必修1(第一二章)运动学

必修1（第一、二章）运动学（直线运动）第1课描述运动的基本概念一．参考系质点1.参考系（1）定义：描述任何运动都是而言的，这个参照物称为参考系。（2）参考系的选取：①参考系的选取是的，但选取的参考系不同，结论往往，通常选为参考系。②参考系既可以是的物体，也可以是的物体。③比较两物体的运动情况时，必须选。2.质点（1）定义：把物体化简为一个点，物体的都集中在这个点上，这个点称为质点。（2）把物体看作质点的条件：物体的和对研究的问题的影响可以忽略不计。3．对质点的进一步理解(1)质点：是一个理想化的物理模型．(2)物体能否看成质点：是由问题的性质决定的．同一物体在有些情况下可以看成质点，而在另一些情况下又不能看成质点．如研究火车过桥的时间时就不能把火车看成质点，但研究火车从北京到上海所用时间时就可把火车看成质点．【例1】2012年伦敦奥运会中国游泳小将叶诗文以打破世界纪录的成绩获得400米混合泳的金牌，并在随后的200米混合泳中再次获得金牌，破奥运会纪录．下列有关说法正确的是()A．叶诗文在游泳过程中，一定能被看作质点B．教练为了分析其动作要领，可以将其看作质点C．无论研究什么问题，均不能把叶诗文看作质点D．是否能将叶诗文看作质点，取决于我们所研究的问题二．位移速度1.位移和路程定义区别联系位移位移表示物体的变化，它是从物体运动的指向运动的的有向线段（1）位移是，方向由处位置指向末位置。（2）路程是，没有方向。（1）一般情况下，位移的大小路程（2）在单项直线运动中，位移的大小路程路程路程是物体的长度2.速度和速率（1）平均速度：物体所发生的位移s与发生这段位移所用的比值，即v=，是矢量，其方向就是相应的方向。（2）瞬时速度：运动物体的速度，是矢量。（3）速率：的大小，是标量。3．平均速度与瞬时速度有何区别？(1)平均速度是一段时间内的位移与这段时间的比值，是运动质点在某一时间间隔内位置改变的平均快慢，其方向沿初位置指向末位置．(2)瞬时速度是运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度．瞬时速度是对变速运动的精确描述．(3)在匀速直线运动中二者是一致的．【例2】(2013·东莞模拟)同一张底片对着小球运动的路径每隔0.01s拍一次照，得到的照片如图所示，则小球在图示过程中的平均速度的大小是()A．0.25m/sB．0.2m/sC．0.17m/sD．无法确定三．加速度1.定义速度的与完成这一变化所用的比值。2.定义式a=,单位：.3.方向与的方向相同。4.物理意义描述物体快慢的物理量。5．速度和加速度有何不同？(1)速度描述位置变化的快慢，加速度描述速度变化的快慢．(2)加速度的大小和方向与速度的大小和方向都没有必然的联系．速度大，加速度不一定大，反之亦然．(3)加速度a＝Δvt、速度v＝st与速度的变化量Δv三者之间没有直接的关系．v很大，Δv可以很小，甚至为0，a也可大可小。【例3】(2013·长沙模拟)(双选)对加速度的理解，下列说法正确的是()A．加速度增大，速度可能减小B．速度变化量Δv越大，加速度就越大C．物体有加速度，速度就增大D．物体速度很大，加速度可能为零【例4】(单选)下列说法中正确的是()A．物体有加速度，速度就增加B．物体的速度变化越快，加速度就越大C．物体的速度变化量Δv越大，加速度就越大D．物体运动的加速度等于零，则物体一定静止v－＝st第2课匀变速直线运动的规律1.匀变速直线运动（1）定义：沿着一条直线且的运动，（2）分类：①匀加速直线运动，a与v0方向。②匀减速直线运动，a与v0方向。2.基本规律（1）三个基本公式：①速度公式：。②位移公式：。③位移速度关系式：。例1、一滑块自静止开始，从足够长的斜面顶端匀加速下滑，第5s末的速度是6m/s，求：（1）第4s末的速度；（2）运动后7s内的位移；（3）第3s内的位移。例2、一辆公共汽车由静止出发做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，6s后改做匀速直线运动，快到下一站时关闭发动机做匀减速直线运动，再经12s停止，求：（1）汽车匀速行驶的速度（2）汽车关闭发动机后的加速度（2）三个重要推论：①做匀变速直线运动的物体在一段时间内平均速度等于这段时间初末时刻速度矢量和的,还等于的瞬时速度.平均速度公式：v=vt/2=.②利用平均速度求位移的公式s=(V0+Vt)/2·t③任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量，即S2-S1=S3-S2=…..=Sn-Sn-1=△S=.例3、小球作直线运动时的频闪照片如图14所示，已知频闪周期T＝0.1s，小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得)分别为OA＝6.51cm，AB＝5.59cm，BC＝4.70cm，CD＝3.80cm，DE＝2.89cm，EF＝2.00cm.小球在位置A时的速度大小vA＝m/s.小球运动的加速度大小a＝m/s2.例4、一个匀加速直线运动的物体，在前4s内经过的位移为24m，在第2个4s内经过的位移为60m，则这个物体的加速度和初速度各是多少？4.初速度为零的匀变速直线运动的四个推论（1）1T末，2T末，3T末·····瞬时速度的比为：V1:V2:V3:····:Vn=.(2)1T内，2T内，3T内······位移的比为：S1：S2：S3：····：Sn=。（3）第一个T内，第二个T内，第三个T内······位移的比为：S1:S2:S3:······:Sn=.(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为：t1:t2:t3:·····：tn=。例5、做匀减速直线运动的物体经4s停止，若在第1s内的位移是14m，则最后1s内位移是()A．1mB．2mC．3mD．4m例6、站台上有一观察者，在火车开动时站在第1节车厢前端的附近，第1节车厢在5s内驶过此人，设火车做匀加速运动，求第10节车厢驶过此人需多少时间？练习：1、一辆汽车在平直路面上行驶，速度为36km/h，刹车后获得的加速度是4m/s2，求：（1）刹车后3s末的速度；（2）从开始刹车到停止，汽车滑行的距离2、有若干相同的小球，从斜面上的某一位置每隔0.1s无初速度地释放一个，在连续释放若干个钢球后，对准斜面上正在滚动的若干小球拍摄到如图所示的照片，测得AB=15cm，BC=20cm，求：（1）拍摄照片时，B球的速度（2）拍摄照片时，钢球的加速度a（3）拍摄照片时，A球的速度。第3课自由落体运动一．自由落体运动（1）条件：物体只受，且从开始下落。（2）运动性质：初速度V0=0，加速度为重力加速度g的的运动。（3）基本规律：①速度公式：Vt=。②位移公式：s=。③速度位移关系式：Vt2=。（4）自由落体运动要满足的条件自由落体运动实际上是物理学中的理想化运动，只有满足一定的条件才能把实际的落体运动看成是自由落体运动．第一，物体只受重力作用，如果还受到空气阻力作用，那么空气阻力与重力相比可以忽略不计；第二，物体必须从静止开始下落，即初速度为零．从中间取一段运动过程则不是自由落体运动．【例1】某人估测一竖直枯井深度，从井口静止释放一石头并开始计时，经2s听到石头落底声．由此可知井深约为(不计声音传播时间，重力加速度g取10m/s2)()A．10mB．20mC．30mD．40m【例2】从某电视塔塔顶附近的平台上释放一个小球，小球做自由落体运动．测得小球在落地前的最后2s的位移是80m，g取10m/s2，则小球从塔顶至落地的时间与塔顶离地的高度为()A．5s,125mB．4s,160mC．5s,150mD．10s,200m二．竖直上抛运动（1）运动特点：加速度大小为g，上升阶段做运动，下降阶段做运动。（2）基本规律：①速度公式：Vt=。②位移公式：s=。③速度位移关系式：Vt2-V02=。④上升的最大高度：Sm=。⑤上升到最高点所用时间：t=。(3)竖直上抛运动的重要特性(1)对称性：如图所示，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则：①时间对称性：物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理有tAB＝tBA.②速度对称性：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：在竖直上抛运动中，当物体经过抛出点上方某一位置时，可能处于上升阶段，也可能处于下落阶段，因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解，也可能造成路程多解．【例3】(双选)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．10mB．20mC．30mD．40m(4)处理方法(1)全程法将竖直上抛运动视为竖直向上的加速度为g的匀减速直线运动.(2)分阶段法将全程分为两个阶段,即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段.练习：1、从距地面80m的高空自由落下一个小球，若取g=10m/s2，求小球落地前最后1s内的位移。2、一物体从H高处自由下落，经t时间落地，则当它下落t/2，离地高度是（）A、H/2B、H/4C、3H/4D、3H/23、小球自塔顶自由落下，在落地前的最后1s内的位移是塔高的9/25，则塔高是多少？4、（双）某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2,，5s内物体的()A．路程为65mB．位移大小为25m，方向向上C．速度改变量△V的大小为10m/sD．平均速度大小为13m/s，方向向上5、（单）小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速度为4m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰。第一个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为(g取10m/s2)()A．二个B．三个C．四个D．五个第4课专题：运动图象及其应用一．匀变速直线运动的图像1.直线运动的s-t图像（1）物理意义：反映了物体做直线运动的随变化的规律。（2）斜率的意义：图像上某点切线斜率的大小表示物体的大小，斜率正负表示物体的方向。2.直线运动的v-t图像（1）物理意义：反映了作直线运动的物体的随变化的规律。（2）斜率的意义：图像上某点切线斜率的大小表示物体的大小，斜率正负表示物体的方向。（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。②若面积在时间轴的上方，表示位移方向为；若面积在时间轴下方，表示位移方向为。二．追及和相遇问题1.追及问题的两类情况（1）若后者能追上前者，追上时，两者处于的位置，且后者的速度一定不小于前者的速度。（2）若后者追不上前者，则当后者速度与前者速度时，两者相距较近。2.相遇问题相向运动的物体，当各自发生的位移大小之和开始时两物体间的距离时即相遇。三．应用运动图象需注意的三个问题(1)无论是st图象还是vt图象都只能描述直线运动．(2)st图象和vt图象都不表示物体运动的轨迹．(3)st图象和vt图象的形状由s与t、v与t的函数关系决定．四．应用运动图象解题需“六看”st图象vt图象轴横轴为时间t，纵轴为位移s横轴为时间t，纵轴为速度v线倾斜直线表示匀速直线运动倾斜直线表示匀变速直线运动斜率表示速度表示加速度面积无实际意义图线和时间轴围成的面积表示位移纵截距表示初位置表示初速度特殊点拐点表示从一种运动变为另一种运动，交点表示相遇拐点表示从一种运动变为另一种运动，交点表示速度相等【例1】如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的st图象，下列说法错误的是()A．甲、乙两物体的出发点相距s0B．甲、乙两物体都做匀速直线运动C．甲物体比乙物体早出发的时间为t1D．甲、乙两物体向同方向运动【例2】(2013·潮州模拟)(双选)一物体自t＝0时开始做直线运动，其vt图象如图所示．下列选项正确的是()A．在0～6s内，物体离出发点最远为30mB．在0～6s内，物体经过的路程为40mC．在0～4s内，物体的平均速度为7.5m/sD．在5～6s内，物体做匀减速直线运动【例3】(2014·深圳模拟)甲车以10m/s的速度在平直的公路上匀速行驶，乙车以4m/s的速度与甲平行同向做匀速直线运动，甲车经过乙车旁边时开始以0.5m/s2的加速度刹车．从甲车刹车开始计时，求：(1)乙车在追上甲车