物理课件 单元一 直线运动

物理绪

论绪

论什么是物理学？物理学是怎样的一门学科呢？

物理（physics）源于古希腊语physikḗ，指的是自然科学。

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。物理学的研究目的在于帮助人们认识物质运动的基本性质和相互转化的规律，揭示物质不同层次的内部结构。伽利略（1564-1642）绪论如何学好物理要重视观察和实验（动手）要重在理解（动脑）要重视理论联系实际（应用）要做好练习（巩固）绪论误差的定义及分类（一）误差的定义

测量值与真实值的差值称为误差。反应了测量质量的好坏。

误差存在于一切测量之中，贯穿测量过程的始终。

绪论

（二）误差的分类

误差类型产生原因主要特点避免方法系统误差仪器缺陷、方法理论近似、环境恒定因素、人员固定习惯有规律、重复出现、不能通过多次测量消除校准仪器、改进方法、理论修正偶然误差环境微波动、仪器噪声、人员感官限制等随机因素无规律、随机波动、可以通过多次测量减小多次测量求平均值、改善测量条件过失误差操作失误、读错数据、记录错误、仪器突发故障异常偏离、明显错误、必须避免严谨操作、及时发现并剔除绪论

（三）误差的表示计算测量误差就是以算术平均值作为真实长度，并与测量结果加以比较。这里用

表示多次测量的平均值。

误差表示计算方法绝对误差测量值与真实值之间的差值平均绝对误差各次绝对误差的平均值平均相对误差平均绝对误差与被测量平均值的百分比绪论有效数字

在测量和数字计算中，确定用几位数字来反映测量结果或计算结果的正确程度是很重要的，认为保留的位数越多越精确的看法也是错误的。●由最小刻度线直接读出来的数是准确的，称为可靠数字。

●当待测的量是在两条最小刻度线之间时，只能用肉眼估计出来，因此这个数字是不可靠的，称为可疑数字。

●可疑数字连同前几位可靠数字，在测量中都是有效的，称为有效数字。

绪论有效数字

对有效数字的应用，有以下规定：●由一切非零数字都是有效数字。

例如，1.235mm是4位有效数字。

●两个非零数字之间的“0”都是有效数字。

例如，11.208mm是5位有效数字。

●非零数字后面的“0”是有效数字，不能随便去掉。

例如，1.5kg与1.50kg是不同的，前者是2位有效数字，后者是3位有效数字。●非零数字前面的“0”不是有效数字，它只与单位的变换有关。

例如，0.6328pm，0.00006328cm和0.0000006328m，都是4位有效数字。为方便起见，可将其写成指数形式：6.328x10μm,6.328x10-cm和6.328x10m。指数不计人有效数字的位数。物理单元一

直线运动模块一机械运动质点机械运动

我们把一个物体相对另一个物体的位置变动称为机械运动(mechanicalmotion)，简称运动。参考系1.在描述物体运动时，选来作为参考标准的物体，称为参考系(referenceframe)。2.运动的相对性：运动是绝对的，但描述某个物体的位置随时间的变化，总是相对一个参考系而言的。模块一机械运动质点质点1.我们可以把物体看作一个有质量的点，或者说，可以用一个有质量的点来代替整个物体，这种具有质量的点称为质点(masspoint)。——理想模型：突出主要因素，忽略次要因素，建立理想化物理模型。模型是重要的抽象方法之一。——模型是物理规律和物理理论赖以建立的基础。2.物体可视为质点的条件：——物体的大小、形状对研究问题没有影响或影响微小——物体上各点的运动完全相同

当我们只关心列车整体运动时，可以不考虑各部分的运动差异，把列车看作一个点。模块一机械运动质点运动的质点通过的路线，称为质点运动的轨迹(contrail)。质点运动的轨迹是直线的运动称为直线运动(rectilinearmotion),质点运动的轨迹是曲线的运动称为曲线运动(curvilinearmotion)。这一章主要研究直线运动。时间和时刻

时刻(moment)是指某一瞬时，时间(time)是指两个时刻之间的间隔。路程

质点在空间运动时连续经历的各点形成质点的轨迹(contrail)，称为质点的路径。

路径的长度，称为质点运动的路程(path)。模块二运动的时空描述位移

设质点由初位置A,经过一段时间运动到末位置B,从初位置A指向末位置B的有向线段AB就表示质点在一段时间内发生的位移(displacement).矢量和标量

模块二运动的时空描述名称特点物理量矢量既有大小，又有方向位移、速度、加速度、力标量只有大小，没有方向路程、长度、时间、质量、温度、功、功率匀速直线运动

物体在一条直线上运动，如果在任意相等的时间里位移相等，这种运动就称为匀速直线运动。速度

在匀速直线运动中，位移ｓ跟发生该位移所用时间ｔ之比，称为匀速直线运动的速度，用v表示，则有

（1-1）

在国际单位制中，速度的单位是“米每秒”，符号是ｍ／ｓ。常用的单位还有千米每时(ｋｍ／ｈ)等。模块三匀速直线运动速度变速直线运动

物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里位移不相等，这种运动就称为变速直线运动。平均速度

在变速直线运动中，运动物体的位移s与发生该位移所用时间t的比值，称为这段位移内的平均速度(averagevelocity)。

在变速直线运动中，不同位移内的平均速度一般是不同的，因此必须指明求出的平均速度是对哪段位移来说的。模块四

变速直线运动

平均速度和瞬时速度

（1-2）例1-1在2000年创造的男子百米世界记录是9.69ｓ。设运动员前5.0ｓ内跑了46ｍ，求他在全程和前后两段时间的平均速度。

解：依题意，运动员在后段4.69ｓ跑了54ｍ。据式(1-2)，可得全程及前后段的平均速度为：

全程：

前段：

后段：

答：运动员在全程的平均速度是10.32m/s；在前段的速度是9.20m/s；在后段的速度是11.51m/s。模块四

变速直线运动

平均速度和瞬时速度

瞬时速度

运动物体在某一时刻(或某一位置)前后一段极短时间内的平均速度，称为在该时刻(或位置)的瞬时速度(instantaneousvelocity)，也常简称为速度(velocity)。匀速直线运动的速度，也就是它在每一时刻的瞬时速度。运动物体在某一时刻的瞬时速度的方向，与物体在该时刻的运动方向相同。瞬时速度的大小，称为瞬时速率，简称为速率(speed)。模块四

变速直线运动

平均速度和瞬时速度

匀变速直线运动

物体沿直线运动，如果在任意相等的时间内，速度的变化(增加或减少)都相等，这种运动就称为匀变速直线运动。

汽车在做变速运动时，注视速度计，记下间隔相等的各时刻的速率值，如下表所示：

上述汽车的运动是匀变速直线运动，它的速度随着时间而均匀增加，通常称为匀加速直线运动。当一个物体的速度随时间而均匀减少，通常称为匀减速直线运动。模块五匀变速直线运动加速度时刻/s05101520速率/（km/h）2030405060加速度

物体运动速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值，称为加速度(acceleration)。加速度是表示速度改变快慢的物理量。一般用v0表示物体开始时刻的速度(初速度)，用vt表示经过一段时间t末的速度(末速度)，速度的改变量为vt－v0，用a表示加速度，那么在国际单位制中，加速度的单位是ｍ／s2，读作“米每二次方秒”。模块五匀变速直线运动加速度

例1-2作匀变速直线运动的火车在50ｓ内速度从8m/s增加到18m/s，求火车的加速度。解选取火车初速度方向为正方向，则模块五匀变速直线运动加速度

例1-3汽车紧急制动时，在2ｓ内速度由10ｍ/s减小到零，制动这段时间内汽车的运动可视为匀变速直线运动，求汽车的加速度。

解选取汽车初速度方向为正方向，则模块五匀变速直线运动加速度

匀变速直线运动的速度由公式得到：

是匀变速直线运动的速度公式，它表示了匀变速直线运动的速度和时间关系。模块六匀变速直线运动的速度和位移v0=0,a>0v0>0,a>0v0>0,a<0v0>0,a=0例1- 4汽车在紧急制动时，加速度的大小是6m/s2，如果必须在2ｓ内停下来，汽车行驶的最大允许速度是多少km/h？

模块六匀变速直线运动的速度和位移解由公式

vt=v0+at

可得

v0=vt-at=[0-(-6)×2]=12ｍ/s＝43.2km/h

匀变速直线运动的位移模块六匀变速直线运动的速度和位移例1-5一辆汽车原来匀速行驶，然后以1m/s2的加速度加快行驶，从加快行驶开始，经12ｓ的时间行驶了180ｍ，求汽车开始加速时的初速度是多大？

解由公式

可以得出：模块六匀变速直线运动的速度和位移

模块七匀变速直线运动的规律两个基本公式

当物体从静止开始做匀变速直线运动时，v0=0，则例1-6飞机以45ｍ/ｓ的速度着陆，在跑道上滑行30ｓ而停止。若把飞机在跑道上滑行时看成匀变速直线运动，求飞机在滑行过程中的加速度和向前滑行的距离。

解由公式

可得：

再由

模块七匀变速直线运动的规律例1-7火车以5ｍ/ｓ的速度在平直的铁轨上匀加速行驶500ｍ时，速度增加到15ｍ/ｓ，火车通过这段位移需要多少时间?

解法1解法2

模块七匀变速直线运动的规律

例1-8发射枪弹时，枪弹在枪筒中的运动可以看作是匀加速直线运动，如果枪弹的加速度大小是5.0×105ｍ/ｓ２，枪筒长0.64ｍ，枪弹射出枪口时的速度是多大?

解由公式

可得

模块七匀变速直线运动的规律

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，称为自由落体运动。严格说来，这种运动只有在没有空气的空间里才能发生。但是，在有空气的空间里，如果空气阻力的作用比重力小很多时，可以忽略不计，物体的下落也可以近似看成自由落体运动。模块八自由落体运动自由落体加速度

在同一地点，一切物体在自由落体运动中的加速度都相同。加速度跟物体的质量、大小或形状无关，这个加速度称为自由落体加速度，也称为重力加速度(accelerationofgravity)，通常用g来表示，g=9.8m/s2。模块八自由落体运动运动的描述研究运动的两个基本概念描述运动的三个物理量质点（研究对象的理想模型）参考系（研究运动的参照物体）位移（位置的变化）速度（位置的变化率）加速度（速度的变化率）小结1——基本概念

机械运动——物体相对于其他物体的位置变化质点参考系位置变化快慢速度速度变化快慢加速度位移空间时间、时刻时间小结1——基本概念

匀速直线运动

物体在一条直线