運動的描述

2022-06-19 02:18:03 字數 4433 閱讀 4044

第一篇:必修一

第一章:運動的描述

第二章:**勻變速運動的規律

第三章:力物體的平衡

第四章:力與運動

第一章運動的描述

運動學問題是力學部分的基礎之一,在整個力學中的地位是非常重要的,本章是講運動的初步概念,描述運動的位移、速度、加速度等,貫穿了幾乎整個高中物理內容,儘管在前幾年高考中單純考運動學題目並不多,但力、電、磁綜合問題往往滲透了對本章知識點的考察。近些年高考中影象問題頻頻出現,且要求較高,它屬於數學方法在物理中應用的乙個重要方面。

專題一:描述物體運動的幾個基本本概念

◎ 知識梳理

1.機械運動:乙個物體相對於另乙個物體的位置的改變叫做機械運動,簡稱運動,它包括平動、轉動和振動等形式。

2.參考係:被假定為不動的物體系。

對同一物體的運動,若所選的參考係不同,對其運動的描述就會不同,通常以地球為參考係研究物體的運動。

3.質點:用來代替物體的有質量的點。它是在研究物體的運動時,為使問題簡化,而引入的理想模型。

僅憑物體的大小不能視為質點的依據,如:公轉的地球可視為質點,而比賽中旋轉的桌球則不能視為質點。 』

物體可視為質點主要是以下三種情形:

(1)物體平動時;

(2)物體的位移遠遠大於物體本身的限度時;

(3)只研究物體的平動,而不考慮其轉動效果時。

4.時刻和時間

(1)時刻指的是某一瞬時,是時間軸上的一點,對應於位置、瞬時速度、動量、動能等狀態量,通常說的「2秒末」,「速度達2m/s時」都是指時刻。

(2)時間是兩時刻的間隔,是時間軸上的一段。對應位移、路程、衝量、功等過程量.通常說的「幾秒內」「第幾秒內」均是指時間。

5.位移和路程

(1)位移表示質點在空間的位置的變化,是向量。位移用有向線段表示,位移的大小等於有向線段的長度,位移的方向由初位置指向末位置。當物體作直線運動時,可用帶有正負號的數值表示位移,取正值時表示其方向與規定正方向一致,反之則相反。

(2)路程是質點在空間運動軌跡的長度,是標量。在確定的兩位置間,物體的路程不是唯一的,它與質點的具體運動過程有關。

(3)位移與路程是在一定時間內發生的,是過程量,二者都與參考係的選取有關。一般情況下,位移的大小並不等於路程,只有當質點做單方向直線運動時,二者才相等。

6.速度

(1).速度:是描述物體運動方向和快慢的物理量。

(2).瞬時速度:運動物體經過某一時刻或某一位置的速度,其大小叫速率。

(3).平均速度:物體在某段時間的位移與所用時間的比值,是粗略描述運動快慢的。

①平均速度是向量,方向與位移方向相同。

②平均速度的大小與物體不同的運動階段有關。

③v=是平均速度的定義式,適用於所有的運動,

(4).平均速率:物體在某段時間的路程與所用時間的比值,是粗略描述運動快慢的。

①平均速率是標量。

②v=是平均速率的定義式,適用於所有的運動。

③平均速度和平均速率往往是不等的,只有物體做無往復的直線運動時二者才相等。

◎ 例題評析

【例1】物體沿直線向同一方向運動,通過兩個連續相等的位移的平均速度分別為v1=10m/s和v2=15m/s,則物體在這整個運動過程中的平均速度是多少?

【分析與解答】設每段位移為s,由平均速度的定義有 ==12m/s

[點評]乙個過程的平均速度與它在這個過程中各階段的平均速度沒有直接的關係,因此要根據平均速度的定義計算,不能用公式=(v0+vt)/2,因它僅適用於勻變速直線運動。

【例2】.一質點沿直線ox方向作加速運動,它離開o點的距離x隨時間變化的關係為x=5+2t3(m),它的速度隨時間變化的關係為v=6t2(m/s),求該質點在t=0到t=2s間的平均速度大小和t=2s到t=3s間的平均速度的大小。

【分析與解答】當t=0時,對應x0=5m,當t=2s時,對應x2=21m,當t=3s時,對應x3=59m,則:t=0到t=2s間的平均速度大小為=8m/s

t=2s到t=3s間的平均速度大小為=38m/s

[點評]只有區分了求的是平均速度還是瞬時速度,才能正確地選擇公式。

【例3】一架飛機水平勻速地在某同學頭頂飛過,當他聽到飛機的發動機聲音從頭頂正上方傳來時,發現飛機在他前上方與地面成600角的方向上,據此可估算出此飛機的速度約為聲速的多少倍?

【分析與解答】設飛機在頭頂上方時距人h,則人聽到聲音時飛機走的距離為: h/3

對聲音:h=v聲t

對飛機: h/3=v飛t

解得:v飛=v聲/3≈0.58v聲

[點評]此類題和實際相聯絡,要畫圖才能清晰地展示物體的運動過程,挖掘出題中的隱含條件,如本題中聲音從正上方傳到人處的這段時間內飛機前進的距離,就能很容易地列出方程求解。

【例4】如圖所示,聲源s和觀察者a都沿x軸正方向運動,相對於地面的速率分別為vs和va.空氣中聲音傳播的速率為vp.設vs(1)若聲源相繼發出兩個聲訊號,時間間隔為△t,.請根據發出的這兩個聲訊號從聲源傳播到觀察者的過程,確定觀察者接收到這兩個聲訊號的時間間隔△t'.

(2)請利用(1)的結果,推導此情形下觀察者接收到的聲波頻率與聲源發出的聲波頻率間的關係式.

【分析與解答】: (1)如圖所示,設為聲源s發出兩個訊號的時刻,為觀察者接收到兩個訊號的時刻.則第乙個訊號經過時間被觀察者a接收到,第二個訊號經過時間被觀察者a接收到.且

設聲源發出第乙個訊號時,s、a兩點間的距離為l,兩個聲訊號從聲源傳播到觀察者

的過程中,它們運動的距離關係如圖所示.可得

由以上各式,得

(2)設聲源發出聲波的振動週期為t,這樣,由以上結論,觀察者接收到的聲波振動

的週期t'為 。

由此可得,觀察者接受到的聲波頻率與聲源發出聲波頻率間的關係為

[點評]有關勻速運動近幾年高考考查較多,如宇宙膨脹速度、超聲波測速等,物理知識極其簡單,但對理解題意、建立模型的能力要求較高。解本題時,通過作圖理解和表述運動過程最為關鍵。

◎ 能力訓練1

1.下列關於速度和速率的說法正確的是

①速率是速度的大小

②平均速率是平均速度的大小

③對運動物體,某段時間的平均速度不可能為零

④對運動物體,某段時間的平均速率不可能為零

abcd.③④

2.試判斷下列幾個速度中哪個是平均速度

a.子彈出槍口的速度800 m/s

b.小球第3 s末的速度6 m/s

c.汽車從甲站行駛到乙站的速度40 km/h

d.汽車通過站牌時的速度72 km/h

3.一輛汽車從甲地開往乙地的過程中,前一半時間內的平均速度是30 km/h,後一半時間的平均速度是60 km/h.則在全程內這輛汽車的平均速度是

a.35 km/hb.40 km/h

c.45 km/hd.50 km/h

4.乙個學生在百公尺賽跑中,測得他在7 s末的速度為9 m/s,10 s末到達終點的速度為 10.2 m/s,則他在全程內的平均速度是

a.9 m/sb.9.6 m/s

c.10 m/sd.10.2 m/s

5.物體通過兩個連續相等位移的平均速度分別為v1=10 m/s,v2=15 m/s,則物體在整個運動過程中的平均速度是.

a.13.75 m/sb.12.5 m/s

c.12 m/sd.11.75 m/s

6.兩列火車相向而行,第一列的速度大小為36km/h,第二列為54km/h。第一列火車上的乘客測出第二列火車從他旁邊通過所用的時間為5s。以下結論正確的是

a.兩列火車的長度之和為125m

b.第二列火車的長度是125m

c.第二列火車的長度是75m

d.由於第一列火車的長也未知,故無法求出第二列火車的長

7.在百公尺比賽中,計時裁判員應在看到發令員放槍的「白煙」,立即啟動秒錶計時開始。若計時裁判員是聽到槍響才啟動秒錶,則他因此而晚計時多少?(設聲波速度340m/s,且遠小於光速)

8.如圖所示,左圖是在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖,測速儀發出並接收超聲波脈衝訊號,根據發出和接收到的訊號間的時間差,測出被測物體的速度,右圖中p1 、p2是測速儀發出的超聲波訊號,n1、n2分別是p1、p2由汽車反射回來的訊號.設測速儀勻速掃瞄,p1、p2之間的時間間隔為δt=1.0s,超聲波在空氣中傳播的速度是v=340m/s,若汽車是勻速行駛的,則根據右圖可知,汽車在接收到p1、p2兩個訊號之間的時間內前進的距離是____m,汽車的速度是____m/s。

9.一支300m長的隊伍,以1m/s的速度行軍,通訊員從隊尾以3m/s的速度趕到隊首,並立即以原速率返回隊尾,求通訊員的位移和路程各是多少?

10.火車從甲站到乙站正常行駛速度是60km/h,有一次火車從甲站開出,由於遲開了5分鐘,司機把速度提高到72km/h,才剛好正點到達乙站。求:

(1)甲、乙兩站間的距離

(2)火車從甲站到乙站正常行駛的時間

專題二.加速度

◎ 知識梳理

1.加速度是描述速度變化快慢的物理量。

2.速度的變化量與所需時間的比值叫加速度。

3.公式:a=,單位:m/s2是速度的變化率。

4.加速度是向量,其方向與的方向相同。

5.注意v,的區別和聯絡。大,而不一定大,反之亦然。

運動的描述 總結

典例分析 例1 下列關於質點的說法中,正確的是 a 質點是乙個理想化模型,實際上並不存在,所以,引入這個概念沒有多大意義。b.體積很小 質量很小的物體都可看成質點。c.不論物體的質量多大,只要物體的形狀和大小對所研究的問題沒有影響或影響可以不略不計,就可以看成質點。d.只有低速運動的物體才可看成質點...

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