2019版高考物理总复习 第1课 直线运动的基本概念与规律课件.ppt

第1课直线运动的基本概念与规律 普查讲1 一张图学透 目录 质点 参考系 速度 加速度 时间间隔和时刻 位移和路程 匀变速直线运动 第1课一张图学透质点 质点 定义在某些情况下 我们可以忽略物体的和 而突出 物体具有质量 这个要素 把它简化为一个有质量的物质点 大小 形状 特点质点是有质量 无体积的理想化模型 物体可以看成质点的条件 物体的大小 形状对研究的问题无影响 或产生的影响可以忽略 注意高中阶段研究运动时一般把研究对象等效为质点 不再区分 物体 与 质点 两个词 第1课一张图学透参考系 参考系 定义 要描述一个物体的运动 首先要选定某个其他物体做参考 观察物体相对于这个 其他物体 的位置是否随时间变化 以及怎样变化 这种用来做参考的物体称为参考系 能简单地描述物体的运动 比较多个物体的运动时 必须选择同一参考系 一般我们选取地面或相对地面静止的物体作为参考系 选取参考系的原则 运动的相对性 描述同一个物体的运动时 选择不同的参考系 其运动方式可能不同 运动的绝对性 自然界的一切物体都处于永恒的运动中 绝对静止的物体是不存在的 就此意义而言 我们说运动是绝对的 示例 火车运动时小孩相对火车静止 相对地面运动 总有参考系使小孩相对参考系运动 小孩不可能相对所有物体都静止 参考系 第1课一张图学透参考系 第1课一张图学透时间间隔和时刻 时间间隔和时刻 在表示时间的数轴上 时刻用点来表示 时间间隔用线段表示 我们平时所说的 时间 有时指的是时刻 有时指的是时间间隔 要根据上下文认清它的含义 助记图 在坐标轴中表示常见的时刻与时间间隔的说法 第1课一张图学透位移和路程 位移和路程 位移 路程 在物理学中用一个叫做位移的物理量来表示物体 质点 的位置变化 路程是物体运动轨迹的长度 定义 用物体运动路径长度表示 用初位置指向末位置的有向线段表示 表示 只有大小没有方向 是标量 注意 路程不能是负数 既有大小又有方向 是矢量 方向性 与路径有关 可以随时间增大或不变 不能减小 只与初 末位置有关 初 末位置确定以后 与路径无关 可以随时间增大 不变或减小 影响因素 随时间变化 第1课一张图学透速度 速度 定义 物理学中用与发生这个位移所用的比值表示物体运动的快慢 位移 时间 t不趋于0时 定义物体在时间间隔 t内的平均速度 定义式 相对性 可以选取地面为参考系 t趋于0时 定义t时刻的瞬时速度 瞬时速度的大小通常叫做速率 单位 米每秒 m s 矢量性 速度是矢量 其方向与 t内位移的方向 相同 注意 平均速率 平均速率不是平均速度的大小 第1课一张图学透加速度 加速度 定义 速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值 t不趋于0时 定义物体在时间间隔 t内的平均加速度 定义式 t趋于0时 定义t时刻的瞬时加速度 加速度方向与速度方向相反 减速运动 加速度方向与速度方向相同 加速运动 第1课一张图学透加速度 矢量性 加速度是矢量 其方向与 t内速度变化量方向 相同 相对性 可以选取地面为参考系 单位 米每二次方秒 m s2 物理意义 表示物体运动速度变化的快慢 加速度 第1课一张图学透匀变速直线运动 定义 沿着一条直线 且加速度不变的运动叫匀变速直线运动 匀加速直线运动 速度随时间均匀增加 匀减速直线运动 速度随时间均匀减小 a与v方向相同 a与v方向相反 匀变速直线运动 3个基本关系式 速度与时间的关系v v0 at 3个相应重要推论 位移与时间的关系 位移与速度的关系 中间时刻速度 相邻两个时间T内的位移差 x aT2 位移中点速度 匀变速直线运动 第1课一张图学透匀变速直线运动 第1课第 1 题P3 1 为提高冰球运动员的加速能力 教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1 s1 s0 处分别设置一个挡板和一面小旗 如图所示 训练时 让运动员和冰球都位于起跑线上 教练员将冰球以速度v0击出 使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板 冰球被击出的同时 运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗 训练要求当冰球到达挡板时 运动员至少到达小旗处 假定运动员在滑行过程中做匀加速直线运动 冰球做匀变速直线运动 到达挡板时的速度为v1 求 冰球在冰面上滑行的加速度 满足训练要求的运动员的最小加速度 解析 设冰球的加速度为a1由速度与位移的关系知2a1s0 v12 v02解得 设冰球运动时间为t 则又解得 第1课第 1 题P3 答案 2 甲 乙两辆汽车都从静止出发做直线加速运动 加速度方向一直不变 在第一段时间间隔内 两辆汽车的加速度大小不变 汽车乙的加速度大小是甲的两倍 在接下来的相同时间间隔内 汽车甲的加速度大小增加为原来的两倍 汽车乙的加速度大小减小为原来的一半 求甲 乙两车各自在这两段时间间隔内走过的总路程之比 第1课第 2 题P3 解析 设汽车甲在第一段时间间隔末 时刻t0 的速度为v 第一段时间间隔内行驶的路程为s1 加速度为a 在第二段时间间隔内行驶的路程为s2 由运动学公式得v at0设汽车乙在时间t0的速度为v 在第一 二段时间间隔内行驶的路程分别为s1 s2 同样有v 2a t0 第1课第 2 题P3 设甲 乙两车行驶的总路程分别为s s 则有s s1 s2s s1 s2 联立以上各式解得 甲 乙两车各自行驶的总路程之比为 第1课第 2 题P3 答案 5 7 由匀变速直线运动的3个基本关系式 知三求一 第1课方法便笺P3 解读题目 已知其中3个物理量 基本关系式涉及5个物理量位移x时间t末速度v加速度a初速度v0 求解所需的物理量 根据2个未知量中不需要求的物理量选择公式 3个基本关系式v v0 atx v0t at2v2 v02 2ax 基本关系式求解时不需要的量不需要位移x不需要末速度v不需要时间t 3 物体做匀加速直线运动 相继经过两段距离为16m的路程 第一段用时4s 第二段用时2s 则物体的加速度是 m s2B m s2C m s2D m s2 第1课第 3 题P3 匀变速直线运动在一段时间内的中间时刻速度等于这段时间内的平均速度 根据题意 在第一段路程内中间时刻的瞬时速度为v1 m s 4m s 在第二段路程的中间时刻的瞬时速度为v2 m s 8m s 则物体加速度为a 故B项正确 解析 第1课第 3 题P3 前一段路程的中间时刻到前一段路程结束用时2s 后一段路程开始到后一段的中间时刻用时1s 故前一段路程中间时刻到后一段路程中间时刻的时间间隔为3s 3 物体做匀加速直线运动 相继经过两段距离为16m的路程 第一段用时4s 第二段用时2s 则物体的加速度是 m s2B m s2C m s2D m s2 第1课第 3 题P3 B 3个基本关系式的推论的常见应用 平均速度 第1课方法便笺P3 1 直接求平均速度 2 求位移 3 求瞬时速度 中间时刻瞬时速度 任意连续两个时间间隔T内的位移差 x aT2 1 间隔了n个T的两个时间T内的位移差 xn xn 2 x1 n 1 aT2 图示 2 求加速度 3 求时间间隔 第1课方法便笺P3 4 多选 物体从静止开始做匀加速直线运动 第3s内通过的位移是3m 则 A 物体的加速度为1m s2B 物体在1 5s时的速度为1 8m sC 物体第4s内通过的位移为4 2mD 物体前3s内通过的位移为6m 第1课第 4 题P3 法一 运用基本公式 由题意得物体前3s内的位移x3 at32 前2s内的位移x2 at22 由x3 x2 3m得a 1 2m s2 故A项错误 物体在1 5s时的速度v at 1 8m s 故B项正确 物体在第4s内通过的位移 x4 x4 x3 at42 at32 4 2m 故C项正确 物体前3s内通过的位移x3 at32 5 4m 故D项错误 解析 第1课第 4 题P3 法二 运用推论 由初速度为0的匀加速直线运动的推论知 连续相等的时间T内的位移之比为 x1 x2 x3 xn 1 3 5 2n 1 代入物体在第3s内通过的位移 x3 3m得物体在第4s内通过的位移为4 2m 前3s内的位移x3 x1 x2 x3 0 6m 1 8m 3m 5 4m 故C项正确 D项错误 由物体在前3s内通过的位移x3 at32得a 1 2m s2 故A项错误 物体在1 5s时的速度v at 1 8m s 故B项正确 第1课第 4 题P3 4 多选 物体从静止开始做匀加速直线运动 第3s内通过的位移是3m 则 A 物体的加速度为1m s2B 物体在1 5s时的速度为1 8m sC 物体第4s内通过的位移为4 2mD 物体前3s内通过的位移为6m 第1课第 4 题P3 BC 初速度为0的匀加速直线运动的5个推论 小积累 第1课小积累P4 以时间等分 1T末 2T末 3T末 瞬时速度之比为v1 v2 v3 vn 1 2 3 n 1T内 2T内 3T内 nT内位移之比为x1 x2 x3 xn 1 22 32 n2 连续相等的时间T内位移之比为 x1 x2 x3 xn 1 3 5 2n 1 以位移等分 通过连续相等的各段位移末端速度之比为v1 v2 v3 vn 1 连续通过相等的各段位移时间之比为t1 t2 t3 tn 第1课小积累P4 小积累 第1课第 5 题P4 5 一物块 可看成质点 以一定的初速度从一光滑斜面底端A点上滑 最高可滑至C点 已知AB是BC的3倍 如图所示 已知物块从A至B所用的时间为t0 则它从B经C再回到B 需要的时间是 A t0B 3t0C 2t0D t0 将物块从A到C的匀减速直线运动 运用逆向思维可看成从C到A的初速度为零的匀加速直线运动 根据初速度为零的匀加速直线运动规律 可知连续相邻相等的时间内位移之比为奇数比 而CB AB 1 3 正好符合奇数比 故tAB tBC t0 且从B到C的时间等于从C到B的时间 故从B经C再回到B需要的时间是2t0 故C项正确 解析 第1课第 5 题P4 第1课第 5 题P4 5 一物块 可看成质点 以一定的初速度从一光滑斜面底端A点上滑 最高可滑至C点 已知AB是BC的3倍 如图所示 已知物块从A至B所用的时间为t0 则它从B经C再回到B 需要的时间是 A t0B 3t0C 2t0D t0 C 6 飞机着陆后以6m s2的加速度做匀减速直线运动 若其着陆速度为60m s 求 飞机着陆后12s内滑行的距离 飞机刚着陆后4s内与飞机静止前4s内滑行的距离之比 飞机着陆后到停止所用的时间t 故飞机着陆后的12s内的后2s飞机静止 把飞机匀减速直线运动的过程看成是初速度为0的匀加速直线运动 则 解析 第1课第 6 题P4 由初速度为0的匀加速直线运动推论知从飞机静止到飞机刚着陆的过程中 连续2s内的位移之比为1 3 5 7 9故飞机着陆后4s内与静止前4s内的位移之比x1 x2 7 9 1 3 4 1 答案 300m 4 1 第1课第 6 题P4 应用逆向思维法巧解速度减为0的匀减速直线运动的一般步骤 图示 选取研究过程的时间起点 时间终点是物体的速度减为0 时间起点是飞机刚降落 终点是飞机静止 第1课方法便笺P4 判断物体速度减为0以后保持静止还是做反向的匀加速直线运动 飞机静止 逆向思维 把物体运动看成是初速度为0的匀加速直线运动 v0 0m s a 6m s2 第1课方法便笺P4 运用基本关系式和推论解题 逆向思维的优点 可以把初速度看成0 基本关系式与推论中有v0的一项都可以消去 简化计算 而且可以使用初速度为0的匀加速直线运动的5个推论解题 第1课方法便笺P4 7 如图所示木杆长5m 上端固定在某一点 由静止放开后让它自由落下 不计空气阻力 木杆通过悬点正下方20m处圆筒AB 圆筒AB长为5m 取g 10m s2 求木杆通过圆筒AB的过程中的平均速度是多少 第1课第 7 题P4 法一 运用平均速度定义式 木杆的下端到达圆筒上端A用时木杆的上端离开圆筒下端B用时则木杆通过圆筒所用的时间木杆通过圆筒的平均速度 解析 在计算杆通过圆筒的时间时 既不能将杆视为质点 也不能将圆筒视为质点 注意确定杆通过圆筒的开始时刻和终止时刻 以及这段时间内木杆的下落高度 第1课第 7 题P4 8 某校一课外活动小组自制一枚火箭 设火箭从地面发射后 始终在垂直于地面的方向上运动 火箭点火后可认为做匀加速直线运动 经过4s到达离地面40m高处时燃料恰好用完 若不计空气阻力 取g 10m s2 求 燃料恰好用完时火箭的速度 火箭上升离地面的最大高度 火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间 第1课第 8 题P5 设燃料用完时火箭的速度为v1 火箭上升分为两个过程 第一个过程为初速度为0的匀加速直线运动 第二个过程为竖直上抛运动至到达最高点 对火箭匀加速上升运动过程有代入数据解得v1 20m s 对竖直上抛运动有 解析 火箭运动到最高点的过程分为有燃料时的匀加速运动和燃料用尽后的竖直上抛运动两部分 匀加速运动的位移已知 则求得竖直上抛运动到最高点的位移 两者相加即可求火箭从静止运动到最高点的位移 代入数据解得h2 20m所以火箭上升离地面的最大高度h h1 h2 40m 20m 60m 第1课第 8 题P5 法一 分段研究 从燃料用完到运动至最高点的过程中 由v1 gt2得从最高点落回地面的过程中有代入h 60m得t3 故总时间法二 全程研究 考虑从燃料用完到残骸落回地面的竖直上抛全过程 以竖直向上为正方向 有 h1 v1t 代入数据解得t 或t 舍去 故 第1课第 8 题P5 答案 20m s 60m 竖直上抛运动 图示 概念 将物体以一定的初速度竖直向上抛出 物体只在重力作用下所做的运动叫做竖直上抛运动 基本特点 物体的初速度v0 0且竖直向上 只受重力作用 加速度恒为g的匀变速直线运动 处理方法 第1课方法便笺P5 匀减速直线运动 竖直向上为正方向 自由落体运动 竖直向下为正方向 速度 g 竖直向下 0 g 竖直向下 v0 竖直向上 加速度 初速度 运动时间 位移 下降阶段 分段研究 上升阶段 第1课方法便笺P5 整体研究 取初速度的方向为正方向 全过程为初速度为v0 加速度大小为g的匀变速直线运动 竖直上抛运动 规律 图像 v t图像 h t图像 第1课方法便笺P5 h 注意 竖直上抛运动中 物体在某一位置时 有可能在向上运动 也有可能在向下运动 因此可能有双解 对称性 速度对称性质点在通过同一高度位置时 上升速度与下落速度大小相等 方向相反 时间对称性物体在通过同一段高度时 上升时间和下落时间相等 第1课方法便笺P5 竖直上抛运动