高一物理必修一总结课件

第一章整合运动的描述质点理想模型:以有质量的点代替物体物体看作质点的条件:物体的大小、形状以及各部分运动的差异在所研究的问题中是次要因素或无关因素参考系与坐标系参考系:描述运动时,假定不动作为参考的物体坐标系:为定量描述物体运动而在参考系上建立坐标系时刻与时间间隔时刻:时间上的某一点时间间隔:两个时刻间的时间段位移与路程位移:表示物体位置的变化,用从起点到终点的有向线段表示,是矢量路程:物体运动轨迹的长度,是标量速度物理意义:描述物体运动快慢的物理量定义式:𝑣=Δ𝑥Δ𝑡,单位:m/s,是矢量方向:物体运动的方向平均速度和瞬时速度速率:平均速率和瞬时速率𝑣𝑡图象意义:直观表示速度与时间的关系应用:判断物体运动情况,分析加速度大小加速度物理意义:描述速度变化的快慢定义式:𝑎=Δ𝑣Δ𝑡,单位:m/s2,是矢量方向:与速度变化的方向相同专题一专题二平均速度和瞬时速度的比较平均速度瞬时速度物理意义反映物体在某段时间内运动的快慢,对变速运动只能做粗略描述反映物体在某一时刻(或经某一位置)时运动的快慢,它能对变速运动做精确描述定义运动物体的位移和所用时间的比值叫作这段时间(或这段位移内)的平均速度v=xt运动物体经过某一时刻(或某一位置)的速度叫瞬时速度理解运动过程中,不同时间内(或不同位移上)的平均速度的值可能不一样瞬时速度是在运动时间Δt→0时的平均速度,即平均速度v=𝛥x𝛥t在Δt→0时的极限就是某一时刻(或某一位置)的瞬时速度专题一专题二平均速度瞬时速度矢量性平均速度是矢量。方向与这段时间内发生的位移方向相同瞬时速度是矢量。方向是轨迹所在点的切线方向(与物体的运动方向一致)专题一专题二【例题1】一质点沿直线Ox方向做变速运动,它离开O点的距离随时间变化的关系为x=5+2t3(m),它的速度随时间t变化关系为v=6t2(m/s)。该质点在t=0到t=2s间的平均速度和t=2s到t=3s间的平均速度大小分别为()A.12m/s,39m/sB.8m/s,38m/sC.12m/s,19.5m/sD.8m/s,12m/s专题一专题二解析:t=0至t=2s的时间内,质点的位移Δx1=(5+2×23)m-(5+2×0)m=16m所以在这段时间内的平均速度在t=2s至t=3s的时间内质点的位移Δx2=(5+2×33)m-(5+2×23)m=38m所以在这段时间内的平均速度答案:B𝑣1=Δ𝑥1Δ𝑡1=162-0m/s=8m/s𝑣2=Δ𝑥2Δ𝑡2=383-2m/s=38m/s。专题一专题二专题一专题二从v-t图象或x-t图象判断物体的运动情况图象由于能更直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系,因而在解题中被广泛应用,在运动学中,主要有x-t图象和v-t图象。1.x-t图象:它表示做直线运动的物体位移随时间变化的规律,图象上某点的切线的斜率表示该时刻物体的速度。2.v-t图象:它表示做直线运动的物体速度随时间变化的规律,图象上某点的切线的斜率表示该时刻物体的加速度;某段时间内图线与坐标轴围成的面积表示该段时间内物体通过的位移大小。形状相同的图线,在不同图象中所表示的物理规律不同,因此在应用时要特别注意看清图象的纵、横轴表示的物理量。专题一专题二3.如图所示形状相同的图线在x-t图象和v-t图象中的比较专题一专题二x-t图象v-t图象①表示物体做匀速直线运动(斜率表示速度v)②表示物体静止③表示物体向反方向匀速直线运动④交点的纵坐标表示三个运动物体相遇时的位置相同⑤表示t1时刻物体的位移为x1①表示物体做匀加速直线运动(斜率表示加速度a)②表示物体做匀速直线运动③表示物体做匀减速直线运动④交点的纵坐标表示三个运动物体此时的速度相等⑤表示t1时刻物体的速度为v1(在图中,阴影部分表示物体在0~t1时间内的位移)专题一专题二【例题2】(多选)图示为A、B两物体运动的位移图象,下述说法正确的是()A.A、B两物体开始时相距100m,同时相向运动B.B物体做匀速直线运动,速度大小为5m/sC.A、B两物体运动8s时,在距A的出发点60m处相遇D.A物体在运动中停了6s专题一专题二解析:A、B两物体相距100m,同时开始相向运动。两图线交点指明两物体8s时在距A出发点60m处相遇。B物体向0点方向运动速度大小m/s=5m/s。A物体先做匀速直线运动,从2s初到6s初中间停了4s,然后又做匀速直线运动,选项A、B、C正确。答案:ABCv=𝑥𝑡=100-608第二章整合匀变速直线运动的研究公式速度、时间关系式:𝑣=𝑣0+𝑎𝑡位移、时间关系式:𝑥=𝑣0𝑡+12𝑎𝑡2速度、位移关系式:𝑣2-𝑣02=2𝑎𝑥平均速度公式:𝑣=𝑣𝑡2=𝑣0+𝑣2特例:自由落体运动𝑣0=0𝑎=𝑔𝑣=𝑔𝑡ℎ=12𝑔𝑡2𝑣2=2𝑔ℎ伽利略的科学研究方法实验探究:利用打点计时器研究自由落体运动图象𝑥𝑡图象𝑣𝑡图象专题一专题二匀变速直线运动规律解题的常用方法和解题模型1.匀变速直线运动解题的常用方法和规律特点常用方法规律特点一般公式法v=v0+atx=v0t+12at2v12−v02=2ax使用时应注意它们都是矢量,一般以v0方向为正方向,其余物理量与正方向相同者为正,与正方向相反者为负平均速度法v=xt,对任何性质的运动都适用;v=12(v0+v),只适用于匀变速直线运动中间时刻速度法vt2=v=12(v0+v),适用于匀变速直线运动比例法对于初速度为零的匀加速直线运动或末速度为零的匀减速直线运动,可利用比例法求解专题三专题一专题二常用方法规律特点逆向思维法把运动过程的“末态”作为“初态”的反向的方法。例如,末速度为零的匀减速直线运动可以看作反向的初速度为零的匀加速直线运动图象法应用v-t图象,可把复杂的物理问题转化为较为简单的数学问题解决,尤其是用图象定性分析,可避免繁杂的计算,快速求解专题三专题一专题二2.匀变速直线运动问题的解题模型确定研究对象→分析题意,确定研究对象↓画运动草图→建立直线坐标系,选取正方向,确定加速度方向、位移方向↓列运动方程→由已知条件及待求量,选择合适的公式↓得出结论并验证→统一单位,解方程(或方程组)求未知量,并注意对结果进行有关讨论专题三专题一专题二34【例题1】物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面,到达斜面最高点时速度恰为零,如图所示。已知物体运动到斜面长度的B点时,所用时间为t,求物体从B滑到C所用的时间。解析:解法一:逆向思维法。物体向上匀减速冲上斜面,相当于向下匀加速滑下斜面。故xBC=12𝑎𝑡𝐵𝐶2xAC=12a(t+tBC)2又xBC=14xAC解得tBC=t。专题三专题一专题二解法二:比例法。对于初速度为零的匀变速直线运动,在连续相等的时间里通过的位移之比为1∶3∶5∶…∶(2n-1)现有xBC∶xBA=𝑥𝐴𝐶4∶3𝑥𝐴𝐶4=1∶3通过xAB的时间为t,故通过xBC的时间tBC=t。解法三:中间时刻速度法。中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度。𝑣𝐴𝐶=12(v0+v)=12(v0+0)=𝑣02又𝑣02=2axAC①𝑣𝐵2=2axBC②xBC=𝑥𝐴𝐶4③解①②③得vBC=𝑣02可以看出vB正好等于AC段的平均速度,因此B点是中间时刻的位移,因此有tBC=t。专题三专题一专题二解法四:图象法。利用相似三角形面积之比等于对应边平方比的方法,作出v-t图象,如图所示:𝑆△𝐴𝑂𝐶𝑆△𝐵𝐷𝐶=𝐶𝑂2𝐶𝐷2且S△AOC=4S△BDC,OD=t,OC=t+tBC。所以41=(𝑡+𝑡𝐵𝐶)2𝑡𝐵𝐶解得tBC=t。答案:t专题三专题一专题二纸带问题的分析与处理方法纸带的分析与计算是近几年高考考查的热点,因此应该掌握有关纸带问题的处理方法。1.判断物体的运动性质(1)根据匀速直线运动的位移公式x=vt知,若纸带上各相邻的点的间隔相等,则可判定物体做匀速直线运动。(2)由匀变速直线运动的推论Δx=aT2知,若所打的纸带上在任意两个相邻且相等的时间内物体的位移差相等,则说明物体做匀变速直线运动。专题三专题一专题二2.求加速度(1)逐差法:虽然用可以根据纸带求加速度,但只利用一个Δx时,偶然误差太大,为此应采取逐差法。a=Δ𝑥𝑇2如图所示,纸带上有六个连续相等的时间间隔T内的位移x1、x2、x3、x4、x5、x6。由Δx=aT2可得x4-x1=(x4-x3)+(x3-x2)+(x2-x1)=3aT2x5-x2=(x5-x4)+(x4-x3)+(x3-x2)=3aT2x6-x3=(x6-x5)+(x5-x4)+(x4-x3)=3aT2所以a=𝑥6-𝑥3+𝑥5-𝑥2+𝑥4-𝑥19𝑇2=𝑥6+𝑥5+𝑥4-(𝑥3+𝑥2+𝑥1)9𝑇2由此可以看出,各段位移都用上了,能有效地减小偶然误差。专题三专题一专题二(2)v-t图象法:根据纸带,求出各时刻的瞬时速度,作出v-t图象,求出该v-t图象的斜率k,则k=a。这种方法的优点是可以舍掉一些偶然误差较大的测量值,有效地减小偶然误差。专题三专题一专题二3.求瞬时速度将纸带上的某点看成某一段的中间时刻,利用可求得该点的瞬时速度。𝑣𝑡2=𝑣=𝑥𝑡专题三专题一专题二【例题2】某同学用如图甲所示装置测量重力加速度g,所用交流电源频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0计数点,然后每3个点取一个计数点,所有测量数据及其标记符号如图乙所示。甲乙专题三专题一专题二该同学用两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间时隔):从数据处理方法看,在x1、x2、x3、x4、x5、x6中,对实验结果起作用的,方法A中有;方法B中有。因此,选择方法(选填“A”或“B”)更合理,这样可以减小实验的(选填“系统”或“偶然”)误差。本实验误差的主要来源有(试举出两条)。方法A:由g1=𝑥2-𝑥1𝑇2,g2=𝑥3-𝑥2𝑇2,…,g5=𝑥6-𝑥5𝑇2,取平均值𝑔=8.667m/s2。方法B:由g1=𝑥4-𝑥13𝑇2,g2=𝑥5-𝑥23𝑇2,g3=𝑥6-𝑥33𝑇2,取平均值𝑔=8.673m/s2。专题三专题一专题二解析:两种方法中,我们先不代入数据,通过公式的运算,比较哪种方法更合理。从计算结果可看出,真正起到作用的只有x1和x6两个数据,其他数据如x2、x3、x4、x5都没用上。从计算结果可看出x1、x2、x3、x4、x5、x6六个数据都参与了运算,因此方法B的误差更小,选择方法B更合理,更易减小偶然误差。本实验的误差来源除了上述由测量和计算带来的误差外,其他的误差还有阻力(包括空气阻力、振针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交变电流频率变动、长度测量、数据处理方法等。答案:见解析对方法A:𝑔=𝑔1+𝑔2+𝑔3+𝑔4+𝑔55=𝑥2-𝑥1+𝑥3-𝑥2+…+𝑥6-𝑥55𝑇2=𝑥6-𝑥15𝑇2。对方法B:𝑔1+𝑔2+𝑔33=𝑥4-𝑥1+𝑥5-𝑥2+𝑥6-𝑥39𝑇2=(𝑥4+𝑥5+𝑥6)-(𝑥1+𝑥2+𝑥3)9𝑇2。专题三专题一专题二专题三追及和相遇问题的分析思路和解题方法1.追及问题(1)追及的特点:两个物体在同一时刻处在同一位置。(2)时间关系:从后面的物体追赶开始,到追上前面的物体时,两物体经历的时间相等。(3)位移关系:x2=x0+x1其中x0为开始追赶时两物体之间的距离,x1表示前面被追物体的位移,x2表示后面追赶物体的位移。(4)临界条件:当两个物体的速度相等时,可能出现恰好追上、恰好避免相撞、相距最远、相距最近等情况,即出现上述四种情况的临界条件为v1=v2。专题一专题二专题三2.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两物体的距离时即相遇。专题一专题二专题三3.常见的类型及特点类型图象说明匀加速追匀速(1)t=t0以前,后面物体与前面物体间距增大。(2)t=t0时,两物体速度相等,