第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 微专题9 一些特殊图象的理解和应用备考精炼
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第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究1.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2.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D .加速度大小不断变小,速度大小也不断变小3. 如图所示为两质点的位移-时间图像,甲是Oabc ,乙是Obc ,则以下说法正确的是( )A .Oab 与Ob 位移相同B .Ob 与bc 位移相同C .Oab 路程比Ob 大D .Ob 与bc 路程相同4.如下图所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两条船上的旗帜分别向右和向左飘,两条船运动状态是( )A .A 船肯定是向左运动的B .A 船肯定是静止的C .B 船肯定是向右运动的D .B 船可能是静止的5.如图所示,物体沿曲线轨迹的箭头方向运动,AB 、ABC 、ABCD 、ABCDE 四段曲线轨迹运动所用的时间分别是:1 s,2 s,3 s,4 s ,下列说法正确的是( )A .物体在AB 段的平均速度为1m/sB .物体在ABC 段的平均速度为52m/s C .AB 段的平均速度比ABC 段的平均速度更能反映物体处于A 点时的瞬时速度D .物体在B 点的速度等于AC 段的平均速度6.一个从静止开始做匀加速直线运动的物体,从开始运动起,连续通过三段位移的时间分别是1s、2s、3s,这三段位移的大小之比和这三段位移上的平均速度大小之比分别是( )A.1∶22∶321∶2∶3 B.1∶23∶331∶22∶32C.1∶2∶3 1∶1∶1 D.1∶3∶5 1∶2∶37.在塔顶上将一物体竖直向上抛出,抛出点为A,物体上升的最大高度为20m.不计空气阻力,设塔足够高,则物体位移大小为10m时,物体通过的路程可能为( )A.10m B.20m C.30m D.50m8.以36km/h的速度行驶的汽车,刹车后做匀减速直线运动,若汽车在刹车后第2s内的位移是6.25m,则刹车后5s内的位移是多少?9.如图所示,一名消防队员在演习训练中,沿着长为l的竖立在地面上的钢管往下滑.他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果加速和减速运动的加速度大小分别为a1和a2,则下滑过程的最大速度和总时间分别为多少?10.如图所示为甲、乙两运动物体相对同一原点的x-t图像.下面有关说法中正确的是( )A.甲和乙都做匀速直线运动B.甲、乙运动的出发点相距x0C.乙运动的速度大于甲运动的速度D.乙比甲早出发t1的时间11.一质点沿直线运动时的速度-时间图线如图所示,则以下说法中正确的是( )A.第1s末质点的位移和速度都改变方向B.第2s末质点回到出发点位置C.第4s末质点回到出发点位置D.第3s末和第5s末质点的位置相同12.如图所示为一个质点做直线运动的v-t图像,下列说法中正确的是( )A.在18~22s时间内,质点的位移为24mB.整个过程中,BC段的加速度最大C.整个过程中,E点所表示的状态离出发点最远D.BC段表示质点通过的位移为34m13.A、B两辆汽车在笔直的公路上同向行驶,当B车在A车前84m处时,B车速度为4m/s,且正以2m/s2的加速度做匀加速运动;经过一段时间后,B车加速度突然变为零.A车一直以20m/s的速度做匀速运动,经过12s后两车相遇,问B车加速行驶的时间为多少?14.在“研究匀变速直线运动”的实验中,某同学的操作步骤如下,其中错误或多余的步骤是__________.A.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器处,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,下面吊着适当重的钩码D.取下纸带E.将平板一端抬高,轻推小车,使小车能在平板上做匀速运动F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔若有遗漏步骤,将遗漏步骤写在下面的横线上(遗漏可编上序号G、H……).____________________________________________;实验步骤的合理顺序为____________________.15.在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz,记录小车运动的纸带如图1-4-5所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有四个点未画出,各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm.(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为v B=__________m/s,CE间的平均速度为__________m/s.(2)以打B点时为计时起点,建立v-t坐标系,如图所示,请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线.(3)根据图线可得小车运动的加速度为__________m/s2.16.某学生在用打点计时器做测定匀变速直线运动的实验时,其开始的装配图如图所示,其中有错误与不妥之处,请把它们找出来.(1)__________________________________________________.(2)__________________________________________________.(3)__________________________________________________.17.如图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点.加速度大小用a表示.(1)OD间的距离为__________cm.(2)如图是根据实验数据绘出的s-t2图线(s为各计数点至同一起点的距离),斜率表示__________,其大小为______m/s2(保留三位有效数字).。
物理1 第一章 运动的描述匀变速直线运动的研究一、易错易混专练1.(单选)关于质点的运动,下列说法中正确的是 ( ).A .质点运动的加速度为零,则速度为零,速度变化也为零B .质点速度变化率越大,则加速度越大C .质点某时刻的加速度不为零,则该时刻的速度也不为零D .位移的方向就是质点运动的方向解析 加速度是速度的变化和所用时间的比值,即a =Δv Δt.加速度为零,速度变化也为零,但速度不一定为零,加速度不为零,速度可能为零,故A 、C 选项错误;质点速度变化率越大,则加速度越大,B 选项正确;位移是矢量,是由初始位臵指向终止位臵的有向线段,如果质点做往复运动或曲线运动,位移的方向与质点运动的方向可能不一致,故D 选项错误.答案 B2.(多选)某赛车手在一次野外训练中,先利用地图计算出出发地和目的地的直线距离为9 km ,从出发地到目的地用了5分钟,赛车上的里程表指示的里程数值增加了15 km ,当他经过某路标时,车内速度计指示的示数为150 km/h ,那么可以确定的是 ( ).A .在整个过程中赛车手的平均速度是108 km/hB .在整个过程中赛车手的平均速度是180 km/hC .在整个过程中赛车手的平均速率是108 km/hD .经过路标时的瞬时速率是150 km/h解析 在整个过程中赛车手的平均速度为v -=x t =95/60 km/h =108 km/h ,A 正确、B 错误;而平均速率v ′-=s t =155/60 km/h =180 km/h ,C 错误;车内速度计指示的速度为汽车通过某位臵的瞬时速率,D 正确.答案 AD3.(单选)如图1所示,一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB ,右侧面是曲面AC ,已知AB 和AC 的长度相同.两个小球p 、q 同时从A 点分别沿AB 和AC 由静止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间( ). A .p 小球先到B .q 小球先到C .两小球同时到D .无法确定 解析 可以利用v -t 图象(这里的v 是速率,曲线下的面积表示路程s )定性地进行比较.在同一个v-t 图象中做出p 、q 的速率图线,显然开始时q的加速度较大,斜率较大;由于机械能守恒,末速率相同,即曲线末端在同一水平图线上.为使路程相同(曲线和横轴所围的面积相同),显然q 用的时间较少.答案 B4.(单选)(2013·上海普陀期末)甲、乙两位同学进行百米赛跑,假如把他们的运动近似为匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图2所示,在下图中分别作出在这段时间内两人运动的位移x 、速度v 与时间t 的关系图象,正确的是( ).图1 图2解析 他们同时从起跑线起跑且均做匀速直线运动,故他们运动的x -t 关系图象均是经过原点的倾斜直线,斜率大小代表速度大小;而v -t 关系图线是平行于横轴的直线,由题图4可知,v 乙>v 甲,故选项B 正确.答案 B5.(多选)t =0时,甲、乙两汽车从相距70 km 的两地开始相向行驶,它们的v -t 图象如图3所示.忽略汽车掉头所需时间,下列对汽车运动状况的描述正确的是 ( ).A .在第1小时末,乙车改变运动方向B .在第2小时末,甲乙两车相距10 kmC .在前4小时内,乙车运动加速度的大小总比甲车的大D .在第4小时末,甲、乙两车相遇解析 甲做初速度为0的匀加速直线运动.乙先向负方向做初速度为0的匀加速直线运动,第1小时末又向负方向做匀减速直线运动,在第2小时末速度为0,最后保持这一加速度、回头向正方向做匀加速直线运动.第1小时末是乙车加速、减速的分界点,但没改变运动方向,故A 项错;0~2 h 末,从图象围成的面积可知甲车发生位移为30 km 、正向,乙车发生的位移为30 km 、负向.结合开始时两车时的距离知,两车相距70 km -30 km -30 km =10 km ,故B 项正确;由于乙的斜率总比甲的大,所以前4小时内,乙车运动的加速度大小总比甲车的大,故C 正确;第4小时末甲、乙速度相等,但未相遇,故D 错误.答案 BC6.(单选)(2013·宁夏银川模拟)如图4所示,A 、B 分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v -t 图象,根据图象可以判断 ( ).A .两球在t =2 s 时速率相等B .两球在t =8 s 时相距最远C .两球运动过程中不会相遇D .甲、乙两球做初速度方向相反的匀减速直线运动,加速度大小相同、方向 相反图3 图4解析 t =2 s 时尽管速度的方向相反,但速率却是相等的,则A 正确;由v -t 图象的物理意义可知,两球在t =8 s 时均回到出发点,显然不是相距最远,选项B 、C 错误;两球都先做匀减速直线运动,后做匀加速直线运动,a A =Δv A Δt A=-40-408 m/s 2=-10 m/s 2,a B =Δv B Δt B=20-(-20)6 m/s 2=6.67 m/s 2,选项D 错误.答案 A7.一辆汽车以72 km/h 的速度正在平直公路上匀速行驶,突然发现前方40 m 处有需要紧急停车的危险信号,司机立即采取刹车措施.已知该车在刹车过程中加速度的大小为5 m/s 2,求从刹车开始经过5 s 时汽车前进的距离是多少,此时是否已经进入危险区域?解析 设汽车由刹车开始至停止运动所用的时间为t 0,选初速度方向为正方向,由于汽车做匀减速直线运动,加速度a =-5 m/s 2则由v =v 0+at 得t 0=v -v 0a =4 s可见,该汽车刹车后经过4 s 就已停下,其后的时间内汽车是静止的.由运动学公式知x =v 0t +12at 2,刹车后经过5 s 时汽车通过的距离为x =v 0t 0+12at 20=40 m即汽车此时恰好未进入危险区域.答案 40 m 恰好未进入8.(2013·孝感统测)如图5所示,水平传送带AB 长12 m ,以v 0=5 m/s 的速度匀速运动,运动方向向右,另有一物体以v =10 m/s 的速度滑上传送带的右端,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5.(g =10 m/s 2)图5(1)通过计算说明物体能否到达左端A 点?(2)求物体在传送带上运动的时间.解析 (1)物体滑上传送带运动的加速度大小为a =μg =5 m/s 2故物体从滑上传送带到速度为0滑动的距离为x =v 22a =1022×5m =10 m<12 m 所以物体不能到达传送带左端A 点(2)物体从滑上传送带到速度为0运动时间为t 1=v a =105 s =2 s随后物体向右做匀加速运动到与传送带速度相等所用时间为t 2=v 0a =55 s =1 s此过程中物体向右的位移为x 1=v 202a =522×5m =2.5 m 然后物体随传送带一起做匀速运动到右端所用时间为t 3=x -x 1v 0=10-2.55 s =1.5 s 故物体在传送带上运动的时间为t =t 1+t 2+t 3=(2+1+1.5) s =4.5 s答案 (1)不能 (2)4.5 s二、方法技巧专练9.(单选)(假设法)一个以初速度v 0沿直线运动的物体,t 秒末的速度为v ,其v -t 图象如图6所示,则关于t 秒内物体运动的平均速度v -,以下说法正确的是( ).A.v -=v 0+v 2B.v -<v 0+v 2C.v ->v 0+v 2 D .无法确定 解析 本题我们可以假设物体做初速度为v 0,末速度为v 的匀变速直线运动,则其v -t 图象如图中的倾斜虚线所示.由匀变速直线运动的规律知物体在时间t 内的平均速度等于这段时间内的初速度v 0与末速度v的算术平均图6值,即平均速度等于v 0+v 2,而物体在t 秒内的实际位移比匀变速直线运动在t 秒内的位移大,所以v ->v 0+v 2,故选C 正确.答案 C10.(单选)(逆向思维法)一个做匀速直线运动的物体,从某时刻起做匀减速运动直到静止,设连续通过三段位移的时间分别是3 s 、2 s 、1 s ,这三段位移的大小之比和这三段位移上的平均速度之比分别是( ). A .1∶2∶3 1∶1∶1B .33∶23∶1 32∶22∶1C .1∶23∶33 1∶22∶32D .5∶3∶1 3∶2∶1解析 逆向思维:把物体的运动看成速度为零的匀加速运动,根据位移公式x =12at 2,从开始运动起,连续通过的三段位移分别为x 1=12at 21=12a ,x 2=12a (t 2+t 1)2-12at 21=4a ,x 3=12a (t 3+t 2+t 1)2-12a (t 1+t 2)2=272a ,所以这三段位移的长度之比为x 3∶x 2∶x 1=27∶8∶1=33∶23∶1;再根据平均速度公式v -=x t 可得v 1-∶v 2-∶v 3-=9∶4∶1=32∶22∶1,可知选项B 正确.答案 B11.(思维转化法:将“多个物体的运动”转化为“一个物体的运动”)某同学站在一平房边观察从屋檐边滴下的水滴,发现屋檐的滴水是等时的,且第5滴正欲滴下时,第1滴刚好到达地面;第2滴和第3滴水刚好位于窗户的下沿和上沿,他测得窗户上、下沿的高度差为1 m ,由此求屋檐离地面的高度. 解析 作出如图所示的示意图.5滴水滴的位臵等效为一滴水做自由落体运动连续相等时间内的位臵.图中自上而下相邻点距离比为1∶3∶5∶7,因点“3”、“2”间距为1 m ,可知屋檐离地面高度为15×(1+3+5+7) m =3.2 m.答案 3.2 m12.(单选)(思维转化法:将“不同地点出发”转化为“同一地点出发”)两辆完全相同的汽车A、B,沿平直的公路一前一后匀速行驶,速度均为v0.若前车A 突然以恒定的加速度刹车,在它刚停住后,后车B以前车A刹车时的加速度开始刹车.已知前车A刹车过程中所行驶的距离为s,若要保证两辆车在上述过程中不相撞,则两车在匀速行驶时保持的距离至少应为().A.s B.2s C.3s D.4s解析题设内容如图(a)所示,末位臵临界情况为B、A恰接触.现针对所研究内容,等效为B、A从同一地点,A车以v0匀减速,B车先匀速后匀减速,如图(b)所示.图(b)中末位臵A、B均停下来时的间距即为图(a)中初位臵B、A 间距离.继而可作出图(c)所示v-t图象,从图象中直接看出B比A多运动2s,因此本题答案为B.答案 B。
第一章 运动的描述 匀变速直线运动第二讲 匀变速直线运动的规律课时安排:1课时教学目标:1.掌握匀变速直线运动的基本规律和一些重要推论;2.应用匀变速直线运动的基本规律和重要推论解决实际问题。
本讲重点:1.匀变速直线运动的基本规律2.匀变速直线运动的基本规律在实际问题中的应用本讲难点:匀变速直线运动的基本规律在实际问题中的应用 考点点拨:1.匀变速直线运动规律的基本应用2.常用的重要推论及其应用 3.追及和相遇问题一、匀变速直线运动的规律(重点讲解) (一)匀变速直线运动的公式1、匀变速直线运动常用公式有以下四个 at v v t +=02021at t v s += as v v t 2202=-t v v s t 20+=2、匀变速直线运动中几个常用的结论①Δs=aT 2,即任意相邻相等时间内的位移之差相等。
可以推广到s m -s n =(m-n )aT 2 ②tsv v v t t =+=202/,某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。
22202/t s v v v +=,某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速度)。
可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有2/2/s t v v <。
说明:运用匀变速直线运动的平均速度公式tsv v v t t =+=202/解题,往往会使求解过程变得非常简捷,因此,要对该公式给与高度的关注。
3.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:at v = , 221at s =, as v 22= , t v s 2= 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。
4.初速为零的匀变速直线运动①前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为1∶4∶9∶…… ②第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1∶3∶5∶……③前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为1∶2∶3∶……④第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为1∶()12-∶(23-)∶…… 对末速为零的匀变速直线运动,可以相应的运用这些规律。
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究第1单元 直线运动的基本概念1、 机械运动:一个物体相对于另一物体位置的改变(平动、转动、直线、曲线、圆周)参考系:假定为不动的物体(1) 参考系可以任意选取,一般以地面为参考系(2) 同一个物体,选择不同的参考系,观察的结果可能不同 (3) 一切物体都在运动,运动是绝对的,而静止是相对的2、 质点:在研究物体时,不考虑物体的大小和形状,而把物体看成是有质量的点,或者说用一个有质量的点来代替整个物体,这个点叫做质点。
(1) 质点忽略了无关因素和次要因素,是简化出来的理想的、抽象的模型,客观上不存在。
(2) 大的物体不一定不能看成质点,小的物体不一定就能看成质点。
(3) 转动的物体不一定不能看成质点,平动的物体不一定总能看成质点。
(4) 某个物体能否看成质点要看它的大小和形状是否能被忽略以及要求的精确程度。
3、时刻:表示时间坐标轴上的点即为时刻。
例如几秒初,几秒末。
时间:前后两时刻之差。
时间坐标轴线段表示时间,第n 秒至第n+3秒的时间为3秒 (对应于坐标系中的线段)4、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:物体运动轨迹之长,是标量。
路程不等于位移大小 (坐标系中的点、线段和曲线的长度)5、速度:描述物体运动快慢和运动方向的物理量, 是矢量。
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,υ=s/t (方向为位移的方向)平均速率:为质点运动的路程与时间之比,它的大小与相应的平均速度之值可能不相同(粗略描述运动的快慢)即时速度:对应于某一时刻(或位置)的速度,方向为物体的运动方向。
(tsv t ∆∆=→∆0lim)即时速率:即时速度的大小即为速率;【例1】物体M 从A 运动到B ,前半程平均速度为v 1,后半程平均速度为v 2,那么全直线运动直线运动的条件:a 、v 0共线参考系、质点、时间和时刻、位移和路程速度、速率、平均速度加速度运动的描述典型的直线运动匀速直线运动 s=v t ,s-t 图,(a =0)匀变速直线运动特例自由落体(a =g ) 竖直上抛(a =g )v - t 图 规律 at v v t +=0,2021at t v s +=as v v t 2202=-,t v v s t20+=程的平均速度是:( )A .(v 1+v 2)/2B .21v v ⋅C .212221v v v v ++ D .21212v v v v +【例2】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。
第一章运动的描述匀变速直线运动第1讲描述运动的基本概念主干梳理对点激活知识点° 参考系、质点I1 . 参考系(1)定义:在描述物体的运动时,用来做|~01|参考的物体。
⑵参考系的选取①参考系的选取是[P2任意的,既可以是|03运动的物体,也可以是|04静止的物体,通常选[05地面为参考系。
②比较两物体的运动情况时,必须选[06同一参考系。
③对于同一物体,选择不同的参考系结果可能C07不同,可能[08相同2. 质点⑴定义:用来代替物体的有_09质量的点。
⑵把物体看做质点的条件:物体的至大小和了形状对研究的问题的影响可以忽略不计。
知识点2|| 位移、速度n1. 位移和路程2.速度和速率(1)速度:物体的L09位移与发生这个位移所用[10时间的比值。
①定义式:v = 書,单位:m/s。
②矢量性:速度是迫矢量,既有大小,也有方向。
速度的大小在数值上等于单位时间内物体[12位移的大小,速度的方向就是物体运动的方向。
③物理意义:表示物体位置变化快慢的物理量。
⑵平均速度:物体在某一时间间隔内,运动的位移与所用时间的比值,v=舟, 只能J3粗略地描述物体运动快慢。
平均速度是[14矢量,方向就是物体位移的方向。
(3) 瞬时速度:运动物体在\15某一时刻或〔16某一位置的速度,表示物体在某一位置或某一时刻的运动快慢程度,瞬时速度是矢量,方向即物体在这一位置或这一时刻的运动方向。
能够卫精确地描述物体的运动情况。
(4)速率:丄8瞬时速度的大小叫速率,是标量。
(5)平均速率:指物体通过的19路程和所用时间的比值,是标量。
知识点•目I加速度n1. 定义速度的变化量与发生这一变化所用卫2时间的比值。
2. 定义式a= _03弓,单位:04 m/s2。
3. 方向加速度为矢量,方向与_05速度变化量的方向相同。
4. 物理意义描述物体_06速度变化快慢的物理量。
一堵点疏通1. 研究物体的运动时,只能选择静止的物体做参考系。
第一章运动的描述匀变速直线运动的研究例题例1.关于位移和路程,下列说法中正确的是(CD )A.物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移B.物体沿直线运动,通过的路程等于位移的大小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,但位移可能相同例2.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:( D )A.221vv+B.21vv⋅C.212221vvvv++D.21212vvvv+例3.关于速度和加速度的关系,下列说法中正确的是( B )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D.加速度大小不断变小,速度大小也不断变小例4.一物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4 m/s,1s后的速度大小变为10 m/s,在这1 s内该物体的(AD )A.位移的大小可能小于4 mB.位移的大小可能大于10 mC.加速度的大小可能小于4 m/s2D.加速度大小可能大于10 m/s2巧选参考系[规范解答]————————————该得的分一分不丢!以队伍为参考系,则通讯员从队尾赶到排头这一过程中的速度为(v2-v1),位移大小为l通讯员再从排头返回队尾的过程中的速度为(v1+v2),位移大小为l则整个运动时间t=lv2-v1+lv1+v2则队伍在这段时间相对地面前进的距离为s=v1t=v1⎝⎛⎭⎫lv2-v1+lv1+v2=2v1v2lv22-v21例5.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 m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;即从小木块掉落到被“追上”,小木块顺流运动了位移5400 m,时间为2小时。
物理(必修一)——知识考点考点一:时刻与时间间隔的关系时间间隔能展示运动的一个过程,时刻只能显示运动的一个瞬间。
对一些关于时间间隔和时刻的表述,能够正确理解。
如:第4s末、4s时、第5s初……均为时刻;4s内、第4s、第2s至第4s内……均为时间间隔。
区别:时刻在时间轴上表示一点,时间间隔在时间轴上表示一段。
考点二:路程与位移的关系位移表示位置变化,用由初位置到末位置的有向线段表示,是矢量。
路程是运动轨迹的长度,是标量。
只有当物体做单向直线运动时,位移的大小..。
..等于路程。
一般情况下,路程≥位移的大小考点五:运动图象的理解及应用由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,所以在解题的过程中被广泛应用。
在运动学中,经常用到的有x -t 图象和v —t 图象。
1. 理解图象的含义:(1)x -t 图象是描述位移随时间的变化规律 (2)v —t 图象是描述速度随时间的变化规律 2. 明确图象斜率的含义:(1) x -t 图象中,图线的斜率表示速度 (2) v —t 图象中,图线的斜率表示加速度考点一:匀变速直线运动的基本公式和推理1. 基本公式:(1) 速度—时间关系式:at v v +=0 (2) 位移—时间关系式:2021at t v x += (3) 位移—速度关系式:ax v v 2202=-三个公式中的物理量只要知道任意三个,就可求出其余两个。
利用公式解题时注意:x 、v 、a 为矢量及正、负号所代表的是方向的不同。
解题时要有正方向的规定。
2. 常用推论:(1) 平均速度公式:()v v v +=021(2) 一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度:()v v v v t +==0221(3) 一段位移的中间位置的瞬时速度:22202v v v x +=(4) 任意两个连续相等的时间间隔(T )内位移之差为常数(逐差相等):()2aT n m x x x n m -=-=∆考点二:对运动图象的理解及应用1. 研究运动图象:(1) 从图象识别物体的运动性质(2) 能认识图象的截距(即图象与纵轴或横轴的交点坐标)的意义 (3) 能认识图象的斜率(即图象与横轴夹角的正切值)的意义 (4) 能认识图象与坐标轴所围面积的物理意义 (5) 能说明图象上任一点的物理意义2.x-t图象和v—t图象的比较:如图所示是形状一样的图线在x-t图象和v—t图象中,考点三:追及和相遇问题1.“追及”、“相遇”的特征:“追及”的主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置。
高中物理章节目录及重难点高中物理新课标教材目录·必修1第一章运动的描述1质点参考系和坐标系重点:质点概念的理解、参考系的选取、坐标系的建立难点:理想化模型——质点的建立,及相应的思想方法2时间和位移重点:时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系、位移的概念以及它与路程的区别.难点:位移的概念及其理解3运动快慢的描述──速度重点:速度,平均速度,瞬时速度的概念及区别4实验:用打点计时器测速度5速度变化快慢的描述──加速度重点:加速度概念的简历隔阂加速度与云变速直线运动的关系;加速度是速度的变化率,它描述速度变化的快慢和方向。
难点:理解加速度的概念,树立变化率的思想;区分速度、速度变化量及速度的变化率。
第二章匀变速直线运动的研究1实验:探究小车速度随时间变化的纪律重点:图象法研究速度随时间变化的规律、对运动的速度随时间变化规律的探究。
难点:对实验数据的处理纪律的探究。
2匀变速直线运动的速度与时间的关系重点:理解速度随时间均匀变化的含义、对匀变速直线运动概念的理解、练用数学工具处理分析物理问题的操作方法。
难点:均匀变化的含义、用数学工具解决物理问题3匀变速直线运动的位移与时间的关系重点:线运动的位移与时间关系及其应用;难点:v-t图象中图线与t轴所夹的面积、元法的特点和技巧4匀变速直线运动的位移与速度的关系重点:位移速度公式及平均速度、中间时刻速度和中间位移速度、速度为零的匀变速直线运动的规律及推论。
难点:中间时刻速度和中间位移速度的大小比较及其运用、速度为的匀变速直线运动,相等位移的时间之比。
5自由落体运动重点:什么是自由落体运动及产生自由落体运动的条件、实质。
难点:(1)物体下落快慢影响因素的探究;(2)自由落体运动的运动性质的分析。
6XXX对自由落体运动的研究第三章相互作用1重力基本相互作用重点:1、重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系难点:力的作用效果与力的大小、偏向、作用点三个因素有关、重心的概念2弹力3摩擦力4力的分化5力的分化第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律重点:经由进程对小车实验的分析比较得出牛顿第一定律难点:明白“力是坚持物体运动的原因”观点是错误的、XXX理想实验的推理进程2实验:探究加速度与力、质量的关系重点:探究加速度与力、质量关系的实验方案,作图分析加速度与力、质量间的关系难点:作图分析出加速度与力、质量间的关系3牛顿第二定律重点:经由进程实验探究,深刻了解牛顿第二定律,并学会简朴运用。
第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究第一讲 描述运动的基本概念 第二讲匀变速运动的规律及应用一、学习目标参考系、质点Ⅰ 位移、速度、加速度Ⅱ 匀变速直线运动及其公式、图像Ⅱ二、自学填空大一轮P3、P4、P7三、预习问题1、1)如何理解参考系?2)如何理解质点?3)路程和位移有何区别?4)引入坐标系后,在坐标轴上时间和时刻、位移和位置如何区分?1)选为参照,假定不动的物体;一般选地面;同一物体的运动,参考系不同,观察到结果可能不同,也可能相同2)忽略大小形状,一个有质量的点;理想化模型;具体问题具体分析3)路程为轨迹长度,标量,位移为从初位置到末位置的有向线段,矢量;x ≤S ,单向直线运动等大4)时间在时刻轴上Δt=t2-t1;位移在位置坐标轴上Δx=x2-x1;画x-t 图,纵轴有截距,求位移2、1)速度的物理意义如何?2)速度是采用何种方法定义的?3)还有哪些物理量采用了这种定义方法?4)平均速度和瞬时速度有何区别和联系?5)平均速度和平均速率有何区别?6)什么是匀速直线运动?其x-t 、v-t 图像是怎样的?1) 描述运动(位置变化)快慢 2)比值3)a 、线速度、角速度、E 、电势、C 、I 、电动势、R 、B4)平均速度tx v ∆∆=,当Δt →0时,即为瞬时速度,极限法 5)平均速度为矢量,平均速率t S v =、为标量;、v v ≤,当为单向直线运动时二者等大 6)任意相等时间位移相同;速度不变3、1)加速度的物理意义如何?2)分别写出加速度的定义式和决定式,由此说明加速度与速度、速度变化和时间有何关系?3)如何根据加速和减速来判断加速度和速度方向关系?4)什么是匀变速直线运动?其x-t 、v-t 图像是怎样的?加速,加速度与速度同向;反之,反向。
或者根据图像,向右上的图像为正,向右下的图像为负4、推导:匀变速直线运动的速度公式、位移公式、关于位移的推论,三个公式中都包含的物理量是哪些?运动分析的“知三求二”怎样理解?5、推导纸带上求速度和加速度公式。
(完整版)高中物理知识点清单整理(必修 1 )第一章 运动的描述第一节 运动、空间和时间一、质点、参考系1.质点:用来代替物体的有质量的点.它是一种理想化模型. 2.参考系:为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体.参考系可以任意选取.通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动.第二节 质点和位移1.位移和路程(1)位移:描述物体位置的变化,用从初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量. (2)路程是物体运动路径的长度,是标量.第三节 速度和加速度1.速度(1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,即v =x t,是矢量.(2)瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量. 2.速率和平均速率(1)速率:瞬时速度的大小,是标量.(2)平均速率:路程与时间的比值,不一定等于平均速度的大小. 3、加速度(1).定义式:a =Δv Δt;单位是m/s 2.(2).物理意义:描述速度变化的快慢. (3).方向:与速度变化的方向相同.考点一 对质点模型的理解1.质点是一种理想化的物理模型,实际并不存在. 2.物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小来判断. 3.物体可被看做质点主要有三种情况: (1)多数情况下,平动的物体可看做质点.(2)当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时,可以看做质点. (3)有转动但转动可以忽略时,可把物体看做质点.考点二 平均速度和瞬时速度 1.平均速度与瞬时速度的区别 平均速度与位移和时间有关,表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度;瞬时速度与位置或时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度.2.平均速度与瞬时速度的联系(1)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度. (2)对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等.考点三 速度、速度变化量和加速度的关系2.物体加、减速的判定(1)当a 与v 同向或夹角为锐角时,物体加速. (2)当a 与v 垂直时,物体速度大小不变. (3)当a 与v 反向或夹角为钝角时,物体减速第二章 匀变速直线运动的研究一、匀变速直线运动的基本规律1.速度与时间的关系式:v =v 0+at .2.位移与时间的关系式:x =v 0t +12at 2.3.位移与速度的关系式:v 2-v 20=2ax .二、匀变速直线运动的推论1.平均速度公式:v =v t 2=v 0+v2.2.位移差公式:Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2. 可以推广到x m -x n =(m -n )aT 2.3.初速度为零的匀加速直线运动比例式(1)1T 末,2T 末,3T 末……瞬时速度之比为: v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n . (2)1T 内,2T 内,3T 内……位移之比为: x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内,第二个T 内,第三个T 内……位移之比为: x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1). (4)通过连续相等的位移所用时间之比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1). 三、自由落体运动和竖直上抛运动的规律 1.自由落体运动规律 (1)速度公式:v =gt .(2)位移公式:h =12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2=2gh . 2.竖直上抛运动规律 (1)速度公式:v =v 0-gt .(2)位移公式:h =v 0t -12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2-v 20=-2gh .(4)上升的最大高度:h =v 202g.(5)上升到最大高度用时:t =v 0g.考点一 匀变速直线运动基本公式的应用1.速度时间公式v =v 0+at 、位移时间公式x =v 0t +12at 2、位移速度公式v 2-v 20=2ax ,是匀变速直线运动的三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.2.匀变速直线运动的基本公式均是矢量式,应用时要注意各物理量的符号,一般规定初速度的方向为正方向,当v 0=0时,一般以a 的方向为正方向.3.求解匀变速直线运动的一般步骤画过程分析图→判断运动性质→选取正方向→选用公式列方程→解方程并讨论4.应注意的问题①如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带.②对于刹车类问题,当车速度为零时,停止运动,其加速度也突变为零.求解此类问题应先判断车停下所用时间,再选择合适公式求解.③物体先做匀减速直线运动,速度减为零后又反向做匀加速直线运动,全程加速度不变,可以将全程看做匀减速直线运动,应用基本公式求解.考点二 匀变速直线运动推论的应用1.推论公式主要是指:①v =v t 2=v 0+v t 2,②Δx =aT 2,①②式都是矢量式,在应用时要注意v 0与v t 、Δx 与a 的方向关系.2.①式常与x =v ·t 结合使用,而②式中T 表示等时间隔,而不是运动时间. 考点三 自由落体运动和竖直上抛运动1.自由落体运动为初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动. 2.竖直上抛运动的重要特性 (1)对称性 ①时间对称物体上升过程中从A →C 所用时间t AC 和下降过程中从C →A 所用时间t CA 相等,同理t AB =t BA .②速度对称物体上升过程经过A 点的速度与下降过程经过A 点的速度大小相等.(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.3.竖直上抛运动的研究方法分段法上升过程:a =-g 的匀减速直线运动下降过程:自由落体运动全程法 将上升和下降过程统一看成是初速度v 0向上,加速度g 向下的匀变速直线运动,v =v 0-gt ,h =v 0t -12gt 2(向上为正)若v >0,物体上升,若v <0,物体下落若h >0,物体在抛点上方,若h <0,物体在抛点下方物理思想——用转换法求解多个物体的运动在涉及多体问题和不能视为质点的研究对象问题时,应用“转化”的思想方法转换研究对象、研究角度,就会使问题清晰、简捷.通常主要涉及以下两种转化形式:(1)将多体转化为单体:研究多物体在时间或空间上重复同样运动问题时,可用一个物体的运动取代多个物体的运动.(2)将线状物体的运动转化为质点运动:长度较大的物体在某些问题的研究中可转化为质点的运动问题.如求列车通过某个路标的时间,可转化为车尾(质点)通过与列车等长的位移所经历的时间.考点三运动图象追及、相遇问题一、匀变速直线运动的图象1.直线运动的x-t图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律.(2)斜率的意义:图线上某点切线的斜率大小表示物体速度的大小,斜率正负表示物体速度的方向.2.直线运动的v-t图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的速度随时间变化的规律.(2)斜率的意义:图线上某点切线的斜率大小表示物体加速度的大小,斜率正负表示物体加速度的方向.(3)“面积”的意义①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小.②若面积在时间轴的上方,表示位移方向为正方向;若面积在时间轴的下方,表示位移方向为负方向.二、追及和相遇问题1.两类追及问题(1)若后者能追上前者,追上时,两者处于同一位置,且后者速度一定不小于前者速度.(2)若追不上前者,则当后者速度与前者相等时,两者相距最近.2.两类相遇问题(1)同向运动的两物体追及即相遇.(2)相向运动的物体,当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇.一、运动图象的理解及应用1.对运动图象的理解(1)无论是x-t图象还是v-t图象都只能描述直线运动.(2)x-t图象和v-t图象都不表示物体运动的轨迹.(3)x-t图象和v-t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定.二、追及与相遇问题1.分析追及问题的方法技巧可概括为“一个临界条件”、“两个等量关系”.(1)一个临界条件:速度相等.它往往是物体间能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断问题的切入点.(2)两个等量关系:时间关系和位移关系,通过画草图找出两物体的时间关系和位移关系是解题的突破口.2.能否追上的判断方法(1)做匀速直线运动的物体B追赶从静止开始做匀加速直线运动的物体A:开始时,两个物体相距x0.若v A=v B时,x A+x0<x B,则能追上;若v A=v B时,x A+x0=x B,则恰好不相撞;若v A=v B时,x A+x0>x B,则不能追上.(2)数学判别式法:设相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相遇;若Δ<0,说明追不上或不能相遇.3.注意三类追及相遇情况(1)若被追赶的物体做匀减速运动,一定要判断是运动中被追上还是停止运动后被追上.(2)若追赶者先做加速运动后做匀速运动,一定要判断是在加速过程中追上还是匀速过程中追上.(3)判断是否追尾,是比较后面减速运动的物体与前面物体的速度相等的位置关系,而不是比较减速到0时的位置关系.4.解题思路分析物体运动过程→画运动示意图→找两物体位移关系→列位移方程(2)解题技巧①紧抓“一图三式”,即:过程示意图,时间关系式、速度关系式和位移关系式.②审题应抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,它们往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件.方法技巧——用图象法解决追及相遇问题(1)两个做匀减速直线运动物体的追及相遇问题,过程较为复杂.如果两物体的加速度没有给出具体的数值,并且两个加速度的大小也不相同,如果用公式法,运算量比较大,且过程不够直观,若应用v-t图象进行讨论,则会使问题简化.(2)根据物体在不同阶段的运动过程,利用图象的斜率、面积、交点等含义分别画出相应图象,以便直观地得到结论.第三章相互作用一、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小:G=mg.3.方向:总是竖直向下.4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.二、弹力1.定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用.2.产生的条件(1)两物体相互接触;(2)发生弹性形变.3.方向:与物体形变方向相反.三、胡克定律1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.表达式:F=kx.(1)k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定.(2)x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.四、摩擦力1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F f=μF N,静摩擦力:0≤F f≤F fmax.4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.考点二摩擦力的分析与计算1.静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:(2)状态法:先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.方法技巧:(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析.(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.考点三摩擦力突变问题的分析1.当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性.对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.2.常见类型(1)静摩擦力因其他外力的突变而突变.(2)静摩擦力突变为滑动摩擦力.(3)滑动摩擦力突变为静摩擦力.轻杆轻绳轻弹簧柔软,只能发生微小形既可伸长,也可压缩,各弹簧与橡皮筋的弹力特点:(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F=kx.(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失.第四章力与平衡一、力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.(2)关系:合力和分力是一种等效替代关系.2.力的合成:求几个力的合力的过程.3.力的运算法则(1)三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法.(如图所示)(2)平行四边形定则:求互成角度的两个力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.二、力的分解1.概念:求一个力的分力的过程.2.遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则. 3.分解的方法(1)按力产生的实际效果进行分解. (2)正交分解. 三、矢量和标量 1.矢量既有大小又有方向的物理量,相加时遵循平行四边形定则. 2.标量只有大小没有方向的物理量,求和时按算术法则相加.四、受力分析 1.概念把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析.2.受力分析的一般顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力等),然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析已知力.二、共点力作用下物体的平衡 1.平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态.2.共点力的平衡条件:F 合=0或者⎩⎪⎨⎪⎧Fx 合=0Fy 合=0五、平衡条件的几条重要推论 1.二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反.2.三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反.3.多力平衡:如果物体受多个共点力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反.考点一 物体的受力分析 1.受力分析的基本步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.2.受力分析的常用方法 (1)整体法和隔离法①研究系统外的物体对系统整体的作用力; ②研究系统内部各物体之间的相互作用力.(2)假设法在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.3.受力分析的基本思路1.动态平衡:是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题.2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”.3.基本方法:图解法和解析法.4.图解法分析动态平衡问题的步骤(1)选某一状态对物体进行受力分析;(2)根据平衡条件画出平行四边形;(3)根据已知量的变化情况再画出一系列状态的平行四边形;(4)判定未知量大小、方向的变化.考点四隔离法和整体法在多体平衡中的应用当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.平衡中的临界和极值问题求解平衡问题的常用方法有合成与分解法、正交分解法、图解法、整体与隔离法,前面对这几种方法的应用涉及较多,这里不再赘述,下面介绍四种其他方法.一、对称法某些物理问题本身没有表现出对称性,但经过采取适当的措施加以转化,把不具对称性的问题转化为具有对称性的问题,这样可以避开繁琐的推导,迅速地解决问题.二、相似三角形法物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中,可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似,进而得到对应边成比例的关系式,根据此式便可确定未知量.三、正弦定理法三力平衡时,三力合力为零.三个力可构成一个封闭三角形,若由题设条件寻找到角度关系,则可由正弦定理列式求解.四、三力汇交原理物体受三个共面非平行外力作用而平衡时,这三个力必为共点力.考点一 共点力的合成 1.共点力合成的方法 (1)作图法(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.2.重要结论(1)二个分力一定时,夹角θ越大,合力越小.(2)合力一定,二等大分力的夹角越大,二分力越大. (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力. 3.几种特殊情况下力的合成(1)两分力F 1、F 2互相垂直时(如图甲所示):F 合=F 21+F 22,tan θ=F 2F 1.甲 乙(2)两分力大小相等时,即F 1=F 2=F 时(如图乙所示):F 合=2F cos θ2.(3)两分力大小相等,夹角为120°时,可得F 合=F .解答共点力的合成时应注意的问题(1)合成力时,要正确理解合力与分力的大小关系:合力与分力的大小关系要视情况而定,不能形成合力总大于分力的思维定势.(2)三个共点力合成时,其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差.考点二 力的两种分解方法 1.力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向; (2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形;(3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小. 2.正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系.(3)方法:物体受到多个力作用F 1、F 2、F 3…,求合力F 时,可把各力沿相互垂直的x 轴、y 轴分解.x 轴上的合力:F x =F x 1+F x 2+F x 3+…y 轴上的合力:F y =F y 1+F y 2+F y 3+…合力大小:F =F 2x +F 2y合力方向:与x 轴夹角为θ,则tan θ=F y F x.第五章 力与运动第一节 牛顿第一定律一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.意义(1)揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律.(2)揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因.二、惯性1.定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质. 3.量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.3.普遍性:惯性是物体的本质属性,一切物体都有惯性.与物体的运动情况和受力情况无关.三、牛顿第三定律1.内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,而且在一条直线上.2.表达式:F =-F ′.特别提示:(1)作用力和反作用力同时产生,同时消失,同种性质,作用在不同的物体上,各自产生的效果,不会相互抵消.(2)作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关.考点一 牛顿第一定律1.明确了惯性的概念.2.揭示了力的本质.3.揭示了不受力作用时物体的运动状态.4.(1)牛顿第一定律并非实验定律.它是以伽利略的“理想实验”为基础,经过科学抽象,归纳推理而总结出来的.(2)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种固有属性,与物体是否受力、受力的大小无关,与物体是否运动、运动速度的大小也无关.考点二 牛顿第三定律的理解与应用1.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同.(2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生效果不同.(3)“三无关”:①与物体的种类无关;②与物体的运动状态无关;③与物体是否和其他物体存在相互作用无关.2.相互作用力与平衡力的比较作用力和反作用力一对平衡力不同点受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失叠加性两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零力的性质一定是同性质的力性质不一定相同相同点大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一条直线上第二节牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式:F=ma.3.适用范围(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系,即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系.(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况.二、两类动力学问题1.已知物体的受力情况,求物体的运动情况.2.已知物体的运动情况,求物体的受力情况.特别提示:利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的“桥梁”作用,将运动学规律和牛顿第二定律相结合,寻找加速度和未知量的关系,是解决这类问题的思考方向.三、力学单位制1.单位制:由基本单位和导出单位一起组成了单位制.2.基本单位:基本物理量的单位,基本物理量共七个,其中力学有三个,它们是长度、质量、时间,它们的单位分别是米、千克、秒.3.导出单位:由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.考点一用牛顿第二定律求解瞬时加速度1.求解思路求解物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻物体的受力情况或运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.2.牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型(1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间.(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳),特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变.3.在求解瞬时加速度时应注意的问题(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析.(2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个积累的过程,不会发生突变.。
匀变速直线运动的规律及图像目录题型一匀变速直线运动的规律及应用题型二v-t图象的理解及应用题型三x-t图象的理解及应用题型四非常规的运动学图像问题题型五追击相遇问题题型一匀变速直线运动的规律及应用【解题指导】 匀变速直线运动的基本公式(v-t关系、x-t关系、x-v关系)原则上可以解决任何匀变速直线运动问题.因为那些导出公式是由它们推导出来的,在不能准确判断用哪些公式时可选用基本公式.(2)未知量较多时,可以对同一起点的不同过程列运动学方程.(3)运动学公式中所含x、v、a等物理量是矢量,应用公式时要先选定正方向,明确已知量的正负,再由结果的正负判断未知量的方向.1(2023上·河南鹤壁·高三校考期中)一辆汽车在平直公路上匀速行驶,遇到紧急情况,突然刹车,从开始刹车起运动过程中的位移(单位:m)与时间(单位:s)的关系式为x=30t-2.5t2(m),下列分析正确的是()A.刹车过程中最后1s内的位移大小是5mB.刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为10mC.从刹车开始计时,8s内通过的位移大小为80mD.从刹车开始计时,第1s内和第2s内的位移大小之比为11∶9【答案】D【详解】由匀变速直线运动的规律x=v0t+12at2,可得初速度v0=30m/s加速度a=-5m/s2 B.刹车过程中在相邻T=1s内的位移差的绝对值|Δx|=|aT2|=5m 故B错误;C.从刹车开始计时到停下的时间t m=0-v0a=6s8s内通过的位移大小为x m=0-v202a=90m故C错误;A.把末速度为0的匀减速直线运动看成逆向的匀加速直线运动,刹车过程中最后1s内的位移大小为x0=12at20=2.5m故A错误;D.由初速度为零的匀加速直线运动的规律,从刹车开始计时,每秒内的位移大小之比为11:9:7:5:3:1。
故从刹车开始计时,第1s内和第2s内的位移大小之比为11∶9。
故D正确。
故选D。
9 一些特殊图象的理解和应用
[方法点拨] 遇到特殊图象可根据图象确定纵坐标与横坐标的函数关系,再转化为常见形式,从而确定物体运动情况.如:x
t -t 图象,先建立x t
-t 函数关系式,再将其转化为x -t 关系,从而确定运动性质.
1.t =0时刻一质点开始做初速度为零的直线运动,时间t 内相对初始位置的位移为x .如图1所示,x t
与t 的关系图线为一条过原点的倾斜直线,则t =2 s 时质点的速度大小为( )
图1
A .8 m/s
B .6 m/s
C .4 m/s
D .2 m/s
2.(多选)(2017·东北三校联考)一个质点,在x 轴上做直线运动.在t =0时刻质点处于静止状态,它的坐标x 和时间平方t 2
的关系图象如图2所示,则该质点( )
图2
A .运动方向与x 轴正方向相反
B .做匀速直线运动
C .运动加速度为3 m/s 2
D .运动加速度为6 m/s 2
3.(2017·四川绵阳中学模拟)行驶中的汽车遇到红灯刹车后做匀减速直线运动直到停止,等到绿灯亮时又重新启动开始做匀加速直线运动直到恢复原来的速度继续匀速行驶,则从刹车到继续匀速行驶这段过程,下列位移随速度变化的关系图象描述正确的是( )
4.(多选)(2017·湖北黄冈3月质检)如图3所示是某物体做直线运动的v 2
-x 图象(其中v 为速度,x 为位置坐标),下列关于物体从x =0处运动至x =x 0处的过程分析,其中正确的是( )
图3
A .该物体做匀加速直线运动
B .该物体的加速度大小为v 02
2x 0
C .该物体在位移中点的速度大于1
2v 0
D .该物体在运动中间时刻的速度大于1
2
v 0
5.(2017·广东揭阳第一次模拟)一质点沿x 轴正方向做直线运动,通过坐标原点时开始计时,x t
-t 图象如图4所示,则( )
图4
A .质点做匀速直线运动,速度为1 m/s
B .质点做匀加速直线运动,加速度为1 m/s 2
C .质点在1 s 末速度为3 m/s
D .质点在第1 s 内的平均速度为1.5 m/s
6.(多选)(2017·四川成都第二次诊断性考试)如图5甲所示,水平面上的物体在水平向右的拉力F 作用下,由静止开始运动,运动过程中F 的功率恒为5 W ,物体运动速度的倒数1
v
与
加速度a 的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
图5
A .该运动为匀加速直线运动
B .物体的质量为1 kg
C .物体速度为1 m/s 时的加速度大小为3 m/s 2
D .物体受到的摩擦力为3 N
7.某同学在学习了直线运动和牛顿运动定律知识后,绘出了沿直线运动的物体的位移x 、速度v 、加速度a 随时间变化的图象如图所示,若该物体在t =0时刻初速度为零,则下列图象中该物体在t =4 s 内位移一定不为零的是( )
答案精析
1.C [根据匀变速直线运动位移与时间的关系,已知初速度为零,得x =12at 2,转换得x t =
1
2
at ,匹配图象,图象的斜率等于12
a ,则a =2 m/s 2,根据v =at 得t =2 s 时速度为4 m/s ,
故C 正确.]
2.AD [根据质点的x -t 2
图象可知,质点从x 0=6 m 处由静止开始沿x 轴负方向做匀加速直线运动,选项A 正确,B 错误.质点的运动方程可表示为x 0-x =12at 2,即x = x 0-12at 2
,
图线斜率的绝对值的2倍等于加速度的大小,即质点运动的加速度为a =2×62 m/s 2=6 m/s 2
,
选项C 错误,D 正确.] 3.C 4.BC 5.C 6.BC 7.C。