高中物理必修一第一章 章末整合提升

运动的描述机械运动:物体相对于其他物体的位置改变参考系:在描述一个物体的运动时而假定不动的另外一个物体叫作参考系质点:用来代替物体的有质量的点运动的描述专题一对基本概念的理解1.时刻与时间间隔的区别时刻时间间隔概念指某一瞬时,是事物运动发展变化所经历的各个状态先后顺序的标志是两个时刻之间的间隔,时间间隔用来表示事物运动发展变化所经历的过程长短的量度时间轴上的表示方法点线段与位移、位置的对应关系时刻对应位置时间对应位移联系两个时刻的间隔为时间间隔2.位移与路程的区别位移路程概念从初位置指向末位置的有向线段实际运动轨迹的长度标矢性矢量标量单位mm联系|位移|≤路程,当物体单向直线运动时位移和路程才相等,从一点到另一点位移一定,但路程却有无数个3.速度与速率的区别速度速率物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量,是矢量描述物体运动快慢的物理量,是标量分类平均速度瞬时速度平均速率瞬时速率决定因素平均速度=位移时间在Δt→0时平均速度的极限值平均速率=路程时间瞬时速度的大小方向与位移方向相同物体在某点的运动方向无方向联系单位都是m/s,瞬时速度的大小等于瞬时速率;平均速度的大小≤平均速率,单向直线运动时相等4.速度、速度变化量、加速度的比较速度速度变化量加速度物理意义描述物体运动快慢和方向的物理量描述物体速度变化的量描述物体速度变化快慢和方向的物理量定义式v=stΔv=v-v0a=𝛥v𝛥t=v-v0𝛥t单位m/sm/sm/s2方向平均速度方向与位移方向相同Δv0,与规定正方向相同;Δv0,与规定正方向相反与Δv方向一致【例1】某质点由A出发做直线运动,前5s向东行了30m到达B点,又经过5s前进了60m到达C点,在C点停了4s后又向西返回,经历6s运动120m到达D点,如图所示,求:(1)全过程的平均速度;(2)全过程的平均速率。解析:(1)全程的平均速度大小为𝑣=𝑥3-(𝑥1+𝑥2)𝑡1+𝑡2+𝑡3+𝑡4=120-(30+60)5+5+4+6m/s=1.5m/s,方向向西。(2)全程的平均速率为v=𝑥1+𝑥2+𝑥3𝑡1+𝑡2+𝑡3+𝑡4=30+60+1205+5+4+6m/s=10.5m/s。答案:(1)1.5m/s方向向西(2)10.5m/s点评:平均速度、平均速率具有不同的意义,它们在描述不同形式的运动中发挥不同的作用。平均速度=位移时间,平均速率=路程时间,注意二者的不同。迁移训练1一支队伍匀速前进,通信员从队尾赶到队首传达命令后又立即返回40m到达队尾时,队尾已前进了200m,在整个过程中,通信员共用了40s,则全过程中通信员通过的路程是多少?位移为多少?平均速度大小为多少?解析:如图所示,轨迹为通信员所通过的路程,可见通信员所通过的路程为280m;位移x=200m,同队伍前进方向相同。平均速度𝑣=𝑥𝑡=20040m/s=5m/s。答案:280m200m5m/s专题二对加速度公式a=Δ𝑣Δ𝑡的应用1.加速度是描述速度变化快慢的物理量。2.速度的变化量与所需时间的比值叫加速度。3.公式:a=𝑣-𝑣0Δ𝑡,单位:m/s2,是速度的变化率。4.加速度是矢量,其方向与Δv的方向相同。5.注意v,Δv,Δ𝑣Δ𝑡的区别和联系。Δv大,而Δ𝑣Δ𝑡不一定大,反之亦然。【例2】计算下列物体的加速度。(1)一辆汽车从车站出发做匀加速直线运动,经10s速度达到108km/h。(2)高速列车过桥后沿平直铁路匀加速行驶,经3min速度从54km/h提高到180km/h。(3)沿光滑水平地面以10m/s运动的小球,撞墙后以原速率大小反弹,与墙壁接触时间为0.2s。解析:规定以初速度方向为正方向,则对汽车v0=0,vt=108km/h=30m/s,t=10s,则a1=𝑣𝑡-𝑣0𝑡=30-010m/s2=3m/s2。对列车v0=54km/h=15m/s,vt=180km/h=50m/s,t=3min=180s,则a2=𝑣𝑡-𝑣0𝑡=50-15180m/s2≈0.19m/s2。对小球v0=10m/s,vt=-10m/s,t=0.2s,则a3=𝑣𝑡-𝑣0𝑡=-10-100.2m/s2=-100m/s2。答案:见解析迁移训练2某著名品牌的新款跑车拥有极好的驾驶性能,其最高时速可达330km/h,0到100km/h的加速时间只需要3.6s,0到200km/h的加速时间仅需9.9s,试计算该跑车在0到100km/h的加速过程和0到200km/h的加速过程的平均加速度。解析:根据a=𝑣𝑡-𝑣0𝑡且vt1=100km/h≈27.78m/svt2=200km/h≈55.56m/s故跑车在0到100km/h的加速过程a1=𝑣𝑡1-𝑣01𝑡1=27.78-03.6m/s2=7.72m/s2跑车在0到200km/h的加速过程a2=𝑣𝑡2-𝑣02𝑡2=55.56-09.9m/s2=5.61m/s2答案:7.72m/s25.61m/s2专题三对运动图象的理解和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。【例3】如图所示,有一质点从t=0时刻开始,由坐标原点出发沿v轴的正方向运动,则以下说法不正确的是()A.t=1s时,离开原点的位移最大B.t=2s时,离开原点的位移最大C.t=4s时,质点回到原点D.0~1s与3~4s的加速度相同解析:根据v-t图象在各阶段为直线,可知质点在各阶段均做匀变速直线运动:在0~1s内沿v轴的正方向的速度不断增加,故做初速度为零的匀加速直线运动;在1~2s内沿v轴的正方向做匀减速直线运动,2s时离开原点最远;在2~3s内沿v轴的负方向做匀加速直线运动;在3~4s内沿v轴的负方向做匀减速直线运动,4s时回到原点;在0~1s和3~4s内加速度大小和方向均相同。故选项B、C、D均正确。答案:A迁移训练3如图所示,直线①和②分别表示两个物体做直线运动的v-t图象。试求:(1)它们各自的初速度;(2)它们各自的加速度;解析:(1)初速度分别为v1=6m/s,v2=4m/s。(2)加速度分别为a1=Δ𝑣1Δ𝑡1=0-64m/s2=-1.5m/s2a2=Δ𝑣1Δ𝑡1=0-48m/s2=-0.5m/s2。答案:(1)6m/s4m/s(2)-1.5m/s2-0.5m/s2(3)2s