第1章第1讲 基本概念

2012新课程高中物理总复习第一轮福建省鲁科版直直 线线 运运 动动1基本概念基本概念第一章主要内容要求说明参考系、质点位移、速度和加速度匀变速直线运动及其公式、图像实验与探究：研究匀变速直线运动 直线运动的规律是物理学的重要基础，其相关知识和方法将逐步渗透到运动和力、匀变速曲线运动、机械能及带电粒子在电场中的运动等内容之中本专题主要围绕匀变速直线运动学习描述物体运动的基本方法(物理量、图线等)，掌握匀变速直线运动规律、特点及相关公式，并学会将直线运动知识应用于对实际问题的处理 本专题内容属于基础部分，在高考中将会出现的命题形式主要有以下几种：(1)对匀变速直线运动规律的考查(如：自由落体运动、竖直方向上的抛体运动以及追及和相遇问题)(2)对运动图像的识别与转换，运用图线进行科学处理的探究能力 (3)从内容的融合上，将运动学规律渗透到动力学、匀变速曲线运动、机械能及带电粒子在静电场中的运动等内容中进行考查；从命题方向上，将会把运动学方法应用到实际问题中进行考查 运动学在近几年高考中(如：2008年全国卷23题，2009年江苏卷第4题，2010年全国卷24题)经常出现，并且运动学也是力学、电磁学综合的基础，在新课程高考中仍将成为热点运动学涉及的公式很多，而且运动学是在高一第一学期就已经学过，时间比较长了，很多推论都遗忘了，因此，第一轮复习中关键是基本公式及其规律灵活运用，注意其适用条件和正负号的意义掌握数和理的结合点，理解描述运动的公式法和图像法以及它们之间的联系构建物理模型时，要重视理想化方法的应用，要养成画示意图的习惯，要培养一题多解的思维习惯，并且能够在解题时选择最简单的方法来解，为今后的综合解题做准备一、参考系一、参考系1.为了描述物体的运动为了描述物体的运动而而的物体叫参的物体叫参考系考系(或参照物或参照物).假定为不动假定为不动2.选取哪个物体作为参考系，常常选取哪个物体作为参考系，常常以考虑研究问题的方便而定以考虑研究问题的方便而定.研究地球研究地球上物体的运动一般来说是取上物体的运动一般来说是取为参为参考系，对同一个运动，取不同的参考系，考系，对同一个运动，取不同的参考系，观察的结果可能不同观察的结果可能不同.3.运动学中的同一公式中所涉及的运动学中的同一公式中所涉及的各物理量应相对于同一参考系各物理量应相对于同一参考系.如果没如果没有特别说明，都是取地面为参考系有特别说明，都是取地面为参考系.地面地面二、质点二、质点1.定义：定义：2.物体简化为质点的条件：物体简化为质点的条件：.3.注意：同一物体，有时能被视为质注意：同一物体，有时能被视为质点，有时就不能视为质点点，有时就不能视为质点.用来代替物体、只有质用来代替物体、只有质状、大小在所研究的问题中可以忽略状、大小在所研究的问题中可以忽略物体的形物体的形量而无形状、体积的点量而无形状、体积的点三、时间和时刻三、时间和时刻1.时刻：在时间轴上可用一个确定时刻：在时间轴上可用一个确定的点来表示，如的点来表示，如“2s末末”、“3s初初”等等.2.时间：指两个时刻之间的一段间时间：指两个时刻之间的一段间隔，如隔，如“第三秒内第三秒内”、“10分钟分钟”等等.四、位移和路程四、位移和路程1.位移位移(1)意义：位移是意义：位移是的的物理量物理量.(2)定义：定义：.(3)位移是矢量，有向线段的长度表示位位移是矢量，有向线段的长度表示位移大小，有向线段的方向表示位移的方向移大小，有向线段的方向表示位移的方向.描述物体位置的变化描述物体位置的变化由起点指向终点的有向线段由起点指向终点的有向线段2.路程：路程是路程：路程是；路程是标量，只有大小，没；路程是标量，只有大小，没有方向有方向.3.物体做物体做时，时，路程才与位移大小相等路程才与位移大小相等.物体运动轨迹物体运动轨迹的长度的长度单方向的直线运动单方向的直线运动五、速度和速率五、速度和速率1.速度速度(1)速度是描述速度是描述的的物理量物理量.速度是矢量，既有大小又有方向速度是矢量，既有大小又有方向.(2)瞬时速度：对应瞬时速度：对应或或的速度，简称速度的速度，简称速度.瞬时速度的方向为瞬时速度的方向为该时刻质点的该时刻质点的方向方向.物体运动的方向和快慢物体运动的方向和快慢某一时刻某一时刻一位置一位置运动运动某某(3)平均速度：定义：平均速度：定义：，定义式为，定义式为,该式适用于该式适用于运动；而平均速度公运动；而平均速度公式式仅适用于仅适用于运运动动.时间内的位移与发生这段位移所用的时间内的位移与发生这段位移所用的时间的比值叫做这段时间内或这段位时间的比值叫做这段时间内或这段位物体在某段物体在某段移内的平均速度移内的平均速度任何任何匀变速直线匀变速直线02tvvvsvt【点评点评】平均速度对应某一段时间平均速度对应某一段时间(或某一段位移或某一段位移)，平均速度的大小跟时，平均速度的大小跟时间间隔的选取有关，不同的阶段平均速间间隔的选取有关，不同的阶段平均速度一般不同，所以求平均速度时，必须度一般不同，所以求平均速度时，必须明确是求哪一段位移或哪一段时间内的明确是求哪一段位移或哪一段时间内的平均速度平均速度.2.速率：瞬时速度的大小叫速率，速率：瞬时速度的大小叫速率，速率是标量，只有大小，没有方向速率是标量，只有大小，没有方向.六、加速度六、加速度1.加速度是描述加速度是描述的的物理量物理量.2.定义式：定义式：3.加速度是矢量，方向加速度是矢量，方向).质点速度变化快慢质点速度变化快慢和和v的的方向相同方向相同(即与合外力方向相同即与合外力方向相同0tvvat七、匀速直线运动七、匀速直线运动1.定义：定义：叫匀速直叫匀速直线运动线运动.2.速度公式：速度公式：.在任意相等的时间在任意相等的时间内物体的位移都相等的运动内物体的位移都相等的运动svt准确理解描述运动的基本概念准确理解描述运动的基本概念 以下数据属于时间间隔的是以下数据属于时间间隔的是()A.第第2秒末秒末B.上午上午8：00开始上第一节课开始上第一节课C.2008年年8月月16日，日，“飞人飞人”博尔特以博尔特以19秒秒30刷新了由迈克尔刷新了由迈克尔约翰逊保持了约翰逊保持了12年的年的200米世界纪米世界纪录录D.“和谐号和谐号”动车组于动车组于20时时35分顺利到达福州分顺利到达福州火车站火车站时间间隔为两个时刻之间的间隔，时间间隔为两个时刻之间的间隔，即它表示某一过程初、末两个状态之间即它表示某一过程初、末两个状态之间的时间间隔，它属于过程量的时间间隔，它属于过程量.从题意表从题意表述看，选项述看，选项C与过程相对应，相关数据与过程相对应，相关数据所表述的是时间间隔所表述的是时间间隔.而选项而选项A、选项、选项B和选项和选项D均描述的是与某瞬间对应的时均描述的是与某瞬间对应的时刻值刻值.选项选项C正确正确.时刻指的是某一瞬时，它是时刻指的是某一瞬时，它是状态物理量，在时间轴上用一个点来表状态物理量，在时间轴上用一个点来表示，如第示，如第2s末、第末、第3s初等均为时刻值；初等均为时刻值；时间指两个时刻的间隔，它是过程物理时间指两个时刻的间隔，它是过程物理量，在时间轴上是用一段线段表示，如量，在时间轴上是用一段线段表示，如2s内、前内、前2s内等均表示时间内等均表示时间.我们也可从我们也可从这些数据是对应过程还是对应状态来辨这些数据是对应过程还是对应状态来辨别别.以下叙述中的数据属于时以下叙述中的数据属于时刻的是刻的是()飞机晚上飞机晚上9：20起飞起飞时间轴上原点处时间轴上原点处t=0中央人民广播电台播音员早晨播中央人民广播电台播音员早晨播报时间：报时间：“现在是七点整现在是七点整”神舟七号载人飞船于神舟七号载人飞船于2008年年9月月25日日21：10升空升空A.只有只有B.只有只有C.只有只有D.一个物体做匀变速直线运动，某一个物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为时刻速度大小为4m/s,1s后速度大小变为后速度大小变为10m/s.则该物体在这则该物体在这1s内的加速度为多内的加速度为多大？大？1s后的速度方向可能与初速度后的速度方向可能与初速度4m/s方向相同，也可能与初速度方向相同，也可能与初速度4m/s方方向相反向相反.取初速度取初速度4m/s方向为正方向，则方向为正方向，则末速度可能为末速度可能为,也可能为也可能为vt=-10m/s.因此初、末速度同向时，加因此初、末速度同向时，加速度速度为为初、末速度反向时，加速度为初、末速度反向时，加速度为./tvm s100/tavv tm sm s 2221041410/tvvam sm st22110461对矢量的理解中，最容易仅从对矢量的理解中，最容易仅从其大小方面考虑而忽视其方向，造成认其大小方面考虑而忽视其方向，造成认识的不全面，在具体求解中出现漏解，识的不全面，在具体求解中出现漏解，在处理类似问题时应引以为戒在处理类似问题时应引以为戒.如图如图111所示，一物体沿半径为所示，一物体沿半径为r的圆弧运动，从的圆弧运动，从A点经点经C点运动到点运动到B点，角点，角AOB为为120，求物体的位移和路程，求物体的位移和路程图111121202236032 sin3.2srrsrrAB路程位移，方向从 指向 路程与路径有关，是标量，而路程与路径有关，是标量，而位移与路径无关，是矢量位移与路径无关，是矢量物体沿顺时针方向运动物体沿顺时针方向运动准确把握运动学基本概念之准确把握运动学基本概念之间的联系间的联系在在2008年北京奥运会上，甲、乙两年北京奥运会上，甲、乙两运动员分别参加了运动员分别参加了“鸟巢鸟巢”举行的举行的400m和和100m田径决赛，且两人都是在最内侧跑道田径决赛，且两人都是在最内侧跑道完成了比赛完成了比赛(内侧跑道长内侧跑道长400m)，两人在各，两人在各自的比赛过程中通过的位移大小分别是自的比赛过程中通过的位移大小分别是s甲甲和和s乙乙；通过的路程大小分别是；通过的路程大小分别是L甲甲和和L乙乙，则则()图图111A.s甲甲s乙乙，L甲甲L乙乙 B.s甲甲s乙乙，L甲甲L乙乙C.s甲甲L乙乙 D.s甲甲s乙乙，L甲甲L乙乙 田径场上的赛道如题图所示，甲在田径场上的赛道如题图所示，甲在400m比赛中要从起点环绕跑道一圈，最内侧比赛中要从起点环绕跑道一圈，最内侧跑道的起点和终点重合，因此，甲的路程是跑道的起点和终点重合，因此，甲的路程是L甲甲400m,位移位移s甲甲0；而乙在；而乙在100m比赛中比赛中跑的是直道，路程跑的是直道，路程L乙乙100m,s乙乙100m.显显然然s甲甲L乙乙.选项选项C正确正确.位移描述的是位置变化的物理量，位移描述的是位置变化的物理量，抓住初、末位置即可抓住初、末位置即可,与具体过程无关与具体过程无关.一列火车沿平直轨道运行，先以一列火车沿平直轨道运行，先以10m/s的速度匀速行驶的速度匀速行驶15min，随即改以，随即改以15m/s的的速度匀速行驶速度匀速行驶10min，最后在，最后在5min内又前进内又前进1000m而停止则该火车在前而停止则该火车在前25min及整个及整个30min内的平均速度各为多大？它通过最后内的平均速度各为多大？它通过最后2000m的平均速度是多大？的平均速度是多大？123 25min12/30min10.6/20005.45/vm svm smvm s前的平均速度整个内平均速度最后的平均速度关于速度和加速度的关系，下列关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是说法中正确的是()A.速度变化得越多，加速度就越速度变化得越多，加速度就越大大B.速度变化得越快，加速度就越大速度变化得越快，加速度就越大C.加速度大小保持不变，速度方加速度大小保持不变，速度方向也保持不变向也保持不变D.加速度大小不断变小，速度大加速度大小不断变小，速度大小也不断变小小也不断变小 加速度的定义是：物体速度变化量加速度的定义是：物体速度变化量与时间的比值，加速度的方向与速度变化量与时间的比值，加速度的方向与速度变化量的方向是一致的的方向是一致的.只要有加速度，物体的速只要有加速度，物体的速度一定发生变化度一定发生变化.速度变化得多不表示加速速度变化得多不表示加速度大，所以度大，所以A错、错、B对；若加速度大小保持对；若加速度大小保持不变，则物体可能做匀变速直线运动，也可不变，则物体可能做匀变速直线运动，也可能做匀变速曲线运动能做匀变速曲线运动,还可能做匀速圆周运还可能做匀速圆周运动，所以动，所以C错；加速度大小变化与速度大小错；加速度大小变化与速度大小变化间没有必然联系，加速度不断变小，并变化间没有必然联系，加速度不断变小，并不意味着速度一定变小，也许只是速度增大不意味着速度一定变小，也许只是速度增大得越来越慢，所以得越来越慢，所以D错错.选项选项B正确正确.对于加速度，我们应该从对于加速度，我们应该从这样几个方面来理解：这样几个方面来理解：(1)加速度是描述速度变化快慢加速度是描述速度变化快慢的物理量，不是描述速度大小的物的物理量，不是描述速度大小的物理量，所以它与速度的大小没有必理量，所以它与速度的大小没有必然联系；然联系；(2)加速度实质是由物体的受力和物加速度实质是由物体的受力和物体的质量共同决定的体的质量共同决定的.从运动学的角度从运动学的角度来看，加速度由速度的变化与变化所用来看，加速度由速度的变化与变化所用时间的比值来度量，说明加速度不是仅时间的比值来度量，说明加速度不是仅仅由速度的变化决定的；仅由速度的变化决定的；(3)加速度的方向与速度的方向没有加速度的方向与速度的方向没有必然联系，但与速度变化的方向一致，必然联系，但与速度变化的方向一致，其实质是与物体所受到的合外力方向一其实质是与物体所受到的合外力方向一致致.对物体运动的描述，以下说对物体运动的描述，以下说法正确的是法正确的是()A.加速度不变的运动一定是直线运动加速度不变的运动一定是直线运动B.加速度变化的运动可能为直线运动加速度变化的运动可能为直线运动C.加速度减小的运动是减速运动，加加速度减小的运动是减速运动，加速度增加的运动是加速运动速度增加的运动是加速运动D.向左匀速直线运动的物体，当获得向左匀速直线运动的物体，当获得向右的加速度时，将立即改为向右运动向右的加速度时，将立即改为向右运动1.第一次世界大战时，一位法国飞行员在2000m高空中飞行时，发现座舱边有一个与他几乎相对静止的“小昆虫”，他顺手抓过来一看，原来是一颗子弹头。发生这种情况的原因是()A子弹静止在空中B子弹飞行得很慢C子弹飞行得很快D子弹与飞机同向飞行，且它们的飞行速度很接近D2.敦煌曲子词中有这样的诗句“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是()A船和山 B山和船C地面和山 D河岸和流水A3.在研究下述运动时，能把物体看做质点的是()A研究地球的自转B研究贝克汉姆“香蕉球”的旋转效应C研究火车从广州到深圳运行需要的时间D研究火车通过虎门大桥需要的时间 CD4.如图113所示为一时间轴，下列关于时间和时刻的辨析错误的是()A 表示时刻，它是在开始计时之前1s的一瞬间B 表示时刻，称为第2s末或第3s初C 表示时间，称为第3s内D 表示时间，称为最初2s内或第2s内 1t2t23tt20 t5.有下列几种情景，请根据所学知识选择对情景的分析和判断正确的说法()点火后即将升空的火箭高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车运行的磁悬浮列车在轨道上高速行驶太空的空间站在绕地球匀速转动A因火箭还没运动，所以加速度一定为零B轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大C高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大D空间站匀速转动，其加速度为零BBCDvt加速度是表示速度变化快慢的物理量，其大小由速度的变化量及发生这个变化所用时间共同决定，速度变化快 即单位时间内速度变化量大，加速度一定大，所以选项 正确；一个物体运动速度大，但速度不发生变化，如匀速直线运动，它的加速度为零，所以选项 是错误的；曲线运动的速度方向发生了变化，速度就发生了变化，所以一定有加速度，项错误；速度为零，加速度不一定为零，如竖直上抛的物体运动到最高点时【解析】，速度等ABg于零，但加速度不为零而等于，所以选项 是错误的故选。6.一个朝着某方向做直线运动的物体，在时间t内的平均速度是v，紧接着t/2内的平均速度是v/2，则物体在这段时间内的平均速度是()Av B2v/3C3v/4 D5v/6D52 262vtvtvvtt全程的平均速【度解析】。7.2008年5月12日汶川发生8级地震，已知地震时地震中心发出的地震波既有横波也有纵波，已知横波的传播速度为7.5km/s，纵波的传播速度为14km/s.地震发生时，地震中心正上方的人先感觉到房子在上下跳动，13s后又感觉到房子在水平晃动，那么地震中心距人的距离约为()A100km B120kmC180km D210kmD210kmxxxtxvv纵横设地震中心距人的距离为，根据时间关系【得，解得解析】。8.下表是某车次运行的时刻表，设火车在每个车站都能准点到达，准点出发。(1)该次列车由福州出发直至到达宁德站，运行的平均速率是多少？(2)该次列车21：35时的瞬时速度是多少？车站车站到达时间到达时间发车时间发车时间里程里程(km)福州福州20：5620：56罗源罗源21：2521：2672宁德宁德21：3421：3596霞浦霞浦21：5321：54155 196km380.63152.4km/h221 35stsvt由列车时刻表可知，该列车由福州站开出直至到达宁德站，所走的路程，所用时间分钟小时，所以平均速率。由列车时刻表可知，在：时刻列车正从静止开始发车，所以此时的瞬时速【解析】度为零。9.一位自驾游爱好者打算到某风景区去观光，出发地和目的地之间是一条近似于直线的公路，该公路限速70km/h，他原计划全程平均速度要达到40km/h，若这位旅游者开出1/3路程之后发现他的平均速度仅有20km/h，那么他能否完成全程平均速度为40km/h的计划呢？若能完成，要求他在后的路程里开车的速度应达多少？12s/3/3202/32/340km/h260380km/h2/380km/h70km/hvsstsstvsvssvvs设后路程中的平均速度为，总路程为在前里用时在后里用时所以全程的平均速度为解得由结果可知，他在后的路程里，速度应达，该公路限速，这位旅游者不能完成他【解析】的计划。2012新课程高中物理总复习第一轮福建省鲁科版