高一物理 第6单元 直线运动复习课
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直线运动复习课一、内容黄金组二、要点大揭秘1.为何计算平均速度时必须指明是哪段时间(或位移)的平均速度?质点作变速直线运动时没有恒定的速度,所以要引入新的物理量来描述它们运动快慢和方向,一种粗略描述的方法是采用平均速度.它们定义是:在变速直线的运动中,物体的位移跟所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度,从定义知,平均速度强调的是那段时间内且与之对应的那段位移上的平均速度.因为质点作变速运动的规律是任意的,在不同的时间内,质点可能静止,可能运动,可能匀速运动也可能变速运动,可能匀变速运动,也可能变加速运动.因此在研究平均速度时,特别要注意某段位移和与之对应的那段时间的比值,表明质点在这段时间内(或这段位移上)的平均速度.平均速度求出后,质点的运动等效于以该平均速度作匀速直线运动.例如:一个质点作变速直线运动从A运动到D,如下图所示,若质点从A 运动到B,位移为S1,时间为t1.从B运动到C,位移为S2,时间为t2.从C运动到D,位移为S3,时间为t3,到质点在AB段的平均速度为,在BC段的平均速度为,在CD段的平均速度为,在整个过程的平均速度为,四者不能混淆。
2.如何根据运动物体的v-t图象来判断物体的运动性质?在运动物体的v-t图象中,图象的斜率表示加速度,如果物体作匀速直线运动,那么它们加速度a=0,即图象的斜率k始终等于零,则匀速直线运动的v-t图象是一条平行于t轴的直线,如果物体做匀变速直线运动,则物体加速度的大小和方向都不变,即v-t图线的斜率k始终不变且不等于零,所以匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.如果物体的v-t图象是一条曲线,则表明物体的加速度是时刻变化的,所以物体做一般的变速直线运动.综上所述,v-t图象是一条平行于t轴的直线则表明物体作匀速直线运动,v-t图象是一条倾斜的直线,则表明物体作匀变速直线运动,v-t图象是一条曲线,表明物体作变加速直线运动(a是变化的).而在匀变速直线运动中又有匀加速直线运动和匀减速直线运动,那么如何来区分它们的呢?方法有两个:第一、直接从v-t图象上看,随着t的增加,速度大小(v 的数值)是如何变化(越来越大,则加速;反之减速);第二、是看v的方向(v的正负),和a的方向,(k的正负)的关系,如v为正(负)斜率k也为正(负)表示a与v同向,则加速、反之则减速.如下图 (a)中所示v-t图象都为匀加速,(b)所示图线都为匀减速.3.匀变速直线运动的基本规律(1) 基本公式:(2) 两个重要推论:4.匀变速直线运动的重要导出规律:(1) 任意两个边疆相等的时间间隔(T)内的,位移之差(△s)是一恒量,即(2) 在某段时间的中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度,即(3) 在某段位移中点位置的速度和这段位移的始、末瞬时速度的关系为5.初速度为零的匀变速直线运动的特点(1) 设T为单位时间,则有①瞬时速度与运动时间成正比,②位移与运动时间的平方成正比③连续相等的时间内的位移之比(2)设S为单位位移,则有①瞬时速度与位移的平方根成正比,②运动时间与位移的平方根成正比,③通过连续相等的位移所需的时间之比。
6.如何灵活选用匀变速直线运动的有关公式解决具体问题?由于反映匀变速直线运动的规律很多,因此对同一个具体问题往往有许多解法,但不同的解法繁简程度不一样.那么怎样才能恰当地、灵活地选用有关公式,比较简捷地解题呢?首先在仔细审题的基础上,正确判断物体的运动性质,或它在各个阶段的运动性质.根据物体的运动性质选用相应的公式.例如对于初速为零的匀加速直线运动可以选用推论(1)(2)(3)(4);对于末速度为零的匀减速直线运动,可以逆向思维思考处理,把它看作反方向的初速为零的匀加速直线运动,当然,也可以用推论(1)(2)(3)(4).其次,注意每个公式的特点,它反映了哪些物理量之间的函数关系,而与哪些物理量无直接联系,例如公式不涉及时间,不涉及加速度,△s=aT2不涉及速度......,所以如果题目的已知条件缺时间,一般使用公式求解较简捷。
同样,题目条件缺加速度,则选用公式求解较好,睁开眼睛条件缺速度,则选用公式△s=aT2,解题较方便,最后,在练习中加强对解题规律的总结.在初学阶段,对一道题不妨多用几种解法试一试,并比较各种解法的优劣,想一想这个题有什么特点,为什么选用这几个公式解题最简便,多作这种训练,灵活应用公式解决实际问题的能力必定会提高.7.怎样解"追击"和"避碰"问题"追击"和"避碰"是研究同一直线上两个物体运动时常常会遇到的两类问题,它们既有区别又有联系."追击"问题的关键是两个物体在相遇时位置坐标相同.解题的主要思路是:根据二者相遇时位置坐标相同,建立各自的位移方程和二者在时间上和位移上的关联方程,然后联合求解.能够追上的条件时,当两者的位置坐标相同时,追者的速度大于被迫者的速度.物体恰能"避碰"的临界条件为两物体的位置坐标相同时,两者的速度也恰好相同.讨论这类问题,一般选取大地为参照物,但有时选取被追者为参照物,则解题更方便.另外解这类题时,应养成画图分析的习惯,更能帮助理解题意和启迪思维.三、好题解给你1.本课预习题(1)对于做匀变速直线运动的物体( )A、加速度减小,其速度必然随之减少B、加速度增大,其速度未必随之增大C、位移与时间平方成正比D、在某段时间内位移可能为零(2)关于速度和加速度的说法中,正确的是:( )A、速度是描述运动物体位置变化大小的物理量,而加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量;B、运动物体速度变化大小与速度变化快慢在实质上是同一个意思;C、速度的变化率表示速度变化的快慢,速度变化的大小表示速度增量的大小;D、速度是描述运动物体位置变化快慢的物理量,加速度度是描述物体位移变化快慢的物理量。
(3)质量都是m的物体在水平面上运动,则在下图所示的运动图像中表明物体做匀速直线运动的图像的是( )(4)物体的位移随时间变化的函数关系是S=4t+2t2(m), 则它运动的初速度和加速度分别是( )A、 0、4m/s2B、 4m/s、2m/s2C、 4m/s、1m/s2D、 4m/s、4m/s2 (5)一物体沿长为l的光滑斜面,从静止开始由斜面的顶端下滑到斜面底端的过程中,当物体的速度达到末速度的一半时,它沿斜面下滑的长度为( )A、l∕4B、l(-1)C、l∕2D、l∕预习题参考答案:(1)BD;(2)C;(3)AC;(4)D;(5)A2.基础题(1)质点从坐标原点O沿y轴方向运动到y=4m后,又沿x轴负方向运动到坐标为(-3,4)的B点,则质点从O运动以B通过的路程是________m,位移大小是_________m。
(2)物体从静止开始作匀加速直线运动,第2s内的位移是6m,则其加速度是______m/s2,5s内的位移是________m,它运动最初18m的时间是______s,速度从6m/s增大到10m/s所发生的位移是__________m.(3)一辆汽车沿平直公路运动,以速度v1=25m/s匀速通过前1/3路程,以速度v2=50m/s 通过其余2/3路程,则汽车在全程中的平均速度是______m/s.基础题参考答案:(1) 7,5 (2) 4,50,3,8 (3) 37.53.应用题(1)当小船逆水而上划行时,从船上掉下一物体,经过t时间才发现。
小船立即回头追赶,设水的流速和船对静水的划速都不变,则由调转船头到赶上物体所需要的时间是()A、0.5tB、 tC、 2tD、 3t(2)利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度,某次实验取得的纸带记录如图所示.电源频率是50Hz,图中所标的是每隔5个打点间隔所取的计数点,则相邻计数点间的时间间隔是T=________s.由图中给出数据计算加速度的公式是a=________,代入数值求得加速度的计算值为________m/s2.(3)从离地500m的空中自由落下一个小球,取g= 10m/s2,求:(1)经过多少时间落到地面;(2)从开始落下的时刻起,在第1s内的位移、最后1s内的位移;(3)落下一半时间的位移.应用题参考答案:(1)B (2)0.1 a= 0.75(3)分析与解:分析:由h=500m和运动时间,根据位移公式可直接算出落地时间、第1s内位移和落下一半时间的位移.最后1s内的位移是下落总位移和前(n-1)s下落位移之差.(2)第1s内的位移:因为从开始运动起前9s内的位移为:所以最后1s内的位移为:h10=h-h9=500m-405m=95m(3)落下一半时间即t'=5s,其位移为说明:根据初速为零的匀加速运动位移的特点,由第1s内的位移h1=5m,可直接用比例关系求出最后1s内的位移,即h1∶h10=1∶19∴ h10=19h1=19×5m=95m同理,若把下落全程的时间分成相等的两段,则每一段内通过的位移之比:ht/2∶ht=12∶22=1∶44.提高题(1)短跑运动员中在100m竞赛中,测得7s末的速度为9 m∕s,10s末到达终点时的速度为10.2, m∕s,则运动员在全程内的平均速度为( )A、9 m∕sB、9.6 m∕sC、10 m∕sD、10.2m∕(2)一观察者站在第一节车厢前端,当列车从静止开始作匀加速运动时:( )A、每节车厢末端经过观察者的速度之比是1∶∶∶...∶;B、每节车厢经过观察者所经历时间之比是1∶∶∶...∶;C、在相等时间里经过观察者的车厢数之比是1∶3∶5∶...;D、在相等时间里经过观察者的车厢数之比是1∶2∶3∶...。
(3)客车以20m/s的速度行驶,突然发现同轨前方120m处有一列货车正以6m/s的速度同向匀速前进,于是客车紧急刹车,刹车引起的加速度大小为0.8m/s2,问两车是否相撞?提高题参考答案:(1)C (2)AC(3)分析与解答:这是多个质点运动问题。
两车不相撞的条件是:当客车减速到6m/s 时,位移差△s=s货+s0-s客>0。
设客车刹车后经时间t两车速度相同。
即v2=6(m/s)此时两车相距为=-2.5(m)因为△s<0,故两车会相撞。
注意:该题中两车速度相等是一个临界状态,解答时应从这些特殊状态中寻找隐含条件,如本题中v2=6(m/s)这个条件。
四、课后演武场(1)从同一地点同时出发做变速运动的几个物体,某一段时间内位移最大的是( )A、加速度最大的物体B、初速度最大的物体C、末速度最大的物体D、平均速度最大的物体(2) A、B两个物体,沿同一条直线向同一方向运动,它们的速度图象如图所示,3秒末A、B相遇。