2018-2019学年高中物理 第一章 运动的描述章末总结学案 教科版必修1.doc

第一章 运动的描述章末总结一、平均速度和瞬时速度平均速度瞬时速度实际应用定义物体在某一段时间内完成的位移与所用时间的比值物体在某一时刻或经过某一位置时的速度物理实验中通过光电门测速，如图所示把遮光条通过光电门时间内的平均速度视为瞬时速度定义式v(t趋于零)矢量性矢量，平均速度方向与物体位移方向相同矢量，瞬时速度方向与物体运动方向相同，沿其运动轨迹切线方向例1 三个质点A、B、C的运动轨迹如图1所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点，设无往返运动，下列说法正确的是()图1A.三个质点从N到M的平均速度相同B.三个质点在任意时刻的速度方向都相同C.三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D.三个质点从N到M的平均速率相同解析位移与通过该段位移所用时间的比值叫平均速度，本题中A、B、C三个质点在相同时间内的位移相同，大小都等于MN的长度，方向由N指向M，所以它们的平均速度相同，A正确；瞬时速度是表征质点在某时刻运动快慢和方向的物理量，本题中B质点做单向直线运动，速度方向恒定，A、C两质点做曲线运动，速度方向时刻在变，B错误；三个质点从N点出发到任意时刻(未达到M点)，平均速度的方向不同，C错误；由平均速率的定义可知，由N到M，A、C两质点的平均速率相等，且大于B质点的平均速率，D错误。答案A针对训练1 2011年上海游泳世锦赛男子1 500 m自由泳决赛中，中国选手孙杨一路领先，以14分34秒14夺冠，并打破哈克特保持10年之久的世界纪录，为中国男队夺取了首枚奥运项目的世锦赛金牌，成为本届世锦赛双冠王。孙杨之所以能够取得冠军，取决于他在比赛中()A.某时刻的瞬时速度大B.触壁时的瞬时速度大C.平均速率大D.任何时刻的速度都大解析孙杨在1 500 m自由泳中取得冠军，说明他游完1 500 m的路程用时最短，所以他的平均速率最大，但并不表明他在某时刻的速度一定就大，C正确，A、B、D错误。答案C二、速度、速度变化量和加速度速度速度变化量加速度定义式vvvtv0a决定因素v的大小由v0、a、t决定v由vt与v0进行矢量运算得到，由vat知，v由a与t决定a不是由v0、vt、t、v来决定方向即物体运动的方向由a的方向决定与v的方向一致，而与v0、vt的方向无关例2 (多选)关于速度、速度变化、加速度，下列说法正确的是()A.速度变化越大，加速度越大B.速度变化越快，加速度越大C.加速度方向保持不变，速度方向也一定保持不变D.加速度不断减小，速度可能不断减小解析由加速度的定义式a，可知加速度的大小是由速度的变化量和发生这一变化所用的时间共同确定的。速度变化量大，所用时间不确定，加速度不一定越大，故选项A错误；加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度变化越快，加速度一定越大，故选项B正确；加速度的方向与速度的变化量v的方向相同，与速度方向没有必然的联系，故选项C错误；速度是增大还是减小，与加速度和速度方向关系有关，同向则速度增大，反向则速度减小，D选项正确。答案BD针对训练2 某汽车做匀变速直线运动，10 s内速度从5 m/s 增加到25 m/s，求加速度的大小和方向。如遇紧急情况刹车，2 s内速度减为零，求此过程中加速度的大小和方向(设加速度恒定)。解析a1 m/s22 m/s2，方向与初速度(运动方向)相同，a2 m/s212.5 m/s2，方向运动方向方向相反。答案2 m/s2方向与初速度相同12.5 m/s2方向与运动方向相反三、匀变速直线运动问题的分析技巧 1.常用公式法匀变速直线运动的常用公式有：vtv0at，xv0tat2，vv2ax。使用时应注意v0、vt、a、x都是矢量，一般以v0方向为正方向，其余物理量与正方向相同的为正，与正方向相反的为负。2.平均速度法(1)，此式为平均速度的定义式，适用于任何运动。(2)v(v0vt)，只适用于匀变速直线运动。3.比例法对于初速度为零的匀加速直线运动或末速度为零的匀减速直线运动，可利用初速度为零的匀加速直线运动的推论，用比例法解题。4.逆向思维法把运动过程的“末态”看成“初态”的反向研究问题的方法。例如，末速度为零的匀减速直线运动可以看成反向的初速度为零的匀加速直线运动。5.图像法应用vt图像可把复杂的物理问题转化为较为简单的数学问题解决，尤其是用图像定性分析，可避免繁杂的计算，快速求解。例3 物体以一定的初速度冲上固定的光滑斜面，到达斜面最高点C时速度恰好为零，如图2所示。已知物体运动到斜面长度处的B点，所用时间为t，求物体从B滑到C所用的时间。图2解析法1逆向思维法物体向上匀减速冲上斜面，相当于向下匀加速滑下斜面。故xBC，xAC，又xBC，解得tBCt。法2比例法对于初速度为零的匀变速直线运动，在连续相等的时间里通过的位移之比为x1x2x3xn135(2n1)。现有xBCxBA13。通过xAB的时间为t，故通过xBC的时间tBCt。法3中间时刻速度法利用教材中的推论：中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度，则AC又v2axAC，v2axBC，xBC由以上各式解得vB可以看出vB正好等于AC段的平均速度，因此B点是中间时刻的位置，因此有tBCt。法4图像法利用相似三角形面积之比等于对应边平方比的方法，作出vt图像，如图所示，且SAOC4SBDC，ODt，OCttBC所以，得tBCt。答案t应用匀变速直线运动的规律研究具体的运动问题，首先要明确物体做什么运动，然后确定已知参量和待求的运动参量，据此灵活选择运动学公式进行求解。针对训练3 一物体以某一速度冲上一光滑斜面，前4 s的位移为1.6 m，随后4 s的位移为零，那么物体的加速度多大？解析设物体的加速度大小为a，由题意知a的方向沿斜面向下。法一基本公式法物体前4 s的位移为1.6 m，是减速运动，所以有xv0t0at，代入数据1.6v04a42随后4 s的位移为零，则物体滑到最高点所用时间为t4 s s6 s，所以初速度v0ata6由以上两式得物体的加速度为a0.1 m/s2。法二推论v法物体2 s末时的速度即前4 s内的平均速度为v2 m/s0.4 m/s。物体6 s末的速度为v60，所以物体的加速度大小为a m/s20.1 m/s2。法三推论xaT2法由于整个过程a保持不变，是匀变速直线运动，由xat2得物体加速度大小为a m/s20.1 m/s2。法四由题意知，此物体沿斜面速度减到零后，又逆向加速。全过程应用xv0tat2得1.6v04a421.6v08a82由以上两式得a0.1 m/s2，v00.6 m/s。答案0.1 m/s2四、运动图像的意义及应用识图六看：一看“轴”：纵、横轴所表示的物理量，特别要注意纵轴是位移x，还是速度v。 二看“线”：图线反映运动性质，如xt 图像为倾斜直线表示匀速直线运动，vt图像为倾斜直线表示匀变速直线运动。三看“斜率”：“斜率”往往代表一个物理量。xt图像斜率表示速度；vt图像斜率表示加速度。四看“面积”：主要看纵、横轴物理量的乘积有无意义。如xt 图像面积无意义，vt图像与t轴所围面积表示位移。五看“截距”：初始条件、初始位置x0或初速度v0。六看“特殊值”：如交点，xt图像交点表示相遇，vt图像交点表示速度相等(不表示相遇)。例4 (多选)在如图3所示的vt图中，A、B两质点同时从同一点在一条直线上开始运动，运动规律用A、B两图线表示，下述叙述正确的是()图3A.t1 s时，B质点运动方向发生改变B.t2 s时，A、B两质点间距离一定等于2 mC.A、B同时从静止出发，朝相反的方向运动D.在t4 s时，A、B相遇解析质点的运动方向发生改变，即速度的正负发生变化，显然是在t2 s时B质点改变运动方向，选项A错误；t2 s时，质点A的位移是1 m，质点B的位移是1 m，两质点间距离一定等于2 m，选项B正确；由题图可知，t0时，A、B两者v0，此后2 s内，vA0，vBxa，则不会发生追尾事故，最近距离x40 m50 m85 m5 m，故D正确。答案BD六、匀变速直线运动的实验问题1.判断物体是否做匀变速直线运动(1)求速度，画图像，若此图像为倾斜直线，则为匀变速直线运动。(2)看位移，若相邻相等时间内各段位移均匀变化，则为匀变速直线运动。2.求加速度(1)求各点速度，在图像中求斜率。(2)逐差法，(s4s5s6)(s3s2s1)a(3T)2。例6 实验中，如图6所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T0.1 s。图6(1)根据纸带可判定小车做_运动。(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD_m/s，vC_m/s，vB_m/s。在如图7所示坐标中作出小车的vt图线，并根据图线求出a_。图7(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度的物理意义是_。解析(1)根据纸带提供的数据可知xBCxABxCDxBCxDExCD12.60 cm，故小车做匀加速直线运动。(2)根据v可知vD m/s3.90 m/svC m/s2.64 m/svB m/s1.38 m/s描点连线得如图所示vt图线，根据图线斜率知a12.60 m/s2(3)图线与纵轴交点的速度的物理意义是计时时刻小车经过A点的速度。答案(1)匀加速直线(2)3.902.641.38见解析图12.60 m/s2(3)计时时刻小车经过A点的速度针对训练6 (2018三门峡高一检测)在测定匀变速直线运动的实验中，打点计时器打出一纸带，A、B、C、D为四个计数点，且两相邻计数点间还有四个点没有画出，所用交流电频率为50 Hz，纸带上各点对应刻度尺上的刻度如图8所示，则vB_ m/s，a_ m/s2。图8解析由题意知每两个相邻计数点间的时间间隔为T0.1 svB m/s0.15 m/svC m/s0.17 m/s由vCvBaT得，a m/s20.2 m/s2。答案0.150.2