高考物理大二轮总复习与增分策略 专题一 运动的描述 匀变速直线运动课件

专题一运动的描述匀变速直线运动 考点基础自清考点互动探究内容索引 考点基础自清 一、质点、参考系和位移1.质点(1)用来代替物体有 的点叫做质点.(2)研究一个物体的运动时，如果物体的 和大小对问题的影响可以忽略，就可以看做质点.(3)质点是一种理想化模型，实际并不存在.2.参考系(1)参考系可以是运动的物体，也可以是 的物体，但被选为参考系的物体，我们都假定它是静止的.质量 答案 形状静止 答案 (2)比较两物体的运动情况时，必须选同一 .(3)选取不同的物体作为参考系，对同一物体运动的描述可能 .通常以地球为参考系.3.位移(1)定义：表示质点的位置变动，它是质点由初位置指向末位置的 线段.(2)与路程的区别：位移是 量，路程是 量.只有在 运动中，位移的大小才等于路程.参考系不同有向矢标单向直线 答案 二、速度1.速度(1)物理意义：描述物体运动快慢和 的物理量，是状态量.(2)定义式：v .(3)决定因素：v的大小由v0、a、t决定.(4)方向：与位移同向，即物体 的方向.2.平均速度(1)在变速运动中，物体在某段时间内的 与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间内的平均速度，即 ，其方向与 的方向相同.方向运动位移位移 答案 (2)平均速度反映一段时间内物体运动的平均快慢程度，它与一段时间或一段 相对应.3.瞬时速度(1)运动物体在 (或某一位置)的速度，方向沿轨迹上物体所在点的切线方向指向前进的一侧，是矢量.瞬时速度的大小叫 ，是标量.(2)瞬时速度能精确描述物体运动的快慢，与某一时刻或某一位置相对应.位移某一时刻速率 答案 三、加速度1.速度变化量(1)物理意义：描述物体速度改变的物理量，是过程量.(2)定义式：vvv0.(3)决定因素：v由v与v0进行矢量运算得到，由vat知v由a与t决定.(4)方向：由v或a的方向决定.2.加速度(1)物理意义：描述物体速度 的物理量，是状态量.(2)定义式：a .变化快慢和方向 答案 (3)决定因素：a不是由v、t、v来决定，而是由 来决定.(4)方向：与v的方向一致，由 的方向决定，而与v0、v的方向无关.四、匀变速直线运动的规律1.基本规律(1)速度公式： .(2)位移公式： .(3)位移速度关系式： .这三个基本公式，是解决匀变速直线运动的基石.均为矢量式，应用时应规定正方向.合外力vv0atx v0t at2v2v 2ax 答案 2.两个重要推论(1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，还等于初、末时刻速度矢量和的一半，即：2tv(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量，即：xx2x1x3x2xnxn1 .aT2 答案 五、自由落体1.特点和规律从 开始，即初速度为零.只受 作用的匀加速直线运动.公式：vgt，h gt2，v22gh.2.自由落体加速度(1)在同一地点，一切物体自由下落的加速度都 ，这个加速度叫自由落体加速度，也叫 加速度.方向： .(2)在地球上其大小随地理纬度的增加而 ，在赤道上 ，两极处 .静止重力12相同重力竖直向下增大最小最大 答案 六、伽利略对自由落体运动的研究1.亚里士多德认为物体下落的快慢是由它的 决定的，物体越重，下落得 .2.伽利略认为，重物和轻物应该下落得 ，他猜想落体运动应该是一种最简单的 ，即它的 应该是均匀变化的.3.日常生活中常会见到，较重的物体下落得比较快，这是由于 对不同物体的 .重量越快变速运动同样快速度影响不同空气阻力 答案 4.由于自由下落物体运动时间 ，当时直接验证自由落体运动是 很困难，伽利略采用了间接的验证方法，他让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下，做了上百次的实验，证明了球在斜面上的运动是匀变速直线运动，然后将此结论合理外推到自由落体运动上.5.伽利略的科学方法：观察现象 猜想假说 修正推广.太短匀加速直线运动逻辑推理实验验证 1.(2016温州市9月选考模拟卷)平常所说的“太阳东升西落”，选用的参考系是()A.太阳 B.地球 C.金星 D.月球 解析 解析以地球为参考系，可以观察到“太阳东升西落”，所以B正确，应选B. 学考通关练 2.(2016浙江4月选考)某同学绕操场一周跑了400 m，用时65 s.这两个物理量分别是()A.路程、时刻 B.位移、时刻C.路程、时间 D.位移、时间 A.0.20 m /s B.0.30 m /s C.0.60 m /s D.3.0 m /s3.(2015浙江9月选考样题)如图1所示装置可测出气垫导轨上滑块的速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为0.60 cm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.02 s，则遮光条经过光电门的平均速度大小为() 解析图1 4.如图2所示，汽车向右沿直线运动，原来的速度是v1，经过一小段时间之后，速度变为v2，v表示速度的变化量.由图中所示信息可知()A.汽车在做加速直线运动B.汽车的加速度方向与v1的方向相同C.汽车的加速度方向与v的方向相同D.汽车的加速度方向与v的方向相反 解析图2 解析速度是矢量，速度的变化量vv2v1，根据图象可知，v的方向与初速度方向相反，而加速度的方向与速度变化量的方向相同，所以加速度方向与初速度方向相反，汽车做减速直线运动，故C正确，A、B、D错误. 5.(2016丽水模拟)汽车由静止开始匀加速前进，经过10 s速度达到5 m /s，则在这10 s内()A.汽车的平均速度是0.5 m /sB.汽车的平均速度是2.5 m /sC.汽车的平均速度是5 m /sD.汽车的位移是50 m 解析 6.如图3所示，大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，对于此过程的分析，以下说法正确的是()A.其中甲图是实验现象，丁图是经过合理的外 推得出的结论B.其中丁图是实验现象，甲图是经过合理的外 推得出的结论C.运用甲图的实验，可“清除”重力的作用，使实验现象更明显D.运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显 解析 图3 返回 解析伽利略探究自由落体运动时，让小球从斜面上滚下，此时可以“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显，然后合理外推到斜面竖直的状态，故正确选项为A. 返回 考点互动探究 1.位移和路程的区别与联系 考点一 运动的描述 2.平均速度与瞬时速度的比较项目平均速度瞬时速度区别粗略描述，对应一段时间精确描述，对应某一时刻共同点描述物体运动的快慢和方向，都是矢量，单位都是m /s 联系匀速运动中，平均速度等于瞬时速度 3.计算平均速度的方法(1)关键点：分清运动性质(2)求解方法： 例1(2016舟山市联考)关于速度、速度的变化量和加速度，下列说法正确的是()A.物体运动的速度变化量越大，它的加速度一定越大B.速度很大的物体，其加速度可能为零C.某时刻物体的速度为零，其加速度不可能很大D.加速度很大时，物体运动的速度一定很快变大 特别提醒对速度与加速度关系的三点提醒1.速度的大小与加速度的大小没有必然联系.2.速度变化量与加速度没有必然的联系，速度变化量的大小由加速度和速度变化的时间决定.3.物体做加速运动还是减速运动，关键是看物体的加速度与速度的方向关系，而不是看加速度的变化情况.加速度的大小只反映速度变化(增加或减小)的快慢. 解析 1.(2016浙江10月学考1)下列物理量中属于标量的是()A.路程 B.位移 C.速度 D.加速度解析路程是只有大小的标量，选项A正确；位移、速度、加速度都是有方向的矢量，所以选项B、C、D不正确.变式题组 解析 2.(2016宁波模拟)在公路的每个路段都有交通管理部门设置的限速标志，如图4所示，这是告诫驾驶员在这一路段驾驶车辆时()A.必须以这一规定速度行驶B.平均速度大小不得超过这一规定数值C.瞬时速度大小不得超过这一规定数值D.汽车上的速度计指示值，有时还是可以超过这一规定值的解析限速标志上的数值为这一路段汽车行驶的瞬时速度的最大值，汽车上的速度计指示值为汽车行驶的瞬时速度值，不能超过这一规定值.图4 解析 3.瞿颖的一首歌曲加速度打动了无数歌迷的心.但是物理中的加速度却有完全不同的概念，下列关于加速度的说法中正确的是()A.加速度只有大小没有方向，是标量B.加速度等于物体增加的速度C.当加速度为负值时，物体的速度大小一定随时间而减小D.加速度方向和速度方向一致时，加速度越大，物体的速度增加得越快 解析加速度既有大小又有方向，是矢量，选项A错误；加速度等于单位时间内速度的变化量，选项B错误；当加速度为负值、速度也为负值时，物体的速度大小会增大，选项C错误；判断物体是加速还是减速，关键看加速度与速度的方向，二者同向，物体做加速运动；二者反向，物体做减速运动，选项D正确. 分析匀变速直线运动问题的“五种方法”(1)一般公式法题目中所涉及的物理量(包括已知量、待求量和为解题设定的中间量)没有涉及的物理量适宜选用公式v0、v、a、t x vv0atv0、a、t、x vv 0、v、a、x tv0、v、t、x a v2v022ax 考点二 匀变速直线运动的规律 注意 除时间t外，x、v0、v、a均为矢量，所以需要确定正方向，一般以v0的方向为正方向.当v00时，一般以加速度a的方向为正方向.五个物理量t、v0、v、a、x必须针对同一过程. (3)逆向思维法如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动.(4)推论法利用xaT2，其推广式xmxn(mn)aT2.(5)图象法利用vt图可以求加速度及某段时间内位移的大小；用xt图象可求出任意时间内的平均速度等. 例2一个小球从斜面顶端无初速度下滑，接着又在水平面上做匀减速运动，直到停止，它共运动了10 s，斜面长4 m，在水平面上运动的距离为6 m，求：(1)小球在运动过程中的最大速度的大小；(2)小球在斜面和水平面上运动的加速度大小. 解析答案 解析设小球在斜面上的加速度大小为a1，运动时间为t1；在水平面上的加速度大小为a2，运动时间为t2.方法一：基本公式法由最大速度相等得：v ma1t1a2t2，t1t210 s联立解得：vm2 m /sa10.5 m/s2a2 0.33 m /s2.解析答案 方法二：平均速度法设小球运动过程的最大速度为vm又有：t1t210 s，解得v m2 m /s解析答案 答案(1)2 m /s(2)0.5 m/s20.33 m /s2 总结提升 “一画，二选，三注意”解决匀变速直线运动问题 解析 4.(2016浙江10月学考6)某探险者在野外攀岩时，踩落一小石块，约5 s后听到石块直接落到崖底的声音.探险者离崖底的高度最接近的是()A.25 m B.50 mC.110 m D.150 m解析小石块落到崖底，其下落规律可以看做自由落体运动.即h gt2 ，代入数据则h 9.852 m122.5 m，考虑声音传回来大约需0.4 s，即下落距离应略小于122.5 m，即选项C正确. 1212 变式题组 解析 5.汽车以v010 m /s的速度在平直公路上行驶，刹车时的加速度大小为a2 m/s2，则自驾驶员踩刹车开始，经过2 s与6 s时汽车的位移大小之比为()A.2 3 B.3 2C.16 25 D.25 16 6.(2016温州市联考)一辆汽车在平直公路上做匀变速直线运动，公路边每隔15 m有一棵树，如图5所示.汽车通过A、B两棵相邻的树用了3 s，通过B、C两棵相邻的树用了2 s.求汽车运动的加速度和经过B树时的速度为多少？图5 解析答案 解析设汽车经过A树时的速度为vA，加速度为a.联立解得vA3.5 m /s，a1 m/s2由vv0at 得 vB3.5 m /s13 m/s6.5 m /s.答案1 m /s26.5 m/s 用图象来描述两个物理量之间的关系，是物理学中常用的方法.图象是一种直观且形象的语言和工具.它运用数和形的巧妙结合，恰当地表达各种现象的物理过程和物理规律.运用图象解题的能力可归纳为以下两个方面：1.识图：即从图象中获取有用信息作为解题的条件，弄清试题中图象所反映的物理过程及规律，从中获取有效信息，通常情况下，需要关注的特征量有三个层面.第一层：关注横坐标、纵坐标；第二层：理解斜率、面积、截距的物理意义；第三层：分析交点、转折点、渐近线.常见的运动图象有位移时间图象(xt图象)、速度时间图象(vt图象)，图象的形状可以有向上倾斜、平行于t轴、向下倾斜等. 考点三 运动学图像 图象xt图象vt图象图象实例图线含义线图线表示质点向正方向做匀速直线运动图线表示质点做匀加速直线运动图线表示质点静止图线表示质点做匀速直线运动图线表示质点向负方向做匀速直线运动图线表示质点做匀减速直线运动 图线含义点交点表示该时刻三个质点相遇交点表示该时刻三个质点有相同的速度点表示t1时刻质点的位置坐标为x1点表示t1时刻质点的瞬时速度为v1面积图中阴影部分的面积没有意义图中阴影部分面积表示质点在0t1时间内的位移斜率斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，图线速度方向为正方向，图线速度方向为负方向斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向，图线加速度方向为正方向，图线加速度方向为负方向 2.作图和用图：依据物体的状态或物理过程所遵循的物理规律，作出与之对应的示意图或数学函数图象来研究和处理问题. 例3(2015宁波学考检测)如图6所示，物体的运动分三段，02 s为第段，24 s为第段，45 s为第段，则下述说法中正确的是()A.第1 s与第5 s的速度方向相反B.第1 s的加速度大于第5 s的加速度C.第段与第段的平均速度相等D.第段与第段的加速度方向相同图6 解析 解析第1 s与第5 s的速度均为正值，故速度方向相同，选项A错误；vt图象中图线的斜率大小等于物体的加速度大小，斜率的正负表示加速度的方向，故第1 s的加速度小于第5 s的加速度，第段与第段的加速度方向相反，选项B、D错误； 特别提醒图象问题的三点提醒1.xt图象、vt图象都不是物体运动的轨迹，图象中各点的坐标值x、v与t一一对应.2.xt图象、vt图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定.3.无论是xt图象还是vt图象，所描述的运动情况都是直线运动. 解析 7.(2014天津理综)质点做直线运动的速度时间图象如图7所示，该质点()A.在第1秒末速度方向发生了改变B.在第2秒末加速度方向发生了改变C.在第2秒内发生的位移为零D.在第3秒末和第5秒末的位置相同图7 变式题组 解析在第1秒末质点的加速度方向发生改变，速度方向未改变，A错误.在第2秒末质点的速度方向发生改变，加速度方向未改变，B错误.在第2秒内质点一直沿正方向运动，位移不为零，C错误.从第3秒末到第5秒末质点的位移为零，故两时刻质点的位置相同，D正确. 解析 8.(多选)质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，其vt图象如图8所示，则正确的是()A.前10 s内汽车做匀加速运动，加速度为 2 m /s2B.1015 s内汽车处于静止状态C.1525 s内汽车做匀加速运动，加速度为1.2 m /s2D.汽车全段的平均速度为18 m /s图8 1015 s内汽车的速度不变，则汽车做匀速直线运动，选项B错误； 解析 9.t0时甲、乙两物体同时从同一地点出发沿同一直线运动，以出发点为参考点，它们的位移时间(xt)图象如图9所示，下列说法正确的是()A.甲做匀速直线运动，乙做匀加速直线运动B.0t1时间内，甲与乙的平均速度相同C.t1时刻，甲、乙位置相同，瞬时速度相同D.t1时刻，甲在乙的前方，乙的速度大于甲的速度图9 返回 解析甲做匀速直线运动，乙不一定做匀加速直线运动，因为乙图线不一定是抛物线，选项A错误；0t1时间内，甲、乙通过的位移相同，所以平均速度相同，选项B正确；t1时刻，甲、乙位置相同，乙图线的斜率大于甲的，所以乙的瞬时速度大于甲的瞬时速度，选项C、D错误. 返回