高一物理教师讲义

目录专题一直线运动考点解读直线运动内容要求说明1．机械运动，参考系，质点2．位移和路程3．匀速直线运动.速度.速率.位移公式s=vt.s-t图.v-t图4．变速直线运动，平均速度5．瞬时速度（简称速度）6．匀变速直线运动.加速度.公式图tvasvvattvsatvv.2,21,202200ⅠⅡⅡⅡⅠⅡ不要求会推导向心加速度的公式rva2机械运动：知道什么是机械运动，研究机械运动离不开参考系.参考系：知道参考系的概念和如何选择参考系.质点：知道质点的定义（用来代替物体的有质量的点），知道质点是理想化的物理模型，知道物体能够当作质点研究的条件.（当物体的大小、形状对所研究的问题的影响可以忽略时，物体可视为质点.）位移：知道位移是物体位置的移动，其大小表示两个位置之间的距离，其方向由初位置指向末位置，是矢量，知道位移的大小与物体的具体路径无关.路程：知道路程是质点运动的实际长度，其大小与路径有关，是标量.匀速直线运动：知道在任何相等的时间内位移都相等的运动才是匀速直线运动，知道在什么条件下实际物体的运动可以看成匀速直线运动.速度：知道速度是描述运动快慢的物理量，是位移对时间的变化率.速率：速度的大小，一般认为是路程和时间的比值.变速直线运动：知道变速直线运动的定义，知道实际物体的运动都是变速运动.匀速直线运动只是在某一段时间（空间）内的理想情况.平均速度：知道平均速度的定义和计算，知道平均速度只是表达质点在某一段时间内运动的快慢，并不能反映质点实际运动的快慢.瞬时速度：知道瞬时速度是运动质点在某一时刻或位置的速度，能够准确表达质点的实际运动的快慢，匀速直线运动中没有提出瞬时速度的概念是因为匀速时每时每刻的速度都相等，没有区分的必要.匀变速直线运动：知道匀变速直线运动的概念，理解在任何相等的时间内速度的变化都相等的运动是匀变速直线运动.并能够在解决问题过程中熟练地判断物体的运动是否是匀变速直线运动.加速度：知道加速度是反映速度变化快慢的物理量，也是一个由其他物理量导出的物理量，深刻挖掘加速度的含义，理解加速度反映的是速度变化率的实质，并能够在解决问题中熟练运用且能够区分似是而非的说法.基本公式：匀速直线运动的位移公式s=vt匀变速直线运动的速度公式v=v0+at匀变速直线运动的位移公式2/20attvs由以上两式容易导出asvv2202s-t图象：反映位移随时间变化的图象，知道坐标轴的物理意义，截距的物理意义.在同一个坐标系里有两个以上的质点的位移图象时，知道图象交点的意义，并能够运用图象解决相关的问题.v-t图象：反映速度随时间变化的图象，知道坐标轴的物理意义，截距的物理意义，在同一个坐标系里有两个以上的质点的速度图象时，知道图象交点的意义，知道速度图线与时间所围成的几何图形的面积表示物体的运动位移，并能够运用图象解决相关的问题.考点清单一、平均速度的求解及其应用方法求平均速度的公式有两个：一个是定义式tsv/，普遍适用于各种运动；另一个是20tvvv，只适用于加速度恒定的匀变速直线运动.[例1]汽车从甲地由静止出发，沿直线运动到丙地，乙在甲丙两地的中点.汽车从甲地匀加速运动到乙地，经过乙地速度为60km/h；接着又从乙地匀加速运动到丙地，到丙地时速度为120km/h，求汽车从甲地到达丙地的平均速度.[剖析]本题全过程并不是一个“完整”的匀加速运动，因而不能用20tvvv求解全程的平均速度.[解析]设甲丙两地距离为2l，汽车通过甲乙两地时间为t1，通过乙丙两地的时间t2.甲到乙是匀加速运动，由102tvvst得h30h2/)600(2/)(1llvvlt＝乙甲从乙到丙也是匀加速运动，由202tvvst得：h90h2/)12060(2/)(2llvvlt＝丙乙.h/km45h/km90302)/(221lllttlv＝所以，甲丙[点评]○1计算平均速度常见的错误是滥用20tvvv.如将本例求解为hkmvvv/212002＝＝丙甲甲丙，这种解法的错误是认为汽车全过程作加速度恒定的直线运动.其实，汽车从甲地到乙地和从乙地到丙地两段的加速度并不相同，由asvvt2202可知：乙丙，甲乙＜aa故210vvv对全过程不适用.○2物体作匀变速运动的平均速度20tvvv，在时间t内的位移tvs,相当于把一个变速运动转化为一个匀速运动，匀变速直线运动的物体，在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度：20ttvvtsv中.应用于解题会使求解更简单方便.[例2]某物体以12m/s的初速度做匀减速运动，在第3s内的位移为4.5m，求物体的加速度.[解析]解法一物体前2s的位移，avattvs24221022202,物体前3s的位移avattvs29321023303，第3s内的位移m5.4251225023aavsss解得2s/m3a解法二物体在第3秒内的平均速度s/m5.4s/m15.4v，即为第3秒中间时刻2.5秒时的即时速度，所以220s/m3s/m5.2125.4tvvat.[例3]两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图1-9所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知（）图1-9A.在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同B.在时刻t1两木块速度相同C.在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同D.在时刻t4和时刻t5之间某瞬间两木块速度相同[解析]首先由图看出：上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量，可以判定其做匀变速直线运动；下边那个物体明显的是做匀速运动.由于t2及t5时刻两物体位置相同，说明这段时间内它们的位移相等，因此其中间时刻的即时速度相等，这个中间时刻显然在t3、t4之间，因此本题选C.二、匀变速直线运动的规律及其应用1.匀变速直线运动的特证：a=恒量2.匀变速直线运动的规律：atvvt0，2021attvs3.几个重要推论：○1asvvt2202○200v时，将时间等分，)12(::5:3:1::::321nddddn○3212312aTsssssssnn恒量，此式对于0000vv或均成立，是判定物体是否做匀变速运动的依据之一，其中T为时间间隔.○4一段时间内物体的平均速度恰等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，2/02/)(ttvvvv.○5从静止开始连续相等的位移所用时间之比为)1(:)23(:)12(:1::::4321nntttttn.[例4]汽车自O点由静止在平直公路上做匀加速直线运动，途中6s时间内依次经过P、Q两根电线杆.已知P、Q相距60m，车经过Q时的速率为15m/s,则（1）汽车经过P时的速率是多少？（2）汽车的加速度为多少？（3）O、P两点间距离为多少？[解析]方法一：设汽车经过P点的速度为Pv，经过Q的速度为Qv,由tvvst20得tvvsQPPQ2，所以s/m51566022QPQPvtsv.由2s/m67.135aatvvPQ得.由asvvt2202得m5.72155232535252,2222avsasvPOPOPP.方法二：设汽车经过P点的速度为Pv,由2021attvs，atvvt0得221attvsPPQ○1atvvPQ○2由○1○2代值可得2s/m67.1,s/m5avP.[例5]一辆汽车以72km/h行驶，现因故紧急刹车并最终停止运动，已知汽车刹车过程加速度的大小为5m/s2，则从开始刹车经过5s，汽车通过的距离是多少?[剖析]本题的刹车过程有一个“陷阱”，即在5s内是正在刹车，还是停车，若正在刹车，可用位移公式；若停车时间t5s,则刹车过程的距离即为所求.[解析]汽车由刹车开始至停止运动所用的时间为0t，选0v的方向为正方向.000,s/m20h/km72atvvvt则，得s4s520000avvtt可见，该汽车刹车后经过4s就已经静止，后1s是静止的.由200021attvs知刹车后5s内通过的距离m40m]4)5(21420[2122000attvs.[说明]此题易犯的错误是将t=5s直接代入位移公式得5.37m]5)5(21520[21220attvsm，这样得出的位移实际上是汽车停止后又反向加速运动1s的总位移，显然与实际情况不符.[例6]一物体初速度为零，先以大小为1a的加速度做匀加速运动，后以大小为2a的加速度做匀减速运动直到静止，整个过程中物体的位移为s，则该物体在此直线运动过程中最大的速度为。[剖析]加速与减速阶段的分界点是最大速度所在的位置，抓住分界点灵活选择公式求解并不难。[解析]物体匀加速运动的末速度等于匀减速运动的初速度，由匀变速直线运动的平均速度公式20tvvv知，前后两段位移上物体的平均速度相等，都等于2v.设物体的最大速度为v，匀加速和匀减速运动过程的+3时间分别是21tt、，则由题意得stvtv2122○1而对于加速过程，11tav○2对于减速过程，22tav○3由○2、○3整理出21tt、，代入○1中得savavv212故21212aasaav.[点评]两段运动的联系，就是分界点的速度，故解决此类问题，要善于找到两部分运动的联系，找到与前后运动都有关系的物理量.三、自由落体与竖直上抛运动（一）自由落体运动物体只受重力作用由静止开始下落的运动叫自由落体运动.自由落体运动是初速度为零，加速度a=g的匀变速直线运动.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，如果还受空气阻力作用，那么空气阻力与重力比可以忽略不计.第二、物体必须从静止开始下落，即初速度为零.（二）自由落体运动的规律1.初速度00v，加速度a=g.g与物体无关，只与物体所在位置有关，通常计算中取g=9.8m/s2,粗略计算中取g=10m/s2,且方向总是竖直向下.2.基本公式gsvgthgtvtt2,21,223.初速度为零的匀加速直线运动的一切规律和推论对自由落体运动都是适用的.（三）竖直上抛运动将物体以一定的初速度沿竖直方向向上抛出，物体所做的运动叫竖直上抛运动.竖直上抛运动是初速度00v竖直向上，加速度竖直向下的匀变速直线运动.通常以向上为正方向，则竖直上抛运动，可以看作是初速度为0v，加速度a=-g的匀减速直线运动.竖直上抛运动还可以根据运动方向的不同，分为上升阶段的匀减速直线运动和下降阶段的自由落体运动.（四）竖直上抛运动的规律1.以抛出点为坐标原点，以0v方向为正方向有gsvvgttvsgtvvtt2,2/,2022002.竖直上抛运动的对称性，即物体经过空中某一位置时上升速率与下降速率的关系下上＝vv；由此位置上升到最高点所用的时间与由最高点下降到此位置所用时间的关系下上＝tt.[例7]从地面竖直向上抛出一物体A，同时在离地面某一高度处另有一物体B自由下落，两物体在空中达到同一高度时速度大小都是v，则下述正确的是（）A.物体A上抛初速度大小和B物体落地时的速度大小都是2vB.物体A和B落地时间相同C.物体A能上升的最大高度和物体B开始下落时的高度相同D.两物体在空中达同一高度处，一定是B物体开始下落时高度的中点[解析]由于物体A与B同时开始运动，在空中相遇达到同一高度，速度大小相同均为v，即从开始到相遇运动的时间相同.根据上抛物体运动特点；（1）物体在上升与下降过程，中同一高度速度大小相等；（2）从同一高度上升到最高点和从最高点返回的时间相等.可判断：（1）物体A是在上升阶段与B物体相遇；（2）物体A从相遇处继续向上运动是B物体相遇前自由落体的逆过程；而物体B从相遇处继续向下运动是A物体相遇前的逆过程，那么A