高一物理第一章 直线运动 第Ⅰ单元 描述运动的基本概念 运动图象课件

第一章第一章 直线运动直线运动 第第单元单元 描述运动的描述运动的基本概念基本概念 运动图象运动图象一、描述运动的基本概念一、描述运动的基本概念 1.机械运动：一个物体相对于另一个物体位置机械运动：一个物体相对于另一个物体位置的改变叫做机械运动，简称运动的改变叫做机械运动，简称运动.它包括平动、它包括平动、转动和振动等运动形式转动和振动等运动形式. 2.参考系：为了研究物体的运动而假定为不动参考系：为了研究物体的运动而假定为不动的物体，叫做参考系的物体，叫做参考系 3.质点：研究一个物体的运动时，如果物体的质点：研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，为使问形状和大小属于无关因素或次要因素，为使问题简化，可用一个有质量的点来代替物体题简化，可用一个有质量的点来代替物体.用用来代替物体的有质量的点来代替物体的有质量的点.叫做质点叫做质点.质点是一质点是一种理想化模型种理想化模型. 一、描述运动的基本概念一、描述运动的基本概念 4.时刻和时间：时刻指的是某一瞬时时刻和时间：时刻指的是某一瞬时,在时间在时间轴上用一个点来表示轴上用一个点来表示,对应的是位置、速度、对应的是位置、速度、动量、动能等状态量动量、动能等状态量.时间是两个时刻间的间时间是两个时刻间的间隔隔.在时间轴上用一段线段来表示在时间轴上用一段线段来表示,对应的是位对应的是位移、路程、冲量、功等过程量移、路程、冲量、功等过程量. 5.位移和路程：位移描述物体位置的变化，是位移和路程：位移描述物体位置的变化，是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段，从物体运动的初位置指向末位置的有向线段，是矢量是矢量.路程是物体运动轨迹的长度，是标量路程是物体运动轨迹的长度，是标量.一、描述运动的基本概念一、描述运动的基本概念6.速度：描述物体运动的方向和快慢的物理量速度：描述物体运动的方向和快慢的物理量.(1)平均速度：平均速度：(2)瞬时速度：瞬时速度：7.加速度：描述速度变化的快慢的物理量，是速度的变加速度：描述速度变化的快慢的物理量，是速度的变化和所用时间的比值（速度的变化率）；化和所用时间的比值（速度的变化率）；a ，单位：单位：m/s2.加速度是矢量，它的方向与速度变化加速度是矢量，它的方向与速度变化(v)的方向相同的方向相同. tv二、运动图象二、运动图象 在物理学中表示函数关系不仅可以用公式，也可以用在物理学中表示函数关系不仅可以用公式，也可以用图象图象.图象也是描述物理规律的重要方法图象也是描述物理规律的重要方法.图象的优点图象的优点是能够形象、直观地反映出函数关系是能够形象、直观地反映出函数关系. 位移和速度都是时间的函数，因此描述物体运动的规位移和速度都是时间的函数，因此描述物体运动的规律常用位移律常用位移时间图象（时间图象（s-t图）和速度图）和速度时间图象时间图象（v-t图）图）.二、运动图象二、运动图象 对于图象要注意理解它的物理意义，即对图象的纵、对于图象要注意理解它的物理意义，即对图象的纵、横轴表示的是什么物理量，图线的斜率、截距、面积、横轴表示的是什么物理量，图线的斜率、截距、面积、正负号等表示什么物理意义要明确正负号等表示什么物理意义要明确.形状完全相同的图形状完全相同的图线，在不同的图象线，在不同的图象(坐标轴表示的物理量不同坐标轴表示的物理量不同)中意义中意义会完全不同会完全不同. 试比较下面的s-t图和v-t图(图2-1-1)的意义，见下表. 考点一考点一 时间和时刻的区别时间和时刻的区别 对于课本和资料中提到的一些关于时间和时刻的表对于课本和资料中提到的一些关于时间和时刻的表述要能正确地理解述要能正确地理解.如：第如：第2 s末、末、2 s时、第时、第3 s初（也初（也就是第就是第2 s末）等均为时刻；末）等均为时刻；2 s内、第内、第2 s、第、第2 s至第至第5 s内等均为时间内等均为时间. 考点二考点二 位移和路程的区别与联系位移和路程的区别与联系 位移是矢量，是由初始位置指向末了位置的有向线位移是矢量，是由初始位置指向末了位置的有向线段；路程是标量，是物体运动轨迹的总长度段；路程是标量，是物体运动轨迹的总长度.利用利用v-t图图象求位移和路程象求位移和路程l时应注意：若物体做的是单向直线运时应注意：若物体做的是单向直线运动，则位移大小等于路程；若物体做往复运动，即动，则位移大小等于路程；若物体做往复运动，即v-t图线部分在图线部分在t轴上方，部分在轴上方，部分在t轴下方，则位移轴下方，则位移s等于上、等于上、下两部分面积之差，而路程等于上、下两部分面积之下两部分面积之差，而路程等于上、下两部分面积之和和. 考点三 速度和加速度的区别 速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，是位移和时间的比值；加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，是速度变化和时间的比值.它们都是矢量.速度和加速度没有直接的关系.速度的方向是物体运动的方向，而加速度的方向不是速度的方向，而是速度变化的方向.当物体有速度时，仅说明物体在运动；当物体有加速度时，仅说明物体的速度在改变.由此可以出现速度为零加速度不为零的情况（如竖直上抛运动物体到达最高点时）；也可以出现速度不为零而加速度为零的情况（如匀速直线运动的物体）.另外在变加速运动中有可能加速度在减小而速度却在增大，以及加速度不为零而物体的速度大小却不变（匀速圆周运动）等情况.通过结合各种不同实例进行分析，可以进一步认识速度和加速度这两个重要概念的区别. 考点四考点四 加速度概念的深刻理解加速度概念的深刻理解 加速度是表示速度（大小和方向）改变快慢加速度是表示速度（大小和方向）改变快慢的物理量的物理量.物体做变速直线运动时，加速度方向物体做变速直线运动时，加速度方向与速度方向在同一直线上与速度方向在同一直线上.若加速度方向跟速度若加速度方向跟速度方向相同，物体做加速运动方向相同，物体做加速运动.若加速度方向跟速若加速度方向跟速度方向相反，物体做减速运动度方向相反，物体做减速运动.这时加速度表示这时加速度表示速度大小改变的快慢速度大小改变的快慢.物体做匀速圆周运动时，物体做匀速圆周运动时，加速度方向跟速度方向垂直，这时加速度表示加速度方向跟速度方向垂直，这时加速度表示速度方向改变的快慢速度方向改变的快慢.若加速度方向跟速度方向若加速度方向跟速度方向既不共线又不垂直，则物体速度的大小和方向既不共线又不垂直，则物体速度的大小和方向均变化，加速度表示了速度（大小和方向）改均变化，加速度表示了速度（大小和方向）改变的快慢（例如平抛运动）变的快慢（例如平抛运动）. 【例【例1】 (经典回放经典回放)若车辆在行进中，要研究车轮的若车辆在行进中，要研究车轮的运动，下列选项中正确的是（运动，下列选项中正确的是（ ） A.车轮只做平动车轮只做平动 B.车轮只做转动车轮只做转动 C.车轮的平动可以用质点模型分析车轮的平动可以用质点模型分析 D.车轮的转动可以用质点模型分析车轮的转动可以用质点模型分析 【例【例2】 下列说法正确的是下列说法正确的是( ) A.加速度增大，速度一定增大加速度增大，速度一定增大 B.速度变化量速度变化量v越大，加速度就越大越大，加速度就越大 C.物体有加速度，速度就增大物体有加速度，速度就增大 D.物体速度很大，加速度可能为零物体速度很大，加速度可能为零 【例【例3】 有三个质点同时同地出发做直线运动，它们有三个质点同时同地出发做直线运动，它们的的s-t图象如图图象如图2-1-2所示，在所示，在0t0这段时间内：这段时间内： 图图2-1-2 （1）三个质点的位移关系为（）三个质点的位移关系为（ ） A.s=s=s B.sss C.ss=s D.s=ss （2）三个质点的平均速率关系为（）三个质点的平均速率关系为（ ） A. V=V=V B. VVV C. VV=V D. V=VV 【例【例4】 有两个光滑固定斜面有两个光滑固定斜面AB和和BC，A和和C两点在两点在同一水平面上，斜面同一水平面上，斜面BC比斜面比斜面AB长，如图所示长，如图所示.一个一个滑块自滑块自A点以速度点以速度vA上滑，到达上滑，到达B点时速度减小为零，点时速度减小为零，紧接着沿紧接着沿BC滑下滑下.设滑块从设滑块从A点到点到C点的总时间是点的总时间是tC，那么下面四幅图中，正确表示滑块速度的大小那么下面四幅图中，正确表示滑块速度的大小v随时随时间间t变化的规律的是变化的规律的是( ) 【例5】如图所示，ad、bd、cd是竖直平面内三根固定的光滑细杆，a、b、c、d位于同一圆周上，a点为圆周的最高点，d点为最低点.每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从a、b、c处释放（初速为0）.用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则（ ） A.t1t2t3 B.t1t2t3 C.t3t1t2 D.t1=t2=t3 【拓展【拓展1】 在离坡底在离坡底R的山坡上竖直地固定一长为的山坡上竖直地固定一长为R的的细直杆细直杆AO，A端与坡底端与坡底B间连有一光滑细钢绳，绳上间连有一光滑细钢绳，绳上套有一个小滑环从套有一个小滑环从A点无初速地沿钢绳滑下，如图所点无初速地沿钢绳滑下，如图所示示.求小滑环在钢绳上滑行的时间求小滑环在钢绳上滑行的时间. 【拓展【拓展2】 在斜面上有四条光滑细杆，如图所示在斜面上有四条光滑细杆，如图所示.其中其中OA杆竖直放置，杆竖直放置，OB杆与杆与OD杆等长，杆等长，OC杆与斜面垂杆与斜面垂直放置，一个小滑环分别沿四条细杆从顶端直放置，一个小滑环分别沿四条细杆从顶端O处由静处由静止开始滑到斜面，试比较套在细杆上小滑环分别下滑止开始滑到斜面，试比较套在细杆上小滑环分别下滑的时间大小关系的时间大小关系. 【拓展【拓展3】 如图所示，如图所示，MN斜面与水平面夹角为斜面与水平面夹角为，O点为一定点，由定点点为一定点，由定点O向向MN斜面连接光滑斜槽斜面连接光滑斜槽OP，现有一小球从现有一小球从O点由静止释放沿点由静止释放沿OP下滑，为使它所用下滑，为使它所用下滑时间最短，则下滑时间最短，则OP与竖直方向间夹角与竖直方向间夹角应为多大？应为多大？