浙江省2021高考物理一轮复习 专题一 质点的直线运动课件

考点一基本概念与规律考点清单考点基础一、质点、参考系和坐标系1.质点:用来代替物体的有质量的点,它是一种理想化的物理模型,实际上并不存在;当物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计时,物体可视为质点。2.参考系:为了研究物体的运动而假定为不动的物体,参考系可以是运动的,也可以是静止的。3.坐标系:一般来说,为了定量地描述物体的位置及位置变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。二、时间和位移1.时间间隔与时刻:时间对应时间轴上一段线段,时刻对应时间轴上一点。2.位移:是矢量,有大小和方向,可以用由起点指向终点的有向线段表示。三、速度1.速度:(是矢量,有大小和方向)表示物体的运动快慢和方向;单位为米每秒(m/s),其方向为运动方向。2.平均速度: = (某段过程中的位移Δx除以所用的时间Δt),是矢量,其方向就是相应位移的方向。它是对物体运动快慢的粗略描述。3.瞬时速度:质点在某一时刻(或某一位置)具有的速度,是矢量,其方向沿轨迹上该点的切线方向且指向前进的一侧,它是对运动快慢的精确描述。4.速率:瞬时速度的大小,是标量。5.比值定义法:就是用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法,速度就是用此方法定义的,其定义式为v=x/t。vΔΔxt物理意义公式方向单位表示物体速度变化的快慢与方向a= = (计算式)与速度的变化量Δv的方向相同米每二次方秒(m/s2)a= (决定式)与合外力的方向相同0v-vtΔvtΔΔFm合四、加速度说明(1)错误说法:速度大,加速度就大;速度变化量Δv大,加速度就大。(2)加速、减速:a、v同向,加速;a、v反向,减速。五、速度与时间、位移与时间的关系1.匀变速直线运动的定义及特点:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。其特点是:加速度恒定,即a为恒量(如果物体的速度与加速度的方向相同,这个运动叫匀加速直线运动,如果物体的速度与加速度的方向相反,这个运动叫匀减速直线运动)。2.匀变速直线运动的基本规律a.速度公式(速度时间关系式):v=v0+at。b.位移公式(位移时间关系式):x=v0t+ at2。3.匀变速直线运动的推论12a.速度位移公式:v2- =2ax。b.平均速度公式: = 。c.中间时刻的瞬时速度公式:vt/2= 。速度位移公式由速度公式和位移公式消去时间t得到,适用于不涉及时间的情况。平均速度、中间时刻的瞬时速度公式由速度公式、位移公式和平均速度定义式出发,演绎得到,适用于匀变速直线运动。六、自由落体运动1.物体只在重力作用下从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、加速度为g的匀加速直线运动。2.g是自由落体的加速度,又叫重力加速度,其方向总是竖直向下,在地球上的不同纬度,重力加速度大小一般不同。20vv02vv02vv3.自由落体运动特点:v0=0,a=g。基本规律:h= gt2,v=gt。重要推论:v2=2gh。12考向突破考向速度与时间、位移与时间的关系1.对匀变速直线运动的四个公式的区别表中的“不含量”表示五个参量v0、a、t、v、x中缺少的物理量;“突显量”是在v0、a、t、v、x中,已知的、有联系的、所求的和没有明确表示出来的物理量。公式不含量突显量适用过程v=v0+atxv0、a、t、v与x无关x=v0t+ at2vv0、a、t、x与v无关v2- =2axtv0、a、x、v与t无关 = av0、t、x、v与a无关1220vxt0v2v说明五个运动参量在描述运动中所起的作用:v0和a决定了运动的特性,在解题时,往往以a是否变化作为划分运动阶段的标准;t反映了某种性质的运动过程的长短,而x、v则反映了运动达到的效果,所以解题时应特别注重五个运动参量的相关信息,以便选择合适的公式解题。例12014年12月26日,我国东部14省市ETC联网正式启动运行,ETC是电子不停车收费系统的简称。汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示。假设汽车以v1=15m/s沿直线朝收费站正常行驶,如果过ETC通道,需要在收费站中心线前10m处正好匀减速至v2=5m/s,匀速通过中心线后,再匀加速至v1正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过20s缴费成功后,再启动汽车匀加速至v1正常行驶。设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1m/s2。求 (1)汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小;(2)汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间是多少。解题思路画出运动过程草图,并标示未知量和已知量。解析(1)过ETC通道时,减速的位移和加速的位移相等,均为s1= ,所以总的位移s总1=2s1+10m=210mt1= ×2+ =22s(2)过人工收费通道时,所用时间t2= ×2+20s=50ss2= ×2=225m二者的位移差Δs=s2-s总1=225m-210m=15m在这段位移内过ETC通道时是匀速直线运动,所以Δt=t2-(t1+ )=27s答案(1)210m(2)27s2212-2vva12-vva210mv1va212va1Δsv2.公式Δx=aT2的拓展应用(1)公式的适用条件:匀变速直线运动。T为相等的时间间隔,Δx为连续相等的时间间隔内的位移差。(2)进一步的推论:xm-xn=(m-n)aT2。要注意此式的适用条件及m、n、T的含义。现举例说明(如图所示):一物体做匀变速直线运动,连续四段时间t1、t2、t3、t4内的位移分别为x1、x2、x3、x4,则:若t1=t2=t3=t4=T,则x3-x1=x4-x2=2aT2;若各段时间不相等,则等式不成立。例2从斜面上某一位置每隔0.1s释放一个小球,释放后小球做匀加速直线运动,在连续释放几个后,对在斜面上滚动的小球拍下如图所示的照片,测得xAB=15cm,xBC=20cm。则 (1)小球的加速度是多大?(2)拍摄时B点小球的速度是多大?(3)拍摄时xCD是多少?(4)在A点小球的上面滚动的小球还有几个?解析小球释放后做匀加速直线运动,且每相邻的两个小球的时间间隔相等,均为0.1s,可以认为A、B、C、D各点是一个小球在不同时刻的位置。(1)由推论Δx=aT2可知,小球的加速度大小为a= = = m/s2=5m/s2。(2)由题意知B点是AC段的中间时刻,可知B点小球的速度等于AC段的平均速度,即vB= = = m/s=1.75m/s。(3)由于匀加速直线运动中相邻相等时间内位移差恒定,所以xCD-xBC=xBC-xAB所以xCD=2xBC-xAB=2×20×10-2m-15×10-2m=25×10-2m=0.25m。(4)设A点小球速度为vA,由于vB=vA+aT2ΔxT2-BCABxxT-2-222010-15100.1ACv2ACxT-2-22010151020.1所以vA=vB-aT=1.75m/s-5×0.1m/s=1.25m/s所以A点小球运动时间为tA= = s=0.25s因为每隔0.1s释放一个小球,故A点小球的上面滚动的小球还有2个。Ava1.255答案(1)5m/s2(2)1.75m/s(3)0.25m(4)23.关于两类匀减速直线运动(1)刹车类问题,即匀减速到速度为零后立即停止运动,加速度a突然消失,求解时要注意确定其实际运动时间。如果问题涉及最后阶段(到停止运动)的运动,可把该阶段看成反向的初速度为零的匀加速直线运动。(2)双向可逆类问题,如沿光滑斜面上滑的小球,到最高点后能以原加速度匀加速下滑,全过程中加速度的大小、方向均不变,故求解时可对全过程列式,但必须注意x、v、a等矢量的正负号。例3目前我省交警部门开展的“车让人”活动深入人心,不遵守“车让人”规定的驾驶员将受到罚款、扣分的严厉处罚,如图所示,以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口,有一老人正在过人行横道,此时汽车的车头距离停车线8m。该车减速时的加速度大小为5m/s2。则下列说法中正确的是 ()A.如果驾驶员立即刹车制动,则t=2s时,汽车离停车线的距离为2mB.如果在距停车线6m处开始刹车制动,汽车能在停车线处刹住,停车让人C.如果驾驶员的反应时间为0.4s,汽车刚好能在停车线处刹住,停车让人D.如果驾驶员的反应时间为0.2s,汽车刚好能在停车线处刹住,停车让人解析此题考查了速度与时间、位移与时间的关系。汽车立即刹车,则从刹车到停止的时间t1= =1.6s。如果驾驶员立即刹车制动,则t=2s时汽车已经停下来,位移x0= =6.4m,距离停车线Δx=8m-6.4m=1.6m,选项A错。如果在距停车线6m处开始刹车制动,根据汽车停下来的位移x0= =6.4m,汽车将越过停车线0.4m,选项B错。如果驾驶员的反应时间为0.4s,则有x1=v0·Δt+ =9.6m,汽车将越过停车线,选项C错。如果驾驶员的反应时间为0.2s,则有x2=v0·Δt'+ =8m,汽车将恰好在停车线处停车,选项D正确。0va202va202va202va202va答案D考点二运动图像考点基础一、匀变速直线运动的x-t图像物理意义:表示运动物体的位移随时间变化的关系,不表示物体的运动轨迹,图线的斜率表示物体运动的速度。二、匀变速直线运动的v-t图像物理意义:表示运动物体的速度随时间变化的规律,图线的斜率表示运动物体的加速度,图线和时间轴所围面积表示这段时间内的位移(时间轴上方的面积为正值,时间轴下方的面积为负值)。考向突破考向x-t图像与v-t图像比较内容x-t图像v-t图像图像 其中④为抛物线 其中④为抛物线物理意义反映的是位移随时间的变化规律反映的是速度随时间的变化规律函数表达式①x=x0-vtv=v0-at②x=x0v=v0③x=vtv=at④x=kt2v=kt2比较内容x-t图像v-t图像物体的运动性质①表示物体从正位移处开始一直做负向匀速直线运动并经过零位移处表示物体先做正向匀减速直线运动,再做负向匀加速直线运动②表示物体静止不动表示物体做正向匀速直线运动③表示物体从零位移处开始做正向匀速直线运动表示物体从静止开始做正向匀加速直线运动④表示物体做匀加速直线运动表示物体做加速度增大的加速直线运动比较内容x-t图像v-t图像斜率的意义斜率的大小表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向图线与时间轴围成的“面积”的意义无实际意义表示相应时间内的位移比较内容x-t图像v-t图像例4(2019浙江4月选考,9,3分)甲、乙两物体零时刻开始从同一地点向同一方向做直线运动,位移-时间图像如图所示,则在0~t1时间内 () A.甲的速度总比乙大B.甲、乙位移相同C.甲经过的路程比乙小D.甲、乙均做加速运动解析因x-t图像的斜率的大小等于速度的大小,可知在t1时刻乙的速度大于甲的速度,选项A错误;由图像可知在0~t1时间内,甲、乙位移相同,选项B正确;甲、乙均向同方向做直线运动,则甲、乙经过的路程相同,选项C错误;由x-t图像的斜率大小等于速度的大小可知,甲做匀速直线运动,乙做加速度直线运动,选项D错误。答案B方法1匀变速直线运动的常用解题方法匀变速直线运动是在高中阶段遇到的一种比较多的运动形式,在历年的高考题中经常出现,掌握此类问题的分析方法和技巧,会起到事半功倍之效。常用方法总结如下:方法技巧常用方法规律、特点一般公式法速度公式、位移公式和速度、位移关系式,均是矢量式,使用时注意方向性,一般以v0的方向为正方向,与正方向相同者为正、与正方向相反者为负平均速度法 = 对任何性质的运动都适用 = (v0+v)只适用于匀变速直线运动中间时刻速度法“任一段时间t中间时刻的瞬时速度等于这段时间t内的平均速度”即 = ,适用于任何一个匀变速直线运动,有些题目应用它可以简化解题过程,提高解题速度vxtv12t2vv推论法对一般的匀变速直线运动,若出现相等的时间间隔问题,应优先考虑用Δx=aT2求解逆向思维法(反演法)把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法。一般用于末态已知的情况图像法应用v-t图像,可把