专题一直线运动(讲解部分)课件.pptx
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- 专题 直线运动 讲解 部分 课件
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1、专题一 直线运动高考物理高考物理 江苏省专用江苏省专用考点一运动的描述考点一运动的描述1.质点:用来代替物体的有质量的点。在所研究的问题中,只有当物体的体积和形状处于次要或可忽略的地位时,才能把物体当成质点处理。2.参考系:在描述物体的运动时,被选定为参考、假定为不动的其他物体。选取不同的参考系,对同一物体运动的描述一般不同。一般情况下,选地面或相对地面静止的物体为参考系。3.位移:描述质点位置变化的物理量,是矢量,方向由初位置指向末位置,大小是初、末位置间有向线段的长度。v考点考点清单清单4.速度:描述物体运动快慢的物理量,是矢量。(1)平均速度:物体通过的位移与通过该段位移所用时间的比值,
2、即=。它是对运动快慢的粗略描述。(2)瞬时速度:物体在某一时刻或某一位置的速度,是对运动的精确描述。vxt瞬时速度的大小称为速率。5.加速度:描述速度变化的快慢的物理量,是矢量。a=,方向与v的方向一致。vt考点二匀变速直线运动、运动图像、追及与相遇问题考点二匀变速直线运动、运动图像、追及与相遇问题一、匀变速直线运动的规律1.基本公式速度公式:v=v0+at位移公式:x=v0t+at22.基本推论v2-=2axx=aT2=1220v2tvv02vv二、运动的图像1.x-t图像的意义(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。(2)图线斜率的意义a.图线上某点切线的斜率的大小表
3、示物体速度的大小。b.图线上某点切线的斜率的正负表示物体速度的方向。2.两种特殊的x-t图像(1)匀速直线运动的x-t图像是一条倾斜的直线。(2)若x-t图像是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态。3.v-t图像的意义(1)物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。(2)图线斜率的意义a.图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小。b.图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向。思考:匀速直线运动的v-t图线斜率有什么意义呢?剖析:匀速直线运动的v-t图线的斜率为零,表示其加速度等于零。(3)图线与时间轴围成的“面积”的意义a.图线与时间轴围成的面积表示相应时
4、间内的位移的大小。b.若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向。4.两种特殊的v-t图像(1)匀速直线运动的v-t图线是与横轴平行的直线。(2)匀变速直线运动的v-t图线是一条倾斜的直线。思考:x-t图像和v-t图像在使用时应注意什么?剖析:(1)无论是x-t图像还是v-t图像都只能描述直线运动。(2)x-t图像和v-t图像不表示物体运动的轨迹。三、追及与相遇问题1.追及问题的两类情况(1)若后者能追上前者,追上时,两者处于同一位置,且后者速度一定不小于前者速度。(2)若追不上前者,则当后者速度与前者速度相等时,二者相距
5、最近。2.相遇问题的两种情况相遇分为追及相遇和相向运动相遇两种情形,其主要条件是两物体在相遇时刻的位置坐标相同。四、自由落体与竖直上抛运动1.自由落体运动(1)自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,因此,它是初速度为零、加速度等于重力加速度g的匀加速直线运动。(2)自由落体运动的基本规律速度v=gt 位移h=gt22.竖直上抛运动(1)竖直上抛运动是初速度竖直向上、只在重力作用下的物体的运动。(2)竖直上抛运动的基本规律速度v=v0-gt位移h=v0t-gt21212(3)竖直上抛运动具有对称性如图所示,物体以初速度v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为最高点,则:a.时间
6、的对称性物体上升过程中从A到C所用时间tAC和下降过程中从C到A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA。b.速度的对称性物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等。拓展一对加速度的理解拓展一对加速度的理解1.加速度知能拓展知能拓展延伸:比值定义法。用两个基本物理量的“比”定义一个新的物理量的方法称为比值定义法。比值定义法的共同特点:被定义的物理量有自身的固定属性,与定义式里的物理量并没有直接关系,也就是只能用“比值”反映被定义物理量的意义。在运动学中,坐标x反映质点所在位置,x反映位置的变化量,反映位置变化的快慢,该比值被称为速度v,反映质点运动的快慢,而v与x、x、t均无关。
7、v反映速度的变化情况,反映速度变化的快慢,该比值被称为加速度a(也叫速度的变化率),而a与v、v、t均无关。对于质量一定的某个物体,其加速度a决定于所受的合外力F。思考:(1)做匀速直线运动的物体,位移x逐渐增大,其速度也随之增大吗?xtvt(2)汽车启动的瞬间,其速度为零,其加速度也为零吗?剖析:(1)做匀速直线运动的物体,速度恒定不变,与物体运动位移x的多少、运动时间的长短均无关,但可以用获得该物体做匀速直线运动的速度。(2)汽车启动的瞬间,由a=可知,牵引力使汽车立即获得加速度,但速度不能突变,需要一定时间的积累才能获得。另外,a与v无关,故v=0时,a不一定等于零。2.平均加速度与瞬时
8、加速度(1)匀变速直线运动:平均加速度与瞬时加速度相等。(2)变加速运动:a=表示t时间内的平均加速度;t趋近于0时,a=表示瞬时加速度。xtFmvtvt例1关于物体的运动,下面情况可能存在的是()A.加速度在减小,速度在增加B.加速度方向始终改变而速度不变C.加速度和速度大小都在变化,加速度最大时速度最小,速度最大时加速度最小D.加速度为负值时,物体做加速运动解析对于加速直线运动,当加速度减小时,速度也在增加,只不过增加得越来越慢,A可能;加速度方向发生改变,即加速度存在,有加速度存在速度就在改变,B不可能;加速度仅仅反映速度改变的快慢,若加速度方向与速度方向相反,加速度最大时,速度减小得最
9、快,当然速度可能最小,若加速度方向与速度方向相同,当加速度最小时,速度增大得最慢,加速度为零时,速度可能取最大值,C可能;如果速度和加速度都为负值,即二者方向相同,则物体做加速运动,D可能。答案ACD例2关于加速度的判断,下列几种说法中正确的是()A.对于点火后即将升空的火箭,因为火箭还没有运动,所以加速度一定为零B.轿车紧急刹车,速度变化很快,所以加速度很大C.高速行驶的磁悬浮列车,因为速度很大,所以加速度也一定很大D.尽管“天宫二号”空间实验室绕地球匀速转动,但加速度不为零解析加速度描述速度变化的快慢,与速度大小及变大变小无关,火箭点火后瞬间速度为零但加速度不为零,选项A错误;轿车紧急刹车
10、,速度短时间内减为零,所以加速度很大,选项B正确;速度大不一定速度变化快,选项C错误;做匀速圆周运动的物体速度方向在变,有向心加速度,选项D正确。答案BD拓展二匀变速直线运动的规律及其应用拓展二匀变速直线运动的规律及其应用1.匀变速直线运动的规律要特别注意公式的矢量性。v0、v、a、x都是矢量,基本公式和平均速度公式都是矢量式。在应用时,有两种处理方式:(1)一般情况下,规定初速度方向为正方向,与初速度同向的量取正值,反向的量取负值。(2)在规定正方向后,对方向不明的物理量,可假设与正方向相同,若求出是正值,表示该量的方向与规定的正方向相同;若求出是负值,说明该量的方向与规定的正方向相反。2.
11、解决匀变速直线运动问题的基本步骤(1)弄清物体的运动过程,画出运动过程示意图。(2)明确研究过程对应的已知量和待求量,并统一单位后标在示意图上。(3)规定正方向(一般取初速度v0的方向为正方向),对无法确定方向的未知量,可以先假设与正方向相同,待求解后,再根据正负确定所求物理量的方向。(4)根据已知量与待求量的特点,选用适当的公式列方程。适合直接利用推论的尽可能选用推论解题,简单方便。(5)计算出结果并判断其是否符合题意和实际情况。公式优选法例3卡车原来以大小为10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,因为道口出现红灯,司机从较远的地方即开始刹车,使卡车匀减速前进,当卡车减速到2m/s时,交通灯变
12、为绿灯,司机当即放开刹车开始匀加速,并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度大小,从刹车开始到恢复原速共用了12s。求:(1)卡车在减速与加速过程中的加速度大小;(2)卡车在开始刹车后2s末及10s末的瞬时速度大小。解析(1)由题意并结合运动过程示意图(如图所示)有:3t=12s,则t=4s由加速度定义式得:a1=m/s2=-1m/s2,a2=m/s2=2m/s2(2)卡车在开始刹车后2s末的速度大小为v1=vA+a1t=10m/s-12m/s=8m/s,10s末的速度大小为v2=vB+a2t=2m/s+2(10-8)m/s=6m/s。-2BAvvt2-1024-CBvvt10-24
13、答案(1)1m/s22m/s2(2)8m/s6m/s例4一电梯启动时匀加速上升,加速度为2m/s2;制动时匀减速上升,加速度为-1m/s2,楼高52m。若电梯上升的最大速度为6m/s,则电梯上升到楼顶的最短时间是多少?解析要使电梯上升到楼顶所用的时间最短,电梯以最大速度运动的时间应最长,运动过程如图所示。匀加速上升时:v1=a1t1t1=s=3sx1=t1=3m=9m匀减速上升时:v2=v1+a2t3,即0=6-t3,则t3=6s11va6212v62x3=t3=6m=18m匀速运动时间t2=s=s总时间t=t1+t2+t313.17s12v6221xv52-9-186256答案13.17s拓
14、展三运动图像的理解与应用拓展三运动图像的理解与应用1.位移图像与速度图像的比较与理解比较内容x-t图像v-t图像图像其中为抛物线其中为抛物线物理意义反映的是位置随时间的变化规律反映的是速度随时间的变化规律交点意义不同x-t图线交点表示对应物体相遇不同v-t图线交点表示对应物体某时刻速度相同函数表达式x=x0-vtv=v0-atx=x0v=v0 x=vtv=atx=kt2v=kt2物体的运动性质表示从正位移处开始一直做反向的匀速直线运动并经过零位移处表示先做正向的匀减速运动,再做反向的匀加速运动表示物体静止不动表示物体做正向的匀速直线运动表示物体从零位移处开始做正向的匀速直线运动表示物体从静止开
15、始做正向的匀加速直线运动表示物体做匀加速直线运动表示物体做加速度增大的加速直线运动斜率的意义斜率的大小表示速度的大小,斜率的正负表示速度的方向斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向图线与横轴围成的“面积”的意义无实际意义表示相应时间内的位移例5(2018江苏镇江一模,4)甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的图像如图所示,下列说法正确的是()A.甲车做直线运动,乙车做曲线运动B.在0t1时间内,甲车平均速度小于乙车平均速度C.在0t2时间内,丙、丁两车在t2时刻相距最远D.在0t2时间内,丙、丁两车加速度总是不相同的解析x-t图像只能描述直线运动,在0t1时间内,甲、
16、乙的位移相等,则甲车平均速度等于乙车平均速度,选项A、B错误;由v-t图线与时间轴围成的面积表示位移可知,0t2时间内,丙、丁两车图线与时间轴围成的部分在t2时刻面积差最大,所以相距最远,故C正确;v-t图像的斜率表示加速度,则由图像可知在0t2时间内,丙、丁两车的加速度有相同的时刻,选项D错误。答案C解题关键要求同学们能根据图像读出有用信息,关键要知道v-t图像斜率的物理意义,注意位移-时间图像和速度-时间图像的区别。例6(2018江苏无锡期末,7)宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度的概念。加速度对时间的变化率称为急动度,其方向与加速度的变化方向相同。一质点从静止
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