《金版新学案》安徽省2012高三物理一轮 第1章 第一讲 运动的描述 匀变速直线运动的研究课件 必修

第一章运动的描述匀变速直线运动的研究机械运动．参考系．质点Ⅰ位移和路程Ⅱ匀速直线运动．速度、速率、位移公式x＝vt.x－t图．v－t图Ⅱ变速直线运动、平均速度Ⅱ瞬时速度(简称速度)Ⅰ匀变速直线运动、加速度．公式v＝v0＋at，x＝v0t＋at2，v2－v＝2ax.v－tⅡ实验：长度的测量实验：研究匀变速直线运动第一讲描述运动的基本概念一、质点参考系1．质点(1)定义：根据研究问题的特点，有时可以不考虑物体的_____和_____，将物体简化为一个有______的点，称为质点．(2)物体可被看成质点的条件：若物体的______和_____对所研究的问题没有影响，或者其影响可以______时，该物体可被看成质点．大小形状质量形状大小忽略2．参考系(1)定义：为了描述物体的运动，被假定____，用来做参考的物体．(2)选取：可以任意选取，但______系不同，对物体运动的描述往往_____，通常以______作为参考系．不动参考不同地面二、时刻和时间间隔时刻时间间隔区别(1)在时间轴上用___表示(2)时刻与物体的_____相对应，表示某一瞬时(1)在时间轴上用_____表示(2)时间间隔与物体的______相对应，表示某一过程联系两个时刻的______即为时间间隔点位置线段位移间隔三、位移和路程定义区别联系位移位移表示质点_____的变化，可用由_______指向_______的有向线段表示(1)位移是矢量，方向由______指向_______；路程是标量，没有方向(2)位移与路径无关，路程与路径有关(1)在单向直线运动中，位移的大小_____路程(2)一般情况下，位移的大小_____路程路程路程是质点________的长度位置初位置末位置初位置末位置运动轨迹小于等于四、速度和速率1．平均速度：运动物体的______和运动所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度，即v＝ΔxΔt，平均速度是矢量，其方向跟_____的方向相同．它总是与一段时间或位移相对应．位移位移2．瞬时速度：运动物体经过某一_____(或某一位置)的速度，叫做瞬时速度．瞬时速度精确描述物体在某一时刻(或某一位置)的运动______．它总是与一个时刻或位置相对应．时刻快慢3．速率：瞬时速度的______叫做速率，是标量．4．平均速率：物体在某段时间内通过的_______与所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速率．它是标量，它并不是平均速度的大小．大小路程五、加速度1．定义：在变速运动中，物体速度的变化量跟随所用时间的比值．2．定义式：a＝ΔvΔt.3．物理意义：描述物体速度变化_____的物理量．4．方向：a的方向与Δv的方向_____．(从加速度的产生上来说，加速度的方向与合外力的方向______)．快慢相同相同一、对质点概念的正确理解1．质点是研究物体运动时抓住主要因素，忽略次要因素，对实际物体进行的近似，是一种理想化模型，真正的质点是不存在的．2．物体可被看做质点的几种情况(1)平动的物体在研究其运动性质时可视为质点，如水平传送带上的物体随传送带的运动．(2)有转动但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点．如汽车在运行时，虽然车轮转动，但我们关心的是车辆整体的运动快慢，故汽车可看成质点．(3)同一物体，有时可看成质点，有时不能．当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，如研究火车过桥的时间时就不能把火车看做质点，但研究火车从北京到上海所用时间时就可把火车看做质点．二、对参考系的进一步理解1．对参考系的理解(1)运动是绝对的，静止是相对的．一个物体是运动的还是静止的，是相对于参考系而言的．(2)参考系的选取可以是任意的．(3)判断一个物体是运动还是静止，如果选择不同的物体作为参考系，可能得出不同的结论．(4)参考系本身既可以是运动的物体，也可以是静止的物体．在讨论问题时，被选为参考系的物体，我们常假定它是静止的．(5)比较两个物体的运动情况时，必须选择同一个参考系．2．选取参考系的原则选取参考系时，应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为原则．一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定．例如研究地球公转的运动情况，一般选太阳作为参考系；研究地面上物体的运动时，通常选地面或相对地面静止的物体为参考系；研究物体在运动的火车上的运动情况时，通常选火车为参考系.(1)不管是静止的物体还是运动的物体都可以被选作参考系，但是，一旦被选为参考系后均认为是静止的．(2)如果没有特别说明，通常以地面为参考系．三、平均速度与瞬时速度的区别和联系1．瞬时速度：运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度叫瞬时速度．瞬时速度的大小——速率，只与时刻(或位置)有关，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同．技术上通常用速度计来测瞬时速率．它是运动时间Δt→0时的平均速度．2．平均速度：在变速直线运动中，由公式v＝xt求出的速度是平均速度，平均速度的大小和方向与时间t的长短有关，不同阶段的平均速度一般不同．平均速度方向与位移方向相同．四、加速度与速度、速度变化量的关系1．加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度的大小与速度的大小没有必然的联系，加速度的方向与速度的方向不一定相同．只要速度在变化，就有加速度；只要速度变化快，物体的加速度就大，无论此时速度是大、是小或是零，即加速度很大时，速度可以很小、可以很大、也可以为零．2．加速度是速度变化量和所用时间的比值，加速度的方向就是速度变化量的方向，但加速度的大小与速度变化量的大小没有直接关系．加速度很大，速度变化量可以很小，也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小．加速度是“变化率”——表示速度变化的快慢，不表示变化量的大小．3．物体运动状态的判断物体是否做加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关．(1)当加速度方向与速度方向相同时，物体做加速运动，速度增大．若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度也在增大，但增大得越来越慢．(2)当加速度方向与速度方向相反时，物体做减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快；若加速度减小，速度也在减小，但减小得越来越慢．1.北京奥运会上中国代表团参加了包括田径、体操、柔道在内的所有28个大项的比赛，下列几种奥运比赛项目中的研究对象可视为质点的是()A．在撑竿跳高比赛中研究运动员手中的支撑竿在支撑地面过程中的转动情况时B．帆船比赛中确定帆船在大海中的位置时C．跆拳道比赛中研究运动员的动作时D．铅球比赛中研究铅球被掷过程中运动员的动作时解析：撑竿跳高中的运动员的动作和支撑竿的转动情况对比赛结果影响极大，不能视为质点，同理，跆拳道比赛和铅球被掷过程中运动员的动作对比赛结果影响也很大，不能视为质点．其余两项可视为质点．答案：B2.(2010·广东月考)甲、乙、丙三个观察者，同时观察一个物体的运动，甲说：“它在做匀速运动．”乙说：“它是静止的．”丙说：“它在做加速运动．”这三个人的说法()A．在任何情况下都不对B．三人中总有一人或两人是讲错的C．如果选择同一参考系，那么三人的说法就都对了D．如果各自选择自己的参考系，那么三人的说法就可能都对了答案：D3．关于位移和路程，下列说法正确的是()A．位移和路程都是标量B．物体的位移是直线，而路程是曲线C．在直线运动中，位移的大小和路程相同D．只有在物体做单向直线运动时，位移的大小才等于路程解析：由于位移是矢量，而路程是标量，所以位移的大小多数情况下不和路程相同，只有在物体做单向直线运动时位移的大小才等于路程，否则路程大于位移的大小，不可能小于位移的大小．答案：D4．关于时间和时刻，下列说法中不正确的是()A．物体在5s时指的是物体在5s末这一时刻B．物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间C．物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间D．第4s末就是第5s初，指的是时刻解析：5s时指的是5s末这一时刻，5s内指的是前5s这一段时间．第5s内指的是4s末到5s末这1s的时间，前1s末和后1s初是同一时刻，故第4s末和第5s初是同一时刻．答案：B5．关于物体的运动，下面说法不可能的是()A．加速度在减小，速度在增加B．加速度方向始终改变而速度不变C．加速度和速度大小都在变化，加速度最大时速度最小，速度最大时加速度最小D．加速度方向不变而速度方向变化解析：对于加速直线运动，当加速度减小时，速度也在增加，只不过增加变慢，A可能；加速度方向发生改变，即加速度存在，有加速度存在速度就改变，B不可能；加速度仅反映速度改变的快慢，若加速度方向与速度方向相反，加速度最大时，速度减小的最快，当然速度可能最小，若加速度方向与速度方向相同，当加速度最小时，速度增大得最慢，加速度为零时，速度取最大值，C可能；加速度方向不变，物体可能做初速度不为零的匀减速运动，而后做反向的匀加速运动，D可能．故选B.答案：B答案：平均12.514瞬时146．如下图所示，两路灯灯杆A、B相距40m，一辆汽车用3.2s时间通过这两根路灯灯杆，据此可以计算出汽车在这段位移中的________速度为________m/s.若灯杆A的近旁相距0.42m处有一块路牌，汽车驶过路牌和灯杆的这一小段距离只用了0.03s，在这段时间里的平均速度为________m/s，可以认为汽车驶过灯杆时的________速度为________m/s.对质点概念的理解以下运动物体可以视为质点的是()A．裁判眼中的体操运动员(正在进行体操比赛)B．火车从上海开往北京，在计算其行车的时间时C．研究温哥华冬奥会短道速滑女子1500米冠军周洋的滑冰动作时D．绕太阳公转的地球，研究其自转时解析：运动物体能否看成质点，是看它的大小和形状在研究的问题中能否忽略．裁判眼中的体操运动员，必须考虑运动员的动作变化；研究滑冰运动员周洋的滑冰动作时，要考虑其肢体动作，研究地球自转时也不能把它看作质点，所以A、C、D均不能看成质点．答案：B1－1：如下图所示，下列物体或人，可以看做质点的是()①奥运期间从北京开往天津的一列高速列车②研究绕月球运动时的“嫦娥二号”飞船的周期③邹凯在北京奥运会的单杠比赛中④正在表演精彩芭蕾舞时的演员A．①②B．②③C．①③D．③④答案：A速度和速率、平均速度和瞬时速度的比较关于速度的相关概念，下列说法正确的是()A．速度只描述运动快慢，不能表示方向B．平均速度等于位移与所用时间的比值C．平均速度等于初、末瞬时速度的平均值D．瞬时速度只能描述速度的大小，其大小就是速率解析：速度是矢量，既能描述运动快慢，也能描述运动方向，A项错．根据平均速度的定义可知B项正确，C项错．瞬时速度的大小叫瞬时速率，分别简称速度和速率，瞬时速度也能描述运动方向，D项错．答案：B求解平均速度，一定要按定义求解，切不可以为任何条件下平均速度等于初、末瞬时速度的平均值．2－1：关于速度，下列说法正确的是()A．瞬时速度的方向就是物体运动的方向，平均速度的方向也一定是物体运动的方向B．平均速度小的物体，其瞬时速度一定小C．某段时间内的平均速度为零，说明这段时间内，物体一定是静止不动的D．甲、乙、丙都做直线运动，丙的平均速度最大，则在相同的时间内，丙的位移最大答案：D加速度公式a＝vt－v0t的应用为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光板，如下图所示，滑块在牵引力作用下先后匀加速通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.30s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.10s，遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为Δt＝3.0s．试估算：(1)滑块的加速度多大？(2)两个光电门之间的距离是多少？解析：(1)遮光板通过第一个光电门的速度v1＝LΔt1＝0.030.30m/s＝0.10m/s遮光板通过第二个光电门的速度v2＝LΔt2＝0.030.10m/s＝0.30m/s故滑块的加速度a＝v2－v1Δt≈0.067m/s2.(2)两个光电门之间的距离x＝v1＋v22Δt＝0.6m.