系中表示为s(x) 、s (x，y) 、s (x，y，z)位移：位移是表示质点位置的变

7、化的物理量用从初位置指向末位置的有向线段来表示，线段的长短表示位移的大小，箭头的方向表示位移的方向。位移是矢量，既有大小，又有方向。它的方向由初位置指向末位置注意：位移的方向不一定是质点的运动方向。如：竖直上抛物体下落时，仍位于抛出点的上方；弹簧振子向平衡位置运动时。单位：m路程：路程是指质点所通过的实际轨迹的长度路程是标量，只有大小，没有方向；路程和位移是有区别的：一般地路程大于位移的大小，只有做直线运动的质点始终向着同一个方向运动时，位移的大小才等于路程5、时刻和时间时刻：时刻指某一瞬时，时间轴上的任一点均表示时刻如第3s末、3s时(即第3s末)、第4s初(即第3s末)均表示为时刻，对应的

8、是位置、速度、动量、动能等状态量。时间：时间指一段时间间隔，时间轴上任意两点的间隔均表示时间，如：4s内(即0至第4末) 第4s(是指1s的时间间隔) 第2s至第4s均指时间。对应的是位移、路程、冲量、功等过程量。6、速度、速率、瞬时速度、平均速度、平均速率速度：表示质点的运动快慢和方向，是矢量。它的大小用位移和时间的比值定义，方向就是物体的运动方向速率：在某一时刻物体速度的大小叫做速率，速率是标量瞬时速度：由速度定义求出的速度实际上是平均速度，它表示运动物体在某段时间内的平均快慢程度，它只能粗略地描述物体的运动快慢，要精确地描述运动快慢，就要知道物体在某个时刻(或经过某个位置)时运动的快慢，

9、因此而引入瞬时速度的概念。瞬时速度的含义：运动物体在某一时刻(或经过某一位置)时的速度，叫做瞬时速度方向：物体经过某一位置时的速度方向，轨迹是曲线，则为该点的切线方向。平均速度：运动物体位移和所用时间的比值叫做平均速度。定义式：平均速率：平均速率等于路程与时间的比值。平均速度的大小不等于平均速率。7、加速度物理意义：描述速度变化快慢的物理量(包括大小和方向的变化)大小定义：速度的变化与所用时间的比值。 定义式：a=（即单位时间内速度的变化）a也叫做速度的变化率。加速度是矢量：现象上与速度变化方向相同，本质上与质点所受合外力方向一致。判断质点作加减速运动的方法：是加速度的方向与速度方向的比较，若

10、同方向表示加速。若反方向表示减速。8、速度、速度的变化量和速度的变化率（加速度）速度是描述物体运动快慢的物理量，或者说是描述位置变化快慢的物理量速度越大，表示运动得越快，或者说位置变化得越快速度的变化量是指末速度与初速度之差，用v=v-v0表示速度的变化v也是矢量速度的变化率加速度等于速度的变化v跟时间t的比值加速度用公式：由公式可知，加速度的大小决定于速度的变化v的大小和发生这一变化所用的时间t的大小的比值，而与速度v的大小、速度变化v的大小无关它是表示速度变化快慢的物理量第二模块：匀变速直线运动的基本规律夯实基础知识（1）两个基本公式：位移公式： 速度公式：（2）两个推论：匀变速度运动的判

11、别式： 速度与位移关系式：（3）两个特性 可以证明，无论匀加速还是匀减速，都有（4）初速度为零（或末速度为零）的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体，如果初速度为零，或者末速度为零，那么公式都可简化为： ， ， ， 以上各式都是单项式，因此可以方便地找到各物理量间的比例关系（5）两组比例式：对于初速度为零的匀加速直线运动：按照连续相等时间间隔分有1s末、2s末、3s末即时速度之比为：前1s、前2s、前3s内的位移之比为第1s、第2s、第3s内的位移之比为按照连续相等的位移分有1X末、2X末、3X末速度之比为：前1m、前2m、前3m所用的时间之比为第1m、第2m、第3m所用的时间之比为（5）两个

12、图像：即位移时间图像与速度时间图像。研究和处理图像问题，要注意首先看清纵、横轴各表示的意义，采用什么单位，搞清所研究的图像的意义。识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点位移时间图象1定义：在平面直角坐标系中，用纵轴表示位移s，用横轴表示时间t，通过描点和连线后得到的图象，简称位移图象。位移时间图象表示位移随时间的变化规律。2破解位移图象问题的五个要点（1）图象只能用来描述直线运动，反映位移随时间的变化关系，不表示物体的运动轨迹（2）由图象可判断各时刻物体的位置，或相对坐标原点的位移。（3）由图象的斜率判断物体运动的性质若图象是一条倾斜直线，则表示物体做匀速直线运动，直线的斜率表示

13、物体的速度。图像的斜率为正值，表示物体沿与规定的正方向相同的方向运动图像的斜率为负值，表示物体沿与规定的正方向相反的方向运动若图象与时间轴平行，说明斜率为零，即物体的速度为零，表示物体处于静止状态若物体做非匀速直线运动，则图象是一条曲线。图象上两点连线的斜率表示这段时间内的平均速度，图象上某点切线的斜率表示这点的瞬时速度。（3）若图像不过原点，有两种情况：图线在纵轴上的截距表示开始计时时物体的位移不为零（相对于参考点）图线在横轴上的截距表示物体过一段时间才从参考点出发（4）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，纵坐标表示相遇处对参考点的位移。速度时间图像：用图像表达物理规律，

14、具有形象，直观的特点。对于匀变速直线运动来说，其速度随时间变化的t图线如图所示，对于该图线，应把握的有如下三个要点。（1）纵轴上的截距其物理意义是运动物体的初速度0；（2）图线的斜率其物理意义是运动物体的加速度a；（3）图线下的“面积”其物理意义是运动物体在相应的时间内所发生的位移s第三模块：自由落体运动和竖直上抛运动夯实基础知识1、自由落体运动：（1）概念：自由落体运动：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。（2）性质：它是v0=0，a=g的匀加速直线运动。（3）规律：基本规律： 初速度为0的匀加速直线运动的一切规律对于自由落体运动都适用。2、竖直上抛运动（1）竖直上抛

15、运动：有一个竖直向上的初速度0；运动过程中只受重力作用，加速度为竖直向下的重力加速度g。（2）性质：是坚直向上的，加速度为重力加速度g的匀减速直线运动。（3）竖直上抛运动的规律：竖直上抛运动是加速度恒定的匀变速直线运动，若以抛出点为坐标原点，竖直向上为坐标轴正方向建立坐标系，其位移公与速度公式分别为 对公式的理解当时，表示物体正在向下运动。当时，表示物体正在最高点。当时，表示物体正在向上运动。对公式的理解当时，表示物体在抛出点下方。当时，表示物体回到抛出点。当时，表示物体在抛出点上方。（3）竖直上抛运动的特征：竖直上抛运动可分为“上升阶段”和“下落阶段”。前一阶段是匀减速直线运动，后一阶段则是

16、初速度为零的匀加速直线运动（自由落体运动），具备的特征主要有：时间对称“上升阶段”和“下落阶段”通过同一段大小相等，方向相反的位移所经历的时间相等速率对称“上升阶段”和“下落阶段”通过同一位置时的速率大小相等（4）竖直上抛的几个结论：最大高度 、上升时间 （5）竖直上抛的处理方法：对于竖直上抛运动可以有两种处理方法对于运动过程可以分段来研究也可以把把整个过程看成一个匀减速运动来处理。这样比较方便，即全程做初速度为加速度为的匀变速直线运动。注意有关物理量的矢量性，习惯取的方向为正。题型解析类型题：注意弄清位移和路程的区别和联系位移是表示质点位置变化的物理量，它是由质点运动的起始位置指向终止位置的

17、矢量。位移可以用一根带箭头的线段表示，箭头的指向代表位移的方向，线段的长短代表位移的大小。而路程是质点运动路线的长度，是标量。只有做直线运动的质点始终朝着一个方向运动时，位移的大小才与运动路程相等【例题】一个电子在匀强磁场中沿半径为的圆周运动。转了3圈回到原位置，运动过程中位移大小的最大值和路程的最大值分别是：（B）A，； B，； C，； D0，。类型题：瞬时速度和平均速度的区别和联系瞬时速度是运动物体在某一时刻或某一位置的速度，而平均速度是指运动物体在某一段时间或某段位移的平均速度，它们都是矢量。当时，平均速度的极限，就是该时刻的瞬时速度。定义式对任何性质的运动都适用，而只适用于匀变速直线运

18、动。此外对匀变速直线运动还有【例题】在软绳的两端各拴一石块，绳长3m，拿着上端石块使它与桥面相平，放手让石块自由下落，测得两石块落水声着0.2s，问桥面距水面多高？（g取10m/s2）解析：后一块石块下落最后3m用时0.2s，则后一石块落水速度【例题】质点做匀变速直线运动，5 s内位移是20 m，在以后的10 s内位移是70 m，求质点的加速度解析：质点运动过程示意图如图所示，根据平均速度定义，分别求得5s内、10s内的平均速度为4 m/s 7 m/s 根据加速度定义式，则质点的加速度为【例题】甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标，甲车在前一半时间内以速度V1做匀速直线运动，后一半时

19、间内以速度V2做匀速直线运动；乙车在前一半路程中以速度V1做匀速直线运动，后一半路程中以速度V2做匀速直线运动，则（ ）A甲先到达； B乙先到达； C甲、乙同时到达； D不能确定。解析：设甲、乙车从某地到目的地距离为S，则对甲车有则;对于乙车有，所以，由数学知识知，故t甲时，甲与乙不可能相遇，两质点距离会出现先变小后变大的情况，当t=时，两质点之间的距离最近，： s mins类型题：自由落体运动和竖直上抛运动的特点自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动竖直上抛运动是匀变速直线运动，其上升阶段为匀减速运动，下落阶段为自由落体运动。它有如下特点：1、上升和下降（至落回原处）的两个过程

20、互为逆运动，具有对称性。有下列结论：(1)速度对称：上升和下降过程中质点经过同一位置的速度大小相等、方向相反。（2）时间对称：上升和下降经历的时间相等。2、竖直上抛运动的特征量：（1）上升最大高度：Sm=。(2)上升最大高度和从最大高度点下落到抛出点两过程所经历的时间：。【例题】A球自距地面高h处开始自由下落，同时B球以初速度v0正对A球竖直上抛，空气阻力不计。问： （1）要使两球在B球上升过程中相遇，则v0应满足什么条件？（2）要使两球在B球下降过程中相遇，则v0应满足什么条件？解析：两球相遇时位移之和等于h。即：所以：而B球上升的时间：，B球在空中运动的总时间：(1)欲使两球在B球上升过程

21、中相遇，则有tt1，即，所以 (2)欲使两球在B球下降过程中相遇，则有：t1tt2即: 所以：答案:（1） (2) 【例题】质点做竖直上抛运动，两次经过A点的时间间隔为t1，两次经过A点正上方的B点的时间间隔为t2，则A与B间距离为_。解析：利用竖直上抛运动的“对称特征”可给出简单的解答解：由竖直上抛运动的“对称”特征可知：质点从最高点自由落至A、B两点所经历时间必为t1和t2，于是直接可得=g(t1)2g(t2)2=g()【例题】物体做竖直上抛运动，取g=10m/s2。若第1s内位移大小恰等于所能上升的最大高度的倍，求物体的初速度。解析：常会有同学根据题意由基本规律列出形知tgt2=的方程来

22、求解，实质上方程左端的tgt2并不是题目中所说的“位移大小”，而只是“位移”，物理概念不清导致了错误的产生。 解：由题意有=，进而解得=30m/s，=6m/s，=4.45m/s【例题】如图所示，长为1m的杆用短线悬在21m高处，在剪断线的同时地面上一小球以0=20m/s的初速度竖直向上抛出，取g=10m/s2，则经时间t=_s，小球与杆的下端等高；再经时间t=_s，小球与杆的上端等高。 解析：以地面为参照物分析两物体的运动关系将会很复杂，不妨换一个参照物求解。答案：1s 【例题】物体做竖直上抛运动，取g=10m/s2，若在运动的前5s内通过的路程为65m，则其初速度大小可能为多少？解析：如果列

23、出方程s=0tgt2，并将有关数据s=65m，t=5s代入，即求得0=38m/s。此例这一解答是错误的，因为在5s内，做竖直上抛运动的物体的运动情况有如下两种可能性：前5s内物体仍未到达最高点。在这种情况下，上述方程中的s确实可以认为是前5s内的路程，但此时0应该受到050m/s的制约，因此所解得的结论由于不满足这一制约条件而不能成立。前5s内物体已经处于下落阶段，在这种情况下，上述方程中的s只能理解为物体在前5s内的位移，它应比前5s内的路程d要小，而此时应用解：由运动规律可得d=+g(t)2，在此基础上把有关数据d=65m，t=5s代入后求得0=20m/s或0=30m/s，【例题】一个物体

24、从塔顶上下落，在到达地面前最后1s内通过的位移是整个位移的9/25，求塔高。（g取10m/s2）解析：设物体下落总时间为t，塔高为h，则： ，由上述方程解得：t=5s，所以，【例题】如图9所示，悬挂的直杆AB长为L1，在其下L2处，有一长为L3的无底圆筒CD，若将悬线剪断，则直杆穿过圆筒所用的时间为多少？解析：直杆穿过圆筒所用的时间是从杆B点落到筒C端开始，到杆的A端落到D端结束。设杆B落到C端所用的时间为t1，杆A端落到D端所用的时间为t2，由位移公式得：，所以，【例题】气球以10m/s的速度匀速竖直上升，从气球上掉下一个物体，经17s到达地面。求物体刚脱离气球时气球的高度。（g=10m/s

25、2）解析：可将物体的运动过程视为匀变速直线运动。规定向下方向为正，则物体的初速度为V0=10m/s，g=10m/s2则据h=，则有：物体刚掉下时离地1275m。【例题】一跳水运动员从离水面10 m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心，跃起后重心升高045 m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，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点。g取10 m /s2，结果保留二位数字）解析：设运动员跃起时的初速度为V0，且设向上为正，则由V20=2gh得：由题意而知：运动员在全过程中可认为是做竖直上抛运动，且位移大小为10m，方向向下，故S=10m。由得：，解得t=1.7s类型题：注意弄清联系实际问题的分析求解【例题】图14（a）是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的时间差，测出汽车的速度。图14（b）中是测速仪发