翰林匯翰林匯翰林匯翰林匯課題第一單元直線運動型別:複習課
描述運動的基本概念
一、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、轉動和振動等運動形式.
運動是絕對的,靜止是相對的。巨集觀、微觀物體都處於永恆的運動中。
二、參考係(參照物)
參考係:在描述乙個物體運動時,選作標準的物體(假定為不動的物體)
1描述乙個物體是否運動,決定於它相對於所選的參考係的位置是否發生變化,由於所選的參考係並不是真正靜止的,所以物體運動的描述只能是相對的.
2.描述同一運動時,若以不同的物體作為參考係,描述的結果可能不同,
3.參考係的選取原則上是任意的,但是有時選運動物體作為參考係,可能會給問題的分析、求解帶來簡便,
一般情況下如無說明, 通常都是以地球作為參考係來研究物體的運動.
三、質點
研究乙個物體的運動時,如果物體的形狀和大小屬於無關因素或次要因素,對問題的研究沒有影響或影響可以忽略,為使問題簡化,就用乙個有質量的點來代替物體.用來代替物體的有質量的點做質點.
可視為質點有以下兩種情況
物體的形狀和大小在所研究的問題中可以忽略,可以把物體當作質點。
作平動的物體由於各點的運動情況相同,可以選物體任意乙個點的運動來代表整個物體的運動,可以當作質點處理。
物理學對實際問題的簡化,叫做科學的抽象。科學的抽象不是隨心所欲的,必須從實際出發。
像這種突出主要因素,排除無關因素,忽略次要因素的研究問題的思想方法,即為理想化方法,質點即是一種理想化模型.
四、時刻和時間
時刻:是指某一瞬時,在時間軸上表示為某一點,如第3s末、3s時(即第3s末)、第4s初(即第3s末)均表示為時刻. 時刻與狀態量相對應:如位置、速度、動量、動能等。
時間:兩個時刻之間的間隔,在時間軸上表示為兩點之間的線段長度,
如:4s內(即0至第4末) 第4s(是指1s的時間間隔) 第2s至第4s均指時間。
會時間間隔的換算:時間間隔=終止時刻-開始時刻。
時間與過程量相對應。如:位移、路程、衝量、功等
五、位置、位移、路程
位置:質點的位置可以用座標系中的乙個點來表示,
在一維、二維、三維座標系中表示為s(x) 、s (x,y) 、s (x,y,z)
位移:表示物體的位置變化,用從初位置指向末位置的有向線段來表示,線段的長短表示位移的大小,
箭頭的方向表示位移的方向。 相對所選的參考點(必一定是出發點)及正方向
位移是向量,既有大小,又有方向。
注意:位移的方向不一定是質點的運動方向。如:豎直上拋物體下落時,仍位於拋出點的上方;彈簧振子向平衡位置運動時。
單位:m
位移與路徑無關,只由初末位置決定
路程:物體運動軌跡的實際長度,路程是標量,與路徑有關。
說明:一般地路程大於位移的大小,只有物體做單向直線運動時,位移的大小才等於路程。
時刻與質點的位置對應,時間與質點的位移相對應。
位移和路程永遠不可能相等(類別不同,不能比較)
物理量的表示:方向+數值+單位
六、速度、速率、瞬時速度、平均速度、平均速率
速度:表示質點的運動快慢和方向,是向量。它的大小用位移和時間的比值定義,
方向就是物體的運動方向,也是位移的變化方向,但不一定與位移方向相同。
平均速度:定義:運動物體位移和所用時間的比值叫做平均速度。定義式: =s/t
平均速的方向:與位移方向相同。
說明:向量:有大小,有方向
平均速度與一段時間(或位移)相對應
平均速度與哪一段時間內計算有關
平均速度計算要用定義式,不能亂套其它公式
只有做勻變速直線運動的情況才有特殊(即是等於初末速度的一半)
此時平均速度的大小等於中時刻的瞬時速度,並且一定小於中位移速度
瞬時速度: 概念的引入:由速度定義求出的速度實際上是平均速度,它表示運動物體在某段時間內的平均快慢程度,它只能粗
略地描述物體的運動快慢,要精確地描述運動快慢,就要知道物體在某個時刻(或經過某個位置)時運動的快慢,因此而引入瞬時速度的概念.
瞬時速度的含義:運動物體在某一時刻(或經過某一位置)時的速度,叫做瞬時速度.
瞬時速度是向量,大小等於運動物體從該時刻開始做勻速運動時速度的大小。
方向:物體經過某一位置時的速度方向,軌跡是曲線,則為該點的切線方向。
瞬時速率就是瞬時速度的大小,是標量。
平均速率表示運動快慢,是標量,指路程與所用時間的比值。
七、勻速直線運動
1.定義:在相等的時間裡位移相等的直線運動叫做勻速直線運動.
2.特點:a=0,v=恒量.
3.位移公式:s=vt.
八、加速度
物理意義:描述速度變化快慢的物理量(包括大小和方向的變化),
大小定義:速度的變化與所用時間的比值。 定義式:a=(即單位時間內速度的變化)
加速度是向量方向:現象上與速度變化方向相同,本質上與質點所受合外力方向一致。
質點作加速直線運動時,a與v方向相同; 作減速直線運動時,a與v方向相反。
勻變速直線運動概念:物體在一條直線上運動:如果在相等時間內速度變化相等,這種運動叫勻變速直線運動。(可以往返)如豎直上拋)
理解清楚:速度、速度變化、速度變化的快慢 v、△v、a無必然的大小決定關係。
加速度的符號表示方向。(其正負只表示與規定的正方向比較的結果)。
為正值,表示加速度的方向與規定的正方向相同。但並不表示加速運動。
為負值,表示加速度的方向與規定的正方向相反。但並不表示減速運動。
判斷質點作加減速運動的方法:是加速度的方向與速度方向的比較,若同方向表示加速。
並不是由加速度的正負來判斷。有加速度並不表示速度有增加,只表示速度有變化,
是加速還是減速由加速度的方向與速度方向是否相同去判斷。
a的向量性:a在v方向的分量,稱為切向加速度,改變速度大小變化的快慢.
a在與v垂直方向的分量,稱為法向加速度,改變速度方向變化的快慢.
所以a與v成銳角時加速,成鈍角時減速
判斷質點作直曲線運動的方法:加速度的方向與速度方向是否在同一條直線上。
1、靈活選取參照物
說明:靈活地選取參照物,以相對速度求解有時會更方便。
2、明確位移與路程的關係
說明:位移和路程的區別與聯絡。位移是向量,是由初始位置指向終止位置的有向線段;路程是標量,是物體運動軌跡的總長度。
一般情況位移的大小不等於路程,只有當物體作單向直線運動時路程才等於位移的大小。
3、充分注意向量的方向性
說明:特別要注意速度的方向性。平均速度公式和加速度定義式中的速度都是向量,要考慮方向。本題中以返回a點時的速度方向為正,因此ab段的末速度為負。
注意:平均速度和瞬時速度的區別。平均速度是運動質點的位移與發生該位移所用時間的比值,它只能近似地描述變速運動情況,而且這種近似程度跟在哪一段時間內計算平均速度有關。
平均速度的方向與位移方向相同。瞬時速度是運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度。某時刻的瞬時速度,可以用該時刻前後一段時間內的平均速度來近似地表示。
該段時間越短,平均速度越近似於該時刻的瞬時速度,在該段時間趨向零時,平均速度的極限就是該時刻的瞬時速度。
4、勻速運動的基本規律應用
勻變速直線運動
一、 勻速直線運動:
定義:物體在一條直線上運動,如果在相等的時間裡位移相等,這種運動叫做勻變速直線運動.
特點:速度的大小方向均不變.
位移公式: s=vt
勻速直線運動的s-t和v-t圖線
s-t圖線特點:一次函式圖線,圖線的斜率表示速度的大小方向由圖線特點決定
v-t圖線特點:平行與時間軸的直線,「面積」表示位移的大小。
二、勻變速直線運動
1. 定義:在相等的時間內速度的變化相等的直線運動叫做勻變速直線運動.
2. 特點:a=恒量.即加速度是恆定的變速直線運動
a=恒量且a方向與v方向相同,是勻加速直線運動;a=恒量且a方向與v方向相反,是勻減速直線運動
基本公式: vt = v0 + a t s = vo t +a t2
常用推論:
( 1 ) 推論:vt2 -v02 = 2as (勻加速直線運動:a為正值勻減速直線運動:a為正值)
( 2 ) s=.(即:)
在某段時間內的平均速度,等於該段時間的中間時刻的瞬時速度,
(3)在任兩個連續相等的時間裡的位移之差是個恒量,即δs= sⅱ- sⅰ=at2=恒量.
說明:(1)以上公式只適用於勻變速直線運動.
(2)四個公式中只有兩個是獨立的,即由任意兩式可推出另外兩式.四個公式中有五個物理量,而兩個獨立方程只能解出兩個未知量,所以解題時需要三個已知條件,才能有解.
(3)式中v0、vt、a、s均為向量,方程式為向量方程,應用時要規定正方向,凡與正方向相同者取正值,相反者取負值;所求向量為正值者,表示與正方向相同,為負值者表示與正方向相反.通常將v0的方向規定為正方向,以v0的位置做初始位置.
(4)以上各式給出了勻變速直線運動的普遍規律.一切勻變速直線運動的差異就在於它們各自的v0、a不完全相同,例如a=0時,勻速直線運動;以v0的方向為正方向; a>0時,勻加速直線運動;a<0時,勻減速直線運動;a=g、v0=0時,自由落體應動;a=g、v0≠0時,豎直拋體運動.
(5)對勻減速直線運動,有最長的運動時間t=v0/a,對應有最大位移s=v02/2a,若t>v0/a,一般不能直接代入公式求位移。
幾個重要推論:初速無論是否為零的勻變速直線運動都具有的特點規律
在連續相鄰的相等的時間間隔內的位移之差為一常數;s =sn+1一sn= at2= 恒量
中時刻的即時速度等於這段位移的平均速度等於初末速度的一半.
a b段中間時刻的即時速度: vt/ 2 ***** vn (等於這段的平均速度)
ab段位移中點的即時速度: vs/2如何推出?)
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